Устройство для изменения энтальпии выделенной зоны биообъекта (варианты)

Изобретение используется в медицинской технике для воздействия на приповерхностные зоны биообъекта при повышении теплового и токового уровня в этих зонах. Устройство для изменения энтальпии выделенной зоны биообъекта содержит оголенные металлические проводники, установленные с возможностью контакта с поверхностью биообъекта в выделенной зоне и образования ими охватывающего каркаса той части биообъекта, где расположена выделенная зона. Для первого варианта проводники выполнены из цилиндрической проволоки или плоских полос с поперечным сечением не менее 0,8 мм², коэффициентом теплопроводности при комнатной температуре не менее 312 Вт/м·град и удельным электросопротивлением не более 2,4×10^-2 Ом мм²/м. Во втором варианте эти проводники - металлические проводники закреплены по верхней и средней вертикальной частям внутренней поверхности обтягивающих трусов. Изобретение позволяет организовать постоянный отток избыточной энергии из очага воспаления. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение предназначено для постоянного воздействия на отдельные зоны биообъекта при повышении теплового уровня в этих зонах, что является одним из основных признаков хронического воспалительного процесса, с постепенным сведением этого уровня до близкого к нормальному, что соответствует равновесному состоянию выделенной зоны или органа, или уменьшению энтальпии (теплосодержания) в выделенной зоне до минимальной.

Известно устройство для лечения кардиалгий и торакалгий (патент РФ №2066176). Его работа состоит в воздействии на биологически активные точки определенных областей металлическими пластинами. Недостатком подобной металлотерапии является узконаправленное воздействие металла - только через выбранные акупунктурные точки для небольшого круга заболеваний, в основном для лечения сердечных болей.

Известно устройство для лечения радикулита (патент РФ №2019202). Устройство содержит замкнутый проводник с элементом соединения, образующий замкнутый контур, и диэлектрическую гибкую часть. Элемент соединения выполнен в виде узла из концов проводника, свободных от диэлектрической гибкой части, представляющей собой покрытие проводника, которые распущены в виде многоигольчатого ежика, и предназначены для расположения на области боли. Тем самым на месте боли производятся механическое и электрическое воздействия. Недостатком изобретения является его применение для лечения только одного воспалительного процесса - радикулита. Кроме того, устройство доставляет пользователю определенные неудобства, поскольку непрерывно раздражает соответствующий участок кожного покрова.

Известно устройство энергетического воздействия на биообъект (патент РФ №2074748) для его защиты от вредных излучений разной природы и приведения в равновесное состояние его собственного энергоинформационного поля. Устройство может использоваться при заболеваниях, связанных с воспалительными процессами в тканях, повышенной температуры тела и его отдельных органов. Устройство, устанавливаемое на месте проекции болей, содержит закрепленный на подложке проводник, размещенный с образованием его осевой линией незамкнутой пространственной спиралеобразной кривой с непересекающимися витками. Проводник выполнен в виде незамкнутой винтовой цилиндрической спирали. Устройство также включает в себя регулятор интенсивности энергии воздействия. Проводник выполнен в виде электропроводного покрытия, нанесенного на диэлектрический материал, а на подложке в непосредственной близости от проводника размещены элементы, в частности теллур, лантан, гадолиний, висмут, обладающие биоэнергетической активностью. Недостатками изобретения является его сравнительная сложность, а также только частичное воздействие на биообъект - с внешней стороны - путем подавления влияния естественных и искусственных излучений с электромагнитными компонентами. Кроме того, не определено его воздействие на различных стадиях воспалительного процесса и, следовательно, эффективность воздействия на этих стадиях.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство для терапии (DE 2828936, 03.01.80), используемое для лечения ревматизма, мышечных болей, невралгий, в котором оголенные металлические проводники диаметром от 0,3 до 2,1 мм из золота, серебра или меди установлены на бандаже с застежкой, с образованием контуров, обращенных к поверхности тела. Недостатком указанного изобретения является его узко-специфическое применение.

Техническим результатом изобретения является простота устройства, удобство пользования устройством, а также образование с его помощью канала для постоянного отвода выделяющейся избыточной энергии из очага воспаления.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для изменения энтальпии выделенной зоны биообъекта, содержащем оголенные металлические проводники, установленные с возможностью контакта с поверхностью биообъекта в выделенной зоне и образования ими охватывающего каркаса той части биообъекта, где расположена выделенная зона, проводники выполнены из цилиндрической проволоки или плоских полос с поперечным сечением не менее 0,8 мм², коэффициентом теплопроводности при комнатной температуре не менее 312 Вт/м·град и удельным электросопротивлением не более 2,4×10^-2 Ом·мм²/м.

Кроме того, проводники выполнены из медной, серебряной или золотой цилиндрической или уплощенной проволоки.

Кроме того, охватывающий каркас состоит из нескольких соединенных между собой проводников или из разрозненных частей, каждая из которых является замкнутой цепью.

Кроме того, охватывающий каркас состоит из двух проводников, по крайней мере, одно из мест соединения которых выполнено с возможностью смещения одного проводника относительно другого при сохранении проводящего контакта между ними.

Технический результат достигается также тем, что в устройстве для изменения энтальпии выделенной зоны биообъекта, содержащем оголенные металлические проводники, установленные с возможностью контакта с поверхностью биообъекта в выделенной зоне и образования ими охватывающего каркаса той части биообъекта, где расположена выделенная зона, металлические проводники закреплены по верхней и средней вертикальной частям внутренней поверхности обтягивающих трусов и выполнены из цилиндрической проволоки или плоских полос с поперечным сечением не менее 0,8 мм², коэффициентом теплопроводности при комнатной температуре не менее 312 Вт/м·град и удельным электросопротивлением не более 2,4×10^-2 Ом·мм²/м.

Кроме того, проводники выполнены из медной, серебряной или золотой цилиндрической или уплощенной проволоки.

Кроме того, над каждым проводником в материале трусов выполнены вентиляционные отверстия с периодом, равным диаметру отверстия, или материал трусов выполнен сетчатым.

Кроме того, охватывающий каркас состоит из двух проводников, по крайней мере, одно из мест соединения которых выполнено с регулирующими элементами для обеспечения натяжения и плотного контакта проводника с поверхностью биообъекта.

Воспаленный орган можно рассматривать, например, как термодинамическую систему, выведенную из состояния равновесия, характеризующуюся повышенной энтальпией, или более высоким термодинамическим потенциалом Н. С внутренней энергией системы U энтальпия Н связана соотношением:

где р - давление в системе,

V - объем системы.

Равновесному состоянию системы при постоянных энтропии и давлении соответствует минимальное значение энтальпии, а изменение энтальпии равно количеству теплоты, которое сообщают системе или отводят от нее при постоянстве давления. Поэтому значения изменения энтальпии характеризуют тепловые эффекты фазовых переходов, химических реакций и других процессов, протекающих при постоянном давлении.

При воспалительном процессе в результате сложных и связанных процессов в данном органе выделяется дополнительное тепло. В общем случае сравнительно кратковременные и достаточно интенсивные воспалительные процессы способствуют организму справиться, например, с инфекцией или другими негативными воздействиями.

Однако в результате тех или иных сбоев, в частности, при падении иммунитета интенсивность воспалительного процесса может быть сравнительно небольшой, но он не прекращается, то есть становится хроническим. В этом случае, выведенная из равновесия система начинает постепенно меняться: избыточное тепло может способствовать тому или иному изменению данного органа.

Таким образом, приведение системы как можно ближе к равновесному состоянию, то есть к минимальной энтальпии, дает возможность возвращения органа к функционированию, близкому к нормальному.

Для этого, как было сказано выше, следует организовать отвод избыточного тепла, что постепенно приведет систему к минимальному значению энтальпии.

Конечно, предлагаемая система имеет определенные ограничения, в частности ее эффективность падает с ростом глубины или расстояния очага воспаления от поверхности тела.

Тем не менее, постоянное ношение указанного устройства на теле с охватом выделенных зон обеспечивает пусть и слабый, но непрерывный отток избыточного тепла от имеющихся или возникающих очагов воспаления, расположенных недалеко от поверхности тела, постепенно возвращая воспаленные органы или зоны к состоянию, близкому к равновесному. Таким образом, воспроизводится система устойчивого равновесия: при том или ином выводе системы из этого состояния она медленно, но неуклонно возвращается в прежнее, то есть состояние, близкое к нормальному в отношении энтальпии. В настоящее время не существует эффективных методов постоянного воздействия на такого рода выделенные зоны или органы и предлагаемое техническое решение может быть в ряде случаев достаточно эффективным средством, препятствующим развитию, в частности, некоторых хронических воспалительных процессов.

Сравнительно слабые по интенсивности тепловые перетоки по замкнутым проводящим контурам от зон воспаления в зоны с меньшими температурами могут идти непрерывно по такому хорошо теплопроводящему материалу как медная проволока достаточно большого сечения с достижением в конечном итоге минимальной энтальпии в зоне воспаления, что непосредственно влияет на такой признак воспаления как локальное повышение температуры и может также повлиять, в частности, на снижение интенсивности хронического воспаления.

При этом следует отметить, что наиболее эффективной работа устройства будет в диапазоне температур пограничного слоя среды, примыкающего к его внешней по отношению к биообъекту поверхности, 17-32°С. Это обусловлено тем, что при температуре, большей 32°С, то есть близкой к температуре поверхности биообъекта, - около 36-37°С, снимаемая шунтом мощность с охватываемых им зон, в частности и с зоны воспаления, может оказаться недостаточной для достижения зоной воспаления минимального значения энтальпии. При температуре пограничного слоя, меньшей 17°С, усиленный теплоотвод и соответственно значительное изменение энтальпии охватываемых шунтом зон может привести к их переохлаждению.

Конструкция устройства может быть комбинированной - в виде нескольких соединенных между собой в цепь проводников.

Поскольку вес металлической составляющей устройства незначителен - при сечении 0,8 мм² он составляет от 5 до 40 грамм в зависимости от числа входящих в его состав проводников и объема охватываемой ею части тела, постольку пользователь практически не ощущает ее и не испытывает дискомфорта, а медная, серебряная или золотая виды проволоки с кожным покровом практически химически не взаимодействуют, являясь при этом лучшими из известных проводников.

При вмонтировании указанной системы проводников в обтягивающие трусы наличие регулирующих элементов в замке или застежке позволяет постоянно контролировать достаточно плотное прилегание поверхности проводников к поверхности биообъекта, а наличие отверстий в материале трусов с внешней стороны проводников повышает эффективность теплосъема с их поверхности в окружающее пространство.

Что касается лечения воспалительных процессов в настоящее время, то подавляющая часть методов физиотерапевтического или близких к нему методов лечения связана с введением в очаг воспаления дополнительной энергии, например облучение лазером, СВЧ-облучение, инфракрасное и ультрафиолетовое облучение и т.д. Однако воспалительные процессы по своему характеру являются экзотермическими и выделение энергии в них может быть значительным. Поэтому введение дополнительных порций энергии в подобную систему только увеличивает суммарное значение энергии в очаге воспаления и с термодинамической точки зрения приводит ее к состояниям еще большей энтальпии, что означает удаление от состояния равновесия.

Конечно, существуют, хотя и реже применяются такие методы отвода избыточной энергии из зоны воспаления, как кровопускание с помощью пиявок или различные криогенные воздействия. Однако эти сравнительно недолговременные воздействия часто дают столь же недолговременный эффект, то есть через какое-то время, например, хронический процесс воспаления возобновляется. Предложенное техническое решение позволяет организовать постоянный отток избыточной энергии из очага воспаления, компенсируя сравнительно незначительную интенсивность энергетических потоков, при этом избыточная энергия сбрасывается без какой-либо дополнительной регулировки.

Опытная проверка показала, что действие конструкции наиболее эффективно для зон, находящихся в непосредственной близости к поверхности тела.

На фиг.1 показан вариант двухсоставного каркаса, обе части которого охватывают поясницу и тазовую области от промежности внизу и до поясницы наверху.

На фиг.2 показан вариант двухсоставного охватывающего каркаса, обе части которого вмонтированы в материал обтягивающих трусов.

Устройство содержит в своей двухзвенной модификации (фиг.1) основную или несущую кольцевую часть 2, размещенную несколько ниже талии с полным охватом туловища в этой части биообъекта 1 и достаточно плотным прилеганием к нему. Тем самым проводник в области позвоночника также имеет непосредственный контакт с кожным покровом. Место соединения обоих концов несущей части 2 устройства для образования замкнутой цепи может быть выполнено в виде простейшего замка 3, например как петля или крючок, и легко застегивается и расстегивается.

К несущей части 2 устройства по обеим противоположным сторонам, то есть со стороны живота и спины биообъекта 1 присоединена с включением в замкнутую цепь вторая - нижняя - часть 4 устройства, охватывающая промежность. Оба или одно место соединения 5 обеих частей 2 и 4 устройства выполнены при наличии проводящего контакта с возможностью перемещения, например в виде скользящего соединения, для регулирования натяжения нижней части 4 устройства, посредством чего достигается достаточно плотное прилегание этой части устройства к поверхности биообъекта 1. Другие автономные части уже комбинированного устройства могут быть установлены в виде отдельных замкнутых цепей с контактом той или иной своей части с выделенной зоной. Раздельные части устройства могут быть установлены без дополнительных креплений, например, на шее, верхней части головы. На ногах или руках установка автономных частей шунта может быть осуществлена с помощью дополнительных креплений любого рода, например сетчатых фиксирующих медицинских бинтов.

Устройство также может быть вмонтировано (фиг.2), в частности, в обтягивающие трусы (стрингеры) 6 с охватом как поясничной области, так и сферы промежности. При этом несущая часть 2 устройства может быть закреплена на верхней кромке трусов 6, а нижняя часть 4 устройства, соединенная с несущей частью 2 спереди и сзади, может быть закреплена по средней вертикальной линии трусов 6 спереди и сзади. Внутренняя проводящая поверхность охватывающего каркаса из проводников является свободной для ее прямого контакта с поверхностью тела биообъекта 1. Над каждым проводником в материале трусов выполнены отверстия с периодом, равным диаметру собственно отверстия для наиболее свободной циркуляции тепловых потоков. Регулировка натяжения частей охватывающего каркаса 2 и 4 для их плотного прилегания к поверхности кожи может осуществляться одной или несколькими застежками с регулирующими элементами. Кроме того, трусы 6 могут быть различных размеров.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно проводят непродолжительную - 3-5 секунд высокотемпературную - 150-220°С - обработку материала устройства для приобретения им повышенного сопротивления к излому, например, медной проволоки диаметром от 1 до 2 мм с последующей зачисткой ее поверхности для обеспечения нормальной проводимости. Приобретенная проволокой дополнительная пластичность позволяет ей повторять рельеф участка тела, который она охватывает, и обеспечивать удовлетворительный проводящий контакт, в особенности в месте выделенной зоны, на поверхности который располагается проекция очага хронического воспаления. Сначала устанавливают в области талии биообъекта 1 кольцевую часть 2 устройства с соответствующими данной окружности размерами, соединяя концы частей 2 в замке 3 с проводящим контактом (фиг.1). Нижнюю часть 4 устройства (фиг.1) соединяют с противоположных сторон с несущей частью 2 устройства с помощью проводящих контактов 5, по крайней мере, один из которых выполнен скользящим для регулирования натяжения нижней части 4 устройства. Таким образом, эта часть устройства охватывает зоны поясничной части позвоночника, мочевого пузыря, предстательной железы, половых органов, прямого кишечника, а при его смещении или установлении дополнительной части может охватывать зону почек (фиг.1). При этом устройство может быть выполнено в виде отдельного охватывающего каркаса из проводников, а может быть вмонтировано в обтягивающие трусы 6 (фиг.2) с выполнением вышеописанных функций. Дополнительные автономные части устройства могут быть установлены в тех или иных выделенных зонах, например шейном отделе позвоночника с круговым охватом шеи, на ногах с круговым охватом соответствующей части ноги и т.д. При наличии воспалительного процесса под любой частью устройства или при возникновении воспалительного процесса через замкнутые проводники охватывающего каркаса осуществляется сброс избыточного тепла, выделяющегося в очаге воспаления. Отток тепла идет по проводящим частям 2 и 4 от зон воспаления к местам с более низким термодинамическим потенциалом, за счет чего постепенно энтальпия в очаге воспаления понижается и устанавливается состояние относительного равновесия, или минимальной энтальпии, то есть состояние, близкое по своим термодинамическим характеристикам к состоянию данной зоны до воспаления.

Указанная пассивная система является автоматической, то есть при практически любом отклонении той или иной зоны (органа) тела, контактирующей с проводящими контурами, от состояния с минимальной энтальпией, устройство организует постепенный переток избыточного тепла в места с меньшим термодинамическим потенциалом, возвращая систему, или очаг воспаления в данной случае в прежнее состояние равновесия. Слаботочность системы каркасного шунта компенсируется ее постоянным действием за счет стационарной установки устройства на теле биообъекта. При этом никаких неудобств пользователь устройства не испытывает, так как вес его металлической составляющей в зависимости от сечения материала колеблется от нескольких до 40 граммов при сечении 0,8 мм², редко превышая эту величину, а медная, золотая или серебряная проволока практически не взаимодействуют с поверхностью кожи. Как уже было указано, оптимальным температурным режимом работы устройства является 17-32°С, то есть это та температура пограничного слоя среды, примыкающего к внешней по отношению к телу поверхности проводников устройства, которая обеспечивает наиболее благоприятные условия его функционирования, создавая в среднем при постоянном ношении устройства достаточный уровень теплоотвода для изменения энтальпии локальных зон тела биообъекта и вместе с тем не допуская переохлаждения охватываемых устройством зон тела. Для этого, с одной стороны, тот или иной вид вентиляции, а с другой стороны, частичное внешнее покрытие, например, текстильным материалом поверхности проводников устройства, обеспечивают в любое время года как нормальный теплоотвод, так и перекрытие низкотемпературных потоков воздуха.

Постоянное ношение устройства на теле отнюдь не означает невозможности его снятия, например, при выполнении каких-либо физиологических процедур или в отдельных случаях на ночь. Однако постоянное ношение устройства в определенной степени компенсирует, например, постоянное действие того или иного источника хронического воспаления, обеспечивая непрерывный отвод избыточного тепла.

1. Устройство для изменения энтальпии выделенной зоны биообъекта, содержащее оголенные металлические проводники, установленные с возможностью контакта с поверхностью биообъекта в выделенной зоне и образования ими охватывающего каркаса той части биообъекта, где расположена выделенная зона, отличающееся тем, что проводники выполнены из цилиндрической проволоки или плоских полос с поперечным сечением не менее 0,8 мм², коэффициентом теплопроводности при комнатной температуре не менее 312 Вт/м·град и удельным электросопротивлением не более 2,4×10^-2 Ом·мм²/м.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что проводники выполнены из медной, серебряной или золотой, цилиндрической или уплощенной проволоки.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что охватывающий каркас состоит из нескольких соединенных между собой проводников или из разрозненных частей, каждая из которых является замкнутой цепью.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что охватывающий каркас состоит из двух проводников, по крайней мере, одно из мест соединения которых выполнено с возможностью смещения одного проводника относительно другого при сохранении проводящего контакта между ними.

5. Устройство для изменения энтальпии выделенной зоны биообъекта, содержащее оголенные металлические проводники, установленные с возможностью контакта с поверхностью биообъекта в выделенной зоне и образования ими охватывающего каркаса той части биообъекта, где расположена выделенная зона, отличающееся тем, что металлические проводники закреплены по верхней и средней вертикальной части внутренней поверхности обтягивающих трусов и выполнены из цилиндрической проволоки или плоских полос с поперечным сечением не менее 0,8 мм², коэффициентом теплопроводности при комнатной температуре не менее 312 Вт/м·град и удельным электросопротивлением не более 2,4×10^-2 Ом·мм²/м.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что проводники выполнены из медной, серебряной или золотой, цилиндрической или уплощенной проволоки.

7. Устройство по п.5, отличающееся тем, что над каждым проводником в материале трусов выполнены вентиляционные отверстия с периодом, равным диаметру отверстия, или материал трусов выполнен сетчатым.

8. Устройство по п.5, отличающееся тем, что охватывающий каркас состоит из двух проводников, по крайней мере, одно из мест соединения которых выполнено с регулирующими элементами для обеспечения натяжения и плотного контакта проводника с поверхностью биообъекта.