專利名稱:用于人體頭部的半導體治療儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實用新型涉及一種醫(yī)療裝置,具體涉及一種用于人體頭部的半導體治療儀。
技術(shù)背景低溫療法有助于保護腦細胞,為其功能恢復(fù)創(chuàng)造了有利條件。自1958年Wiliams等采用 能32'C—34'C低溫搶救l例循環(huán)驟停4-6分鐘病人成功之后,低溫療法己成為搶救重不可 逆性休克、高血壓、腦溢血、中樞性或頑固性高熱、中暑、腦水腫等病人的不可缺少的治療 措施之一。目前低溫療法已用于冷凍外科、急救復(fù)蘇和康復(fù)理療等。低溫療法是通過在患者 頭上帶上一個與人的頭部形狀相符的致冷頭盔,該致冷頭盔以半導體為材料,由熱電偶額部 治療電堆、顳部治療電堆和散熱筋翅連接裝置以及尼龍搭扣組成。致冷器在工作時必須與專 用電源連接,通過專用電源供給的電信號才能達到治療效果,但目前的致冷頭盔只能對太陽 穴及印堂穴位進行致冷,對于人體頭部的三大穴位還不能同時進行致冷治療。目前所采用的 致冷器電源,由變壓器、整流器、電位器以及濾波器組成;同時還配置了用于防止電壓升高 的保護電路,該保護電路通過熱繼電器進行控制。這種電源體積大,移動和攜帶不方便,致 冷器的適用范圍小,并且,電流調(diào)節(jié)器只由電位器構(gòu)成,在對輸出電流進行調(diào)節(jié)時,使得輸 出電流的調(diào)節(jié)范圍有限,不利于輸出電流精度控致。此外,該電源的輸出端采用了電容進行 濾波,由于電容對整流電路輸出電流的抗沖擊能力較弱,容易使電容遭受損壞,降低了輸出 端攜帶負載的能力,因此,只能適用于電流較小的電路中。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種用于人體頭部的半導體治療儀,它能夠?qū)θ梭w頭部的三大 穴位同時進行致冷治療,利于提高治療效果。它的專用電源不但體積小,便于移動或攜帶, 并且能夠隨意調(diào)節(jié)電流的大小以改變致冷器的致冷量以及致冷速度。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的包括致冷頭盔及為該致冷頭盔供電的專用電源,所述 致冷頭盔包括半導體熱電偶的額部治療電堆、顳部治療電堆、散熱筋翅連接裝置以及尼龍搭 扣;所述專用電源包括用于接通或斷開交流電源的電源開關(guān),以及一串聯(lián)電源開關(guān)的用于降 低輸出電壓的單相變壓器,以及連接于該單相變壓器二次側(cè)繞組的整流器,以及一個連接于 整流器的輸出端的濾波電路,所述致冷頭盔還包括一個半導體熱電偶的頂部治療電堆;所述 專用電源還包括一個串聯(lián)單相變壓器的一次側(cè)繞組的電流調(diào)節(jié)器,該電流調(diào)節(jié)器包括電容、第一電阻、第二電阻、電位器、雙向觸發(fā)二極管、雙向觸發(fā)晶閘管,第一電阻串聯(lián)電位器構(gòu) 成電流調(diào)節(jié)器的第一支路,第二電阻依次串聯(lián)雙向觸發(fā)二極管以及雙向觸發(fā)晶閘管構(gòu)成電流 調(diào)節(jié)器的第二支路,第一支路并聯(lián)第二支路后串聯(lián)電容器,雙向觸發(fā)晶閘管連接電容。采用了上述方案,致冷頭盔還包括一個半導體熱電偶的頂部治療電堆,該頂部治療電堆 治療過程中用于白會穴位冷刺激治療,由于額部治療電堆用于印堂穴位冷刺激治療,以及顳 部治療電堆用于太陽穴位冷刺激治療,因此,人體頭部三大穴位分別或同時獲得局部致冷治 療,有以下優(yōu)點第一、可以阻斷或減慢病理性疼痛剌激中樞傳導,使感覺和運動神經(jīng)傳導阻滯,同時神 經(jīng)肌肉運動裝置的效應(yīng)也隨溫度下降而下降,肌肉的電興奮性減弱,減輕了肌緊張,從而減 輕神經(jīng)性或緊張性頭痛。第二、可顯著降低皮膚局部溫度降低血壓、降低顳動脈壓,改善腦血管的緊張程度和供 血情況,提高腦電阻圖波幅的左右對稱度,對于大部分血管性頭痛、偏頭痛、神經(jīng)性頭痛或 精神緊張并有頭痛和高血壓患者有明顯的輔助治療效果。第三、能使組織細胞代謝下降、組織氧耗下降,減輕了代謝性酸中毒,提高腦組織對缺 氧的耐受性??杀Wo腦細胞免受"嚴重不可逆性缺氧性腦死亡實驗?zāi)P?的損害,明顯減 輕了動物乳酸丙酮酸血癥,大大提高了皮層自發(fā)電和海馬電的復(fù)現(xiàn)率,腦復(fù)蘇率顯著提高。第四、腦部三大穴位在低溫刺激下容易形成興奮作用,它傳導向中樞形成新的興奮灶。 掩蓋了原有的疼痛或破壞了原有的病理反射弧,從而起到鎮(zhèn)痛作用。血漿粘度、全血粘度、 血漿滲透壓明顯下降,癥狀明顯改善。專用電源還包括一個串聯(lián)單相變壓器的一次側(cè)繞組的電流調(diào)節(jié)器,電流調(diào)節(jié)器將交流電 源的電壓在可調(diào)范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)后輸出到單相變壓器,電流調(diào)節(jié)器中包含有雙向觸發(fā)二極管 和電位器,當調(diào)整電位器的阻值時,可以改變雙向觸發(fā)二極管的導通角,對流過回路的電流 大小進行調(diào)節(jié),從而對通過變壓器一次側(cè)繞組的電流進行調(diào)節(jié),即對變壓器一次側(cè)繞組的電 壓進行調(diào)節(jié)控制,迫使變壓器二次側(cè)輸出不同大小的電壓和電流,因此,最終使得致冷頭盔 上的電流產(chǎn)生變化,以改變致冷頭盔的致冷量以及致冷速度。第二電阻依次串聯(lián)第一、雙向 觸發(fā)晶閘管、構(gòu)成電流調(diào)節(jié)器的第二支路,由雙向觸發(fā)二極管和雙向晶閘管組成的過壓保護 電路。當交流電源的瞬時電壓超過雙向觸發(fā)二極管的正向轉(zhuǎn)折電壓時,雙向觸發(fā)二極管迅速 導通并觸發(fā)雙向晶閘管也導通,使后面的負載免受過壓損害,同時也使流過致冷頭盔的電流 過高,使患者避免受到?jīng)_擊。本實用新型中的專用電源不但零部件少,而且各零部件占用的 空間小,因此,使專用電源的體積減小,使得本治療儀有便于移動和攜帶的優(yōu)點。4濾波電路由電感L和電容C3構(gòu)成的LC濾波電路,LC濾波電路可抵抗較大的沖擊電流,以 及攜帶負載能力強,并能濾除整流電路輸出電流中較多的脈動成分,而且對于大電流或小電 流輸出的場合都很適用。本實用新型適用于神經(jīng)內(nèi)科、理療科、神經(jīng)外科、兒科和醫(yī)院監(jiān)護病房,可用于中老年 保健,治療頭痛及高血壓,有大量的病人資源,市場數(shù)以千萬計。以每個醫(yī)院購買100臺( 含病人購買),全國有3500家醫(yī)院計算,可銷售350000臺,每臺贏利200元,每年就可贏利 7000萬。
以下結(jié)合附圖及具體實施方式
對本實用新型作進一步說明。
圖l為本實用新型的致冷頭盔結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為本實用新型的專用電源的電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
參照圖1及圖2,本實用新型的半導體治療儀由致冷頭盔和專用電源構(gòu)成。致冷頭盔由半 導體熱電偶的額部治療電堆l、顳部治療電堆2、頂部治療電堆3,散熱筋翅4連接裝置以及尼 龍搭扣5組成,各治療電堆上引出有電源線用于連接專用電源。將致冷頭盔戴在頭上后,額 部治療電堆l與印堂穴接觸,顳部治療電堆2與太陽穴接觸,頂部治療電堆3與白會穴接觸。 構(gòu)成各治療電堆的熱電偶由P型和N型的半導體構(gòu)成。本實施例中,額部和頂部治療電堆由30 對體積為20mi^的熱電偶構(gòu)成,其中每個熱電偶的長、寬、高分別為2mm、 2mm、 5mm ;顳 部治療電堆由30對體積為20mm^勺熱電偶構(gòu)成,其中每個熱電偶的長、寬、高分別為2 mm 、2mm、 5mm;額部和頂部治療電堆均為12對,分別構(gòu)成35X45mm和25X20mm的致冷治療面 積。筋翅散熱的長為lmm,高為12mm ,片間距為2mm。致冷頭盔的冷端溫度在15-3(TC范圍 內(nèi)連續(xù)可調(diào)。專用電源包括用于接通或斷開交流電源的電源開關(guān)K;串接電源開關(guān)的用于降低輸出電 壓的單相變壓器T;串聯(lián)單相變壓器的一次側(cè)繞組的電流調(diào)節(jié)器6,電流調(diào)節(jié)器將交流電源的 電壓在可調(diào)范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)后輸出到單相變壓器。電流調(diào)節(jié)器包括電容C2、第一電阻R2、第 二電阻R4、電位器W、雙向觸發(fā)二極管DIAC、雙向觸發(fā)晶閘管T1,第一電阻R2串聯(lián)電位器W構(gòu) 成電流調(diào)節(jié)器的第一支路,第二電阻R4依次串聯(lián)雙向觸發(fā)晶閘管DIAC、雙向觸發(fā)晶閘管T1構(gòu) 成電流調(diào)節(jié)器的第二支路,其中雙向觸發(fā)晶閘管DIAC、雙向觸發(fā)晶閘管T1構(gòu)成過壓保護電路 ,電流調(diào)節(jié)器的第一支路并聯(lián)第二支路后串聯(lián)電容器C2,雙向觸發(fā)晶閘管T1連接電容C2。電 源開關(guān)與單相變壓器T之間連接有限流電阻R6。電源設(shè)有與電流調(diào)節(jié)器并聯(lián)的第一支路和第二支路,其中第一支路由電阻R5串聯(lián)電容C4構(gòu)成;第二支路由電容C1串聯(lián)電阻R1構(gòu)成;第一支路并聯(lián)變壓器一次側(cè)繞組,第二支路串聯(lián)單相變壓器一次側(cè)繞組。電容C1與電容C2之間連 接有電阻R3,電容C1、 C2以及電阻R3構(gòu)成RC "i:"型濾波電路。單相變壓器二次側(cè)繞組與連 接整流器連接,整流器是由兩支二極管D1、 D2構(gòu)成的單相全波整流器,整流器將經(jīng)過降壓的 交流電變換為單向脈動的直流電信號,該直流電的電壓為0-5V,電流為0-3A。整流器7的輸 出端與濾波電路8連接,濾波電路由電感L和電容C3構(gòu)成的LC濾波電路,濾波電路將整流器輸 出的直流電信號濾波后提供給終端的半導體致冷器。濾波電路的輸出端并聯(lián)有專用電源的工 作指示燈,該工作指示燈為一個發(fā)光二極管D3。使用本實用新型時,合上電源開關(guān)后,220V的交流電源電壓經(jīng)電阻R6限流后,經(jīng)單相變 壓器降壓輸出到整流器,由整流變換成單向脈動的直流電信號輸出到濾波電路,直流電信號 經(jīng)濾波電路濾波后得到質(zhì)量較高的直流電,并將該直流電提供給終端的致冷頭盔。在治療過 程中,如需對致冷頭盔的致冷量或致冷速度進行調(diào)節(jié),通過改變電位器W的阻值,改變雙向 觸發(fā)二極管的導通角,即可產(chǎn)生不同大小的電流用于控致致冷量或致冷速度。下面以具體實施例對進行說明實施例l,低溫腦保護效應(yīng)的研究捕捉成年健康家兔40只,分為兩組,"腦保護組"20只,"腦死亡組"20只。采用1% 箭毒(lmg/kg)靜脈注射造成呼吸肌麻痹致呼吸停止,繼之紫紺、皮層自發(fā)電消失、海馬自 發(fā)電位消失,血壓為O,心電消失或出現(xiàn)心電房室分離、室撲、室顫等頻死性心電改變直至 以及停搏,造成了嚴重的不可逆性缺血、缺氧性腦損害模塑,動物無自主呼吸、無反射性 、皮層電呈平波腦電,以及停搏,即"腦死亡模型"確定。造型成功后立即按常規(guī)開始心臟 復(fù)蘇,開啟呼吸機,進行以及體外按摩,注射1組-1.5組強心三聯(lián),氟美松一支,5 %NaHCO ,5-10ml,咖啡一支,復(fù)蘇直至動物心跳恢復(fù),血壓升至70mmHg以上,維持血壓呼吸并繼續(xù) 觀察6小時,"腦保護組"家兔在缺氧性實驗?zāi)P椭?,先利用半導體致冷器給動物降溫, 冷療頭分別入在腹股溝、腋窩、頸動肪走行處,以及相當于額部和雙顳區(qū),當動物肛溫降至 32 'C左右,顱溫降至28 'C左右時,再按"腦死亡模型"造型,其余條件兩組相同。實驗結(jié)果如表1、表2,結(jié)果說明運用半導體治療儀對頭部降溫,同時伴以全身降溫可 達到通常臨床的預(yù)期要求,即肛溫32-33'C,顱溫28 °C左右,半導體治療儀降溫"腦保護 組"動物皮層電、海馬電復(fù)現(xiàn)率顯著高于"腦死亡組"(P〈0.01 )。半導體治療儀對于呼吸 停止、以及停搏所引起的嚴重的不可逆性腦缺氧性模型的家兔,有明顯的低溫腦保護效應(yīng), 它阻止和減輕了缺氧性腦損害,減少了組織氧耗,減輕了酸中毒,保護了腦細胞,為腦功能的恢復(fù)創(chuàng)造了有利條件。實施例2,家兔高燒降溫效應(yīng)捕捉體重2公斤左右,兔齡約3個月左右健康雄性家兔60只。頭部、腹股溝、腋窩、頸 部剪毛,臀大肌注射10%蛋白胨,致造家兔發(fā)燒實驗?zāi)P?。于注射蛋白胨?小時分別用空 冷型半導體治療儀對家兔進行降溫。實驗分為三組發(fā)燒對照組空冷組和水冷組,空冷組所 用致冷頭盔熱端用散熱片散熱,水冷組所用致冷頭盔熱端用循環(huán)水散熱。水冷組的半導體治 療儀可使高燒動物有效降溫,可部分減輕乳酸血癥丙酮酸血癥,其降溫效果完全可與臨床用 冰袋的物理效果比擬??绽浣M的半導體治療儀對發(fā)燒動物效果不明顯,用于部分病原體人證 明平均只能降低高熱病人的體溫O. 5-0. 9 °C 。結(jié)果說明空冷型半導體治療儀可輕度降低動物體溫,但效果不顯著,水冷型半導體治療 儀可有效降低動物體溫,明顯減輕乳酸、丙酮酸血癥。由實驗研究可見本實用新型的半導體 治療儀采用頭部選擇性降溫,對于降低腦代謝,減少腦氧耗,增加腦組織對缺氧的耐受性, 保護腦細胞等方面均有十分重要的意義。通過以上實施例可以得出本實用新型與以前的治療器相比,其治療效果得到提升。
權(quán)利要求1.一種用于人體頭部的半導體治療儀,包括致冷頭盔及為致冷頭盔供電的專用電源,所述致冷頭盔包括半導體熱電偶的額部治療電堆、顳部治療電堆、散熱筋翅連接裝置以及尼龍搭扣;所述專用電源包括用于接通或斷開交流電源的電源開關(guān),以及一串聯(lián)電源開關(guān)的用于降低輸出電壓的單相變壓器,連接于該單相變壓器二次側(cè)繞組的整流器,以及一個連接于整流器的輸出端的濾波電路,其特征在于所述致冷頭盔還包括一個半導體熱電偶的頂部治療電堆;所述專用電源還包括一個串聯(lián)單相變壓器的一次側(cè)繞組的電流調(diào)節(jié)器,該電流調(diào)節(jié)器包括電容C2、第一電阻R2、第二電阻R4、電位器W、雙向觸發(fā)二極管DIAC、雙向觸發(fā)晶閘管T1,第一電阻R2串聯(lián)電位器W構(gòu)成電流調(diào)節(jié)器的第一支路,第二電阻R4依次串聯(lián)雙向觸發(fā)二極管DIAC以及雙向觸發(fā)晶閘管T1構(gòu)成電流調(diào)節(jié)器的第二支路,第一支路并聯(lián)第二支路后串聯(lián)電容器C2,雙向觸發(fā)晶閘管T1連接電容C2。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于人體頭部的半導體治療儀,其特征在于 :所述構(gòu)成各治療電堆的熱電偶由P型和N型的半導體構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于人體頭部的半導體治療儀,其特征在于 :所述頂部治療電堆由30對體積為20mm3的熱電偶構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于人體頭部的半導體治療儀,其特征在于 :所述濾波電路由電感L和電容C3構(gòu)成的LC濾波電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于人體頭部的半導體治療儀,其特征在于 :所述整流器是由兩支二極管構(gòu)成的單相全波整流器。
6.根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于人體頭部的半導體治療儀,其特征在于 :所述電源開關(guān)與單相變壓器之間串接有限流電阻R6 。
專利摘要本實用新型涉及一種用于人體頭部的半導體治療儀,包括致冷頭盔及專用電源,所述致冷頭盔還包括一個半導體熱電偶的頂部治療電堆;所述專用電源還包括一個電流調(diào)節(jié)器,該電流調(diào)節(jié)器包括電容C2、第一、二電阻R2、R4、電位器W、雙向觸發(fā)二極管DIAC、雙向觸發(fā)晶閘管T1,第一電阻R2串聯(lián)電位器W構(gòu)成電流調(diào)節(jié)器的第一支路,第二電阻R4依次串聯(lián)雙向觸發(fā)二極管DIAC以及雙向觸發(fā)晶閘管T1構(gòu)成電流調(diào)節(jié)器的第二支路,第一支路并聯(lián)第二支路后串聯(lián)電容器C2,雙向觸發(fā)晶閘管T1連接電容C2。本實用新型對人體頭部的三大穴位同時進行致冷治療,治療效果好,并且便于攜帶,能夠改變致冷器的致冷量和致冷速度。
文檔編號A61H39/06GK201418863SQ20092030394
公開日2010年3月10日 申請日期2009年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月3日
發(fā)明者陸松敏, 宇 陳 申請人:中國人民解放軍第三軍醫(yī)大學第三附屬醫(yī)院