BR102017003926A2 - compressa fria elétrica - Google Patents

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Taciro Charles
Lazari Padavini Roberta
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Fundacao Univ Federal De Mato Grosso Do Sul
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Abstract

compressa fria elétrica a presente invenção refere-se a um dispositivo de resfriamento, alimentado por baterias, que utiliza o efeito peltier para trocas de calor. o presente equipamento destina-se ao uso terapêutico de crioterapia, objetivando a diminuição da temperatura, reduzindo o metabolismo biológico, controlando a inflamação. possui interface de bolsa de gel, conferindo bom contato e conforto. como sistema de proteção, há sensores térmicos, para controle da temperatura da pele. na porção superior há um visor de cristal líquido para indicação de valores de temperatura, timer, alarme e botões de controle de parâmetros de temperatura e liga/desliga.

Description

(54) Título: COMPRESSA FRIA ELÉTRICA (51) Int. Cl.: A61F 7/00 (73) Titular(es): FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO DO SUL (72) Inventor(es): CHARLES TACIRO; ROBERTA LAZARI PADAVINI (85) Data do Início da Fase Nacional:
16/02/2017 (57) Resumo: COMPRESSA FRIA ELÉTRICA A presente invenção refere-se a um dispositivo de resfriamento, alimentado por baterias, que utiliza o efeito peltier para trocas de calor. O presente equipamento destina-se ao uso terapêutico de crioterapia, objetivando a diminuição da temperatura, reduzindo o metabolismo biológico, controlando a inflamação. Possui interface de bolsa de gel, conferindo bom contato e conforto. Como sistema de proteção, há sensores térmicos, para controle da temperatura da pele. Na porção superior há um visor de cristal líquido para indicação de valores de temperatura, timer, alarme e botões de controle de parâmetros de temperatura e liga/desliga.
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COMPRESSA FRIA ELÉTRICA
Setor Técnico [001] A presente invenção refere-se a um dispositivo destinado à aplicação na área da saúde, especificamente no uso voltado ao resfriamento de partes do corpo, através de transmissão de energia térmica por contato. O presente equipamento pode ser empregado como método de crioterapia, objetivando a diminuição da temperatura, reduzindo o metabolismo biológico controlando a inflamação.
[002] O dispositivo baseia-se no efeito Peltier, onde há a produção de um gradiente térmico na junção de dois condutores ou semicondutores submetidos à tensão elétrica. [003] Devido à eficiência dos componentes utilizados para o transporte de energia térmica e às propriedades físicas dos tecidos biológicos, está colada à placa de peltier, uma bolsa flexível contendo gel com boa condutividade térmica como meio de transmissão de calor para o tecido biológico. Na porção inferior da bolsa de gel, há dois sensores térmicos para garantir temperatura adequada da pele.
[004] Na parte superior do dispositivo, há na carcaça um visor de cristal líquido com os dados de temperatura da bolsa de gel e temperatura programada, carga de batería, alarme, timer, e ao lado do visor, botões de controle de temperatura e liga/desliga. A carcaça, construída em material plástico resistente à temperatura, há respiros para permitir ventilação do circuito.
[005] O equipamento pode funcionar através de suas baterias ou por fonte de alimentação elétrica externa.
Estado da Técnica [006] O uso do resfriamento na área da saúde é conhecido há séculos. Atualmente essa prática é conhecida como crioterapia, com fortes bases científicas que chancelam o seu uso como recurso para preservação de tecidos biológicos, como método de controle de processo inflamatório e método terapêutico de controle da dor. Além disso, existem outras respostas fisiológicas ao frio, como alteração da velocidade de condução do nervo, vasoconstrição, liberação e supressão de hormônios, modificações do tônus muscular e respostas comportamentais.
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2/5 [007] São registrados dispositivos (exemplos: US4404820A; US20040210287Al; US5304216A) destinados para fins terapêuticos de resfriamento tecidual, entretanto, envolvem o resfriamento destes através de uso de gelo ou refrigeração em geladeira ou congelador. Em geral, consistem de compressas frias de gelo (ex.: US3643665A) ou gel (ex.: US3804077A), sistemas de bombas de agua gelada (ex.: US5647051A) ou sprays refrigerantes (ex.: CN101401978A). Sistemas autônomos, capazes de produzir e trocar calor de forma independente são restritos apenas aos sprays refrigerantes que apesar de produzirem redução da temperatura instantânea, o resfriamento dura pouco tempo (de segundos a minutos) quando comparados ao uso do gelo ou pacotes resfriados, entretanto estes são dependentes de uma fonte de resfriamento, além de gerarem oscilação de temperatura ao longo do tempo.
Problemas Técnicos Existentes [008] Atualmente, existem diversas opções para induzir ao resfriamento de tecidos biológicos:
[009] Pacotes de gelo natural ou gelo ensacado em plástico: é a forma mais popular de uso de crioterapia, executado através do acondicionamento de gelo sob a forma de cubo ou raspas em sacos plásticos ou embalagens flexíveis. Apesar de apresentar baixo custo, quando o gelo derrete totalmente a temperatura começa a aumentar, provocando oscilação e perda do controle do resfriamento. Frequentemente ocorrem vazamentos de agua e/ou gelo do saco plástico por furos ou rasgos.
[010] Outra opção bastante difundida são os pacotes de gelo artificial, que constituem invólucros de material flexível contendo liquido viscoso como meio de resfriamento. Um problema existente, é que a capacidade térmica frequentemente não é um valor conhecido, o que pode conferir o risco de queimadura por resfriamento ou insuficiente resfriamento, pois a taxa de condução de calor não é padronizada e muitas vezes a condução do calor é maior do que a capacidade do organismo de equilibrar a perda térmica. Nos casos anteriores, é necessário o uso de um refrigerador para que seja possível o resfriamento da compressa.
[011] Existem equipamentos de bomba de líquido circulante que são constituídos de uma unidade do tipo contêiner, dotado frequentemente de uma bomba d'água, ligado a
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3/5 um sistema de tubos em cuja extremidade há uma compressa. Esse sistema funciona circulando agua gelada pela compressa advindo do contêiner. Nesse sistema, também é necessário o abastecimento de gelo e agua, sendo imprescindível um congelador ou freezer e agua. Outro inconveniente é que são comuns os vazamentos de água do sistema, além disso, há necessidade de uma fonte de energia elétrica para a bomba elétrica de água circulante.
[012] A forma mais portátil de resfriamento atualmente disponível são os sprays refrigerantes, entretanto a troca de calor é realizada por convecção, e a troca de calor tende a ser superficial. Além disso, o método não permite um resfriamento por tempo prolongado, pois seria necessário um jato contínuo do gás refrigerante no local da lesão.
Objetivos da Invengão/Vantagens [013] A presente invenção apresenta diversas vantagens em relação aos métodos existentes atualmente:
[014] Não necessita de um refrigerador, congelador ou freezer, pois a placa de peltier produz o resfriamento sem a necessidade de gelo ou gás refrigerante.
[015] O processo de resfriamento não envolve o uso de clorofluorocarboneto ou CFC, componente que é considerado prejudicial para a camada de ozônio.
[016] Como o dispositivo apresenta uma bateria recarregável em seu interior, confere total mobilidade ao sistema. Entretanto, há necessidade de ser recarregado na tomada e também pode ser utilizado através da alimentação elétrica de tomada.
[017] Não há o risco de vazamento de gelo, agua e gazes.
[018] Mantém a temperatura constante e controlada através de um sistema de sensores térmicos na interface tecidual.
[019] Menor risco de queimadura pelo sistema de sensores térmicos.
[020] Pode ser programado em diferentes temperaturas.
[021] Podem ser programados ciclos de resfriamento e alarme de tempo e temperatura.
Novidade [022] O dispositivo inovador, para resfriamento terapêutico (crioterapia), através do efeito peltier. Este é composto por uma compressa de gel, com sensores de temperatura e um circuito integrado, que controla a placa de peltier, baterias, ventoinha e timer. Este
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4/5 dispositivo consiste de uma novidade, pois não são conhecidos ou comercializados sistemas de resfriamento de compressas frias eletrônicas com esta finalidade na área da saúde.
[023] Permite o uso da crioterapia em regiões ou local sem geladeira ou tomada elétrica.
Breve Descrição [024] A compressa fria elétrica é um dispositivo de resfriamento para fins terapêuticos, através do efeito peltier, portanto usa uma placa de peltier e de corrente elétrica, no caso, oriunda de uma bateria ou da rede elétrica. Na porção inferior há uma bolsa de gel com sensores térmicos para controle de temperatura e como medida de segurança. Na porção superior, o sistema possui um cristal líquido para controle e visualização da temperatura programada e a fornecida, timer, liga/desliga.
Descrição das Figuras [025] A figura 1 apresenta uma visão geral externa do dispositivo montado.
[026] A figura 2 apresenta o dispositivo com a carenagem removida para exposição dos componentes elétricos.
[027] A figura 3 apresenta a vista superior e a vista inferior da bolsa ou compressa de gel, onde observa-se os dois sensores térmicos do dispositivo na porção inferior.
Descrição Detalhada [028] Visão geral externa do dispositivo montado, onde são identificados a carenagem em material plástico ou outro polímero de baixa condutividade elétrica e térmica (1), a bolsa de material semi-flexível de silicone contendo em seu interior material em estado de gel de características térmico-condutivas (comumente gel de ultrassom, composto por polímero carboxivinílico, imidazolitil uréia, metil parabeno, 2 amino, 2 metil, 1 propanol e agua deionizada) (2), os botões plásticos ou em polímero destinados à controle das funções (3) de temperatura, alarme, timer e display de cristal (4), é indicada na figura 1, também na carenagem a ventilação (5) para a saída do ar quente proveniente da ventoinha e dissipado de calor do sistema e o conector para carregar a bateria (tipo power jack) e alimentação externa por meio de transformador de corrente elétrica (6).
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5/5 [029] Dispositivo com a carenagem removida para exposição dos componentes elétricos do dispositivo onde é possível identificar esquematicamente a placa de peltier (9), também conhecida como pastilha peltier, com faixa de operação entre -30 a 70 graus Celsius, com tensão de operação de até 16 VDC, corrente de operação de 0 a 6A e potência máxima de 60W, posicionada acima da bolsa ou compressa de gel (2). Entre a bolsa de gel e a placa de peltier, há uma fina camada de pasta térmica, fundamental para melhorar a eficiência de transporte de calor entre o gel e a placa de peltier. Acima da placa de peltier (9), há um dissipador de calor (10), usualmente construído em alumínio ou outra liga de baixa resistência térmica. O dissipador de calor funciona como um radiador térmico. Para potencializar a troca de calor da placa dissipadora, há uma ventoinha elétrica (11) que força o ar a passar pelas aletas do dissipador de calor (10), sendo o ar quente expulso do sistema através da ventilação da carenagem (5).
[030] Lateralmente ao conjunto dissipador de calor e ventoinha localizam-se as baterias (8) do tipo recarregáveis e a placa de circuito elétrico (7) que controla a corrente elétrica destinada à placa de peltier, velocidade da ventoinha, temperatura e sensores térmicos (13).
[031] Na figura 3, observa-se a vista superior e a vista inferior, onde observa-se os dois sensores térmicos (13) do dispositivo destinados ao controle de temperatura na interface bolsa de gel e pele do usuário com a finalidade de segurança operacional.
[032] A bolsa de gel e todos os componentes a ela conectados são fixados através de adesivo de contato flexível, sendo os componentes rígidos fixados à carenagem através de pinos e parafusos.
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Claims (7)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Compressa fria elétrica caracterizada por possuir um revestimento em material plástico.
  2. 2. Compressa fria elétrica caracterizada por possuir sensores térmicos como sistema de segurança na interface com o usuário.
  3. 3. Compressa fria elétrica caracterizada por controle da temperatura de resfriamento.
  4. 4. Compressa fria elétrica caracterizada por ser programável em ciclos de resfriamento, tempo de resfriamento, alarme de tempo e de temperatura.
  5. 5. Compressa fria elétrica caracterizada por ter fonte elétrica de bateria ou por transformador elétrico.
  6. 6. Compressa fria elétrica caracterizada por ter interface de gel, conferindo conforto e boa acoplagem entre a pele e a placa de peltier.
  7. 7. Compressa fria elétrica caracterizada por produzir resfriamento pelo efeito peltier.
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