ES2293852A1 - Manta termica de calor y frio para fisioterapia. - Google Patents
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Abstract
Manta térmica de calor y frío para fisioterapia.Destinada a permitir enfriar o calentar parte del cuerpo humano a gran velocidad o incluso alternar ambas operaciones de forma secuencial y repetitiva, la manta puede adaptarse perfectamente a cualquier parte del cuerpo humano. La manta está constituida a partir de una pluralidad de módulos Peltier (5) fijados, mediante uniones mecánicas por atornillamiento a bloques metálicos (1) que son preferentemente de aluminio, relacionados entre sí mediante articulaciones (2) que posibilitan la extensibilidad y plegado de dichos bloques y la consecución de una amplia superficie del conjunto, así como la plegabilidad para adaptarse de forma semi-envolvente a determinadas zonas del cuerpo humano tales como la rodilla, la muñeca, etc. La manta incluye un circuito cerrado de agua para refrigeración basado en conductos flexibles (4) acoplados entre sí a través de codos (3), que permiten la articulación mecánica entre los distintos bloques donde van fijadoslos módulos Peltier.
Description
Manta térmica de calor y frío para
fisioterapia.
La presente invención se refiere a una manta
térmica de calor y frío para fisioterapia, cuya evidente finalidad
es la de ampliar la funcionalidad práctica de las técnicas
tradicionalmente utilizadas en fisioterapia para el tratamiento de
lesiones musculares y fibrilares mediante aplicación de frío y/o
calor.
El objeto de la invención es conseguir un
dispositivo termoeléctrico para su utilización en el campo de la
fisioterapia, que es capaz de enfriar o calentar parte del cuerpo
humano a gran velocidad incluso de alternar ambas operaciones de
forma secuencial y repetitiva (efecto de contraste térmico) con la
finalidad de obtener un beneficio terapéutico sobre el cuerpo del
paciente, gracias a la aportación de una gran superficie de
tratamiento con amplia capacidad de articulación mecánica para
permitir con ello que se adapte perfectamente a cualquier parte del
cuerpo humano (muñeca, tobillo, muslo, rodilla, etc).
Como es sabido, existen muchas enfermedades del
sistema locomotor que se benefician de un tratamiento con calor o
frío local.
Estos agentes, en la mayoría de los casos, no
tienen un efecto curativo por sí solos pero ayudan a aliviar los
síntomas cuando se emplean de forma adecuada. Tradicionalmente
existen una serie de métodos eficaces que complementan a otros
tratamientos y ahorran analgésicos.
El calor puede ser aplicado de forma profunda o
superficial.
Asimismo cabe destacar los siguientes efectos
producidos por el calor:
- -
- En primer lugar, actúa sobre tejidos fibrosos, como tendones, cápsulas articulares, cicatrices, aumentando su extensibilidad., sin embargo, este efecto necesita ser combinado con la práctica de un ejercicio de estiramiento.
- -
- Produce relajación del espasmo muscular, que se observa frecuentemente en enfermedades reumáticas.
- -
- Alivia el dolor gracias a la reducción del espasmo muscular secundario y por acción como "contrairritante" u otros posibles mecanismos, como el aumento del flujo vascular (en casos con descenso del mismo) o por medio de las endorfinas (sustancias que produce el cuerpo que participan en el alivio del dolor). Hay que señalar que esta acción sedante del calor sobre el dolor tiene lugar en los procesos crónicos.
- -
- Disminuye la rigidez articular que se observa en la artritis reumatoide y otras diversas afecciones con limitación de los movimientos.
- -
- Ayuda a resolver reacciones inflamatorias y edemas en su fase crónica.
Cuando la patología se encuentra localizada en
tejidos superficiales la respuesta puede ser leve o intensa y la
extensión dependerá de la temperatura aplicada. En procesos
profundos esta modalidad sólo tiene un efecto leve o moderado.
Cierta clase de calor superficial se suele
aplicar con lámparas de calor radiante en donde la luz incide
perpendicularmente a la piel.
Otros métodos empleados consisten en el contacto
de la zona a tratar con un sólido de mayor temperatura, como puede
ser arena, aceite, cera (parafina), barro, etc. Los baños de
parafina se suelen aplicar en artropatías localizadas en
extremidades, mezclándola con aceite mineral líquido, que se
calienta eléctricamente hasta llegar al punto de fusión,
aproximadamente a los 55ºC (controlada por termómetro).
También son bien conocidas las almohadillas
eléctricas, las cuales producen calor de forma progresiva y
continua
Opuestamente, entre los efectos producidos por
la aplicación de frío terapéutico caben destacar los
siguientes:
- -
- Analgésica, por bloqueo de los receptores del dolor
- -
- Anti-inflamatoria, por bloqueo de los mediadores de la inflamación.
- -
- Alivia los espasmos musculares secundarios a una lesión articular o esquelética subyacente.
- -
- Reduce la hinchazón y la hemorragia en las primeras 24 horas de un traumatismo leve, como puede ser un esguince.
El frío tiene algunas ventajas sobre el calor ya
que puede ser aplicado en heridas, donde no se ha visto un aumento
del riesgo de infección.
También resulta interesante su utilidad en
afecciones localizadas como esguinces, hombro agudo hiperálgico
(por hemiplejía o postraumático), hemartrosis aguda, ataques agudos
de gota o pseudogota, etc.
Así mismo puede utilizarse en pacientes con
dolor y edema secundario o tratamiento quirúrgico reciente.
En este sentido son conocidos diferentes métodos
de aplicación local de frío como puede ser el empleo de:
- -
- Cubitos de hielo que se envuelven en una bolsa de plástico o tela y se aplican de forma directa o intermitente en la zona a tratar, bien por aposición o por frotación-deslizamiento. Una articulación grande (rodilla) precisará de un tiempo de enfriamiento mínimo de entre 20 - 30 minutos. Una articulación pequeña (muñeca o codo) necesitará de entre 15 - 20 minutos. Su efecto dura 4 ó 6 horas.
- -
- Baños de agua fría, dejando derretir el hielo o aplicando compresas frías en zonas que no se pueden sumergir fácilmente.
- -
- Los chorros de cloruro de etilo se utilizan sobre todo para anestesiar una zona que se va a infiltrar.
- -
- "Cold packs" o cuerpos fríos que están constituidos por bolsas que contienen nitrato de amonio y agua; cuando se mezclan producen una respuesta de enfriamiento. Se aplican a través de un paño. Hay productos comerciales pero no son recomendables porque la temperatura está mal controlada y si se rompe el envase externo se produce irritación al contacto con la piel.
- -
- Los chorros de nitrógeno líquido se utilizan en centros especializados, proyectándose sobre las articulaciones.
También es bien conocido en el campo de la
fisioterapia el positivo efecto que provoca la aplicación de
contrastes de calor y frío sobre tejidos subcutáneos, en el sentido
de acelerar en un porcentaje apreciable la curación de la lesión
fibrilar o de una articulación.
Son numerosas las publicaciones referentes a
distintos aspectos terapéuticos que se refieren a la aportación de
calor o de frío, dependiendo de la lesión muscular del paciente,
todo ello en orden a facilitar la rehabilitación de tejidos
musculares y subcutáneos dañados, actuando como una técnica de
recuperación no invasiva.
En el pasado, la terapia por enfriamiento se ha
venido aplicando mediante la utilización de diversas técnicas,
siendo la más extendida la basada en el uso de cubitos de hielo
sueltos o en una bolsa, de manera que uno de los principales
inconvenientes de todos los métodos tradicionales de aplicación de
frío al cuerpo es la inviabilidad de un control de la temperatura,
lo que supone una clara desventaja por cuanto que no todos los
pacientes tienen el mismo grado de sensibilidad cutánea.
Además, el frío proveniente de estas fuentes
puede transmitir una sensación de "humedad" cuando el paciente
padece sobre sí la descongelación progresiva del hielo, en caso de
no encontrarse éste en una bolsa hermética.
En cualquier caso se precisa siempre de un
refrigerador o dispensador de hielo más o menos próximo a la zona
de tratamiento.
Tradicionalmente estas aplicaciones se han
venido cubriendo con la utilización de las clásicas mantas
eléctricas, y aunque en este caso la regulación térmica es posible,
sin embargo la velocidad y consecución de la temperatura final es
lenta. En la patente US 4519389 se describe una
"criosonda"para congelar las lentes oculares durante la
cirugía, de manera que esta "criosonda" consiste en un pequeño
elemento Peltier en donde la parte fría está en contacto directo
con la lente ocular y la parte caliente se coloca sobre un elemento
de disipación de calor, que puede ser utilizado como un conductor
eléctrico. El elemento de disipación de calor es enfriado por la
atmósfera del ambiente o por el contacto de la mano del medico.
Aunque este tipo de "criosondas" es
adecuada para enfriar pequeñas superficies, como un lente ocular,
sin embargo no es adecuada para enfriar cuerpos mayores, como es
una zona de la piel, músculo y otros tejidos subyacentes con buena
circulación.
Por un lado, es imposible que un elemento
Peltier, colocado de esta manera, provea el transporte de calor
referido, mientras que por otro lado es imposible que esa cantidad
de calor liberada por la parte del cuerpo pueda ser disipada por la
parte del ambiente a menos que su flujo sea sustancialmente
forzado. Al mismo tiempo, el calor que se elimina debe ser
conducido adecuadamente a través de la "criosonda", de manera
que el ambiente no haga desaparecer sin querer una porción de
transporte de calor utilizable. Otros documentos como las patentes
US 3207159, US 4860748, EP 55279 y EP 651308 entre otras, también se
utilizan elementos Peltier para enfriar la piel. Sin embargo,
ninguna de las formas de realización de esas patentes, y otras
numerosas existentes, tiene una capacidad enfriamiento útil
comparable con la capacidad del hielo.
Igualmente, en la patente FR 2613611 se describe
una "criosonda" que comprende un módulo Peltier con un
suministro de energía y un cabezal de enfriamiento, en combinación
con un intercambiador de calor que contiene un liquido térmicamente
conductivo que está en contacto con el lado caliente del módulo
Peltier. Este ensamblaje sin embargo presenta ciertas desventajas,
tales como su práctica inviabilidad a la aplicación en tratamientos
sobre determinadas zonas del cuerpo del paciente, entre otras.
Además, en la patente US 4585002 se describe un
aparato fundamentalmente para tratamiento de dolor mediante una
estimulación somato-sensorial alterna de
temperatura, a través de un dispositivo que actúa en un rango de
temperaturas de entre 15 y 43ºC y con unas dimensiones de 30 * 30
mm.
Las patentes US5800490, DE4219392 y US
20005075593 se refieren a un brazalete ortopédico que se puede
aplicar a distintas partes del cuerpo (rodilla, codo, hombro, etc)
para enfriarlas, calentarlas o realizar ambas funciones de forma
alterna, pero que respecto de la invención reivindicada, difieren
sustancialmente, en el sentido de han sido ingeniados para trabajar
como dispositivos portátiles con un rango de temperaturas netamente
inferior al que preconiza la invención aquí descrita (sobre todo en
los ciclos de enfriamiento), debido a que el invento aquí presentado
dispone de una refrigeración por agua muy eficaz y a que su
potencia y superficie terapéutica son claramente superiores.
En cualquier caso debe tenerse en cuenta que
para terapia de enfriamiento de la región fibrilar y muscular es
importante que no solo se cubra el punto concreto de
lesión-inflamación, sino también los aledaños del
mismo, para facilitar desde "fuera" las maniobras no invasivas
sobre los tejidos. Para que el tratamiento sea eficaz se precisará
poder actuar sobre una superficie "generosa" del cuerpo y
disponer de la suficiente potencia de frío y/o calor, para cada
terapia especifica y en ningún caso los dispositivos o
"criosondas" descritos en los documentos anteriormente
referidos y en otros que se conocen, cumplen esos requisitos.
La manta térmica de calor y frío para
fisioterapia que se preconiza, ha sido concebida para resolver la
problemática anteriormente expuesta, basándose en la utilización de
módulos Peltier, pero con una superficie útil del tratamiento más
"generosa" y con mayor potencia de enfriamiento y de rango de
temperaturas, para lo cual se ha previsto que los módulos Peltier
vayan montados por parejas sobre unos bloques metálicos articulados
que se encuentran unidos entre sí mediante bisagras y que son
capaces de cubrir una amplia superficie, de hasta 150 cm cuadrados
de cualquier parte del cuerpo humano u animal, gracias a su elevado
grado de abatimiento.
Por consiguiente, la manta térmica de la
invención, en virtud de sus características estructurales, es
perfectamente adaptable, debido a la comentada flexibilidad
mecánica a cualquier superficie del cuerpo humano, ofreciendo la
posibilidad de no solo calentar o enfriar, sino también de
posibilitar el generar secuencias de contraste frío/calor o
calor/frío pudiendo pasar de un extremo de temperatura al otro en
un tiempo muy reducido gracias al acertado diseño del sistema de
disipación de los módulos Peltier, llegando a constituir de esa
manera un dispositivo termoeléctrico muy útil y con amplio espectro
de posibilidades dentro del campo de la fisioterapia.
Los bloques metálicos serán preferentemente de
aluminio, por su reducido peso y su carácter
anti-oxidante, aunque lógicamente puedan utilizarse
otros materiales que cuenten con una buena transmisión de calor,
como puede ser el cobre, aunque los gastos de mecanización y
protección frente a la oxidación en este caso son superiores.
En cualquier caso, los bloques articulados donde
van montados los módulos Peltier no sólo cumplen una función de
soporte de los módulos termoeléctricos (Peltier), sino que además
cumplen una función de disipación de la energía acumulada en la
cara "caliente" de los Peltier cuando estos trabajan en modo
de "enfriar" la superficie del paciente . El sistema de
disipación consiste de unos conductos longitudinales que atraviesan
ampliamente los bloques metálicos y que se unen entre sí en serie
mediante tubos flexibles para con ello formar un circuito de
refrigeración recorrido por agua . El circuito de agua es cerrado y
también a su vez refrigerado con lo que se garantiza que los
módulos Peltier puedan encontrarse en un punto de trabajo óptimo y
que se pueda conseguir una elevada potencia de bombeo de calor. Las
líneas de agua se integran casi completamente en el bloque metálico
y prácticamente no son perceptibles desde el exterior, con lo que se
le confiere al conjunto una apariencia similar al de una manta.
En la forma de realización preferente, la manta
térmica de la invención incluye tres bloques articulados mediante
parejas de bisagras, preferentemente de naturaleza plástica, con
unas dimensiones preferentes de 10 x 4,8 cm para cada bloque, lo
cual confiere al conjunto de la manta unas dimensiones globales de
10 x 15 cm.
Como es lógico, los módulos Peltier, montados
dos en cada bloque de aluminio, se encuentran eléctricamente
conectados entre si (en serie) realizándose una medición de
temperatura mediante una sonda PT 1000, fijada directamente
mediante un adhesivo térmicamente conductor a uno de los módulos y
siempre en contacto con el paciente.
Cabe destacar el hecho de que la fijación entre
cada bloque de aluminio y el sustrato cerámico externo de los
Peltier se realiza de forma mecánica mediante la utilización de
fijaciones y uniones atornilladas de acero inoxidable, que además
tienen el objetivo proteger la sonda de temperatura PT 1000.
En cuanto al circuito cerrado de refrigeración
por agua, este consta esencialmente de dos elementos, que son por
un lado un intercambiador de calor líquido/aire (también basado en
Peltiers) y que tiene como misión impedir que se caliente más de la
cuenta el agua de refrigeración y por otro lado una bomba mecánica
sumergible con depósito que mueve el agua por todo el circuito.
La manta térmica así obtenida sirve para enfriar
o calentar cualquier región del cuerpo humano o partes concretas de
animales, con el objeto de ayudar a corregir lesiones musculares y
fibrilares, así como de aplacar inflamaciones cutáneas u otras más
subyacentes.
Cabe destacar el hecho de que la manta térmica
es de elevada potencia, capaz de enfriar o calentar parte del
cuerpo humano a gran velocidad incluso de alternar ambas
operaciones de forma secuencial y repetitiva durante periodos muy
continuados de trabajo, con la finalidad de obtener un beneficio
terapéutico sobre el cuerpo del paciente, de manera que combina
unas dimensiones generosas (150 cm^{2} de amplitud) con una gran
capacidad de articulación mecánica, lo que permite que se adapte
perfectamente a cualquier parte del cuerpo humano (muñeca, tobillo,
muslo, rodilla, etc).
Finalmente, decir que la manta térmica se
complementará con un controlador de proceso electrónico que
permitirá la posibilidad de programar los tiempos de aplicación,
las temperaturas de los ciclos caliente y frío y el modo de las
secuencias (Calor/frío ó Frío/Calor).
Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las
características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente
de realización práctica del mismo, se acompaña como parte
integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con
carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo
siguiente:
La figura 1.- Muestra una representación
correspondiente a una vista superior de la manta térmica objeto de
la invención.
La figura 2.- Muestra una vista en planta
inferior de la misma manta térmica representada en la figura
anterior.
La figura 3.- Muestra una vista en alzado
lateral de la manta térmica en posición desplegada.
La figura 4.-Muestra una vista lateral de la
misma manta térmica representada en la figura anterior, pero en
este caso en posición de máximo abatimiento o plegado.
La figura 5.- Muestra un detalle correspondiente
al recorrido del circuito de refrigeración por agua a través de la
manta propiamente dicha .
La figura 6.- Muestra finalmente un detalle
correspondiente a una representación esquemática del intercambiador
de calor líquido/aire conectado a la manta térmica de la
invención.
Como se puede ver en las figuras referidas, la
manta térmica de la invención se constituye a partir de tres
bloques metálicos (1), preferentemente de aluminio, de
configuración rectangular y relacionados entre si mediante parejas
de bisagras (2), con una superficie total entre los tres bloques de
150 cm^{2}. Interiormente incluye un circuito interno de
refrigeración por agua unido en serie, utilizando para ello
acoplamientos acodados (3) y tubos (4) muy flexibles, para que en
modo alguno impidan la correcta articulación de los bloques (1) que
forman la manta térmica, siendo los tubos flexibles (4) lo más
cortos posible para ocupar el menor espacio posible, confiriendo
así una apariencia similar al de una "manta".
Sobre cada bloque metálico de aluminio (1) va
fijada una pareja de módulos Peltier (5), por lo que la cantidad
total de módulos Peltier (5) será de seis como se representa
claramente en la figura 2, estando estos módulos Peltier (5)
conectados eléctricamente en serie, efectuándose las mediciones de
temperatura mediante una sonda (6) concretamente una sonda PT 1000
pegada directamente con adhesivo conductor a uno de los módulos (5)
y siempre en contacto con el paciente.
El procedimiento empleado para la fijación de
los módulos Peltier (5) a los bloques de aluminio (1), es mediante
una fijación mecánica (9) por uniones atornilladas y utilizando un
adhesivo térmicamente conductor con una conductividad superior a
7,5 W/mK, cuyo objeto es evitar un mal contacto por cualquier
posible desigualdad microscópica en las superficies de
contacto.
Volviendo a la figura 1, además de los elementos
y partes comentadas de la manta térmica, se pueden observar las
conducciones de cables eléctricos de alimentación de los módulos
Peltier entre los bloques de aluminio (8) .
Cada módulo Peltier (5) esta previsto para que
pueda bombear o evacuar 35 W de calor, lo que totaliza una potencia
máxima de bombeo de calor de 210 W.
En la figura 5 se dejan ver las boquillas de
entrada y salida (10) del agua de refrigeración, todo ello pasando
al igual que los cables eléctricos a través de un
conducto-acoplamiento con efecto de prensaestopas
(11).
Finalmente, en la figura 6 se muestra la manta
térmica descrita y conectada al correspondiente sistema disipador
formado por un circuito cerrado de agua de refrigeración en el que
interviene un intercambiador liquido/aire (12), con el complemento
de un Peltier (13) de elevada potencia, una bomba de conducción
sumergible integrada en un depósito estanco de agua(14) y un
ventilador (15), de manera que la cantidad de calor que habrá de
disipar dicho circuito de refrigeración provendrá básicamente de
los ciclos en los que la manta térmica actúe como elemento
enfriador. En estas circunstancias en el bloque de aluminio (1) se
acumularan dos cantidades de calor, por un lado la bombeada por el
Peltier desde la cara fría hasta la caliente, y por otro lado la de
la energía eléctrica en forma de calor que requiere el módulo para
su funcionamiento.
Un disipador ideal es aquel que sea capaz de
canalizar todo el flujo de calor del Peltier y experimentar un
moderado ritmo de crecimiento de su temperatura, para lo cual se
considera como óptimo un diseño de compromiso entre el volumen del
disipador, el volumen y geometría de los conductos del agua dentro
del bloque de aluminio, y la temperatura y caudal del agua de
refrigeración, siendo el liquido refrigerante agua en disolución
con un anticongelante (glicol) para evitar una posible congelación
durante los ciclos prolongados de aplicación de calor sobre el
paciente. En base a esa característica se consigue que la manta
térmica pueda funcionar de forma totalmente autónoma en entornos
con temperaturas ambiente de hasta 32ºC.
Claims (3)
1. Manta térmica de calor y frío para
fisioterapia, que constituyendo un dispositivo termoeléctrico que
permite rápidamente enfriar o calentar partes del cuerpo humano en
un rango de temperaturas entre 0ºC y 48ºC y sobre una determinada
superficie de tratamiento o incluso alternar ambas operaciones de
forma secuencial, repetitiva y a gran velocidad entre un estado y
otro, y estando provisto de una gran flexibilidad para adaptarse
perfectamente a cualquier parte del cuerpo humano, ya sea una
muñeca, un tobillo, un muslo, una rodilla u otras zonas, se
caracteriza porque se constituye mediante una pluralidad de
módulos Peltier (5) fijados, mediante uniones mecánicas por
atornillamiento a bloques metálicos (1) preferentemente de
aluminio, articulados entre sí mediante bisagras (2) u otro medio
de articulación equivalente, que posibilitan la extensibilidad y
abatimiento de dichos bloques y la consecución de una amplia
superficie del conjunto, así como la flexibilidad suficiente para
adaptarse a la mayor parte de las zonas del cuerpo humano, como son
una rodilla, una muñeca o similar; habiéndose previsto un circuito
cerrado de agua para refrigeración basado en conductos flexibles
(4) así como otros practicados en los bloques de aluminio que
facilitan la articulación mecánica entre los distintos bloques
donde van fijados los módulos Peltier.
2. Manta térmica de calor y frío para
fisioterapia, según reivindicación 1ª, caracterizada porque
comprende preferentemente tres bloques de aluminio (1), en cada uno
de los cuales van fijados dos módulos Peltier (5).
3. Manta térmica de calor y frío para
fisioterapia, según reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque cada bloque de aluminio (1) presenta
una amplitud de 50 cm^{2}, proporcionando una generosa amplitud
total de la manta de 150 cm^{2}.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200701380A ES2293852B1 (es) | 2007-05-21 | 2007-05-21 | Manta termica de calor y frio para fisioterapia. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200701380A ES2293852B1 (es) | 2007-05-21 | 2007-05-21 | Manta termica de calor y frio para fisioterapia. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2293852A1 true ES2293852A1 (es) | 2008-03-16 |
| ES2293852B1 ES2293852B1 (es) | 2009-11-05 |
Family
ID=39166524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES200701380A Expired - Fee Related ES2293852B1 (es) | 2007-05-21 | 2007-05-21 | Manta termica de calor y frio para fisioterapia. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2293852B1 (es) |
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2007
- 2007-05-21 ES ES200701380A patent/ES2293852B1/es not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2293852B1 (es) | 2009-11-05 |
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| FG2A | Definitive protection |
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| FD2A | Announcement of lapse in spain |
Effective date: 20180912 |