JP2006230761A - Medical peltier type partial cooling apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、耳等の患部を所要温度で冷却することができる医療用ペルチェ式部分冷却装置に関する。 The present invention relates to a medical Peltier partial cooling device that can cool an affected part such as an ear at a required temperature.
近年、医学の分野において、耳の裏(背部)に位置する後頭部及び側頭部に冷却剤を当て、頭蓋骨までを伝熱冷却し、内耳蝸牛温度を平熱より1〜2℃低下させると、突発性難聴や原因不明病に治療効果が出ることが解明された。 In recent years, in the medical field, when a cooling agent is applied to the occipital region and the temporal region located on the back (back) of the ear, the heat is cooled down to the skull, and the temperature of the inner ear cochlea is lowered by 1 to 2 ° C. from the normal temperature. It has been clarified that therapeutic effects are manifested in sexual hearing loss and unexplained diseases.
ところが、耳の裏に位置する側頭部を冷却するには、氷その他の冷却剤を当てるしかなく、適温制御が難しく、その為の装置の開発が必要となった。そこで、その為の装置として、ペルチェ素子を使えば良いことが示唆される。 However, in order to cool the temporal region located on the back of the ear, it is only possible to apply ice or other coolant. Therefore, it is suggested that a Peltier element should be used as a device for that purpose.
従来のペルチェ素子を用いた冷却装置としては、特許公開平10−246531号公報(熱電変換装置)のものの例がある。これは、熱移動媒体が通過するジャケットの形状を工夫することにより、ペルチェ素子の放熱部を効率よく冷却しようとするものである。 As a conventional cooling device using a Peltier element, there is an example of the one disclosed in Japanese Patent Publication No. 10-246531 (thermoelectric conversion device). This is intended to efficiently cool the heat radiating portion of the Peltier element by devising the shape of the jacket through which the heat transfer medium passes.
しかしながら、この熱電変換装置に通される熱移動媒体と、ペルチェ素子の表面温度との関係が不明であり、これをそのまま耳の裏に当てても適切な内耳冷却効果が出るか否かは疑問であり、正確を要する医療用としてはこのまま使用できず、別途に設計されねばならない。 However, the relationship between the heat transfer medium passed through this thermoelectric converter and the surface temperature of the Peltier element is unclear, and it is doubtful whether an appropriate inner ear cooling effect will be obtained even if this is applied directly to the back of the ear. Therefore, it cannot be used as it is for medical use requiring accuracy, and must be designed separately.
特開2000−99202号公報(疼痛緩和器、及びこれに用いたプローブ)は、注射針を刺した状態での疼痛を和らげるため、加温と冷却を交互に繰り返すリズムモードを設けたというものである。 Japanese Patent Laid-Open No. 2000-99202 (pain relieving device and probe used therein) is provided with a rhythm mode in which heating and cooling are alternately repeated in order to relieve pain when the needle is stuck. is there.
しかしながら、このプローブは、あくまで疼痛緩和用であって、加熱と冷却を繰り返すことはできるが、耳の裏を冷却し耳の治療をするのには用いることができない。しかも、ペルチェ素子の通電のみにより冷却、加熱を行うものであるので、その程度もペルチェ素子の大きさによって制限され、耳の治療に用いることはできない。
本発明は、耳の裏に位置する側頭部を冷却し、頭蓋骨までを伝熱冷却して、内耳蝸牛温度を1〜2℃低下させるという耳の治療方法に適用でき、長時間(数分間〜数時間)耳の裏を10〜15℃の温度で冷却し、しかもその温度を誤差1℃以内で医師の指示通りに適切に変化対応可能の医療用ペルチェ式部分冷却装置を提供することを目的とする。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to an ear treatment method that cools the temporal region located on the back of the ear, heat-cools up to the skull, and lowers the inner ear cochlea temperature by 1 to 2 ° C. for a long time (several minutes). (Several hours) To provide a medical Peltier partial cooling device that can cool the back of the ear at a temperature of 10 to 15 ° C., and can appropriately change the temperature within an error of 1 ° C. as instructed by a doctor. Objective.
上記課題を解決するための本発明の医療用ペルチェ式部分冷却装置は、ペルチェ素子により、所定の冷却水温度T1に冷却される冷却水タンクを備えた冷却水タンク装置と、前記冷却水タンク中の水を吸引し再度返却する循環パイプと、前記循環パイプの途中に配置された部分冷却用プローブとを有し、前記部分冷却用プローブは、その両端部を前記循環パイプと夫々接続されるプローブ内タンクと、一端面が前記プローブ内タンクに対して開放され前記冷却水タンクから吸引された冷却水で冷却される放熱部、及びその裏面で適宜伝熱シートを介して患部に接触される吸熱部を備えたプローブ側ぺルチェ素子とを備え、前記冷却水温度T1と前記プローブ側ペルチェ素子への通電量を制御することにより、前記患部側ペルチェ素子の吸熱部温度を前記医療の目的に応じた医療温度T2に制御する制御ユニットを備えたことを特徴とする。 The medical Peltier partial cooling device of the present invention for solving the above-described problems includes a cooling water tank device provided with a cooling water tank cooled to a predetermined cooling water temperature T1 by a Peltier element, and the cooling water tank A circulation pipe that sucks and returns the water and a partial cooling probe arranged in the middle of the circulation pipe, and the partial cooling probe is connected to both ends of the circulation pipe. An inner tank, a heat dissipating part whose one end surface is opened with respect to the inner tank of the probe and cooled by cooling water sucked from the cooling water tank, and an endothermic contact with the affected part via a heat transfer sheet as appropriate on the rear surface And a heat absorption part of the affected part side Peltier element by controlling the cooling water temperature T1 and the energization amount to the probe side Peltier element. Characterized by comprising a control unit for controlling the degree to medical temperature T2 in accordance with the purpose of the medicine.
冷却水タンク装置は、ペルチェ素子により、所定の冷却水温度、例えば10〜20℃に正確に温度制御できるので、所要の一定温度T1(例えば13±0.1℃)の冷却水を部分冷却用プローブに対して供給することができる。また、冷却水タンク装置をペルチェ素子により冷却するので、装置を小型化でき、ポータブル化することができる。さらには、バッテリ駆動等とすることにより超小型化(例えば3〜5kg)でき、病室やベットへの設置を容易に行うことができる。冷却用水を別途に準備する必要がなく、水道ホースを引張る必要もない。大掛かりな空冷設備も必要ない。 Since the cooling water tank device can accurately control the temperature to a predetermined cooling water temperature, for example, 10 to 20 ° C., by the Peltier element, the cooling water having a predetermined constant temperature T1 (for example, 13 ± 0.1 ° C.) is used for partial cooling. Can be supplied to the probe. Further, since the cooling water tank device is cooled by the Peltier element, the device can be reduced in size and made portable. Furthermore, it can be miniaturized (for example, 3 to 5 kg) by battery driving or the like, and can be easily installed in a hospital room or bed. There is no need to prepare cooling water separately, and there is no need to pull the water hose. There is no need for large air-cooling facilities.
一方、部分冷却用プローブには、その一端面を前記冷却水タンク装置から供給される冷却水で冷却され、裏面で患部を二次的に冷却可能のプローブ側ペルチェ素子を備えている。従って、患部側ペルチェ素子の表面温度を医療目的に応じた温度T2として正確に出力することができる。このとき、冷却水タンク装置の冷却水温度T1は、医療目的に応じた温度T2に近い温度に制御する。例えば、T2=12℃ならばT1=13〜15℃のように制御する(T1≧T2℃)。従って、プローブ側ペルチェ素子への通電量を小さな値で細かく制御することにより、その表面出力温度を医療目的温度T2に対し極めて正確に安定して出力することができる。医療目的温度T2は、必ずしも常時一定ではなく、時間を置いて変化(例えば5分毎に1℃づつ低下させる)させたり、逆に加熱(例えば接触面の冷却温度を一時的に15℃に上昇)させたい場合もある。これらの目標温度の変化に対し、プローブ側ペルチェ素子の通電により臨機応変に対応可能である。加温の場合には患部側ペルチェ素子への通電方向を逆にすれば良い。さらには、患者に手元スイッチ(温度ボリューム)を持たせ、医師の許可する範囲で好みに応じて、少し冷たく(例えば11.5℃)、或いはより冷たく(例えば11°)、或いは一時的に暖かく(例えば15℃)する等の対応も可能である。 On the other hand, the probe for partial cooling is provided with a probe-side Peltier element whose one end surface is cooled with cooling water supplied from the cooling water tank device and capable of secondarily cooling the affected part on the back surface. Accordingly, the surface temperature of the affected part side Peltier element can be accurately output as the temperature T2 according to the medical purpose. At this time, the cooling water temperature T1 of the cooling water tank apparatus is controlled to a temperature close to the temperature T2 according to the medical purpose. For example, if T2 = 12 ° C., control is performed so that T1 = 13 to 15 ° C. (T1 ≧ T2 ° C.). Therefore, by finely controlling the energization amount to the probe-side Peltier element with a small value, the surface output temperature can be output very accurately and stably with respect to the medical target temperature T2. The medical target temperature T2 is not always constant, but is changed with time (for example, decreased by 1 ° C every 5 minutes) or heated (for example, the cooling temperature of the contact surface is temporarily increased to 15 ° C). ) You may want to With respect to these changes in target temperature, the probe-side Peltier element can be flexibly adapted to change. In the case of heating, the energizing direction to the affected part Peltier element may be reversed. Furthermore, the patient is provided with a hand switch (temperature volume), and is slightly cooler (for example, 11.5 ° C), cooler (for example, 11 °), or temporarily warmed according to his / her preference within the range permitted by the doctor. It is also possible to cope with it (for example, 15 ° C.).
以上の如く構成された医療用ペルチェ式部分冷却装置(以下、2重ペルチェ式部分冷却装置とも呼ぶ)は、ポータブルに形成されて病室やベットに運ばれ、部分冷却用プローブを患部に当てることにより、耳の裏をはじめ、頭、腕、肩、肘、足、膝、腰等の患部を医療目的に応じた温度に正確に安定して冷却することができる。 The medical Peltier partial cooling device (hereinafter also referred to as a double Peltier partial cooling device) configured as described above is portable and carried to a hospital room or bed, and a partial cooling probe is applied to the affected area. In addition to the back of the ear, the affected part such as the head, arms, shoulders, elbows, legs, knees, and waist can be accurately and stably cooled to a temperature according to the medical purpose.
前記プローブは、耳に引掛けるための取手と、この取手に支持され耳の裏の面に接触する基板とを有し、この基板の内部に前記プローブ内タンクを設け、このプローブ内タンクに対し放熱部を開放すると共にその裏面を吸熱部とした患部側ペルチェ素子を設けたもの(以下、耳掛け式と呼ぶ)とすることができる。 The probe has a handle for hooking to the ear and a substrate that is supported by the handle and contacts the surface of the back of the ear. The tank in the probe is provided inside the substrate, and the probe tank It is possible to provide an affected part side Peltier element (hereinafter referred to as an ear-hanging type) in which the heat dissipating part is opened and the back surface thereof is the heat absorbing part.
耳掛け式のプローブを用いた部分冷却装置によれば、1つのプローブ本体を用いて片方の耳の裏を、又は2つのプローブ本体を用いて両方の耳の裏を同時的に冷却することができる。2つのプローブ本体を用いる場合であっても、これらを並列接続すれば冷却水タンク装置は1つで良いこと勿論である。この場合、夫々の冷却温度を個別に制御できる。 According to the partial cooling device using the ear-hook type probe, it is possible to simultaneously cool the back of one ear using one probe body or the back of both ears using two probe bodies. it can. Of course, even if two probe bodies are used, one cooling water tank device is sufficient if they are connected in parallel. In this case, each cooling temperature can be individually controlled.
前記プローブは、弾力性を有してU字状に形成された弓状部材の一端又は両端に、前記プローブ側ペルチェ素子の吸熱部が内側となるよう配置して固定したもの(以下、ヘッドホン式と呼ぶ)とすることができる。 The probe is arranged and fixed at one end or both ends of a bow-shaped member having elasticity and formed in a U-shape so that the heat absorption part of the probe-side Peltier element is inside (hereinafter referred to as headphone type). Can be called).
このヘッドホン式のプローブによれば、弓状部材の両端に一対のプローブ本体を取付けることにより、両方の耳の裏を同時に冷却することができる。片方のプローブ本体を省略することにより、又は片方のプローブ本体を休止状態とすることにより、片方の耳の裏のみ冷却することもできる。 According to this headphone-type probe, the backs of both ears can be simultaneously cooled by attaching a pair of probe bodies to both ends of the arcuate member. It is also possible to cool only the back of one ear by omitting one probe body or by putting one probe body in a resting state.
前記プローブは、頭部を覆うバンド状部材の内側に、前記プローブ側ペルチェ素子の吸熱部が内側となるよう配置して固定したもの(以下、ヘアバンド式と呼ぶ)とすることができる。 The probe may be one that is arranged and fixed inside the band-shaped member that covers the head so that the endothermic part of the probe-side Peltier element is inside (hereinafter referred to as a hair band type).
このヘアバンド式のプローブによれば、バンド状部材の裏面にプローブ本体を設け、プローブ本体の表面を患部に当てることにより、耳の裏や額部等を冷却することができる。 According to this hair band type probe, the back of the ear, the forehead, and the like can be cooled by providing the probe main body on the back surface of the band-shaped member and applying the surface of the probe main body to the affected area.
前記プローブは、患部に巻付け可能の帯状部材の内側で、前記プローブ側ペルチェ素子の吸熱部が内側となるよう配置し、当該帯状部材の端末には面ファスナーを取付けたもの(以下、帯式と呼ぶ)とすることができる。 The probe is arranged inside the band-shaped member that can be wound around the affected part, and the heat-absorbing part of the probe-side Peltier element is inside, and a hook-and-loop fastener is attached to the end of the band-shaped member (hereinafter referred to as a band type) Can be called).
帯式のプローブによれば、帯の裏にプローブ本体を設け、これを患部に巻付け、面ファスナーで固定することにより、耳の裏をはじめ、頭、腕、肩、肘、足、膝、腰等体の任意の位置を冷却することができる。プローブ側ペルチェの通電方向を逆にすることにより加温することも可能である。 According to the belt-type probe, the probe body is provided on the back of the belt, wrapped around the affected area, and fixed with a hook-and-loop fastener, so that the back of the ear, head, arms, shoulders, elbows, legs, knees, An arbitrary position of the body such as the waist can be cooled. Heating is also possible by reversing the energizing direction of the probe side Peltier.
本発明の医療用ペルチェ式部分冷却装置によれば、ペルチェ素子により冷却される冷却水タンクを備えた冷却水タンク装置と、前記冷却水タンク中の水を吸引し再度返却する循環パイプとを有し、前記循環パイプの途中に配置された部分冷却用プローブを有し、このプローブには、前記循環パイプを流れる冷却水で冷却され、その裏面を患部に接触する吸熱部として医療温度に制御できるペルチェ素子を備えたので、設備を小型化、ポータブル化することができ、病室やベッドに気楽に設置できる。冷却水タンク装置をバッテリ駆動とすれば、よりコンパクトに形成できる。しかも、冷却水タンクの冷却水温度に対してプローブ側ペルチェ温度の吸熱部を任意に温度設定できるので、医療温度に応じて安定して高精度に制御でき、耳の治療の他各種医療目的を達成することができる。1つの冷却水装置に対して複数のプローブを付属させ、かつ各ブローブ温度を個別に制御できるので、複数患部に対して対応可能である。 According to the medical Peltier partial cooling device of the present invention, there is provided a cooling water tank device provided with a cooling water tank cooled by a Peltier element, and a circulation pipe for sucking the water in the cooling water tank and returning it again. The probe has a partial cooling probe arranged in the middle of the circulation pipe. The probe is cooled by cooling water flowing through the circulation pipe, and the back surface of the probe can be controlled to a medical temperature as a heat absorption part that contacts the affected part. With the Peltier element, the equipment can be miniaturized and portable, and can be easily installed in hospital rooms and beds. If the cooling water tank device is battery-driven, it can be made more compact. In addition, the temperature of the endothermic part of the Peltier temperature on the probe side can be arbitrarily set with respect to the cooling water temperature of the cooling water tank, so that it can be controlled stably and with high accuracy according to the medical temperature. Can be achieved. Since a plurality of probes are attached to one cooling water device and each probe temperature can be individually controlled, a plurality of affected parts can be handled.
プローブを耳掛け式、即ち、片方の耳に引掛けるための小さな取手と、この取手に支持され耳の裏の面に接触する基板とを有し、この基板の内部にプローブ内タンクを設け、このプローブ内タンクに対し放熱部を開放すると共に、その裏面を吸熱部とした患部側ペルチェ素子を設けた形とすれば、プローブを耳に引掛けて耳の裏を冷却できる。患者は座った状態で又は寝た状態いずれでも良く、姿勢に制限を受けないので長時間であっても楽に治療を受けることができる。 There is a small handle for hooking the probe to the ear, that is, a small handle for holding the probe on one ear, and a substrate that is supported by this handle and contacts the surface of the back of the ear, and a tank in the probe is provided inside the substrate, If the heat radiation part is opened to the tank in the probe and the affected part side Peltier element having the heat absorption part on the back surface is provided, the probe can be hooked on the ear to cool the back of the ear. The patient can be either sitting or sleeping, and can be treated easily even for a long time because the posture is not limited.
ヘッドホン式、即ち弓状部材の両端に一対のプローブ本体を取付けることにより、片方の耳の裏又は両方の耳の裏を医療目的に応じた温度に制御できる。この場合も、姿勢に制限を受けないので、長時間であっても楽に治療を受けることができる。また、ヘッドホンに音楽等を流すことにより、楽しく治療を受けることができる。 By attaching a pair of probe bodies to both ends of the headphone type, that is, the arcuate member, the back of one ear or the back of both ears can be controlled to a temperature according to medical purposes. In this case as well, the posture is not limited, so that treatment can be easily performed even for a long time. In addition, music can be enjoyed by flowing music through headphones.
ヘアバンド式、即ち頭部を覆うバンド状部材の内側に、プローブ側ペルチェ素子の吸熱部が内側となるよう配置して固定すれば、頭部はヘアバンドを取付けた形にてプローブ本体の表面を患部に当てることができ、耳の裏や額部等を医療目的に応じた温度に冷却することができる。 Hairband type, that is, if the heat absorption part of the probe side Peltier element is placed inside and fixed inside the band-shaped member that covers the head, the head is attached to the surface of the probe body with the hairband attached Can be applied to the affected area, and the back of the ear, the forehead, etc. can be cooled to a temperature suitable for medical purposes.
帯式、即ち患部に巻付け可能の帯状部材の内側で、プローブ側ペルチェ素子の吸熱部が内側となるよう配置し、当該帯状部材の端末には面ファスナーを取付けたものとすれば、帯の裏にプローブ本体を設け、これを患部に巻付け、面ファスナーで固定することにより、頭に巻付けて耳の裏や額を冷却することができる他、腕、肩、肘、足、膝、腰等任意の位置に巻付けて所要の患部を冷却することができる。 If the belt-type, that is, the inner side of the band-shaped member that can be wound around the affected part is arranged so that the heat absorbing portion of the probe-side Peltier element is on the inner side, and the hook-and-loop fastener is attached to the end of the band-shaped member, By providing a probe body on the back, wrapping it around the affected area and fixing it with a hook-and-loop fastener, you can wrap it around the head and cool the back of the ear and forehead, as well as arms, shoulders, elbows, legs, knees, A desired affected part can be cooled by wrapping around an arbitrary position such as a waist.
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。図1は、本発明の2重ペルチェ式部分冷却装置の全体構成を示す断面図である。図2は、図1の部分冷却用プローブの拡大正面図である。図3は、図2のF3−F3線に沿って示す断面図である。図4は、制御装置の一例を示すブロック図である。図5〜図14は、プローブの構成例及びその使用形態を示す説明図である。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the overall configuration of a double Peltier partial cooling device of the present invention. FIG. 2 is an enlarged front view of the partial cooling probe of FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line F3-F3 in FIG. FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of a control device. 5 to 14 are explanatory diagrams showing a configuration example of the probe and a usage pattern thereof.
図1〜図4に示すように、本発明の一実施形態に係る医療用ペルチェ式部分冷却装置1は、ペルチェ素子2により、所定の冷却水温度T1に冷却される冷却水タンク3を備えた冷却水タンク装置4と、前記冷却水タンク3中の水を吸引し再度返却する往復の循環パイプ5、6と、前記循環パイプ5、6の途中に配置された部分冷却用プローブ7とを有し、前記部分冷却用プローブ7は、その両端部を前記循環パイプ5、6と夫々接続されるプローブ内タンク8と、一端面が前記プローブ内タンク8に対して開放され前記冷却水タンク3から吸引された冷却水で冷却される放熱部9a、及びその裏面で適宜伝熱シートを介して患部に接触される吸熱部9bを備えたプローブ側ぺルチェ素子9とを備え、前記冷却水温度T1と前記プローブ側ペルチェ素子9への通電量を制御することにより、前記プローブ側ペルチェ素子9の吸熱部9bの温度を医療の目的に応じた医療温度T2に制御する制御ユニット10を備えたことを特徴とする。
As shown in FIGS. 1 to 4, the medical Peltier
前記冷却水タンク装置4は、足部11に支持されたフレーム材12を有し、これに支持された断熱材13内に1〜5リットル程度の容量の銅製又はアルミニウム製の冷却水タンク3を有し、この冷却水タンク3の底部にペルチェ素子2で構成される複数ペルチェ素子2のユニットが配置されている。
The cooling
前記ペルチェ素子2の下部には放熱ユニット14が配置され、その下方に開口部に向けて気流を放出する冷却ファン15が設けられている。従って、ペルチェ素子2で冷却水タンク3中の水を冷却することができ、ペルチェ素子2で吸熱された熱量は、放熱ユニット14及び冷却ファン15を介して下方に放出できる。
A
前記断熱材13の側面には、制御ユニット10と交流電源の接続口16が配置されている。バッテリ駆動の例では、この位置にバッテリ(図示せず)が配置される。バッテリ共用も可能である。これについては、図4で詳述する。
A
さらに、前記冷却水タンク3内には小型の循環ポンプ17が配置され、吸引した冷却水を断熱ホース製の柔軟循環パイプ5を介して部分冷却用プローブ7に送るようになっている。図にはプローブ7を1個示しているが、適宜バルブ(図示せず)を介して2個以上並列配置できる。冷却水の流れを方向(in)、(out)で示す。循環パイプ5、6は、柔軟で細径(3〜6mm)のものを用いている。プローブ7回りでは、循環パイプは一方向にまとめられることもある。
Further, a
その他、冷却水タンク3の上下や各プローブの中には多数の温度センサ18Tが設けられ、センサ線19を介して前記制御ユニットと接続され、また、プローブ側ペルチェ素子9に対して直流電流を供給するための電熱線が配線される。図1〜図3では、これらセンサ線及び電線類の多くを省略して示している。温度センサが多数存在するため、冷却水タンク側18T、プローブ側18Pとして示す。同様にそのセンサ線を19Tと19Pで示す。
In addition, a large number of
図2及び図3に示すように、部分冷却水プローブ7は、本体部分としての基板40を有し、ジョイント20、21を介して前記循環パイプ5、6とプローブ内タンク8とが接続されている。ペルチェ素子9は放熱部9aをタンク側に開放し、その裏面を表面吸熱部9bとして、ここに伝熱シートクッション22を張り、その表面で患部を冷却するようにしている。センサ線19Pとペルチェ電源線23Pは、コネクタ24Cでまとめられ、制御ユニット10のメインコイルと接続されている。各部分冷却用プローブ7には温度調節可能の手元スイッチ24(図1に示す)が設けられている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the partial
以上の構成により、医療目的温度T2に対し、冷却水温度T1を定め、これを循環パイプ5を介して部分冷却用プローブ7のプローブ内タンク8に対して供給することができる。例えば、耳の治療において、医師が12℃を指定したとする。すると、冷却水温度をそれより少し高く13℃に設定し、プローブ側ペルチェ素子9に通電することにより、ペルチェ素子9の表面温度を目標温度T2に制御できる。手元スイッチ24により、プローブ7毎に制御温度を変化させることもできる。バルブ操作を含めて片方のみ作動させることもできる。さらにはペルチェ素子9への通電電流方向を反対とすることにより、予めの冷却水温度T1より高い温度にすることも可能である。2重ペルチェ式であるので、ポータブルな構成にし冷却水温度を自由に調整でき、その温度を基準として医療目的温度を正確に維持することができる。放熱部9aに直接水を接触させないために、銅板9cを敷き、その間に感熱グリス又はシートを挟み込むようにしている。
With the above configuration, the cooling water temperature T1 can be determined with respect to the medical target temperature T2 and supplied to the in-
プローブ側にのみペルチェ素子を設けるのと比べ、冷却水温度を自由に設定できるので、流水量、熱量取得効果の各種制御困難性を解除し、容易、正確、安定して制御できる。因みに、冷却水を水道水による場合には、水道水が無い場所では使えないし、水の排水を節約できないのは仕方ないとしても、水道水が20℃であるような場合、それから8℃も低下させて安定して医療目的温度、例えば12℃を得るのは困難である。これら諸条件に対し、本発明の2重ペルチェ式のものは容易に対応でき、正確に安定して使用できる。かつ、医師の指定温度が10℃以下であっても、20℃以上であっても、さらにはこれらを種々変化させるような場合であっても、容易に対応できる。 Compared with providing a Peltier element only on the probe side, the cooling water temperature can be set freely, so that various control difficulties of the flowing water amount and the heat quantity acquisition effect can be eliminated, and the control can be performed easily, accurately and stably. By the way, when the cooling water is tap water, it cannot be used in places where there is no tap water, and it is inevitable that the drainage of the water cannot be saved, but if the tap water is 20 ° C, then it will drop by 8 ° C. It is difficult to obtain a medical target temperature, for example, 12 ° C. stably. The double Peltier type of the present invention can easily cope with these conditions and can be used accurately and stably. Moreover, even if the doctor's designated temperature is 10 ° C. or lower, 20 ° C. or higher, or even when these are variously changed, it can be easily handled.
図4に、上記医療用ペルチェ式部分冷却装置1を駆動するための制御装置25の構成例を示した。手元スイッチ24は省略して示している。また、本例は基本構成を示し、プローブ7が1個である場合の例で示している。
In FIG. 4, the structural example of the
図4に示すように、マイクロコンピュータで構成される制御ユニット10には、冷却水タンク装置4側を制御するために、電流検出器26−1、26−2と、多数の温度センサ18T−1〜18T−7と、循環ポンプ17のFG検出器27と、冷却水タンク及び素子の能力及び極性制御器28と、循環ポンプ17の回転制御器29とが接続されている。能力・極性制御器28には、前記冷却水タンク側ペルチェ素子2が接続されている。従って、各温度センサ18T−1〜18T−7の温度入力に基いて、冷却水タンク3の温度を適正に保ち、循環ポンプ17を駆動して適正流量の冷却水をプローブ7に対して供給することができる。
As shown in FIG. 4, the
図4の下方に示すように、制御ユニット10には、AC−DC電源回路30と、DC−DC電源回路31とが接続されている。AC−DC電源回路30にAC電源が入力され、DC−DC電源回路31に直流電源を供給できるようになっている。DC−DC電源回路31には、バッテリ32とも接続され、各端子は電圧を18V、16V、12V,5Vを異ならしめて、所要の部所に電源供給するための電圧供給端子TM−1〜TM−5を備えている。従って、交直流いずれも入力可能であり、ポータブルな構成にして、いずれの病室、ベッドでも利用可能である。出張もできる。
As shown in the lower part of FIG. 4, an AC-DC
図4の右上方に示すように、制御ユニット内には、プローブ側の制御を行うために、多数の温度センサ18P−1〜18P−7と、電流検出器33と、プローブ側ペルチェ素子9の能力・極性制御器34とが接続されている。温度センサ18P−1、18P−2は位置を変えて素子の温度を検出している。温度センサ18P−3はプローブ表面温度を検出している。温度センサ18P−4は循環水の温度を検出している。温度センサ18P−5は結露を検出している。赤外線温度センサ18P−6、18P−7はIR素子駆動・演算アンプ35のアンプを用いて鼓膜温度を非接触で検出している。従ってプローブ7側の温度を検出し、ペルチェ素子9の出力温度を適切に制御できる。高精度を得るためには、冷却水温度T1との差を余りに大きく持たせないよう両者の温度を適切に制御する。
As shown in the upper right part of FIG. 4, in the control unit, a number of temperature sensors 18 </ b> P- 1 to 18 </ b> P- 7, a
さらに、制御ユニット10には、LCDディスプレイ36bと接続されるLCDドライバ36aと、制御指令を行うプログラムを格納するメインマイコン10と、各実験値や実測値を格納するE2PROM36cと、キーパッド37が接続されている。キーパッド37からは適宜パラメータ数値を入力できる。キーパッド37には温度ボリュームを付属させることもできる。従って、メインマイコン10に制御基本プログラムを入力し、キーパッド37にて温度指令することにより、冷却水温度T1及びプローブ7側のペルチェ素子9の温度を適切に制御でき、ペルチェ素子9の温度を医療目的温度T2に高精度に安定して制御できる。プローブ7が複数の場合には、夫々個別に制御できること勿論である。また、各プローブに個別の温度ボリュームを持たせておけば、個別に患者の希望も含めて任意に調節できる。
Further, the
図5及び図6に耳掛け式プローブ7Aの例を示す。本実施形態に示す耳掛け式プローブ7Aは、耳(図には右耳を示す)38に引掛ける取手39と、基板40内に設けたプローブ内タンク8と、アルミニウム又は銅製の電熱板41を介してプローブ側ペルチェ素子9とを備えて成る。プローブ内タンク8には、循環パイプ5、6と接続されるジョイント20、21を有するが、これは耳38の下方に位置させるべく本体基板40の一方向に設けられている。プローブ内タンクには、ペルチェ素子9の放熱部を効率よく冷却できるよう、適切仕切り等設け、流路構成されている。
5 and 6 show an example of the ear
以上の構成により、本例の耳掛け式プローブ7Aは、耳38に引掛けて、楽な姿勢で耳38の裏を冷却することができる。左耳に対しては、図5に示すものと対称構造のもう1つのプローブ(図示せず)を準備することにより、一対のプローブにて両耳の裏を同時的に冷却することができる。
With the above configuration, the ear
図7及び図8に示す耳掛け式プローブ7Bは、図5及び図6に示すものに対し、ペルチェ素子9を2個用いた点が異なる。図5及び図6を子供用とすれば、図6及び図7そのものは大人用であるとすることもできる。治療内容に応じ冷却面積が大なるときも対応可能である。
The ear
図9及び図10に示すヘッドホン式プローブ7Cは、弾力性を有してU字状に形成された弓状部材42の一端又は両端に、プローブ本体を為す基板40を設けたもので、基板40は、ヘッドホン本体43に対し抜き差し自在に構成している。また、ヘッドホン本体43は、実際のヘッドホンとしてラジオやCDを聴くことができるよう、音声コード43及びスピーカ44が設けられている。
The headphone type probe 7C shown in FIGS. 9 and 10 is provided with a
図9及び図10に示すヘッドホン式プローブ7Cによれば、耳の裏にプローブの冷却部分を楽に当てることができ、かつヘッドホンで音楽等を聴くことができるので、冷却時間が長くとも、楽に耳の治療を受けることができる。基板40に赤外線センサを取付け、これを非接触型体温計として、患者の内耳付近の温度をリアルタイムで測定し、医療データを得ることができる。
According to the headphone type probe 7C shown in FIG. 9 and FIG. 10, the cooling part of the probe can be easily applied to the back of the ear, and music can be listened to with the headphones. Can receive treatment. An infrared sensor is attached to the
図11に示す帯式プローブ7Dは、帯状部材45の内側に、プローブ側ペルチェ素子9を備えた本体基板40を取付けたものである。帯状部材45の端末には面ファスナー46を設けてある。
A band-
図11に示す帯式プローブ7Dは、図12に示すように、耳を通して頭に掛け、耳の裏にプローブ7Dの基板40を当てることにより、耳の裏を冷却することができる。この例では、帯でなくとも伸縮自在のバンドとしても同様である。
As shown in FIG. 12, the band-
図13に示すように、頭に巻き、プローブ本体基板40を額に当て、頭を冷やすことにも応用できる。
As shown in FIG. 13, the present invention can also be applied to wrapping around the head, placing the probe
図14は、図11に示す帯式プローブ7Dを耳以外の各部の治療に用いた応用例を示す説明図である。(a)図に示すように腕に巻き、打ち身等による患部を冷却することができる。(b)図に示すように足(脚)の腿部を冷却することができる。(c)図に示すように膝を冷却することもできる。(d)図に示すように腰を冷却することもできる。これら(a)〜(d)図に示すように、帯状部材45は、体のどの部位にでも巻付けることができるので、任意の患部を冷却することができる。
FIG. 14 is an explanatory diagram showing an application example in which the band-
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施できる。例えば、冷却水は最も安全で合理的な水の例で示したが、水以外の液体であっても冷却媒体としては水と同様である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified and implemented without departing from the gist of the present invention. For example, although the cooling water is shown as an example of the safest and most reasonable water, even if it is a liquid other than water, the cooling medium is the same as that of water.
1 医療用ペルチェ部分冷却装置
2 冷却水タンク側ペルチェ素子
3 冷却水タンク
4 冷却水タンク装置
5、6 循環パイプ
7 部分冷却用プローブ
7A、7B 耳掛け式プローブ
7C ヘッドホン式プローブ
7D 帯式プローブ
8 プローブ内タンク
9 プローブ側ペルチェ素子
9a 放熱部
9b 吸熱部
9c 銅板
10 メインマイコン
11 足部
12 フレーム
13 断熱材
14 放熱ユニット
15 冷却ファン
16 電源接続口
17 循環水中ポンプ
18T、18P 温度センサ
19T、19P センサ線
20、21 ジョイント
22 伝熱シートクッション
23P ペルチェ素子電源線
24 手元スイッチ
24C コネクタ
25 制御装置
26−1、26−2、33 電流検出器
27 FG検出器
28、34 能力・極性制御器
29 循環ポンプ回転制御器
30 AC−DC電源回路
31 DC−DC 電源回路
32 入力端子
35 IR素子駆動・演算アンプ
36a LCDドライバ
36b LCDディスプレイ
36c E2PROM
37 キーパッド
38 耳
39 取手
40 基板
41 伝熱板
42 弓状部材
43 ヘッドホン本体、音声コード
44 スピーカ
45 帯状部材
46 面ファスナー
(in) 流入方向
(out) 流出方向
T2 医療目的温度
T1 冷却水温度
AC−IN AC電源入力
TM−1〜TM−5 電圧供給端子
DESCRIPTION OF
37
Claims (5)
前記部分冷却用プローブは、その両端部を前記循環パイプと夫々接続されるプローブ内タンクと、一端面が前記プローブ内タンクに対して開放され前記冷却水タンクから吸引された冷却水で冷却される放熱部、及びその裏面で適宜伝熱シートを介して患部に接触される吸熱部を備えたプローブ側ぺルチェ素子とを備え、
前記冷却水温度T1と前記プローブ側ペルチェ素子への通電量を制御することにより、前記患部側ペルチェ素子の吸熱部温度を前記医療の目的に応じた医療温度T2に制御する制御ユニットを備えたことを特徴とする医療用ペルチェ式部分冷却装置。 A cooling water tank device provided with a cooling water tank cooled to a predetermined cooling water temperature T1 by a Peltier element, a circulation pipe for sucking water in the cooling water tank and returning it again, and arranged in the middle of the circulation pipe A partial cooling probe,
The probe for partial cooling is cooled with cooling water sucked from the cooling water tank with both ends thereof connected to the circulation pipe and one end surface opened to the probe tank. A probe-side Peltier element provided with a heat-dissipating part, and a heat-absorbing part that is brought into contact with the affected part via a heat-transfer sheet as appropriate on the back surface thereof;
A control unit is provided that controls the cooling water temperature T1 and the energization amount to the probe-side Peltier element to control the endothermic temperature of the affected area-side Peltier element to the medical temperature T2 according to the medical purpose. A Peltier type partial cooling device for medical use.
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