JP2015521519A - Heat therapy garment - Google Patents
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Abstract
体の一部に冷却効果を与えることができるヒートセラピーガーメント(1)であって、該ガーメントは、ガーメントの層内に備えられた半導体ヒートポンプ(2)と、片方の面で熱を吸収し、熱分配器の内部で熱を分配し、熱分配器の反対の面から熱を分散するように配置され、ガーメントの別の層を形成する熱分配器(8)と、半導体ポンプからの熱を半導体ヒートポンプから除去する流体を移送するように配置され、別の層を形成する熱交換器(7)と、ガーメントの外側に備えられ、ガーメントの別の層を形成する可膨張性ブラダー(9)とを備え、個別に平行分岐した熱交換器回路とそれぞれ接続される複数の半導体ヒートポンプ装置を備える。A heat therapy garment (1) capable of providing a cooling effect to a part of the body, the garment absorbing heat on one side with a semiconductor heat pump (2) provided in the layer of the garment, A heat distributor (8), arranged to distribute heat inside the heat distributor and dissipate heat from the opposite side of the heat distributor, forming another layer of garment, and heat from the semiconductor pump A heat exchanger (7) arranged to transfer fluid to be removed from the semiconductor heat pump and forming another layer, and an inflatable bladder (9) provided outside the garment and forming another layer of garment And a plurality of semiconductor heat pump devices respectively connected to the heat exchanger circuits that are individually branched in parallel.
Description
[技術分野]
本発明はヒートセラピーガーメントに関するものであり、限定はしないが、特に、人間及び/又は動物に対する損傷の治療、術後治療又は救急治療、及びその他のPRICEガイドライン適用時に用いる電動ヒートセラピーガーメントに関するものである。
[Technical field]
The present invention relates to a heat therapy garment, which is not particularly limited, and particularly relates to an electric heat therapy garment used for treatment of damage to humans and / or animals, post-operative treatment or emergency treatment, and other PRICE guidelines. is there.
[背景]
スポーツによる損傷、又はその他の軟部組織損傷が起きたときには、氷で損傷部位を圧迫することが知られている。しかしながら、この場合、手元に氷がなければならないだけでなく、損傷を負った選手が手で適切な位置に圧迫を保持しなければならない。これは一般的に不十分な解決策である。
[background]
When sports damage or other soft tissue damage occurs, it is known to squeeze the damaged site with ice. However, in this case, not only must there be ice at hand, but the injured athlete must hold the pressure in the proper position by hand. This is generally a poor solution.
[概要]
本発明の第一局面では、体の一部に冷却効果を与えることが可能なヒートセラピーガーメントが提供される。ガーメントは、ガーメントの層内に備えられた半導体ヒートポンプと、片方の面で熱を吸収し熱分配器内部で熱を分配し反対の面から熱を分散するように配置され、ガーメントの別の層を形成する熱分配器と、半導体ポンプからの熱を半導体ヒートポンプから除去する流体を移送するように配置され、別の層を形成する熱交換器と、ガーメントの外側に備えられ、ガーメントの別の層を形成する可膨張性ブラダーとを備え、個別に平行分岐した熱交換器回路とそれぞれ接続される複数の半導体ヒートポンプ装置を備える。
[Overview]
In the first aspect of the present invention, a heat therapy garment capable of giving a cooling effect to a part of the body is provided. The garment is arranged with a semiconductor heat pump provided in the layer of garment and another side of the garment that absorbs heat on one side, distributes heat inside the heat distributor and distributes heat from the opposite side. A heat distributor to form a heat exchanger disposed outside the garment, arranged to transfer fluid that removes heat from the semiconductor pump from the semiconductor heat pump, and to form another layer, A plurality of semiconductor heat pump devices, each of which is connected to a heat exchanger circuit that is individually branched in parallel.
熱分配器はシート材の形状でもよい。
ガーメントは、それぞれが熱分配板の形状をした2つの熱分配器を備えてもよく、ヒートポンプ装置及び熱交換器はこの熱分配板の間に位置している。熱交換器の表面はこの熱分配板の一方と熱連通してもよく、ヒートポンプ装置の表面はもう一方の熱分配板と熱連通してもよい。
The heat distributor may be in the form of a sheet material.
The garment may comprise two heat distributors, each in the form of a heat distribution plate, the heat pump device and the heat exchanger being located between the heat distribution plates. The surface of the heat exchanger may be in thermal communication with one of the heat distribution plates, and the surface of the heat pump device may be in thermal communication with the other heat distribution plate.
半導体ヒートポンプ装置はペルチェ装置を備えてもよい。
一方の熱分配器の片方の面は半導体ヒートポンプ手段からの熱を吸収するように配置されてもよく、もう片方の面は熱交換器の壁に熱を伝達するように配置される。
The semiconductor heat pump device may include a Peltier device.
One side of one heat distributor may be arranged to absorb heat from the semiconductor heat pump means, and the other side is arranged to transfer heat to the wall of the heat exchanger.
熱交換器はチャンバーと、インレットと、アウトレットとを備えてもよく、インレットはアウトレットと位置をずらして配置される。
一実施形態では、一方の熱分配器の片方の面は半導体ヒートポンプ装置からの熱を吸収するように配置され、もう片方の面は熱交換器の壁に熱を伝達するように配置され、熱交換器は、熱交換器を通してヒートシンク流体の流れを受けるように配置される。
The heat exchanger may include a chamber, an inlet, and an outlet, and the inlet is disposed at a position shifted from the outlet.
In one embodiment, one side of one heat distributor is arranged to absorb heat from the semiconductor heat pump device and the other side is arranged to transfer heat to the wall of the heat exchanger, The exchanger is arranged to receive a heat sink fluid flow through the heat exchanger.
空圧式ブラダーは熱交換器の層の外部に備えられてもよい。空圧式ブラダーが十分空気を充填して使用されると、人間又は動物の患者の四肢の各部に起こる局所性腫脹が、その局所性腫脹への加圧によって抑制される。 The pneumatic bladder may be provided outside the heat exchanger layer. When the pneumatic bladder is used with sufficient air filling, local swelling that occurs in each part of the limb of a human or animal patient is suppressed by pressurization to that local swelling.
ガーメントは磁性材料を備えてもよい。
熱分配器はシート材の形状でもよい。
本発明の一実施形態は、損傷部位に装着された可膨張性カフに搭載された一群の半導体装置を備え、カフは損傷部位の腫脹を縮小するために可膨張性であり、損傷部位はカフにより冷却される。過剰な熱はカフからポンプによって除去され分散される。カフの膨張継続時間はタイマーで制御される一方、収縮は予め設定した時間の経過後に自動で行われ、カフがいつ再膨張されるかは制御装置の液晶画面にて通知される。冷却の順序決定、“ソフトスタート”回路、ポンプ停止、及び温度制御は有利に電池寿命を延ばし、また患者の快適性を改善する。有利には、制御装置及びカフは自己内蔵型かつ自己動力供給式であり、スポーツアリーナ/フィールドで使用するために携行することができる。カフはPRICEガイドラインに公表されている水準まで損傷部位を冷却することもできる。
The garment may comprise a magnetic material.
The heat distributor may be in the form of a sheet material.
One embodiment of the present invention comprises a group of semiconductor devices mounted on an inflatable cuff attached to a damaged site, the cuff being inflatable to reduce swelling at the damaged site, the damaged site being a cuff. It is cooled by. Excess heat is removed from the cuff by a pump and dispersed. While the cuff inflation duration is controlled by a timer, the deflation is automatically performed after a preset time has elapsed, and when the cuff is reinflated is notified on the liquid crystal screen of the controller. Cooling sequencing, “soft start” circuitry, pump shut down, and temperature control advantageously extend battery life and improve patient comfort. Advantageously, the controller and cuff are self-contained and self-powered and can be carried for use in a sports arena / field. The cuff can also cool the damaged site to the level published in the PRICE guidelines.
独立した(個別の)電池パックは、制御論理及びペルチェ装置/半導体ヒートポンプ用に備えられてもよい。
ガーメントは、損傷部位又はガーメントの一部の温度及び又は圧力を監視し制御するための、一連の変換器/センサを備えてもよい。
Independent (separate) battery packs may be provided for the control logic and Peltier device / semiconductor heat pump.
The garment may comprise a series of transducers / sensors for monitoring and controlling the temperature and / or pressure of the injury site or part of the garment.
ガーメントは、四肢又は体の他の部分/部位の周りに装着可能な可撓性構造でもよい。
本発明の第2局面では、第1局面のヒートセラピーガーメントと、ガーメントを制御するように配置された制御装置とを備えるヒートセラピーガーメント装置を提供する。
The garment may be a flexible structure that can be worn around a limb or other part / part of the body.
According to a second aspect of the present invention, there is provided a heat therapy garment apparatus comprising the heat therapy garment of the first aspect and a control device arranged to control the garment.
制御装置は、ポンプによって熱交換器の中へ流体を送り込むように配置される流体ポンプを備えてもよい。
制御装置は、電気信号をヒートポンプに送信するように配置されてもよい。
The control device may comprise a fluid pump arranged to pump fluid into the heat exchanger by the pump.
The control device may be arranged to send an electrical signal to the heat pump.
制御装置は充電可能な電池を備えてもよい。
制御装置は手動で搬送可能な装置でもよい。
制御装置は熱伝達装置と空圧式又は水圧式の周辺容器とを内蔵し、熱性ゲル様の物質に埋め込まれた可撓性半導体ヒートポンプを有するガーメント形状でもよい。
The control device may include a rechargeable battery.
The control device may be a device that can be manually conveyed.
The control device may be in the form of a garment having a flexible semiconductor heat pump embedded with a heat transfer device and a pneumatic or hydraulic peripheral container and embedded in a thermal gel-like material.
ガーメント及びエンジンの特定の形状の寸法条件及び電力条件次第で、ガーメント及びエンジンを2つの独立した部品及び供給ラインが不要な単一装置として組み合わせてもよい。 Depending on the dimensional and power requirements of the particular shape of the garment and engine, the garment and engine may be combined as a single device that does not require two independent parts and supply lines.
装置は無線接続によって制御及び/又は操作されてもよい。
本発明の種々の実施形態を、以下のとおりの添付の図面を参照して、例示の目的でのみ記載する。
The device may be controlled and / or operated by a wireless connection.
Various embodiments of the present invention will now be described, by way of example only, with reference to the accompanying drawings, in which:
[発明の詳細な説明]
図1を参照すると、人間又は動物の損傷した四肢にヒートセラピーを施すように配置された電動損傷治療ガーメント1が示されている。ガーメントはペルチェ装置の形態で複数の半導体ヒートポンプ装置2を備える。
Detailed Description of the Invention
Referring to FIG. 1, there is shown an electric
ペルチェ装置2はそれぞれが上部セラミック板と下部セラミック板とを備え、上部セラミック板と下部セラミック板との間に多数のテルル化ビスマスの立方体(又は類似物)が挟まれている。ペルチェ装置は可撓性を有してもよい。ペルチェ装置は加熱又は冷却のいずれかを提供することが可能である。
Each of the
ペルチェ装置の両側には、パッド(図示せず)が設置されており、パッドは装置を損傷性のある衝撃から保護するように配置され、また、四肢などの周囲を柔軟に固定できるように計算して配置されている。パッドは治療用の磁性材料を含んでもよい。 Pads (not shown) are installed on both sides of the Peltier device, the pads are arranged to protect the device from damaging impacts, and calculations are made so that the periphery of the extremities can be flexibly fixed. Are arranged. The pad may include a therapeutic magnetic material.
層9は熱交換器7に隣接し、空圧式ブラダーを備えており、空圧式ブラダーは使用時に空気で充填されてガーメントが装着される四肢の部分に圧力を加え、それにより四肢の当該部分の局所性腫脹を抑制するようになっている。ブラダー9はポンプ/バルブ配置(図示せず)によって手動又は自動で膨張/収縮できる。 Layer 9 is adjacent to heat exchanger 7 and is provided with a pneumatic bladder that, in use, is filled with air and applies pressure to the part of the limb where the garment is mounted, thereby causing the part of the limb to be It is designed to suppress local swelling. The bladder 9 can be inflated / deflated manually or automatically by a pump / valve arrangement (not shown).
ペルチェ装置それぞれの上面の真上には熱交換器7が備えられ、熱交換器7は、ポンプによって熱交換器7の中へ送り込まれるヒートシンク流体を移送する。図2及び図2aに最も分かりやすく示されているように、それぞれのヒートポンプ2には個別に熱交換器7が備えられる。熱交換器7は熱交換チャンバー7aと、インレット導管7bと、アウトレット導管7cとを備える。チャンバー7aの下面は個別のペルチェ装置2(の下面)と熱連通する。ペルチェ装置2の反対側の表面は熱分配板8と熱連通する。
A heat exchanger 7 is provided directly above the upper surface of each Peltier device, and the heat exchanger 7 transfers heat sink fluid that is pumped into the heat exchanger 7 by a pump. As best shown in FIGS. 2 and 2 a, each
図2aに最も分かりやすく示されているように、熱交換器を平面で見ると、インレット導管7b及びアウトレット導管7cはチャンバー7aの縦中心軸に対して互いにずれて設置されている。これにより、チャンバー内で熱交換流体の乱流を有利に意図的に起こす。この乱流により熱交換器内の熱分散を促進する。
As best seen in FIG. 2a, when the heat exchanger is viewed in plan, the
熱分配板8は、個別のペルチェ装置2の「動作中の」面からの熱伝導により受け取った熱を、熱分配板8の領域にほぼ均等に分配し、治療が必要な部位に必要とされる温度を均等に効率的に供給するように配置される。通常、板8は、いわゆる相変化材料で形成されており、水和塩を含んでもよい。
The heat distribution plate 8 distributes the heat received by heat conduction from the “active” surface of the
外部層12は適切な可撓性を持つプラスチック材料で形成され、下にある層を保護する役割を持つ。
最後に、患者の皮膚に接触するように配置された皮膚側層3が備えられる。層3はエラストマー又はポリマーであり、構造的一体性と固定メカニズムを提供する。皮膚層は使い捨てでもよく、その場合は、ガーメント1が別の患者に使われるときに衛生上の理由から交換用の皮膚層を使用できるように、有利には粘着性の裏地を備える。
The
Finally, a skin side layer 3 is provided that is placed in contact with the patient's skin. Layer 3 is an elastomer or polymer and provides structural integrity and a securing mechanism. The skin layer may be disposable, in which case it is preferably provided with an adhesive backing so that the replacement skin layer can be used for hygienic reasons when the
図3に示すように、熱交換器7は、引込み導管20と戻り導管21とを含む熱交換器の流体回路の一部を形成する。インレット導管7bは引込み導管20と流体連通しており、アウトレット導管7aは戻り導管21と接続している。それぞれの熱交換器は、分岐した個別の熱交換流体回路に熱交換器7が1つずつ備えられるように、平行に配置される。下記の制御装置は、引込み導管20と戻り導管21とに接続された流体ポンプを収容し、ポンプによって熱交換器の流体回路の中へ流体を送り込むように配置される。この平行熱交換システムは、ガーメント内の全てのヒートポンプが同一の熱交換メカニズムを備えることを有利に確保する。これは結果的に、ペルチェ装置毎の電気装荷が均一化され、ガーメント上の温度が不均等な領域の除去が促進されることを意味する。
As shown in FIG. 3, the heat exchanger 7 forms part of a fluid circuit of the heat exchanger that includes a lead-in
図4に最も分かりやすく示されているように、ガーメント1は供給ライン/可撓性チューブ40と電気配線50及び60とによって制御装置30に接続されている。制御装置30は、好ましくは容易に搬送でき、且つ、ペルチェ装置2に(電気配線50を介して)電力を供給するように動作する直流電源電池と、プログラマブル制御33(ファームウェアとして備えられる)と、ヒートシンク流体ポンプ31とを備える。装置30は、圧力ブラダー/チャンバーへの加圧用に空圧式ポンプを含んでもよい。
As best shown in FIG. 4, the
制御装置30に収容される電源には、適切な充電式の、及び/又は、ユーザーが交換できるバッテリーパックが含まれる。
プログラマブル制御33は、ペルチェ装置に供給される電力を起動時に緩やかに制御するように有利に配置される。この起動手順はソフトスタートと呼ばれることもあり、ソフトスタートは、ペルチェ装置に供給される電圧を必要運転電圧に達するまで緩やかに上げることを包含する。このソフトスタート手順はペルチェ装置の寿命を延ばすだけでなく、電池寿命を延ばすことをも助長する。
The power source housed in the
The
温度測定装置(図示せず)はガーメント1に内蔵され、プログラマブル制御装置(下記参照)に接続されており、温度フィードバック信号を利用した必要温度設定に従ってペルチェ装置への電力を制御する。システム内部の温度差を計測するために、さらに1つ以上の温度センサが備えられてもよい。システム内の圧力計測と制御に関する同様の装置も存在してよい。
A temperature measuring device (not shown) is built in the
システムは使用時に次のように動作する。ガーメント1は、損傷した四肢の周りにガーメントを巻き付けることで損傷した四肢に装着される。ガーメント1は、外部層12に取り付けられたベルクロ(登録商標)のような適切な固定具を用いて装着された状態を維持する。次に、損傷領域の腫脹を抑えるためにブラダー9が空気で膨張される。次に、ユーザーインターフェイス34が動作し、例えば損傷部の冷却などの必要な治療が選択される。続いて、プログラマブル制御33が、ペルチェ装置2の動作中の面を冷却するために、ペルチェ装置2に適切な直流電圧の極性を与えるように電源32に指示を出す。そして、冷却効果は熱分配板8に伝導し、熱分配板8によって皮膚側層3に向かって分配され、さらに患者の皮膚へと分配される。
The system operates as follows when in use. The
治療を開始するにあたり、プログラマブル制御33はさらにポンプ31が熱交換流体回路に水(又は任意の適切な流体)を循環させるように動作する。そして、ペルチェ装置2の「反対側の」面の温度上昇は個別の熱交換器7に伝導し、チャンバー7aの壁を介してヒートシンク流体へと伝導する。図示してはいないが、ポンプ31は、ガーメント1へと再循環する前の流体に作用する適切な熱交換手段(例えば、さらなる半導体ヒートポンプなど)に接続している。
In initiating treatment, the
患者に温熱効果の適用が必要であれば、患者は、電源がペルチェ装置2に逆極性の直流電圧を印加するようにユーザーインターフェイス31及び制御33を操作する。これによりペルチェ装置の下部層20bが加熱され、上部層が冷却される。
If it is necessary to apply the thermal effect to the patient, the patient operates the
Claims (15)
半導体ヒートポンプと、
熱分配器と、
熱交換器と、
可膨張性ブラダーと
を備え、
前記半導体ヒートポンプは前記ガーメントの層内に備えられ、
前記熱分配器は、前記熱分配器の片方の面で熱を吸収し、前記熱分配器の内部で前記熱を分配し、前記熱分配器の反対の面から熱を分散するように配置され、前記ガーメントの別の層を形成し、
前記熱交換器は、前記半導体ポンプからの熱を前記半導体ヒートポンプから除去する流体を移送するように配置され、別の層を形成し、
前記可膨張性ブラダーは前記ガーメントの外側に備えられ、前記ガーメントの別の層を形成し、
個別に平行分岐した熱交換器回路とそれぞれ接続される複数の半導体ヒートポンプ装置を備えるヒートセラピーガーメント。 A heat therapy garment that can give a cooling effect to a part of the body,
A semiconductor heat pump,
A heat distributor;
A heat exchanger,
With an inflatable bladder,
The semiconductor heat pump is provided in a layer of the garment;
The heat distributor is arranged to absorb heat on one side of the heat distributor, distribute the heat inside the heat distributor, and dissipate heat from the opposite side of the heat distributor. Form another layer of the garment,
The heat exchanger is arranged to transfer a fluid that removes heat from the semiconductor pump from the semiconductor heat pump, forming another layer;
The inflatable bladder is provided on the outside of the garment and forms another layer of the garment;
A heat therapy garment comprising a plurality of semiconductor heat pump devices respectively connected to heat exchanger circuits that are individually branched in parallel.
前記ガーメントを制御するように配置された制御装置と、
を備える、ヒートセラピーガーメント装置。 The heat therapy garment according to any one of claims 1 to 10,
A control device arranged to control the garment;
A heat therapy garment device.
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