PL73053Y1 - Manekin termiczny - Google Patents

Manekin termiczny Download PDF

Info

Publication number
PL73053Y1
PL73053Y1 PL129249U PL12924920U PL73053Y1 PL 73053 Y1 PL73053 Y1 PL 73053Y1 PL 129249 U PL129249 U PL 129249U PL 12924920 U PL12924920 U PL 12924920U PL 73053 Y1 PL73053 Y1 PL 73053Y1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
thermal
guide
mannequin
heat
temperature
Prior art date
Application number
PL129249U
Other languages
English (en)
Other versions
PL129249U1 (pl
Inventor
Paweł Podsiadło
Original Assignee
Univ Jana Kochanowskiego W Kielcach
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univ Jana Kochanowskiego W Kielcach filed Critical Univ Jana Kochanowskiego W Kielcach
Priority to PL129249U priority Critical patent/PL73053Y1/pl
Publication of PL129249U1 publication Critical patent/PL129249U1/pl
Publication of PL73053Y1 publication Critical patent/PL73053Y1/pl

Links

Landscapes

  • Toys (AREA)
  • Thermotherapy And Cooling Therapy Devices (AREA)
  • Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)

Abstract

Przedmiotem wzoru użytkowego jest manekin termiczny, zwłaszcza do analizy porównawczej systemów ogrzewania pacjenta, zawierający korpus (1) tworzący zamkniętą i szczelną bryłę wypełnioną płynem, przy czym korpus (1) ma sześć ścian, z górną ścianą wygiętą w kształcie łuku, zaś na przedniej ścianie (2) prostopadłej do podstawy, osadzona jest grzałka elektryczna (3), prowadnica (4) sondy termometrycznej (4) i mieszadło (M) napędzane silnikiem elektrycznym (10), przy czym grzałka (3), prowadnica (4) i mieszadło (M) skierowane są do wewnątrz korpusu (1).

Description

Opis wzoru Przedmiotem wzoru uzytkowego jest manekin termiczny, zwlaszcza do analizy porównawczej systemów ogrzewania pacjenta. Systemy do aktywnego ogrzewania pacjenta (elektryczne, chemicznie, zelowe itp.) pozwalaja zapobiec zjawisku hipotermii, na które narazeni sa pacjenci, których endogenna produkcja ciepla jest uposledzona, na przyklad ofiary wypadków lub chorzy poddani znieczuleniu ogólnemu. Efektywnosc systemów aktywnego ogrzewania zmienia sie zaleznie od czasu i warunków ich stosowania, co ma szczególne znaczenie w otoczeniu pozaszpitalnym. Ponadto efektywnosc cieplna poszczególnych sys- temów aktywnego ogrzewania pacjenta rózni sie miedzy soba, a producenci zazwyczaj nie podaja ilosci wytwarzanej energii cieplnej w specyfikacji swojego produktu. Dla porównania systemów ogrzewania pacjenta w okreslonych warunkach moze byc zastosowany manekin termiczny. Uzycie manekina w miejsce badan na ochotnikach, pozwala na obiektywizacje pomiarów i przeprowadzenie ich w srodo- wisku niebezpiecznym dla czlowieka. Nie sa znane urzadzenia produkowane seryjnie, które bylyby de- dykowane do szacowania energii cieplnej dostarczonej do ciala pacjenta. Znany ze stanu techniki artykul „A torso model comparison of temperature preservation devices for use in the prehospital environment" Zasa M., i in., Emerg Med J 2016; 33:418–422, ujawnia model ludzkiego tulowia skladajacy sie z dwóch 5,5 l worków z plynem, który zostal wykorzystany do porów- nania kilku systemów grzewczych i termoizolacyjnych o zastosowaniu medycznym. Pomiedzy workami umieszczono czujnik termometru, a calosc umocowano tasma klejaca. Worki byly ogrzewane do tem- peratury 37°C, a nastepnie aplikowano na nie testowany system lub pozostawiano bez okrycia w cha- rakterze grupy kontrolnej. Inny znany ze stanu techniki artykul „Construction and evaluation of a manikin for perioperative heat exchange" A. Brauer i in., Acta Anaesthesiol Scand 2002; 46:43–50, ujawnia miedziany manekin do analizy wymiany ciepla ludzkiego ciala z otoczeniem. Manekin sklada sie z szesciu rurek (glowy, tulowia, dwóch rak i dwóch nóg) pomalowanych na matowo-czarny kolor, aby symulowac emisyjnosc ludzkiej skóry. Materace z cyrkulacja cieplej wody zostaly rozmieszczone po wewnetrznej powierzchni miedzianych rur. Skalibrowane przetworniki strumienia ciepla umieszczono w nastepujacych punktach manekina: czolo, klatka piersiowa, brzuch, ramie, przedramie, czesc grzbietowa reki, czesc wewnetrzna uda, czesc wewnetrzna nogi i stopa. W znanym ze stanu techniki artykule „Measurements of rates of cooling of a manikin insulated with different mountain rescue casualty bags" Press C., i in., Extrem Physiol Med (2017) 6:1, jako model dla porównania efektywnosci cieplnej róznych produktów zapobiegajacych wychlodzeniu stosowany byl medyczny manekin szkoleniowy MCI Man™, MedicTech, Thomas EMS. Manekin taki jest przystoso- wany do napompowania powietrzem i sluzy do prostych symulacji medycznych. W przytoczonym arty- kule manekin zostal napompowany 32 litrami wody o temperaturze 42°C. Nie posiada on mozliwosci podgrzewania wody, a czujnik temperatury wprowadzono przez zawór do pompowania powietrza. W innym znanym ze stanu techniki artykule „Physical Assessment of Heat Insulation Rescue Foils" O. Ennemoser i in., Int. J. Sports. Med. 9 (1988) 179–182, do podobnych pomiarów stosowany byl fantom w postaci cylindrycznego naczynia o matowej czarnej powierzchni wypelniony woda. Górny i dolny obszar cylindra zostal zaizolowany 4-centymetrowa warstwa styropianu, zas powierzchnia boczna cylindra byla izolowana materialem poddawanym testom. Fantom posiadal elektryczna grzalke do podgrzewania wody, ale konwekcyjna jej dystrybucja byla nieunikniona. W jeszcze innym znanym ze stanu techniki artykule „Preventing Hypothermia: Comparison of Current Devices Used by the US Army in an In Vitro Warmed Fluid Model" Paul B. Allen et al., The Jo- urnal of TRAUMA® Injury, Infection, and Critical Care, Volume 69, Number 1, July Supplement 2010, ujawniono model „tulowia" wykorzystujacy dziewiec worków po 5 l roztworu dializatu PrismaSATE (Gambro, Lakewood, CO). Worki zostaly tak ulozone by odwzorowac wielkosc i wage doroslego ludz- kiego tulowia i przed rozpoczeciem badania ogrzane do 38,5°C. Penetrujacy czujnik temperatury wpro- wadzono do jednego z worków. Ponadto dokument US2019066540A1 ujawnia symulator ludzkiej termoregulacji (HTRS), który symuluje naturalne i pierwotne funkcje termoregulacyjne pacjenta, które sa istotne podczas zabiegów hipotermii terapeutycznej. Symulator zawiera pojemnik rdzeniowy skonfigurowany tak, aby byl co naj- mniej czesciowo wypelniony woda symulujaca krew w organizmie pacjenta, który zawiera generator ciepla skonfigurowany do podgrzewania wody wewnatrz pojemnika rdzeniowego. Srodkowy pojemnik,3 symulujacy tkanki wewnetrzne pacjenta, takie jak kosci, miesnie czy tluszcz, jest umieszczony koncen- trycznie wokól pojemnika rdzeniowego i zawiera warstwe pianki skonfigurowana do nasycania woda. Zewnetrzny pojemnik, symulujacy skóre pacjenta, jest umieszczony koncentrycznie wokól srodkowego pojemnika i zawiera siec rurek symulujacych naczynia krwionosne, rozmieszczonych na wewnetrznej powierzchni zewnetrznego pojemnika. HTRS zawiera równiez pompe skonfigurowana do cyrkulacji wody z pojemnika rdzeniowego przez siec rurek. W sumie symulator zawiera 4 do 6 litrów wody. Dokument CN206097690U ujawnia zas uklad manekina termicznego zawierajacy korpus mane- kina, urzadzenie do termoregulacji, urzadzenie do regulacji oddechu i urzadzenie do symulowania potu na powierzchni korpusu manekina. System posiada antropomorficzna postac i pozwala na generowanie ciepla wlasnego przez manekina, a funkcja symulacji procesu oddychania czlowieka dostosowana zo- stala do wynikajacej z temperatury wilgotnosci powierzchni ciala manekina. Urzadzenia regulacyjne znajduja sie tu poza antropomorficznym korpusem manekina. Taki manekin pozwala na precyzyjny po- miar utraty ciepla, jednak nie umozliwia pomiaru ciepla pozyskanego z otoczenia, np. z systemów ogrze- wania pacjenta. Znane ze stanu techniki manekiny termiczne o charakterze prostego zbiornika w formie zamknie- tej bryly nie pozwalaly na eliminacje wewnetrznego gradientu temperatur. Gradient ten wynika z faktu, iz cieplo pozyskiwane z poddawanych analizie zewnetrznych systemów termicznych rozchodzi sie we- wnatrz tych ukladów w powolny sposób, jedynie na zasadzie konwekcji. Taki model jest bardzo daleki od realnej dystrybucji ciepla w ludzkim organizmie i uniemozliwia uzyskanie jednoznacznego pomiaru temperatury cieczy. Takie znane konstrukcje nie umozliwiaja ponadto automatycznego rejestrowania temperatury ani automatycznego wstepnego podgrzania wody do zadanej temperatury. Mozliwosc taka byla dotad dostepna jedynie w skomplikowanych ukladach do bardzo szczególowej symulacji mechani- zmów obiegu termicznego w ludzkim ciele, wlacznie z symulowaniem rozkladu temperatur róznych tka- nek i naczyn krwionosnych, czy symulacja wytwarzania potu. Celem wzoru uzytkowego jest zapewnienie ukladu o uproszczonej konstrukcji mogacego sluzyc do prostej w przeprowadzeniu i wiarygodnej analizy porównawczej systemów ogrzewania pacjenta. Istota rozwiazania wedlug wzoru uzytkowego jest manekin termiczny zawierajacy korpus two- rzacy zamknieta bryle wypelniona plynem. Korpus ma szesc scian z górna sciana wygieta w ksztalcie luku. Korpus manekina zawiera przednia sciane, prostopadla do podstawy, na której osadzone sa i skierowane do wewnatrz korpusu: grzalka elektryczna pozwalajaca na wstepne ogrzanie plynu do zadanej temperatury, prowadnica sondy termometrycznej do pomiaru temperatury plynu i miesza- dlo napedzane silnikiem elektrycznym, dzieki któremu mozliwe jest uzyskanie równomiernego roz- kladu ciepla wewnatrz korpusu manekina i tym samym eliminacja wewnetrznego gradientu temperatur spowodowanego konwekcja. Korzystnie jest, gdy mieszadlo zawiera os i lopatki, przy czym os mieszadla osadzona jest w lo- zyskach, które to lozyska osadzone sa w prowadnicy, przy czym prowadnica i osadzone w niej lozyska sa uszczelnione przez uszczelniacze. Korzystnie jest równiez, gdy silnik elektryczny z przekladnia osadzony jest na zewnetrznej stronie przedniej sciany, przy czym silnik z przekladnia jest odizolowany termicznie od przedniej sciany. Mieszadlo korzystnie osadzone jest po przeciwnej stronie prowadnicy sondy termometrycznej wzgledem grzalki. Korzystnie jest, gdy sonda termometryczna osadzona jest w geometrycznym srodku manekina. Korzystnie jest równiez, gdy przednia sciana jest izolowana termicznie, gdyz nie moze ona byc okryta materialem poddawanym badaniu. Korzystnie korpus wykonany jest z blachy miedzianej. Korzystnie jest równiez, gdy powierzchnia zewnetrzna korpusu ma emisyjnosc o wartosci niemal identycznej z emisyjnoscia ludzkiej skóry, czyli 0,98–0,99. Ponadto korzystnie jest, gdy plynem wypelniajacym korpus jest ciecz obojetna chemicznie o ma- lej lepkosci i o znanym cieple wlasciwym. Postac przedmiotu wzoru uzytkowego przedstawiona jest na rysunku, na którym fig. 1 przedsta- wia manekin termiczny w przekroju wzdluznym w rzucie z góry, a fig. 2 przedstawia ksztalt korpusu manekina termicznego w przekroju poprzecznym. Fig. 1 przedstawia manekin termiczny, wedlug wzoru uzytkowego, zawierajacy korpus 1 o prze- kroju poprzecznym przedstawionym na fig. 2, tworzacy zamknieta i szczelna bryle o szesciu scianach, wypelniona 43,3 litrami wody. Bryla korpusu 1 ma plaska podstawe w ksztalcie prostokata, dwie sciany boczne w ksztalcie prostokatów oraz sciany przednia i tylna w ksztalcie równoramiennych trapezów o zaokraglonej krótszej podstawie. Sciana górna jest wypukla zgodnie z zaokragleniem krótszej pod- stawy trapezowych scian przedniej i tylnej. Na przedniej scianie 2, prostopadlej do podstawy, osadzone sa do wewnatrz korpusu 1 grzalka elektryczna 3 pozwalajaca na wstepne ogrzanie plynu do zadanej temperatury, prowadnica 4 sondy termometrycznej (niepokazana), umiejscowionej na koncu prowad- nicy 4 znajdujacej sie w geometrycznym srodku manekina 1, i mieszadlo M, dzieki któremu mozliwe jest uzyskanie równomiernego rozkladu temperatury cieczy wewnatrz manekina i tym samym eliminacje wewnetrznego gradientu temperatur spowodowanego konwekcja. Prowadnica 4 stanowi kanal do wpro- wadzania precyzyjnego, komercyjnego czujnika temperatury. Mieszadlo M znajduje sie po przeciwnej stronie prowadnicy 4 sondy termometrycznej wzgledem grzalki 3. Mieszadlo M jest napedzane, umiej- scowionym poza korpusem, silnikiem elektrycznym 10 z przekladnia. Mieszadlo M zawiera os 5 i lo- patki 6. Os 5 mieszadla M osadzona jest w lozyskach 8, które to lozyska 8 osadzone sa w prowadnicy 7, przy czym prowadnica 7 i osadzone w niej lozyska 8 sa uszczelnione przez uszczelniacze 9 typu sim- mering. Grzalka elektryczna 3, prowadnica 4 sondy termometrycznej i mieszadlo M sa odporne na dzia- lanie czynnika plynnego, wypelniajacego korpus 1. Przednia sciana 2 jest izolowana termicznie, na przyklad warstwa styropianu. Korpus 1 wykonany jest z blachy miedzianej, a jego powierzchnia ze- wnetrzna jest zmatowiona i pokryta farba gruntujaca do metali niezelaznych, na która jest nalozone kilka warstw matowej powloki lakierniczej, korzystnie od 2 do 4, najkorzystniej 3. Taka obróbka pozwala uzy- skac pozadana emisyjnosc powierzchni o wartosci od 0,98 do 0,99. Dane wyjsciowe z sondy termome- trycznej sa przesylane do zewnetrznego ukladu rejestracji danych (niepokazany). PL PL PL
PL129249U 2020-05-29 2020-05-29 Manekin termiczny PL73053Y1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL129249U PL73053Y1 (pl) 2020-05-29 2020-05-29 Manekin termiczny

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL129249U PL73053Y1 (pl) 2020-05-29 2020-05-29 Manekin termiczny

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL129249U1 PL129249U1 (pl) 2021-12-06
PL73053Y1 true PL73053Y1 (pl) 2023-07-03

Family

ID=80002133

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL129249U PL73053Y1 (pl) 2020-05-29 2020-05-29 Manekin termiczny

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL73053Y1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL129249U1 (pl) 2021-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Fiala et al. Modelling human heat transfer and temperature regulation
WERNER et al. A six-cylinder model of for general use on human thermoregulation personal computers
Mady et al. Modeling the exergy behavior of human body
Montgomery A model of heat transfer in immersed man
US6581677B2 (en) Inflatable mannequin and system for thermal property measurement and associated methods
EP3984043B1 (en) Simulation of temperatures in the body
Wölki MORPHEUS: Modelica-based implementation of a numerical human model involving individual human aspects
Rugh et al. Predicting human thermal comfort in automobiles
Kuznetz Automatic control of human thermal comfort by a liquid-cooled garment
Zhang et al. An individualized thermoregulatory model for calculating human body thermal response in chemical protective clothing
US5409382A (en) Mechanical simulator for modeling thermal properties of a premature infant
PL73053Y1 (pl) Manekin termiczny
Lu et al. Types of thermal manikin
Wrobel et al. An overview of recent applications of computational modelling in neonatology
Koelblen et al. Impact of clothing, breathing and body posture on the shaping of a thermal plume above a human
Frascarolo et al. Influence of the menstrual cycle on the sweating response measured by direct calorimetry in women exposed to warm environmental conditions
Zhu et al. Development of a computational thermal manikin applicable in a non-uniform thermal environment—Part 2: Coupled simulation using Sakoi's human thermal physiological model
Hambræus et al. A suit calorimeter for energy balance studies on humans during heavy exercise
Zhang et al. Human thermoregulatory model for simulating thermal response in high-temperature and hypobaric environments
Lou et al. Whole body heat balance during the human thoracic hyperthermia
Morrison et al. Thermal increment provided by inhalation rewarming from hypothermia
Ostrowski et al. Dry heat loses of newborn baby in infant care bed: use of a thermal manikin
Mady et al. A thermodynamic assessment of therapeutic hypothermia techniques
US11562666B2 (en) Human thermoregulation simulator
Shitzer A study of the thermal behavior of living biological tissue with application to thermal control of protective suits