RU2741244C1

RU2741244C1 - Device for temperature effect on hemispheres cerebral cortex

Info

Publication number: RU2741244C1
Application number: RU2020108538A
Authority: RU
Inventors: Олег Алексеевич Шевелев; Андрей Вячеславович Гречко; Марина Владимировна Петрова; Шавкат Холикович Саидов
Priority date: 2020-02-27
Filing date: 2020-02-27
Publication date: 2021-01-22

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: invention relates to medical equipment. Device comprises a helmet-applicator for variable thermal and mechanical effects on the scalp in the frontal, parietal and temporal regions, including an occipital condyle and a mastoid process of the temporal bone. Device comprises heat carrier cooling and heating device, heat carrier circulation system in applicator helmet and closed circulation circuits, heat carrier temperature control means, at least one means of non-invasive temperature recording of cerebral hemisphere, as well as a programmable device for controlling operation of the device, which provides the specified modes of cooling and heating of heat carriers, as well as variable pressure of the heat carrier circulating in the helmet-applicator.

EFFECT: feature of the device is the possibility of using variable cooling and thermal effects, as well as variable mechanical effects on the scalp using non-invasive recording of temperature of cerebral hemispheres of the cerebrum of the subject, wherein mechanical effects are aimed at increasing inflow of venous blood of head skin to venous sinuses of dura mater and surface of cerebral cortex.

12 cl, 4 dwg

Description

Область техникиTechnology area

Изобретение относится к медицине и предназначено для использования при различных патологических состояниях, для которых характерно развитие нарушений теплового баланса головного мозга (ГМ), в частности, при расстройствах мозгового кровообращения или нейротравме, возрастных инволюционных заболеваниях и других состояниях, сопровождающихся формированием в коре больших полушарий областей повышенной или сниженной температуры.The invention relates to medicine and is intended for use in various pathological conditions, which are characterized by the development of violations of the thermal balance of the brain (GM), in particular, with disorders of cerebral circulation or neurotrauma, age-related involutional diseases and other conditions, accompanied by the formation of cerebral hemispheres in the cortex high or low temperature.

Уровень техникиState of the art

Церебральная температура является важнейшей переменной составляющей температурного гомеостаза организма, зависит от нейрональной активности и непосредственно на нее влияет, определяя в итоге эффективность работы ГМ, при этом центральную роль в реализации широкого круга высших функций центральной нервной системы играет кора больших полушарий.Cerebral temperature is the most important variable component of the body's temperature homeostasis, depends on neuronal activity and directly affects it, ultimately determining the effectiveness of the GM, while the cerebral cortex plays a central role in the implementation of a wide range of higher functions of the central nervous system.

В норме повышение активности нейронов коры больших полушарий в связи с различного рода возбудительными процессами, сопровождается ростом их метаболической активности, усилением регионального кровотока и повышением температуры. Напротив, снижение активности нейронов сопровождается понижением их метаболизма, относительным уменьшением кровотока и снижением температуры. В этой связи, распределение температуры в коре мозга имеет мозаичный характер, отражая умеренную температурную, а, следовательно, и функциональную гетерогенность органа. AT между наиболее разогретыми и относительно холодными областями коры мозга в норме в покое колеблется в пределах 1,5-2,5°С. Чем выше активность нейронов, тем выше температурная гетерогенность (Mrozek S, F.Vardon, Т. Geeraerts «Brain Temperature: Physiology and Pathophysiology after Brain Injury»//Anesthesiology Research and Practice, V. 2012, Article ID 989487, 13 p.).Normally, an increase in the activity of neurons in the cerebral hemispheres in connection with various kinds of excitatory processes is accompanied by an increase in their metabolic activity, increased regional blood flow, and an increase in temperature. On the contrary, a decrease in neuronal activity is accompanied by a decrease in their metabolism, a relative decrease in blood flow, and a decrease in temperature. In this regard, the distribution of temperature in the cerebral cortex has a mosaic character, reflecting the moderate temperature, and, consequently, functional heterogeneity of the organ. AT between the most heated and relatively cold areas of the cerebral cortex normally at rest ranges from 1.5-2.5 ° C. The higher the activity of neurons, the higher the temperature heterogeneity (Mrozek S, F. Vardon, T. Geeraerts "Brain Temperature: Physiology and Pathophysiology after Brain Injury" // Anesthesiology Research and Practice, V. 2012, Article ID 989487, 13 p.) ...

Температура коры больших полушарий в норме в покое в среднем составляет 36,2-36,7°С, а базальных структур - 37°С. Наличие определенного уровня функциональной (температурной) гетерогенности необходим для реализации функций мозга. В частности, смена фаз сна от «быстрого» к «медленному» сопровождается понижением температуры корковых нейронов на 0,5°С, что способствует восстановлению мембран нейронов после возбуждения (Харакоз Д.П. «Температура мозга и сон», Ж-л ВНД, Т. 63, №1, 2013, С. 112-124).The temperature of the cerebral cortex is normally at rest, on average, 36.2-36.7 ° C, and of the basal structures - 37 ° C. A certain level of functional (temperature) heterogeneity is necessary for the implementation of brain functions. In particular, the change in sleep phases from "fast" to "slow" is accompanied by a decrease in the temperature of cortical neurons by 0.5 ° C, which contributes to the restoration of neuronal membranes after excitation (Harakoz D.P. "Brain temperature and sleep", Zh-l VND , T. 63, No. 1, 2013, S. 112-124).

Таким образом, в норме периодическое повышение и снижение температуры в различных областях коры мозга, как и наличие определенного уровня температурной гетерогенности, является важной особенностью церебрального теплового баланса.Thus, in normal conditions, a periodic increase and decrease in temperature in various areas of the cerebral cortex, as well as the presence of a certain level of temperature heterogeneity, is an important feature of cerebral heat balance.

При поражении ГМ в связи с нарушениями кровообращения, например, при инсультах и травматических повреждениях, развиваются реакции эксайтотоксичности, сопровождающиеся резким возбуждением нейронов в связи с выбросом глутамата, активацией NMDA-рецепторов и нарушениями клеточного дыхания, активацией свободно-радикального окисления. Это приводит к фокальному повышению температуры нейронов в области пенумбры до 38-40°С и выше. ДТ между наиболее разогретыми и относительно холодными областями коры мозга достигает 2,5-4°С, что свидетельствует о резком нарастании температурной гетерогенности. Данные процессы сопровождаются ростом средней температуры коры больших полушарий выше 37°С и снижением уровня сознания (Шевелев О.А., Бутров А.В., Чебоксаров Д.В., Ходорович Н.А., Лапаев Н.Н., Покатилова Н.С.«Патогенетическая роль церебральной гипертермии при поражениях головного мозга», Клиническая медицина. Т. 95, №4, 2017, С. 302 - 309).When GM is damaged in connection with circulatory disorders, for example, in stroke and traumatic injuries, excitotoxicity reactions develop, accompanied by a sharp excitation of neurons in connection with the release of glutamate, activation of NMDA receptors and disorders of cellular respiration, activation of free radical oxidation. This leads to a focal increase in the temperature of neurons in the area of the penumbra up to 38-40 ° C and higher. DT between the most heated and relatively cold areas of the cerebral cortex reaches 2.5-4 ° C, which indicates a sharp increase in temperature heterogeneity. These processes are accompanied by an increase in the average temperature of the cerebral cortex above 37 ° C and a decrease in the level of consciousness (Shevelev O.A., Butrov A.V., Cheboksarov D.V., Khodorovich N.A., Lapaev N.N., Pokatilova N .S. "The pathogenetic role of cerebral hyperthermia in cerebral lesions", Clinical Medicine. T. 95, No. 4, 2017, S. 302 - 309).

Повышение церебральной температуры приводит к ухудшению течения патологического процесса и является плохим прогностическим признаком исходов заболевания.An increase in cerebral temperature leads to a worsening of the course of the pathological process and is a poor prognostic sign of the outcome of the disease.

Температура коры ГМ понижается при угнетении сознания, например, при действии седативных средств или медикаментозного наркоза, в коматозных состояниях, в хронических критических состояниях, являющихся следствием грубых церебральных поражений, приводящих к развитию вегетативного состояния (ВС) и состояния малого (минимального) сознания (CMC). Средняя температура коры мозга может понизиться до 35-36°С. При угнетении сознания температура областей коры мозга распределяется равномерно, ДТ между наиболее разогретыми и относительно холодными областями коры мозга оказывается ниже 1-1,5°С, отражая снижение температурной гетерогенности.The temperature of the GM cortex decreases with depression of consciousness, for example, under the action of sedatives or drug anesthesia, in coma, in chronic critical conditions resulting from gross cerebral lesions, leading to the development of a vegetative state (VS) and a state of small (minimal) consciousness (CMC) ). The average temperature of the cerebral cortex can drop to 35-36 ° C. When consciousness is suppressed, the temperature of the regions of the cerebral cortex is distributed evenly, the TD between the most heated and relatively cold regions of the cerebral cortex is below 1-1.5 ° C, reflecting a decrease in temperature heterogeneity.

При аффекте, эмоциональном стрессе, при физических нагрузках во время спортивных состязаний, а также при возбуждении, связанном с приемом психостимуляторов и наркотических средств, при тяжелом абстинентном синдроме и делирии, формируются области гипертермии мозга, ДТ между наиболее разогретыми и относительно холодными областями коры повышается до 2,5 - 3,5°С, температура и температурная гетерогенность мозга нарастают (Kiyatkin ЕА. «Cellular Neurobiology Branch, National Institute on Drug Abuse-Intramural Research Program», National Institutes of Health, Brain Res Brain Res Rev. 2005).With affect, emotional stress, with physical exertion during sports, as well as with excitement associated with the use of psychostimulants and drugs, with severe withdrawal symptoms and delirium, areas of cerebral hyperthermia are formed, the TD between the most heated and relatively cold areas of the cortex rises to 2.5 - 3.5 ° C, temperature and temperature heterogeneity of the brain increase (Kiyatkin EA. "Cellular Neurobiology Branch, National Institute on Drug Abuse-Intramural Research Program", National Institutes of Health, Brain Res Brain Res Rev. 2005).

Кору больших полушарий ГМ правомочно рассматривать как сложнейшую систему, состоящую из взаимосвязанных между собой элементов и взаимодействующих с системами всего организма (Уотермен Т. «Теория систем и биология», под ред. Кринского В.И., М., Мир, 1971, 128 с). Эффективно функционирующая система в норме умеренно гетерогенна. Это обеспечивает широкие возможности регулирования за счет вариабельности реакций, формируемых элементами системы и инициируемых действием внешних и внутренних стимулов. В условиях патологии при снижении функциональной гетерогенности адаптивный резерв системы снижается за счет ограничения вариабельности реакций и сильной взаимозависимости, а сверхсильные воздействия на систему и составляющие ее элементы могут привести к повреждению компонентов системы, разрыву связей между ними и «полому» системы.The cortex of the cerebral hemispheres of the GM can be considered as a complex system consisting of interconnected elements and interacting with the systems of the whole organism (Waterman T. "Theory of systems and biology", ed. By Krinsky V.I., M., Mir, 1971, 128 with). An efficiently functioning system is normally moderately heterogeneous. This provides ample opportunities for regulation due to the variability of reactions formed by the elements of the system and initiated by the action of external and internal stimuli. In conditions of pathology, with a decrease in functional heterogeneity, the adaptive reserve of the system decreases due to the limitation of the variability of reactions and strong interdependence, and superstrong effects on the system and its constituent elements can lead to damage to the components of the system, breaking the connections between them and "hollow" of the system.

Иначе говоря, жесткая детерминированность ограничивает возможности приспособления системы как к внешним, так и к внутренним возмущениям. В свою очередь чрезмерное нарастание функциональной гетерогенности системы сопровождается ослаблением взаимосвязей между ее элементами, разрушает систему, приводит к прекращению ее деятельности как целого.In other words, rigid determinism limits the ability of the system to adapt to both external and internal disturbances. In turn, an excessive increase in the functional heterogeneity of the system is accompanied by a weakening of the relationships between its elements, destroys the system, and leads to the termination of its activity as a whole.

Нарушения сознания, развившиеся от различных причин, сопровождаются значительным нарастанием или, напротив, понижением температурной, а следовательно, и функциональной, гетерогенности, а также повышением или понижением температуры коры больших полушарий. Из этого следует, что для повышения эффективности функционирования системы необходимо повысить сниженную и понизить повышенную функциональную гетерогенность, а также купировать церебральную гипертермию или гипотермию.Disturbances of consciousness that have developed from various reasons are accompanied by a significant increase or, on the contrary, a decrease in temperature, and therefore functional, heterogeneity, as well as an increase or decrease in the temperature of the cerebral cortex. It follows from this that in order to increase the efficiency of the functioning of the system, it is necessary to increase the reduced and decrease the increased functional heterogeneity, as well as to stop cerebral hyperthermia or hypothermia.

В совокупности указанное создает основу создания устройства, выполняющего функцию температурных воздействий, направленных на нормализацию теплового баланса ГМ, то есть на понижение высокой и повышение низкой температурной гетерогенности, путем чередования воздействий, обеспечивающих повышение или снижение температуры коры мозга.Taken together, the above creates the basis for creating a device that performs the function of temperature effects aimed at normalizing the heat balance of the GM, that is, at lowering high and increasing low temperature heterogeneity, by alternating effects that provide an increase or decrease in the temperature of the cerebral cortex.

В частности, известно, что однократный сеанс КЦГ длительностью не менее 8-16 часов, проводимый в остром периоде развития ишемического инсульта, обеспечивает понижение температуры коры больших полушарий и снижение температурной гетерогенности, что сопровождается повышением уровня сознания (Бутров А.В., Молчанов И.В., Петрова М.В., Кондратьев А.Н., Чебоксаров Д.В., Шевелев О.А., Шестов А.В., Каленова И.Е., Шаринова И.А. «Методические рекомендации по применению медицинского изделия "АТГ-01 (аппарат терапевтической гипотермии-01)" у больных в критических состояниях», Новости науки и техники. Серия Медицина. Новости анестезиологии и реаниматологии, №3, 2014, С. 37 - 53).In particular, it is known that a single session of CCG lasting at least 8-16 hours, conducted in the acute period of ischemic stroke, provides a decrease in the temperature of the cerebral cortex and a decrease in temperature heterogeneity, which is accompanied by an increase in the level of consciousness (Butrov A.V., Molchanov I. .V., Petrova M.V., Kondratyev A.N., Cheboksarov D.V., Shevelev O.A., Shestov A.V., Kalenova I.E., Sharinova I.A. medical device "ATG-01 (apparatus of therapeutic hypothermia-01)" in patients in critical conditions ", Science and technology news. Medicine series. News of anesthesiology and resuscitation, No. 3, 2014, pp. 37 - 53).

Известно также, что у пациентов в ВС и МС после применения КЦГ температура коры мозга быстро повышается за счет спонтанного согревания в связи с притоком теплой артериальной крови, что обеспечивает повышение температурной гетерогенности и повышению уровня сознания (RU2698217).It is also known that the temperature of the cerebral cortex in patients in VS and MS after application of CCG rapidly increases due to spontaneous warming due to the influx of warm arterial blood, which provides an increase in temperature heterogeneity and an increase in the level of consciousness (RU2698217).

Кроме того, известно, что температуру коры больших полушарий можно измерить, используя метод неинвазивной радиотермометрии (РТМ), основанный на регистрации мощности собственного электромагнитного излучения тканей коры мозга в СВЧ-диапазоне (1-7 ГГЦ), которая пропорциональна метаболической активности и температуре тканей (Колесов С.Н., Воловик М.Г., Кравец П.Я. «Тепловидение и радиотермометрия при черепно-мозговой травме», в кн. Клиническое руководство по черепно-мозговой травме под ред. Коновалова А.Н., Москва, «Антидор», 1998, с. 429-439). Измерения позволяют составить объективную картину распределения температуры по поверхности коры ГМ, рассчитать значения средней температуры коры больших полушарий и вычислить различия между наиболее разогретыми и относительно холодными областями мозга (ΔТ°С), определяя тем самым уровень температурной гетерогенности.In addition, it is known that the temperature of the cerebral cortex can be measured using the method of non-invasive radiothermometry (RTM), based on recording the power of the intrinsic electromagnetic radiation of cerebral cortex tissues in the microwave range (1-7 GHZ), which is proportional to metabolic activity and tissue temperature ( Kolesov S.N., Volovik M.G., Kravets P.Ya. "Thermal imaging and radiothermometry in traumatic brain injury", in the book Clinical Guide to Traumatic Brain Injury edited by AN Konovalov, Moscow, " Antidor ", 1998, pp. 429-439). The measurements make it possible to form an objective picture of the temperature distribution over the surface of the GM cortex, calculate the mean temperature of the cerebral cortex and calculate the differences between the most heated and relatively cold brain regions (ΔТ ° С), thereby determining the level of temperature heterogeneity.

Известно несколько устройств, позволяющих понизить температуру ГМ и имеющих средства контроля температуры различных участков тела, например, US2013211484, US8529613, US6277143, US6183501, US8696726.Several devices are known that allow to lower the temperature of GM and have means for controlling the temperature of various parts of the body, for example, US2013211484, US8529613, US6277143, US6183501, US8696726.

Кроме того, известно устройство для индукции управляемой гипотермии ГМ, содержащее шлем-криоаппликатор (ШКА) для охлаждения кожи в краниоцеребральной области головы и криоаппликатор-воротник (КВ) для охлаждения области проекции сонных артерий на коже в области шеи (RU2653794). При этом ШКА и КВ содержат термоизолирующие шлем и воротник, фиксирующие криоаппликаторы в области контакта с кожей и предупреждающие потери теплоты в окружающую среду. ШКА и КВ выполнены с возможностью циркуляции в них жидкого охлажденного теплоносителя. Устройство содержит средство охлаждения теплоносителя и гидравлическую систему, снабженную средством прокачки теплоносителя, клапанами для включения и прерывания циркуляции теплоносителя; а также содержит средства регистрации температуры участков тела, включая средства регистрации мощности ЭМИ глубоких тканей в СВЧ-диапазоне (РТМ) для неинвазивного определения температуры ГМ и тканей в каротидной области; а также средство управления, которое выполнено с возможностью осуществлять управление средством охлаждения теплоносителя, средством прокачки теплоносителя и клапанами гидравлической системы в зависимости от данных, получаемых с помощью средств регистрации температуры. Выбран в качестве прототипа.In addition, a device for the induction of controlled hypothermia GM is known, containing a cryoapplicator helmet (SCA) for cooling the skin in the craniocerebral region of the head and a collar cryoapplicator (CV) for cooling the projection area of the carotid arteries on the skin in the neck (RU2653794). At the same time, ShKA and KV contain a heat-insulating helmet and collar, which fix the cryoapplicators in the area of contact with the skin and prevent heat loss to the environment. ShKA and KV are made with the possibility of circulating a liquid cooled coolant in them. The device contains a means for cooling the heat carrier and a hydraulic system equipped with a means for pumping the heat carrier, valves for switching on and interrupting the circulation of the heat carrier; and also contains means for registering the temperature of body parts, including means for registering the power of EMR of deep tissues in the microwave range (RTM) for non-invasive determination of the temperature of GM and tissues in the carotid region; and also a control means, which is configured to control the means for cooling the heat carrier, the means for pumping the heat carrier and the valves of the hydraulic system, depending on the data obtained using the means for recording the temperature. Selected as a prototype.

Данное устройство предназначено для индукции управляемой гипотермии ГМ, в нем не предусмотрена возможность изменения характера тепловых воздействий - охлаждения или согревания, а также проведения переменных механические воздействия на кожу головы краниоцеребральной области. Конструкция ШКА позволяет обеспечить воздействие холодом в лобной, теменной, височной и затылочной областях без учета возможности воздействия на кожу в области сосцевидного отростка височной кости и мыщелка затылочной кости.This device is intended for the induction of controlled hypothermia of HM, it does not provide for the possibility of changing the nature of thermal effects - cooling or warming, as well as carrying out variable mechanical effects on the scalp of the craniocerebral region. The design of the SCA allows to provide exposure to cold in the frontal, parietal, temporal and occipital regions without taking into account the possibility of exposure to the skin in the region of the mastoid process of the temporal bone and the occipital condyle.

Конструкция заявляемого устройства разработана с целью решения задачи создания эффективного и безопасного устройства температурного воздействия на кору больших полушарий ГМ для восстановления нарушенного теплового баланса путем проведения температурных воздействий на кожу краниоцеребральной области головы, включающих согревание или охлаждение, а также режим переменного механического воздействия на кожу головы.The design of the proposed device was developed to solve the problem of creating an effective and safe device for temperature exposure to the cerebral cortex of the GM to restore the disturbed thermal balance by thermal effects on the skin of the craniocerebral region of the head, including warming or cooling, as well as a mode of alternating mechanical effects on the scalp.

При осуществлении изобретения достигаются следующие технические результаты:When implementing the invention, the following technical results are achieved:

- разработан новый принцип работы устройства для теплового воздействия на кору больших полушарий ГМ субъекта, заключающийся в охлаждающем, согревающем и переменном температурном воздействии, а также переменном механическом воздействии на кожу головы;- a new principle of operation of the device for thermal effect on the cerebral cortex of the subject's GM has been developed, which consists in cooling, warming and variable temperature effects, as well as variable mechanical effects on the scalp;

- увеличена область температурного и механического воздействия на кожу головы, включая лобною, теменную, височную и затылочную области, а также сосцевидный отросток височной кости и мыщелок затылочной кости, учитывающая особенности анатомии проникновения эмиссарных вен к поверхности коры мозга.- the area of thermal and mechanical effects on the scalp was increased, including the frontal, parietal, temporal and occipital regions, as well as the mastoid process of the temporal bone and the condyle of the occipital bone, taking into account the peculiarities of the anatomy of penetration of emissary veins to the surface of the cerebral cortex.

Указанные технические результаты достигаются при помощи устройства, включающегоThe specified technical results are achieved using a device that includes

- шлем-аппликатор (ША), содержащий каналы с возможностью циркуляции в них жидкого теплоносителя и соединенного с исполнительными органами устройства гибкими шлангами;- a helmet-applicator (SHA), containing channels with the possibility of circulation in them of a liquid heat carrier and connected to the executive bodies of the device by flexible hoses;

- гидравлическую систему, содержащую два независимых контура циркуляции согретого и охлажденного теплоносителей, а также средства переключения направления потоков циркуляции согретого и охлажденного теплоносителей, представляющие собой систему клапанов, при этом контур циркуляции согретого теплоносителя и контур циркуляции охлажденного теплоносителя содержат замкнутые контуры циркуляции, причем замкнутый контур циркуляции согретого теплоносителя снабжен теплообменником и вентилятором;- a hydraulic system containing two independent circulation circuits of heated and cooled heat carriers, as well as means for switching the direction of circulation flows of heated and cooled heat carriers, which are a system of valves, while the circulation circuit of the heated heat carrier and the circulation circuit of the cooled heat carrier contain closed circulation circuits, and the closed circuit circulation of the heated coolant is equipped with a heat exchanger and a fan;

- каждый контур циркуляции содержит независимые средства прокачки согретого и охлажденного теплоносителя с возможностью регулирования их производительности (л/мин);- each circulation loop contains independent means for pumping heated and cooled coolant with the ability to regulate their capacity (l / min);

- устройство содержит, по меньшей мере, одно средство охлаждения и согревания теплоносителя, представляющее собой термоэлектрический элемент (ТЭ) типа Пельтье;- the device contains at least one means for cooling and warming the coolant, which is a thermoelectric element (TE) of the Peltier type;

- средства регистрации температуры согретого и охлажденного теплоносителя, по меньшей мере, одно средство регистрации температуры коры больших полушарий, представляющее собой антенну для регистрации мощности ЭМИ тканей коры мозга в СВЧ-диапазоне (РТМ);- means for registering the temperature of the heated and cooled heat carrier, at least one means for registering the temperature of the cerebral cortex, which is an antenna for recording the EMR power of the cerebral cortex tissues in the microwave range (RTM);

- средство управления, представляющее собой процессор с возможностью его программирования, и осуществляющее управление работой средствами прокачки теплоносителя и ТЭ по данным мониторинга регистрируемых температур, средство регулирования силы тока, подаваемого на ТЭ и средства прокачки теплоносителя; а также блок питания.- a control tool, which is a processor with the possibility of its programming, and which controls the operation of the means for pumping the coolant and fuel cell according to the monitoring data of the recorded temperatures, a means for regulating the current supplied to the fuel cell and the means for pumping the coolant; as well as a power supply.

ША выполнен с возможностью образования плотного механического контакта с кожей головы в лобной, теменной, височной и затылочной областях, а также с сосцевидным отростком височной кости и мыщелком затылочной кости для температурного и механического воздействия на кожу головы, содержит, по меньшей мере, одно функциональное отверстие для установки антенны средства регистрации температуры коры больших полушарий (РТМ).SHA is made with the possibility of forming close mechanical contact with the scalp in the frontal, parietal, temporal and occipital regions, as well as with the mastoid process of the temporal bone and the condyle of the occipital bone for thermal and mechanical effects on the scalp, contains at least one functional opening to install the antenna for recording the temperature of the cerebral cortex (RTM).

Наружная оболочка ША выполнена из плотного материала, не меняющего свои геометрические размеры при изменении давления в каналах ША. Каналы ША выполнены из эластичного материала, способного изменять геометрические размеры при повышении и понижении давления теплоносителей при их циркуляции в ША, а давление в каналах ША определяется производительностью средств прокачки теплоносителей (л/мин).The outer shell of ША is made of dense material that does not change its geometric dimensions when the pressure in the ША channels changes. The SHA channels are made of an elastic material capable of changing geometric dimensions when the pressure of the coolants increases and decreases during their circulation in the ША, and the pressure in the ША channels is determined by the capacity of the coolant pumping means (l / min).

Поверх ША располагают термоизолирующий шлем, выполненный из материала с низкой теплопроводностью, предупреждающий потери теплоты в окружающую среду, и снабженный средствами его фиксации под подбородком субъекта (пациент), уплотняющими контакт ША с кожей головы. Шланги, соединяющие ША с исполнительными органами устройства теплоизолированы.A thermal insulating helmet, made of a material with low thermal conductivity, preventing heat loss to the environment, and equipped with means of fixing it under the chin of the subject (patient), sealing the contact of the SA with the scalp, is placed on top of the SA. The hoses connecting the ША with the actuators of the device are thermally insulated.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Головной мозг - единственный орган, кровоснабжение которого осуществляется с поверхности, обеспечивая в первую очередь нейроны коры больших полушарий. Кровоток в сером веществе коры мозга выше перфузии белого вещества почти в 2 раза, что обусловлено высокой активностью корковых нейронов, требующих доставки должного количества субстрата и кислорода. При этом мощный артериальный кровоток способствует удалению избытка теплоты, что обеспечивает более низкую температуру коры по сравнению с базальными структурами мозга. Температура коры больших полушарий в норме в покое в среднем составляет 36,2-36,7°С, а базальных структур -37°С.The brain is the only organ that is supplied with blood from the surface, providing primarily the neurons of the cerebral cortex. The blood flow in the gray matter of the cerebral cortex is almost 2 times higher than the perfusion of the white matter, which is due to the high activity of cortical neurons, which require the delivery of the proper amount of substrate and oxygen. At the same time, powerful arterial blood flow helps to remove excess heat, which provides a lower temperature of the cortex in comparison with the basal structures of the brain. The temperature of the cerebral cortex is normally at rest, on average, 36.2-36.7 ° C, and that of the basal structures is -37 ° C.

Известно, что избыток теплоты удаляется от ГМ с энергичным церебральным кровотоком, достигающим 20-25% минутного объема общего кровообращения в покое. Малозначимо в терморегуляции ГМ участвует прямое проведение теплоты от поверхности мозга наружу в связи с низкой теплопроводностью плоских костей черепа и мягких тканей поверхности головы. В значительной степени на температуру коры больших полушарий влияет приток крови в венозные синусы твердой мозговой оболочки по эмиссарным венам - vv. emissariae (Cabanac М., Brinnel Н. «Blood flow in the emissary veins of the human head during hyperthermia))// European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology, vol. 54, n. 2, 1985, P. 172-176).It is known that the excess heat is removed from the GM with vigorous cerebral blood flow, reaching 20-25% of the minute volume of the general circulation at rest. The direct conduction of heat from the surface of the brain to the outside in connection with the low thermal conductivity of the flat bones of the skull and soft tissues of the surface of the head is of little significance in thermoregulation of GM. To a large extent, the temperature of the cerebral cortex is influenced by the flow of blood into the venous sinuses of the dura mater through the emissary veins - vv. emissariae (Cabanac M., Brinnel H. “Blood flow in the emissary veins of the human head during hyperthermia)) // European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology, vol. 54, n. 2, 1985, P. 172-176).

Эмиссарные вены собирают охлажденную во внешней среде кровь от кожи головы и через перфорантные отверстия костей черепа напрямую доставляют ее в венозные синусы твердой мозговой оболочки к поверхности мозга. Эмиссарные вены не имеют клапанов, что допускает в них ретроградное и маятникообразное движение крови. Кроме того, вены кожи головы несут кровь в систему яремных вен, которые контактируют с внутренними сонными артериями, приносящими кровь к ГМ.Emissary veins collect blood cooled in the external environment from the scalp and through the perforating openings of the skull bones directly deliver it to the venous sinuses of the dura mater to the surface of the brain. The emissary veins do not have valves, which allows retrograde and pendulum blood flow in them. In addition, the veins of the scalp carry blood to the jugular vein system, which are in contact with the internal carotid arteries, which bring blood to the GM.

Эмиссарные вены тесно анастомозируют с диплоэтическими венами (vv. diploicae), которые залегают в каналах диплоэ плоских костей черепа. Часть диплоэтических вен, пройдя через отверстия во внутренней пластине костей черепа, впадает в синусы твердой мозговой оболочки, а другие, через эмиссарные вены, соединяются с венами наружного покрова головы. Таким образом, эмиссарные, диплоэтические вены и вены наружного покрова головы, а также синусы твердой мозговой оболочки тесно анастомозируют друг с другом и образуют единую венозную сеть.The emissary veins are closely anastomosed with the diploetic veins (vv. Diploicae), which lie in the canals of the diploe of the flat bones of the skull. Part of the diploetic veins, passing through the holes in the inner plate of the bones of the skull, flows into the sinuses of the dura mater, while others, through the emissary veins, connect to the veins of the outer cover of the head. Thus, the emissary, diploetic veins and veins of the outer covering of the head, as well as the sinuses of the dura mater, closely anastomose with each other and form a single venous network.

Понижение температуры кожи головы способствует охлаждению притекающей к мозгу крови за счет противоточного теплообмена в области контактов яремных вен и внутренних сонных артерий, а также за счет притока охлажденной крови по эмиссарным венам. Кроме того, понижение температуры кожи головы способствует увеличению потока теплоты от поверхности головного мозга наружу за счет увеличения разницы температур между кожей головы и корой больших полушарий.Lowering the scalp temperature helps to cool the blood flowing to the brain due to countercurrent heat exchange in the area of jugular veins and internal carotid arteries contacts, as well as due to the flow of cooled blood through the emissary veins. In addition, a decrease in scalp temperature increases the flow of heat from the surface of the brain to the outside by increasing the temperature difference between the scalp and the cerebral cortex.

Механический массаж кожи головы увеличивает поток крови к мозгу по эмиссарным венам.Mechanical massage of the scalp increases blood flow to the brain through the emissary veins.

Из этого следует, что температурные и механические воздействия на кожу головы способны обеспечить изменения температуры коры мозга и интенсифицировать поток крови в эмиссарных венах и венах костей черепа. При этом, температурные и механические воздействия должны быть направлены на всю поверхность кожи краниоцеребральной области головы, имея ввиду, в том числе, области проекций проникновения эмиссарных вен в полость черепа и их анастомозов с диплоэтическими венами, то есть на лобную, височную и теменную области, мыщелок затылочной кости и сосцевидный отросток височной кости.It follows from this that thermal and mechanical effects on the scalp are capable of providing changes in the temperature of the cerebral cortex and intensifying the blood flow in the emissary veins and veins of the skull bones. At the same time, thermal and mechanical effects should be directed to the entire skin surface of the craniocerebral region of the head, bearing in mind, among other things, the area of projections of penetration of emissary veins into the cranial cavity and their anastomoses with diploetic veins, that is, to the frontal, temporal and parietal regions, the condyle of the occipital bone and the mastoid process of the temporal bone.

Указанные анатомические особенности венозной системы тканей головы, костей черепа и венозных синусов твердой мозговой оболочки обосновывают отличительные признаки устройства, включая конструкцию шлема-аппликатора для температурного и механического воздействия на кожу головы в целях передачи температурного воздействия к коре больших полушарий.The indicated anatomical features of the venous system of the head tissues, skull bones and venous sinuses of the dura mater substantiate the distinctive features of the device, including the design of the helmet-applicator for thermal and mechanical effects on the scalp in order to transfer the thermal effects to the cerebral cortex.

Учитывая, что низкие температуры обеспечивают развитие нейропротекторных эффектов, а повышение температуры может оказать неблагоприятное влияние на поврежденные нейроны коры, температурные воздействия необходимо дозировать, поддерживая изменения температуры коры больших полушарий в безопасных пределах -не ниже 30°С и не выше 37°С.Considering that low temperatures provide the development of neuroprotective effects, and an increase in temperature can have an adverse effect on damaged cortical neurons, temperature effects must be dosed, maintaining changes in the temperature of the cerebral cortex within safe limits - not below 30 ° C and not above 37 ° C.

Поражения ГМ различной этиологии сопровождаются нарушением церебрального теплового баланса, повышением или понижением температурной гетерогенности и температуры мозга. Восстановление теплового баланса ГМ способствует повышению уровня сознания и улучшает клинические показатели у таких пациентов.Lesions of GM of various etiologies are accompanied by a violation of the cerebral heat balance, an increase or decrease in temperature heterogeneity and brain temperature. Restoration of the heat balance of GM promotes an increase in the level of consciousness and improves clinical performance in these patients.

Скорость и глубина изменения температуры коры больших полушарий при тепловых воздействиях на кожу головы зависит от множества трудно учитываемых факторов, например таких, как температура окружающей среды, температура и масса тела, возраст, пол. Кроме того, применение лекарственных средств, влияющих на механизмы терморегуляции, как и различные заболевания и поражения ГМ, сопровождающиеся нарушениями центральных механизмов терморегуляции, способны повлиять на характер влияния тепловых воздействий на кожу головы. При повышении температуры коры ГМ и температурной гетерогенности следует применить охлаждающее воздействие, а при понижении температуры и снижении температурной гетерогенности -согревающее.The rate and depth of changes in the temperature of the cerebral hemispheres during thermal effects on the scalp depends on many factors that are difficult to take into account, for example, such as ambient temperature, temperature and body weight, age, gender. In addition, the use of drugs that affect the mechanisms of thermoregulation, as well as various diseases and lesions of GM, accompanied by violations of the central mechanisms of thermoregulation, can affect the nature of the effect of thermal effects on the scalp. With an increase in the temperature of the GM crust and temperature heterogeneity, a cooling effect should be applied, and with a decrease in temperature and a decrease in temperature heterogeneity, a warming one.

При этом важно понимать, что понижение температуры коры ГМ способствует развитию нейропротекторных реакций, уменьшает потребность нейронов в кислороде и глюкозе и повышает их устойчивость к ишемии и гипоксии, снижает объем последствий церебральных повреждений. В свою очередь повышение температуры ГМ является важным звеном патогенеза развития и углубления церебральной патологии. Это подчеркивает необходимость тщательного контроля температуры коры ГМ при проведении тепловых воздействий.It is important to understand that lowering the temperature of the GM cortex promotes the development of neuroprotective reactions, reduces the need for neurons in oxygen and glucose and increases their resistance to ischemia and hypoxia, and reduces the consequences of cerebral damage. In turn, an increase in the temperature of GM is an important link in the pathogenesis of the development and deepening of cerebral pathology. This emphasizes the need for careful control of the temperature of the GM bark during heat treatment.

При определении предпочтительных режимов воздействия используют известный метод неинвазивного измерения температуры коры больших полушарий (РТМ). Известны устройства, позволяющие зарегистрировать мощность собственного электромагнитного излучения (ЭМИ) тканей субъекта в диапазоне сверх высоких частот (СВЧ, длина волны γ=0,8-30 см, частота - 1-10 ГГЦ) с помощью контактных антенн-аппликаторов, размещаемых на поверхности кожи и расчетным путем определить значения температуры глубоких тканей (RU2510236, RU2562025 RU2407429).When determining the preferred modes of exposure, the well-known method of non-invasive measurement of the temperature of the cerebral hemispheres (RTM) is used. Devices are known that allow registering the power of their own electromagnetic radiation (EMR) of the tissues of the subject in the ultrahigh frequency range (microwave, wavelength γ = 0.8-30 cm, frequency - 1-10 GHz) using contact antenna applicators placed on the surface skin and by calculation to determine the temperature of deep tissues (RU2510236, RU2562025 RU2407429).

Наличие в устройстве средства регистрации температуры коры больших полушарий позволяет осуществлять автоматическое управление средствами переключения направления циркуляции теплоносителей, обеспечивая понижение и повышение температуры коры ГМ в задаваемых безопасных пределах, меняя режим теплового воздействия.The presence in the device of a means for recording the temperature of the cerebral cortex allows for automatic control of the means for switching the direction of circulation of coolants, providing a decrease and increase in the temperature of the bark of the GM within the specified safe limits, changing the mode of thermal exposure.

Безопасным является понижение температуры коры мозга до 30°С, а повышение -до 37°С.It is safe to lower the temperature of the cerebral cortex to 30 ° C, and increase it to 37 ° C.

Для того чтобы повысить эффективность температурных воздействий, предложено применение механических воздействий на кожу головы.In order to increase the efficiency of temperature effects, it is proposed to use mechanical effects on the scalp.

Программирование средства управления позволяет менять давление в каналах ША путем изменения производительности средств прокачки теплоносителей (л/мин). Изменение давления теплоносителя, циркулирующего в каналах ША, изменяет интенсивность механического воздействия на кожу головы, что позволяет в процессе процедуры уменьшить давление при возникновении субъективных ощущений чрезмерности давления. Это позволяет повысить комфортность процедуры.The programming of the control device allows you to change the pressure in the ША channels by changing the productivity of the heating medium pumping means (l / min). A change in the pressure of the coolant circulating in the SHA channels changes the intensity of the mechanical effect on the scalp, which makes it possible during the procedure to reduce the pressure in the event of subjective sensations of excessive pressure. This makes the procedure more comfortable.

Периодичность и длительность повышения и понижения давления в каналах ША устанавливает пользователь. В частности, при объемном расходе теплоносителя через ША 0,7-0,9 л/мин, давление в каналах ША составит 0,3-0,5 атм. При уменьшении объемного расхода до 0,5-0,7 л/мин давление в каналах ША понизится до 0,2-0,3 атм. Указанные значения объемного расхода теплоносителя и давления в канал ША не ограничивают пределы возможности использования устройства.The frequency and duration of the increase and decrease in pressure in the SHA channels is set by the user. In particular, with a volumetric flow rate of the coolant through the ША 0.7-0.9 l / min, the pressure in the ША channels will be 0.3-0.5 atm. With a decrease in the volumetric flow rate to 0.5-0.7 l / min, the pressure in the SHA channels will decrease to 0.2-0.3 atm. The indicated values of the volumetric flow rate of the coolant and the pressure into the SHA channel do not limit the limits of the possibility of using the device.

При повышении давления в каналах ША часть венозной крови активно вытесняется из кожи головы по эмиссарным венам к поверхности мозга, а при понижении -возвращается в вены кожи головы пассивно под влиянием разницы давлений в разных участках венозной системы. Период изгнания крови быстрее периода возвращения. Из этого следует, что длительность периода повышенного давления может составить 5-10 сек., а длительность периода сниженного давления - 10-15 сек, что не ограничивает пределы возможности использования устройства.With an increase in pressure in the SHA canals, part of the venous blood is actively displaced from the scalp through the emissary veins to the surface of the brain, and with a decrease, it returns to the veins of the scalp passively under the influence of pressure differences in different parts of the venous system. The period of expulsion of blood is faster than the period of return. It follows from this that the duration of the period of increased pressure can be 5-10 seconds, and the duration of the period of reduced pressure - 10-15 seconds, which does not limit the limits of the possibility of using the device.

Механическое воздействие на кожу головы увеличивает кровоток в венах кожи, что улучшает доставку охлажденной или согретой венозной крови к поверхности коры больших полушарий. Эффективное понижение температуры коры мозга достигается при понижении температуры кожи до 8-10°С, а согревание кожи до 37-40°С способствует повышению температуры коры мозга. При этом, неинвазивная регистрация температуры мозга позволяет управлять процессами охлаждения и согревания в безопасных пределах -30-37°С. Длительность температурного воздействия для достижения искомых температур мозга индивидуально варьирует.Mechanical action on the scalp increases blood flow in the veins of the skin, which improves the delivery of cooled or warmed venous blood to the surface of the cerebral cortex. An effective decrease in the temperature of the cerebral cortex is achieved when the temperature of the skin is lowered to 8-10 ° C, and warming the skin to 37-40 ° C increases the temperature of the cerebral cortex. At the same time, non-invasive recording of the brain temperature allows you to control the processes of cooling and warming within safe limits of -30-37 ° C. The duration of the temperature exposure to achieve the desired brain temperatures varies individually.

Значения температуры охлажденного и согретого теплоносителя устанавливают в пределах комфортных ощущений, например 8-10°С и 37-40°С соответственно, что не ограничивает пределы возможности использования устройства.The temperature values of the cooled and heated heat carrier are set within the comfortable sensations, for example, 8-10 ° C and 37-40 ° C, respectively, which does not limit the limits of the device's use.

Заявляемое устройство также может содержать средство регистрации базальной температуры (температура тела).The inventive device may also contain means for registering basal temperature (body temperature).

В некоторых вариантах устройства гидравлическая система может содержать емкости для теплоносителей. В качестве теплоносителей используется вода.In some embodiments of the device, the hydraulic system may contain containers for heat transfer fluids. Water is used as a heat carrier.

Нижеследующие примеры работы устройства приведены в целях раскрытия характеристик настоящего изобретения и их не следует рассматривать как каким-либо образом ограничивающие объем изобретения.The following examples of device operation are provided for the purpose of revealing the characteristics of the present invention and should not be construed as limiting the scope of the invention in any way.

Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings

Фиг. 1. Принципиальная схема компоновки элементов устройства.FIG. 1. Schematic diagram of the arrangement of the elements of the device.

Обозначения: ША - шлем-аппликатор, СУ - средство управления, БП - блок питания, ГКЦ - горячий контур циркуляции, ХКЦ - холодный контур циркуляции, ЗКЦ -закрытые контуры циркуляции, К - клапаны средств переключения потоков циркуляции теплоносителей, 1 - теплообменник горячего контура, 2 - теплообменник холодного контура, 3 - средство прокачки согретого теплоносителя, 4 - средство прокачки охлажденного теплоносителя, 5 - теплообменник и вентилятор горячего контура. Графические обозначение вынесены на рисунке.Designations: ША - helmet-applicator, SU - control device, BP - power supply unit, GKTs - hot circulation circuit, CCC - cold circulation circuit, ZKTs - closed circulation circuits, K - valves of means for switching flows of heat transfer media, 1 - heat exchanger for hot circuit , 2 - cold loop heat exchanger, 3 - means for pumping the heated heat carrier, 4 - means for pumping the cooled heat carrier, 5 - heat exchanger and hot loop fan. Graphic designations are shown in the figure.

Фиг. 2. Схема работы устройства в режиме охлаждения кожи головы. Обозначения вынесены на рисунке.FIG. 2. Scheme of device operation in scalp cooling mode. Designations are shown in the figure.

Фиг. 3. Схема работы устройства в режиме согревания кожи головы. Обозначения вынесены на рисунке.FIG. 3. Diagram of the device operating in the scalp warming mode. Designations are shown in the figure.

Фиг. 4. Схема изменения геометрических размеров каналов ША при повышении (А) и понижении (Б) в них давления теплоносителя в связи с изменением производительности средств прокачки теплоносителя. Повышенное давление в каналах ША приводит к небольшой деформации поверхностных слоев кожи. Обозначения вынесены на рисунке.FIG. 4. Diagram of the change in the geometric dimensions of the channels ША with an increase (A) and a decrease (B) in them the coolant pressure in connection with a change in the productivity of the means for pumping the coolant. The increased pressure in the SHA canals leads to a slight deformation of the surface layers of the skin. Designations are shown in the figure.

Работа устройства и способ его использования.Operation of the device and how to use it.

Во всех случаях использования устройства перед процедурой у субъекта проводят измерения температуры коры больших полушарий с применением РТМ-технологии, по меньшей мере в 9 симметричных областях левого и 9 областях правого полушарий. Рассчитывают среднюю температуру коры ГМ, вычисляют ΔТ°С между наиболее разогретыми и холодными областями коры мозга. При повышении средней температуры коры больших полушарий выше 37°С и при наличии выраженной температурной гетерогенности мозга при ΔТ°С >2,5°С используют режим охлаждения. При понижении средней температуры коры больших полушарий ниже 36,2°С и снижении температурной гетерогенности при ΔТ°С <1,5°С используют режим переменного теплового воздействия.In all cases of using the device, before the procedure, the temperature of the cerebral hemispheres is measured in the subject using the RTM technology, at least in 9 symmetrical regions of the left and 9 regions of the right hemispheres. Calculate the average temperature of the cerebral cortex, calculate ΔT ° C between the most heated and coldest areas of the cerebral cortex. When the average temperature of the cerebral cortex rises above 37 ° C and in the presence of pronounced temperature heterogeneity of the brain at ΔT ° C> 2.5 ° C, the cooling mode is used. With a decrease in the average temperature of the cerebral cortex below 36.2 ° C and a decrease in temperature heterogeneity at ΔT ° C <1.5 ° C, a variable thermal effect is used.

После проведения исследования состояния теплового баланса ГМ пользователь включает устройство и программирует средство управления, устанавливая целевые значения температуры теплоносителей и коры больших полушарий, а также длительность периодов и интенсивность механического воздействия на кожу головы.After conducting a study of the state of the heat balance of the GM, the user turns on the device and programs the control device, setting the target values for the temperatures of the coolants and the cerebral cortex, as well as the duration of the periods and the intensity of mechanical action on the scalp.

В предпочтительном варианте применения охлаждающего воздействия устанавливают минимальные значения температуры коры мозга, например 32°С.In a preferred embodiment of the application of the cooling effect, the minimum values of the temperature of the cerebral cortex are set, for example 32 ° C.

В предпочтительном варианте применения переменных согревающих и охлаждающих воздействий, значения уровня понижения температуры коры ГМ от исходной в каждом цикле охлаждения составят, например, 1°С, а последующего повышения в каждом цикле согревания, также 1°С. Такой режим позволит поддерживать температуру коры больших полушарий на определенном уровне ±1°С в безопасных пределах. Это способствует увеличению температурной гетерогенности коры больших полушарий.In a preferred embodiment of using variable heating and cooling effects, the values of the level of decrease in the temperature of the bark of the GM from the initial one in each cooling cycle will be, for example, 1 ° C, and the subsequent increase in each heating cycle, also 1 ° C. This mode will allow maintaining the temperature of the cerebral cortex at a certain level of ± 1 ° C within safe limits. This contributes to an increase in the temperature heterogeneity of the cerebral cortex.

Конструкция устройства и возможность программирования средства управления позволяет использовать и другие значения понижения и повышения температуры коры мозга при его охлаждении и согревании, не ограничивая приведенные варианты воздействия на ГМ в безопасных пределах.The design of the device and the possibility of programming the control facility allows using other values of lowering and increasing the temperature of the cerebral cortex during cooling and rewarming, without limiting the above options for impact on GM within safe limits.

Электропитание устройства осуществляется от аккумулятора или от сети (блок питания). При включении электропитания устройства включается средство управления, подается постоянный ток на ТЭ, включаются средства прокачки теплоносителей, средства переключения потоков циркуляции теплоносителей, средства регистрации температуры теплоносителей и коры больших полушарий. На стороне горячего спая ТЭ выделяется теплота, а на стороне холодного - теплота поглощается. На сторонах горячего и холодного спаев ТЭ установлены теплообменники, через которые прокачиваются теплоносители. Температура теплоносителя в холодном контуре понижается, а в горячем контуре повышается. При этом, в момент включения электропитания клапаны средства переключения направления потоков, охлажденного и согретого теплоносителей закрыты, что обеспечивает циркуляцию теплоносителей в замкнутых контурах циркуляции. Циркуляция теплоносителей в ША отсутствует.The device is powered from the battery or from the network (power supply). When the power supply of the device is turned on, the control means is turned on, a direct current is supplied to the FC, the means for pumping heat carriers, means for switching the flow of circulation of heat carriers, means for registering the temperature of the heat carriers and the cerebral cortex are switched on. Heat is released on the hot junction of the FC, and heat is absorbed on the cold side. On the sides of the FC hot and cold junctions, heat exchangers are installed through which coolants are pumped. The coolant temperature in the cold loop decreases, and in the hot loop it rises. At the same time, at the moment of turning on the power supply, the valves of the means for switching the direction of flows of the cooled and heated heat carriers are closed, which ensures the circulation of the heat carriers in closed circulation circuits. There is no circulation of coolants in ША.

Температура теплоносителей в горячем и холодном контурах задается пользователем (медицинский работник) путем программирования средства управления, постоянно измеряется средствами регистрации температуры теплоносителей и при отклонении этих значений от установленных средство управления подает управляющий сигнал на средство регулирования силы тока, подаваемого на ТЭ для автоматического поддержания постоянной температуры теплоносителей в горячем и холодном контурах в заданных пределах. При достижении заданных значений температуры согретого и охлажденного теплоносителей средство управления подает сигнал о готовности устройства к работе.The temperature of the heat carriers in the hot and cold circuits is set by the user (a medical worker) by programming the control tool, is constantly measured by means of recording the temperature of the heat carriers and, if these values deviate from the established ones, the control means sends a control signal to the means for regulating the current supplied to the fuel cell to automatically maintain a constant temperature heat carriers in the hot and cold circuits within the specified limits. When the set values of the temperature of the heated and cooled heat carriers are reached, the control device gives a signal that the device is ready for operation.

Перед проведением процедуры пользователь определяет состояние теплового баланса ГМ субъекта, используя метод РТМ для измерения температуры ГМ. Температуру измеряют по меньшей мере в 9 областях проекций коры левого и 9 областях проекций коры правого полушарий, рассчитывают среднее значение температуры по данным измерений в обоих полушариях и определяют разницу между наиболее разогретой и холодной областями коры мозга. В зависимости от уровня температурной гетерогенности (высокая - ΔТ>2,5°С) или низкая (ΔТ<1,5°С) и температуры коры больших полушарий (повышенная ->37,5°С или пониженная -<36°С) пользователь определяет режим воздействия: охлаждение или переменное согревание и охлаждение.Before carrying out the procedure, the user determines the state of the heat balance of the GM of the subject using the RTM method to measure the temperature of the GM. The temperature is measured in at least 9 areas of the projections of the cortex of the left and 9 areas of the projections of the cortex of the right hemispheres, the average temperature value is calculated from the data of measurements in both hemispheres, and the difference between the most heated and cold areas of the cerebral cortex is determined. Depending on the level of temperature heterogeneity (high - ΔТ> 2.5 ° С) or low (ΔТ <1.5 ° С) and the temperature of the cerebral cortex (increased -> 37.5 ° С or decreased - <36 ° С) the user determines the mode of action: cooling or alternating heating and cooling.

Пользователь программирует средство управления, задавая уровень повышения и понижения температуры коры больших полушарий, а также параметры переменных тепловых и механических воздействий. На субъекта надевают ША, поверх которого надевают термоизолирующий шлем. Проверяют плотность контакта внутренней поверхности ША с поверхностью кожи головы, фиксируют ША при помощи термоизолирующего шлема под подбородком. Далее пользователь включает процедуру.The user programs the control by setting the level of increase and decrease in the temperature of the cerebral hemispheres, as well as the parameters of variable thermal and mechanical effects. A SHA is put on the subject, over which a thermal insulating helmet is worn. Check the tightness of the contact of the inner surface of the SHA with the surface of the scalp, fix the SHA with a heat-insulating helmet under the chin. The user then turns on the procedure.

При использовании режима охлаждения средство управления подает управляющий сигнал на клапаны средства переключения направления потоков циркуляции охлажденного теплоносителя, клапаны открываются, что обеспечивает его циркуляцию в ША и замкнутом контуре циркуляции, при этом клапаны средства переключения направления потоков циркуляции согретого теплоносителя остаются закрытыми. Согретый теплоноситель циркулирует в замкнутом контуре циркуляции. Кожа головы охлаждается, температура мозга понижается.When using the cooling mode, the control means sends a control signal to the valves of the means for switching the direction of circulation flows of the cooled heat carrier, the valves open, which ensures its circulation in the ША and the closed circulation loop, while the valves of the means for switching the direction of circulation flows of the heated heat carrier remain closed. The heated coolant circulates in a closed circulation loop. The scalp cools, the brain temperature goes down.

При достижении заданного уровня понижения температуры коры мозга, средство управления, получая сигнал от средства измерения температуры коры мозга, подает управляющий сигнал на средство переключения направления потоков циркуляции охлажденного теплоносителя, клапаны закрываются, циркуляция в ША отсутствует. Охлаждение кожи головы прекращается.When a predetermined level of lowering the temperature of the cerebral cortex is reached, the control means, receiving a signal from the means for measuring the temperature of the cerebral cortex, sends a control signal to the means for switching the direction of the circulation flows of the cooled coolant, the valves close, there is no circulation in the SHA. The scalp cooling stops.

В период прекращения охлаждения за счет спонтанного согревания температура коры мозга повышается и, при достижении заданного уровня температуры, средство управления, получая сигнал от средства измерения температуры коры мозга, подает управляющий сигнал на средство переключения направления потоков циркуляции охлажденного теплоносителя, клапаны открываются, циркуляция охлажденного теплоносителя в ША и охлаждение кожи головы возобновляется. Циклы охлаждения и спонтанного согревания повторяются на протяжении всей процедуры.During the period of cessation of cooling due to spontaneous warming, the temperature of the cerebral cortex rises and, when a predetermined temperature level is reached, the control means, receiving a signal from the means for measuring the temperature of the cerebral cortex, sends a control signal to the means for switching the direction of the flow of circulation of the cooled heat carrier, the valves open, the circulation of the cooled heat carrier in the SHA and scalp cooling resumes. Cooling and spontaneous warming cycles are repeated throughout the entire procedure.

При использовании переменных тепловых воздействий на кожу головы средство управления подает управляющий сигнал на клапаны средства переключения направления потоков циркуляции согретого теплоносителя, клапаны открываются, что обеспечивает его циркуляцию в ША и замкнутом контуре циркуляции, при этом клапаны средства переключения направления потоков циркуляции охлажденного теплоносителя остаются закрытыми, охлажденный теплоноситель циркулирует в замкнутом контуре циркуляции. Кожа головы согревается, температура коры мозга повышается.When using variable thermal effects on the scalp, the control means sends a control signal to the valves of the means for switching the direction of the circulation flows of the heated heat carrier, the valves open, which ensures its circulation in the ША and the closed circulation loop, while the valves of the means for switching the flow directions of the circulation of the cooled heat carrier remain closed, the cooled heat carrier circulates in a closed circulation loop. The scalp warms up, the temperature of the cerebral cortex rises.

При достижении заданного уровня повышения температуры коры мозга, средство управления, получая сигнал от средства измерения температуры коры мозга, подает управляющий сигнал на средства переключения направления потоков циркуляции, при этом клапаны горячего контура закрываются, а клапаны холодного контура открываются, циркуляция согретого теплоносителя в ША прекращается, охлажденный теплоноситель циркулирует в ША и замкнутом контуре циркуляции. Согретый теплоноситель циркулирует в замкнутом контуре циркуляции, не попадая в ША. Кожа головы охлаждается, температура мозга понижается.When a predetermined level of increase in the temperature of the cerebral cortex is reached, the control means, receiving a signal from the means for measuring the temperature of the cerebral cortex, sends a control signal to the means for switching the direction of circulation flows, while the valves of the hot circuit are closed, and the valves of the cold circuit are opened, the circulation of the heated coolant in the ballast stops , the cooled coolant circulates in the ША and closed circulation loop. The heated coolant circulates in a closed circulation loop without getting into the ША. The scalp cools, the brain temperature goes down.

При достижении заданного уровня понижения температуры коры мозга циркуляция в ША меняется с охлажденного теплоносителя на согретый. Циклы повторяются на протяжении всей процедуры.Upon reaching a given level of lowering the temperature of the cerebral cortex, the circulation in the IA changes from a cooled heat carrier to a warmed one. The cycles are repeated throughout the entire procedure.

При любом режиме теплового воздействия циркуляция теплоносителей в замкнутых контурах циркуляции сохраняется. Это позволяет поддерживать температуру теплоносителей на задаваемом уровне за счет циркуляции теплоносителей через теплообменники соответственно горячего и холодного контуров. Теплообменник и вентилятор горячего контура обеспечивает отведение избытка теплоты в окружающую среду, что повышает надежность и безопасность работы устройства.In any mode of thermal action, the circulation of heat carriers in closed circulation circuits is maintained. This makes it possible to maintain the temperature of the heat carriers at a preset level due to the circulation of the heat carriers through the heat exchangers of the hot and cold circuits, respectively. The heat exchanger and the hot loop fan provide the removal of excess heat to the environment, which increases the reliability and safety of the device.

При программировании механического воздействия на кожу головы пользователь задает длительность периодов повышенного и пониженного давления каналов ША на кожу головы. Во время процедуры средство управления через заданный интервал времени подает управляющий сигнал на средство регулирования силы тока, увеличивая или уменьшая производительность средства прокачки теплоносителя, циркулирующего в ША (л/мин). При повышении производительности средства прокачки теплоносителя, циркулирующего в ША, давление в каналах ША повышается, каналы ША за счет эластичности стенок меняют свою геометрические размеры, диаметр их увеличивается, соответственно механическое давление каналов ША на кожу головы увеличивается.When programming a mechanical effect on the scalp, the user sets the duration of periods of increased and decreased pressure of SHA channels on the scalp. During the procedure, the control means, at a predetermined time interval, sends a control signal to the means for adjusting the current strength, increasing or decreasing the productivity of the means for pumping the coolant circulating in the ША (l / min). With an increase in the productivity of the means for pumping the coolant circulating in the ША, the pressure in the ША channels increases, the ША channels due to the elasticity of the walls change their geometric dimensions, their diameter increases, respectively, the mechanical pressure of the ША channels on the scalp increases.

При понижении производительности средства прокачки теплоносителя, циркулирующего в ША, давление в каналах ША понижается, диаметр их уменьшается, соответственно механическое давление каналов ША на кожу головы уменьшается. Циклы повторяются на протяжении всей процедуры. При этом средство прокачки теплоносителя, циркулирующего в замкнутом контуре, работает с постоянной производительностью, а при переключении направления его циркуляции из замкнутого контура в ША, средство управления обеспечивает заданный переменный режим производительности средства прокачки.With a decrease in the productivity of the means for pumping the coolant circulating in the ША, the pressure in the ША channels decreases, their diameter decreases, respectively, the mechanical pressure of the ША channels on the scalp decreases. The cycles are repeated throughout the entire procedure. In this case, the means for pumping the coolant circulating in a closed loop operates with a constant capacity, and when switching the direction of its circulation from a closed loop to SHA, the control means provides a predetermined variable mode of productivity of the pumping means.

Программирование средства управления позволяет применить сочетание механического воздействия с охлаждающим и переменным тепловым воздействием на кожу головы. Кроме того, средство управления позволяет уменьшать или увеличивать производительность средств прокачки теплоносителей через ША во время процедуры, руководствуясь ощущениями субъекта, уменьшая давление в каналах ША, что повышает комфортность процедуры.Programming the control allows a combination of mechanical action with cooling and alternating heat to be applied to the scalp. In addition, the control means allows you to decrease or increase the productivity of the means for pumping heat carriers through the ballast during the procedure, guided by the sensations of the subject, reducing the pressure in the channels of the ball, which increases the comfort of the procedure.

Подача теплоносителя в ША осуществляется по двум соединительным шлангам, по одному из которых теплоноситель подается в ША, а по второму возвращается в гидравлическую систему.The coolant is supplied to the ША through two connecting hoses, through one of which the coolant is supplied to the ША, and through the second it returns to the hydraulic system.

В предпочтительном варианте исполнения устройства оно снабжено двумя и более ТЭ, что позволяет повысить тепловую производительность устройства и усилить охлаждающее и согревающее воздействие на кору больших полушарий.In a preferred embodiment of the device, it is equipped with two or more TEs, which makes it possible to increase the thermal performance of the device and enhance the cooling and warming effect on the cerebral cortex.

В еще одном предпочтительном варианте исполнения устройства оно снабжено по меньшей мере двумя средствами регистрации мощности ЭМИ тканей мозга в СВЧ-диапазоне для определения температуры коры больших полушарий, позволяющими зарегистрировать температуру, например, в симметричных областях мозга, что повышает точность измерения, дает дополнительные данные об уровне температурной гетерогенности, а ША содержит два функциональных отверстия для установки средства регистрации температуры коры мозга.In another preferred embodiment of the device, it is equipped with at least two means for recording the EMP power of brain tissues in the microwave range to determine the temperature of the cerebral hemispheres, allowing the temperature to be recorded, for example, in symmetrical brain regions, which increases the measurement accuracy, provides additional data on the level of temperature heterogeneity, and the IA contains two functional holes for installing a means for recording the temperature of the cerebral cortex.

В еще одном предпочтительном варианте исполнения устройство содержит расходомер, позволяющий регистрировать объемную скорость прокачки теплоносителя, а также датчик давления теплоносителя в ША. Контроль давления теплоносителя и его объемный расход позволяет повысить точность регулирования интенсивность механического давления каналов ША на кожу головы.In another preferred embodiment, the device comprises a flow meter that allows recording the volumetric flow rate of the coolant, as well as a pressure sensor for the coolant in the ША. Controlling the pressure of the coolant and its volumetric flow rate makes it possible to increase the accuracy of regulating the intensity of the mechanical pressure of the SHA channels on the scalp.

Пример 1.Example 1.

При измерении температуры коры больших полушарий средняя температура составила 37,6°С, ΔT=2,8°С. Выявлена повышенная температурная гетерогенность и повышение температуры коры мозга. Использован режим охлаждения.When measuring the temperature of the cerebral cortex, the average temperature was 37.6 ° C, ΔT = 2.8 ° C. An increased temperature heterogeneity and an increase in the temperature of the cerebral cortex were revealed. Cooling mode used.

Пользователь программирует средство управления: температура охлаждаемого теплоносителя 10°С, значения понижения температуры коры больших полушарий -36,2°С, режим согревания кожи головы не применяется, длительность периода повышенного давления в ША - 5 сек., сниженного - 10 сек., длительность процедуры - 180 минут.The user programs the control device: the temperature of the coolant to be cooled is 10 ° C, the lowering of the temperature of the cerebral hemispheres is -36.2 ° C, the scalp warming mode is not applied, the duration of the period of increased pressure in the SHA is 5 seconds, the reduced pressure is 10 seconds procedures - 180 minutes.

По готовности устройства к работе пользователь включает процедуру. Средство управления фиксирует исходные значения температуры коры мозга, клапаны средства переключения потоков циркуляции охлажденного теплоносителя открываются, через ША и замкнутый контур прокачивается охлажденный теплоноситель. Согретый теплоноситель циркулирует по замкнутому контуру циркуляции. Через 5 сек. средство управления подает управляющий сигнал на средство прокачки охлажденного теплоносителя, уменьшая его производительность. Давление в каналах ША уменьшается. Уменьшается механическое давление каналов на кожу головы. Через 10 сек. средство управления подает управляющий сигнал на средство прокачки охлажденного теплоносителя, увеличивая его производительность. Давление в каналах ША повышается, повышается механическое давление каналов на кожу головы. Циклы смены давления теплоносителя в каналах ША продолжаются на протяжении всей процедуры. Циркуляция согретого теплоносителя в замкнутом контуре циркуляции осуществляется непрерывно при постоянной производительности средства его прокачки.When the device is ready for operation, the user starts the procedure. The control means fixes the initial values of the temperature of the cerebral cortex, the valves of the means for switching the flows of circulation of the cooled coolant open, and the cooled coolant is pumped through the ША and the closed loop. The heated coolant circulates in a closed circulation loop. After 5 sec. the control means gives a control signal to the means for pumping the cooled heat carrier, reducing its productivity. The pressure in the SHA channels decreases. The mechanical pressure of the channels on the scalp decreases. After 10 sec. the control means gives a control signal to the means for pumping the cooled heat carrier, increasing its productivity. The pressure in the SA channels increases, the mechanical pressure of the channels on the scalp increases. The cycles of changing the pressure of the coolant in the SHA channels continue throughout the entire procedure. The circulation of the heated coolant in a closed circulation loop is carried out continuously at a constant productivity of the pumping means.

Через интервал времени, длительность которого варьирует индивидуально, средство управления, получив сигнал от средства регистрации температуры коры мозга о снижении температуры коры ГМ от исходной до заданной, подает управляющий сигнал на средство переключения потоков циркуляции охлажденного теплоносителя, клапаны холодного контура закрываются, циркуляция теплоносителя в ША прекращается.After a time interval, the duration of which varies individually, the control means, having received a signal from the means for registering the temperature of the cerebral cortex about the decrease in the temperature of the cortical cortex from the initial to the specified one, sends a control signal to the means for switching the flows of circulation of the cooled coolant, the valves of the cold circuit are closed, the circulation of the coolant in ША stops.

Температура коры мозга повышается в связи с центральными притоками теплоты. Через интервал времени, варьирующийся индивидуально, средство управления, получив сигнал от средства регистрации температуры коры мозга о повышении температуры коры выше заданной, подает управляющий сигнал на средство переключения потоков циркуляции охлажденного теплоносителя, клапаны холодного контура открываются, циркуляция теплоносителя в ША и охлаждение кожи головы возобновляется, возобновляются механические воздействия на кожу головы.The temperature of the cerebral cortex rises due to the central influx of heat. After a time interval varying individually, the control means, having received a signal from the means for registering the temperature of the cerebral cortex about an increase in the temperature of the cortex above the specified one, sends a control signal to the means for switching the circulation flows of the cooled coolant, the valves of the cold circuit open, the circulation of the coolant in the WA and the cooling of the scalp resumes , mechanical effects on the scalp are resumed.

Циклы активного охлаждения кожи головы и спонтанного согревания повторяются до конца процедуры.The cycles of active scalp cooling and spontaneous warming are repeated until the end of the procedure.

Пример 2.Example 2.

При измерении температуры коры больших полушарий средняя температура составила 35,7°С, ΔT=0,8°С. Выявлена пониженная температурная гетерогенность и сниженная температура коры больших полушарий. Использован режим переменного согревания и охлаждения кожи головы.When measuring the temperature of the cerebral cortex, the average temperature was 35.7 ° C, ΔT = 0.8 ° C. Decreased temperature heterogeneity and decreased temperature of the cerebral cortex were revealed. The mode of alternating warming and cooling of the scalp was used.

Пользователь программирует средство управления: температура охлаждающего теплоносителя 10°С, температура согревающего теплоносителя 37°С, установлены значения повышения температуры коры больших полушарий на 1°С от исходной в период согревания кожи головы и понижения на 1°С в период охлаждения кожи головы, длительность периода повышенного давления в ША - 10 сек., сниженного - 15 сек., длительность процедуры 180 минут.The user programs the control: the temperature of the cooling medium is 10 ° С, the temperature of the heating medium is 37 ° С, the values of the temperature increase of the cerebral cortex are set by 1 ° С from the initial one during the warming of the scalp and a decrease by 1 ° С during the cooling of the scalp, duration the period of increased pressure in the SHA - 10 seconds, reduced pressure - 15 seconds, the duration of the procedure is 180 minutes.

При включении процедуры средство управления подает управляющий сигнал на средство переключения потока циркуляции согретого теплоносителя, клапаны открываются, обеспечивается подача в ША согретого теплоносителя, при этом поток охлажденного теплоносителя циркулирует по замкнутому контуру при постоянной производительности средства прокачки теплоносителя. Через 10 сек. средство прокачки согретого теплоносителя по управляющему сигналу средства управления понижает свою производительность в течении 15 сек., после чего снова повышает производительность. Циклы повторяются с заданной периодичностью, обеспечивая механическое воздействие на кожу головы.When the procedure is turned on, the control means sends a control signal to the means for switching the circulation flow of the heated coolant, the valves open, the heated coolant is supplied to the ball, while the flow of the cooled coolant circulates in a closed loop at a constant performance of the coolant pumping device. After 10 sec. the means for pumping the heated coolant by the control signal of the control means decreases its productivity for 15 seconds, after which it increases the productivity again. The cycles are repeated at a given frequency, providing a mechanical effect on the scalp.

Через интервал времени температура коры больших полушарий повысилась на 1°С (36,7°С) от измеренной перед процедурой, средство управления подает управляющий сигнал на средство переключения потоков циркуляции теплоносителей, клапаны горячего контура закрываются, а клапаны холодного контура открываются, циркуляция согретого теплоносителя в ША прекращается, в ША циркулирует охлажденный теплоноситель. В замкнутом контуре согретого теплоносителя средство прокачки обеспечивает его циркуляцию с постоянной производительностью.After a time interval, the temperature of the cerebral cortex increased by 1 ° C (36.7 ° C) from that measured before the procedure, the control means sends a control signal to the means for switching the flow of heat transfer media, the valves of the hot circuit are closed, and the valves of the cold circuit are opened, the circulation of the heated coolant is it stops in ША, cooled heat carrier circulates in ША. In a closed loop of the heated coolant, the pumping device ensures its circulation at a constant productivity.

Через 10 сек. средство прокачки охлажденного теплоносителя по управляющему сигналу средства управления понижает свою производительность в течении 15 сек., после чего снова повышает производительность. Циклы повторяются с заданной периодичностью, обеспечивая механическое воздействие на кожу головы.After 10 sec. the device for pumping the cooled heat carrier on the control signal of the control device decreases its productivity for 15 seconds, after which it increases the productivity again. The cycles are repeated at a given frequency, providing a mechanical effect on the scalp.

Через интервал времени температура коры больших полушарий понизилась на 1°С от измеренной в конце цикла согревания, средство управления подает управляющий сигнал на средство переключения потоков циркуляции теплоносителей, клапаны горячего контура открываются, а клапаны холодного контура закрываются, циркуляция охлажденного теплоносителя в ША прекращается, в ША циркулирует согретый теплоноситель.After a time interval, the temperature of the cerebral cortex has decreased by 1 ° C from the temperature measured at the end of the heating cycle, the control means sends a control signal to the means for switching the flow of heat carrier circulation, the valves of the hot circuit open, and the valves of the cold circuit close, the circulation of the cooled heat carrier in the ballast stops. A heated coolant circulates in the SHA.

Циклы согревания и охлаждения кожи головы повторяются до конца процедуры.The scalp warming and cooling cycles are repeated until the end of the procedure.

Во всех циклах смены циркуляции средства прокачки теплоносителей обеспечивают постоянную производительность прокачки теплоносителя в замкнутом контуре циркуляции и переменную в ША.In all cycles of changing the circulation, the means for pumping heat transfer agents provide constant pumping capacity of the heat transfer agent in a closed circulation loop and a variable rate in ША.

Определения и терминыDefinitions and terms

Для лучшего понимания настоящего изобретения ниже приведены некоторые термины, использованные в настоящем описании изобретения.For a better understanding of the present invention, below are some of the terms used in the present description of the invention.

Под «субъектом» следует понимать человека (пациента), получающего процедуру теплового и механического воздействия. Под «пользователем» следует понимать человека (врача, медицинского работника), назначающего и проводящего процедуру.A "subject" should be understood as a person (patient) receiving a procedure of thermal and mechanical impact. By "user" is meant the person (doctor, healthcare professional) who prescribes and performs the procedure.

Под шлемом-аппликатором следует понимать компонент устройства, подвергаемого охлаждению или согреванию, контактирующий с тканями кожи головы при температурном и механическом воздействии на них.A helmet-applicator should be understood as a component of a device subjected to cooling or heating, in contact with the tissues of the scalp during thermal and mechanical action on them.

Под замкнутым контуром циркуляции следует понимать компонент гидравлической системы устройства, который является по существу замкнутым в период закрытия клапанов средства переключения потоков циркуляции теплоносителей. В период их открытия циркуляция осуществляется как по замкнутому контуру, который оказывается разомкнутым, так и в ША.A closed circulation loop should be understood as a component of the hydraulic system of the device, which is essentially closed during the period when the valves of the means for switching the flow of circulation of heat transfer media are closed. During the period of their opening, circulation is carried out both along a closed circuit, which turns out to be open, and in the SHA.

Под средством прокачки теплоносителей следует понимать насосы с регулируемой производительностью.Pumping means for heat transfer fluids should be understood as pumps with variable displacement.

Под средством переключения направления циркуляции теплоносителей следует понимать систему клапанов, открытие и закрытие определяет направление циркуляции.By means of switching the direction of circulation of heat transfer fluids should be understood a system of valves, opening and closing determines the direction of circulation.

Если не определено отдельно, технические и научные термины в данной заявке имеют стандартные значения, общепринятые в научной и технической литературе.Unless otherwise specified, technical and scientific terms in this application have the standard meanings generally accepted in the scientific and technical literature.

Несмотря на то, что изобретение описано со ссылкой на раскрываемые варианты воплощения, для специалистов в данной области должно быть очевидно, что конкретные подробно описанные эксперименты приведены лишь в целях иллюстрирования настоящего изобретения, и их не следует рассматривать как каким-либо образом ограничивающие объем изобретения. Должно быть понятно, что возможно осуществление различных модификаций без отступления от сути настоящего изобретения.Although the invention has been described with reference to the disclosed embodiments, it should be apparent to those skilled in the art that the specific experiments described in detail are provided for the purpose of illustrating the present invention only and should not be construed as limiting the scope of the invention in any way. It should be understood that various modifications are possible without departing from the spirit of the present invention.

Claims

1. A device for temperature exposure of the cerebral cortex of the subject, containing at least:

a) a helmet-applicator (SHA), the inner surface of which is in contact with the scalp of the subject, while the helmet-applicator is made with the possibility of circulating a liquid heat carrier in it;

b) means for lowering the temperature of the heat carrier and a hydraulic system containing the means for pumping the heat carrier and valves for turning on and off the circulation of the heat carrier;

c) means for registering the temperature of the coolant and areas of the subject's body, including at least one means for non-invasively registering the temperature of the cerebral cortex by registering the power of its own electromagnetic radiation of deep tissues;

e) control means, which is configured to control the means for changing the temperature of the heat carrier, the means for pumping the heat carrier and the valves, depending on the data obtained by means of the temperature recording means.

2. The device according to claim. 1, characterized in that the helmet-applicator provides close contact with the scalp in the frontal, parietal and temporal regions, as well as with the condyle of the occipital bone and the mastoid process of the temporal bone.

3. The device according to claim. 1, characterized in that the helmet-applicator contains an outer shell made of a material that does not change geometric dimensions when the pressure of the coolant circulating in the channels of ША changes, and the channels for the circulation of the coolant in ША are made of an elastic material that allows the change their geometric dimensions when the pressure of the coolant circulating through the channels changes.

4. The device according to claim. 2, characterized in that it contains at least one means of simultaneous cooling and warming of the heat carrier.

5. The device according to claim. 2, characterized in that the hydraulic system consists of two independent circulation circuits of the cooled and heated heat carrier, contains at least one heating heat exchanger and one heat exchanger for cooling the heat carrier, as well as at least two means for pumping the heat carrier to ensure independent circulation of cooled and warmed coolant;

6. The device according to claim. 2, characterized in that the hydraulic system is made with the possibility of alternating circulation of the heated and cooled coolant through the helmet-applicator, contains two independent closed circulation circuits of the heated and cooled coolant.

7. The device according to claim. 2, characterized in that the hydraulic system contains means for switching the circulation of the heated and cooled coolant from the helmet-applicator into independent closed circulation circuits of the heated and cooled coolant.

8. The device according to claim. 2, characterized in that the hydraulic system contains means for pumping heated and cooled heat carrier of variable capacity.

9. The device according to claim. 2, characterized in that the hydraulic system in a closed loop of the heated heat carrier circulation contains a heat exchanger equipped with a fan.

10. The device according to claim. 3, characterized in that the control means is configured to change the performance of the means for pumping the coolant by changing the pressure of the coolant in the channels of the helmet-applicator with different frequency.

11. The device according to claim. 3, characterized in that the control means is configured to control the temperature of the cooled and heated coolant on the basis of temperature monitoring data in the circulation circuits of the cooled and heated coolant.

12. The device according to claim 3, characterized in that the control means is configured to switch the direction of the circulation flows of the cooled and heated coolants to the helmet-applicator or to the closed circuits of the coolants circulation based on the monitoring data of the cerebral cortex temperature.