Результат интеллектуальной деятельности: МАССАЖНОЕ УСТРОЙСТВО НА ОСНОВЕ МАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ

Область техники

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к массажному устройству на основе магнитной жидкости, и предназначено для физиотерапии, лечения и предотвращения пролежней у лежачих больных. Противопролежневые матрасы призваны предотвратить одну из важнейших проблем медицины - пролежни. Медицинская статистика констатирует, что у 75-90% прикованных к кровати пациентов начинают развиваться пролежни.

В основе принципа действия таких матрасов лежит постоянное массажное действие и перераспределение давления с одних частей тела на другие, осуществляемое за счет надувания и спускания компрессором камер матраса. Это помогает правильной циркуляции крови в кожных покровах и насыщения кожи кислородом. Противопролежневый матрас - это лучшее средство в борьбе с появлением пролежней.

Уровень техники

Для решения указанной проблемы в уровне техники известны различные конструктивные выполнения устройств аналогичного назначения. Так, известно устройство для вибромассажа (SU 1692577 А1, опубликовано 23.11.1991, кл. A61H 23/00). Устройство для вибромассажа содержит возбудитель механических колебаний в виде электромагнита, камеру из немагнитного материала, наружная стенка которой выполнена из эластичного материала, массажные шарики, размещенные в камере. Камера из эластичного материала заполнена магнитной жидкостью, в которой размещены массажные шарики, выполненные из немагнитного материала, а электромагниты в количестве не менее двух установлены под дном камеры с возможностью переменного их включения.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является массажное устройство на магнитной жидкости (CN 102068377 А, опубликовано 25.05.2011, кл. A61H 39/04), включающее основание, на котором установлена уплотнительная подушка (камера), находящиеся внутри нее магнитная жидкость с массажными шариками, которые выполнены из немагнитных материалов, пульт управления и контроллер. Уплотнительная подушка выполнена из эластичного материала, например резины, мягкого пластика или других композитных материалов. По торцам уплотнительной подушки напротив друг друга установлены электромагнитные катушки, действующие при включении регулятора на пульте управления.

В процессе работы вышеуказанных устройств под воздействием переменного магнитного поля массажные шарики выталкиваются из магнитной жидкости и при переменном включении электромагнитов шарики перемещаются внутри камеры (подушки), создавая массажирующие действия.

Недостатком данных устройств является низкая эффективность массажного действия вследствие того, что массажные шарики в определенных областях камеры (подушки) просто всплывают под воздействием магнитной жидкости и не перемещаются, образуя пассивные области, т.е. области на массажном устройстве, где массажирующие действия не происходят. Данный недостаток в первую очередь влияет на здоровье пациента, который не получает необходимый ему массаж в этих зонах, вследствие чего у пациентов могут возникнуть пролежни.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является повышение эффективности работы массажного устройства.

Техническим результатом, достигаемым при использовании заявляемого изобретения, является обеспечение возможности осуществления массажных действий всей контактной поверхностью массажного устройства без формирования пассивных областей, т.е. областей, где не происходит массажных действий, и расширение арсенала технических средств. Кроме того, при использовании заявляемого устройства достигается возможность локального массажа, обеспечивающего массажный эффект отдельных частей тела пациента, размещенного на поверхности массажного устройства. Также конструкция заявляемого устройства обеспечивает возможность использования его в различных положениях пациента (не только в положении «лежа»), что создает дополнительные возможности эксплуатации заявляемого устройства.

Поставленная задача решается тем, что, согласно техническому решению, массажное устройство включает массажный блок и блок управления, при этом массажный блок содержит соединенные посредством разъемного контактного соединения основание и матрас, представляющий собой, по крайней мере, одну герметичную эластичную камеру, заполненную магнитной жидкостью, а основание включает множество расположенных с зазором относительно друг друга плоских электромагнитных катушек, соединенных с блоком управления и расположенных с образованием контактной поверхности, обращенной к матрасу, при этом электромагнитные катушки расположены с возможностью создания магнитного поля, направленного перпендикулярно плоскости размещения матраса, а зазор между двумя последовательно размещенными электромагнитными катушками выбран, с одной стороны, с обеспечением максимального значения напряженности магнитного поля, создаваемого двумя катушками, по срединной линии между ними, и, с другой стороны, с обеспечением минимального воздействия наведенной индукции последовательно расположенных электромагнитных катушек. Такой зазор, например, может быть обеспечен диапазоном 10-18 см между двумя последовательно размещенными катушками. При этом блок управления заявляемого массажного устройства представляет собой контроллер, подключенный к источнику питания, и пульт управления, соединенный с контроллером, при этом контроллер обеспечивает возможность независимого включения/выключения отдельных групп электромагнитных катушек. Соединение электрических катушек с блоком управления может быть выполнено несколькими вариантами. Так, предусмотрен вариант независимого соединения каждой катушки с контроллером блока управления, при этом сохраняется возможность регулирования действия каждой катушки отдельно. Альтернативным вариантом исполнения основания может быть последовательное соединение всех катушек и их центральное соединение с контроллером блока управления. В качестве варианта может быть предусмотрено следующее: катушки соединены в группы, обеспечивающие воздействие на матрас в конкретных зонах, при этом каждая группа катушек электрически соединена с контроллером. Магнитная жидкость обеспечивает возможность образования на поверхности матраса локальных выпуклостей за счет изменения ее (жидкости) локального геометрического объема под воздействием магнитного поля, создаваемого электромагнитными катушками. Для обеспечения комфортной температуры использования матрас может быть снабжен интегрированными термоэлементами, подключенными к блоку управления. Разъемное контактное соединение представляет собой контактную ленту типа «липучка». Основание выполнено гибким, обеспечивающим возможность размещения его не только в горизонтальном положении, то также и в наклонном положении, с изгибом - по показаниям пациента. При этом, матрас массажного блока также может быть выполнен из нескольких камер. Например, для положения полулежа (полусидя) основание расположено с изгибом, а матрас включает две независимые камеры, расположенные с образованием массажного кресла.

Изобретение поясняется следующими чертежами:

на фиг. 1 схематично изображен вид сбоку на массажное устройство;

на фиг. 2 приведена схема основания массажного блока, вид сверху (без изображения контактной ленты в целях наглядности);

на фиг. 3 схематично приведено изображение размещения пациента на массажном блоке.

Позициями на чертежах обозначены:

1 - герметичная эластичная камера;

2 - магнитная жидкость;

3 - клапан;

4 - электромагнитная катушка;

5 - кабель;

6 - контроллер;

7 - источник питания;

8 - пульт управления;

9 - область воздействия одной катушки.

Осуществление изобретения

Заявляемое массажное устройство состоит из двух блоков: массажный блок и блок управления. Массажный блок включает в себя матрас М и основание О. Матрас М и основание О соединены посредством разъемного контактного соединения, например контактной ленты - «липучки» (на чертежах не показана).

Матрас М может быть выполнен в виде одной или нескольких (в зависимости от типа эксплуатации) герметичных эластичных камер 1 толщиной 5-10 см. Так, для обеспечения массажного эффекта для пациентов в положении «лежа» используют матрас, выполненный из одной камеры, размещенный на всей поверхности основания, а для использования в качестве массажного устройства для положения «полулежа» матрас выполняют, например, из двух независимых камер, каждая из которых соединена с основанием, расположенных с образованием формы кресла. Каждая герметичная эластичная камера 1 заполнена магнитной жидкостью 2, например ферромагнитной жидкостью марки МЖ-131. Ферромагнитные жидкости состоят из частиц нанометровых размеров (обычный размер 10 нм или меньше) магнетита, гематита или другого материала, содержащего железо, взвешенных в несущей жидкости, и они достаточно малы, чтобы тепловое движение распределило их равномерно по несущей жидкости. Ферромагнитные жидкости - это коллоидные растворы - вещества, обладающие свойствами более чем одного состояния материи. Способность изменять геометрическую конфигурацию под воздействием магнитного поля позволяет использовать ферромагнитные жидкости в качестве уплотнителей, смазки, а также может открыть другие применения в наноэлектромеханических системах. Ферромагнитные жидкости устойчивы: их твердые частицы не слипаются и не выделяются в отдельную фазу даже в очень сильном магнитном поле.

На одном из торцов камеры 1 установлен клапан 3, предназначенный для слива/залива магнитной жидкости 2. Герметичная эластичная камера 1 выполнена из материалов, разрешенных к применению в медицинских учреждениях, например из эластичного материала: ПВХ, синтетики и т.п.

Магнитная жидкость, заполняющая матрас, выбрана с обеспечением возможности образования на поверхности матраса локальных выпуклостей за счет изменения ее (жидкости) локального геометрического объема под воздействием магнитного поля, создаваемого электромагнитными катушками, составляющими основание.

Основание О массажного устройства включает множество расположенных шагом а относительно друг друга плоских электромагнитных катушек 4, соединенных с блоком управления. Катушки выполнены плоскими и гибкими из прочных электропроводящих углеродных волокон низкого и безопасного напряжения и расположены в одной плоскости с образованием контактной поверхности, обращенной к матрасу. Электромагнитные катушки расположены с возможностью создания магнитного поля, направленного перпендикулярно плоскости размещения матраса, при их подключении к источнику тока. Также катушки расположены с зазором относительно друг друга, выбор размера которого обусловлен физическими процессами, протекающими в магнитном поле. С одной стороны, зазор выбран таким, что обеспечивается максимальное значение напряженности магнитного поля, создаваемого двумя катушками, по срединной линии между ними, а с другой стороны, с обеспечением минимального воздействия наведенной индукции последовательно расположенных электромагнитных катушек. Оптимальным представляется зазор между катушками в размере 10-18 см.

Массажный блок может быть также снабжен интегрированными термоэлементами, подключенными к контроллеру блока управления. Включение таких термоэлементов обеспечит дополнительный комфорт пациенту.

Электромагнитные катушки 4 выполнены из прочных электропроводящих углеродных волокон низкого и безопасного напряжения. Электромагнитные катушки 4 выполнены с возможностью создавать магнитные поля, необходимые для изменения локального объема магнитной жидкости 2, за счет чего возникает противопролежневый эффект, а также эти поля оказывают дополнительный лечебный магнитотерапевтический эффект. Каждая электромагнитная катушка 4 имеет свою область действия 9 (обозначено квадратом) при ее активации (включении), при этом зона наибольшего воздействия находится посередине между двумя соседними катушками. При этом катушки расположены таким образом, чтобы исключить явление наведенной индукции - явление наведения собственного электростатического поля, при действии на тело внешнего электрического поля от соседней катушки.

Все электромагнитные катушки 4 тем или иным способом соединены, например, посредством кабеля 5 с контроллером 6. Контроллер 6 в свою очередь подключен к источнику питания 7. Однако питание массажного устройства может быть и автономным, например, от аккумуляторов (на чертежах не показано). Контроллер 6 выполнен с возможностью регулирования величины локального вспучивания, а также частоты включения и выключения электромагнитных катушек 4. Так, для обеспечения независимого воздействия каждой катушки возможно независимое подключение каждой катушки к контроллеру. Другой вариант предусматривает последовательное соединение всех катушек между собой и их общее соединение с контроллером. Также возможно следующее соединение: катушки кабелем соединены в группы, обеспечивающие возможность массажа отдельных частей тела пациента, а каждая из групп независимо от другой соединена с контроллером блока управления. Таким образом, достигается возможность массажа как всей контактной поверхностью массажного блока, так и включения отдельных массажных зон. Основание может быть выполнено гибким, для чего катушки могут быть размещены на подложке и залиты компаундом для предотвращения их смещения и нарушения структуры зазоров и магнитного поля. При этом гибкость основания обеспечивает возможность использования массажного устройства как в горизонтальном положении, для массажа лежачих больных, так и в положении сидя или полулежа, для пациентов других групп, которым показан массаж, например, отдельных частей тела.

Блок управления включает в себя контроллер 6, соединенный с массажным блоком и с пультом управления 8, посредством проводной связи 5.

Посредством проводной связи контроллер 6 соединен с пультом управления 8, который может быть выполнен сенсорным. На фиг. 4 изображен сенсорный пульт управления 8, где имеется интерактивная панель 13, на которой квадратами 9 изображены области воздействия каждой электромагнитной катушки 4 массажного устройства, которые включаются нажатием на эти (этот) квадраты (квадрат), соответственно.

На интерактивной панели 13 пульта 8 может быть изображена серия изображений контура человека (например, выделенные области, охватывающие сразу несколько квадратов - грудь, спина, нога/ноги или рука/руки) для лучшей ориентации на включение электромагнитных катушек 4 в необходимой области и последовательности массажа частей тела пациента 10.

На пульте 8 также установлены микшер 11 для регулирования силы тока в электромагнитных катушках 4, а также микшер 12 для регулирования частоты включения и выключения электромагнитных катушек 4 для создания локальных вибраций поверхности эластичной камеры 1 в целях достижения наилучшего противопролежневого и массажного эффекта. При этом пользоваться пультом управления 8 может как сам пациент 10, так и медицинский персонал.

Массажное устройство работает следующим образом.

Основание, подключенное к блоку управления массажным устройством и, соответственно, источнику питания, размещают на жесткой поверхности горизонтально или наклонно (в зависимости от необходимого типа массажного эффекта). На основании располагают и фиксируют посредством контрактного разъемного соединения камеры матраса, заполненные ферромагнитной жидкостью. На матрас помещают пациента и ведут процедуру массажа.

Управление массажным устройством происходит за счет нажатия на соответствующие изображения областей воздействия 9 катушек 4 на интерактивной панели 13 сенсорного пульта управления 8.

Ферромагнитная жидкость проявляет нестабильность в нормально направленном поле магнита под поверхностью. Под воздействием перпендикулярно направленного магнитного поля поверхность жидкости с парамагнитными свойствами самопроизвольно формирует регулярную структуру из складок. Этот эффект известен как «нестабильность в нормально направленном поле». У ферромагнитных жидкостей очень высокая магнитная восприимчивость, и для критического магнитного поля, чтобы возникли складки на поверхности, достаточно маленького постоянного магнита. Это свойство магнитной жидкости изменять свой локальный (местный) геометрический объем под воздействием магнитного поля и используется в заявляемом устройстве, когда под воздействием магнитного поля, создаваемого электромагнитными катушками, расположенными под матрасом, на поверхности матраса по определенной программе образуются выпуклости и вогнутости, создающие противопролежневый и массажирующий эффект.

В результате камера 1 матраса М в областях воздействия 9 будет вспучиваться. А из областей 9 массажного устройства, не включенных катушек 4, магнитная жидкость 2 будет утекать. В результате в заданных областях массажного устройства будут возникать массажные действия.

Медицинский работник, зная в каких областях тела и какой силы необходим массаж пациенту 10, нажимает необходимые квадраты 9 на сенсорном пульте 8 управления и регулирует частоту локальных вспучиваний поверхности матраса М и частоту включения/выключения катушек 4 посредством микшеров 11, 12. Вследствие этого в контроллер 6 поступают сигналы: на включение тех или иных электромагнитных катушек 4, о частоте включения/выключения катушек 4 и о величине локального вспучивания в этих катушках 4.

В результате этого в выбранных областях воздействия 9 катушек 4 будет образовываться локальное вспучивание эластичной камеры 1 матраса М с заданными медицинским работником частотой локальных вспучиваний и частотой включения/выключения катушек.

Использование данного массажного устройства дает возможность осуществления массажа по всей площади массажного устройства без образования пассивных областей, т.е. областей, где не происходит массажных действий, что позволит предотвратить возникновения пролежней у пациентов.

В отличие от пневматических противопролежневых матрасов - аналогов заявляемого устройства, несколько программ управления которых жестко детерминированы, управление заявляемым матрасом представляет самые широкие возможности, поскольку электронное переключение разных катушек позволяет воздействовать на мягкие ткани человека с самыми разнообразными усилиями и частотой и на самых разнообразных участках тела, начиная от точечного массажа и заканчивая волнообразными колебаниями в любых направлениях плоскости гидроматраса, а прогрев матраса интегрированными термоэлементами может создать самые комфортные условия для любого больного.