Терможилет для пациентов при воспалительных заболеваниях позвоночника

Боли в области спины является частой жалобой пациентов, они находятся на втором месте среди обращений за медицинской помощью.

Боль подразделяется на: боль в области поясницы (справа и лева), мышечная боль в спине, защемление нерва, межпозвоночная грыжа, боль в области лопаток. И каждое подразделение лечится своими методами. Но более распространенный метод лечения является -тепловое воздействие.

 Тепло позволяет усилить циркуляцию крови, даёт возможность проникнуть кислороду и питательным веществам более активно, и за счет этого удалить ненужные вещества, антитела из поврежденных тканей, что позволит быстрее излечиться, восстановиться.

Сейчас в современном мире, создано множество приборов, аппаратов, для лечения опорно-двигательной системы. Если полное выздоровление невозможно, то есть изобретения, приборы, препараты, физические действия, которые могут уменьшить ощущение острой боли.

К примеру, аппликатор Ляпко (рис.1) представляет собой резиновый (резина медицинского назначения, натуральный каучук) валик или пластину с иглами (из нужного для организма человека металлов: цинк, золото, серебро, железо, медь, никель). Помогает снять острую боль, снять усталость с мышц, восстановить работоспособность. Имеет различный шаг иглы, в зависимости от чувствительности кожи. Иглы, находясь под кожей проводят небольшой электрический ток, в следствие чего происходит активизация обменных процессов [1].

Рис. 1. Аппликатор Ляпко

Алмаг 01 (рис.2) хорошо подходит для лечения в домашних условиях множество заболеваний: межпозвоночная грыжа, артрит, артроз, остеохондроз, сколиоз, травмы/переломы, остеопороз.

Принципы работы заключается в применение бегущего импульсного магнитного поля, у которого импульсы входят в диапазон от 4 до 16 Гц. Что помогает устройству оказывать ритмичное воздействие на больные органы и ткани.

Рис. 2. Алмаг 01

Аппликатор Кузнецова имеет схожесть с аппликатором Ляпко, но только вместо металлических игл, представлены пластиковые шипы. Он также помогает снять болезненные ощущения, усилить приток крови. Но воздействует только на кожный покров.

Но не одно из вышеописанных приборов, не воздействует на пациента как разработанный терможилет.

Терможилет оснащенный нагревательными элементами, будет выполнен для каждого человека индивидуально, по его меркам и анатомическим особенностям. Основных областей прошивки будет шесть: позвоночная, надлопаточная, лопаточная, подлопаточная, поясничная, крестцовая. Это позволит нагревать нужные очаги заболевания, не прогревая всю спину.

Разделение жилета на зоны, предоставит возможность нагревать мышцы спины с разной температурой, а с помощью цифрового дисплея можно будет выставить время и температуру той область, в которой болевой очаг. Так как тепловое воздействие должно быть длительным, жилет будет стационарным [2].

Для создания данного устройства нам понадобится блок управления (микропроцессор для обработки информации об окружающей местности и управления исполнительными механизмами, ЖК экран,), исполнительный блок (температурные датчики и нагревательные элементы в жилете), блок питания, правильно подобранная ткань.

Блок управления – основной блок устройства. В нем происходит процесс контроля и регулирования температурных показателей, а также вывод информации о состоянии нагрева.

Поступающая с элементов управления и датчиков информация обрабатывается микропроцессором, который в свою очередь управляет исполнительными механизмами в виде нагревательных элементов и экрана.

Для проектирования терможилета выберем процессор семейства Atmega, а именно Atmega16. Так как данный микропроцессор имеет ряд отличительных особенностей:

• возможность программирования непосредственно в системе через последовательные интерфейсы SPI и JTAG;
• наличие нескольких режимов пониженного энергопотребления;
• возможность защиты от чтения и модификации памяти программ и данных.

Для микроконтроллера Atmega16 выберем ЖК экран Nokia 5110, так как он обладает меньшими габаритами, лучшим разрешением и меньшей ценой [3].

Технические характеристики Nokia 5110:

1. Разрешение экрана 84x48;
2. Напряжение питания 2,7–3,3 В;
3. Ток с отключенной подсветкой 5 мА;
4. Ток с включенной подсветкой 20 мА;
5. Температура воздуха во время работы 0–50°C.

Так как для проекта используется микроконтроллер Atmega16, имеющий возможной подключения почти любого датчика, то для удобства и облегчения проектирования выберем цифровой тип датчиков.

После измерения температуры датчиками полученное значение сравнивается с заданным на блоке управления. Далее по мере необходимости происходит включения необходимых нагревательных элементов, который будет представлен в виде гибкого силиконового нагревательного элемента. Температура нагрева будет возможна от 37℃ до 55℃.

Он представляет собой изолированный кремнийорганическими соединениями греющую высокорезистивную проволоку или ленту. Благодаря своей пластичности, износостойкости, его легко будет использовать в устройстве.

Ткань из который будет сшит жилет является микрофибра с мембранным покрытием, который состоит из 100% полиэстера. Является трикотажным полотном с синтетическими волокнами, покрытое с изнанки влагоотталкивающей паропроницаемой мембранной пленкой.

Резюмирую всё сказанное, можно сделать вывод, что спроектированное устройство позволит производить лечение воспалительных заболеваний позвоночника при помощи воздействия температуры. Жилет удобен в пользовании, его можно самостоятельно снимать и надевать, а также выбирать режим работы.

1. Подчуфарова, Е.В. Боль в спине и её лечение. -Москва: Боль в спине и её лечение, 2012. [Электронный ресурс]. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/bol-v-spine-i-ee-lechenie/viewer (Дата обращения: 10.01.22)
2. Мартынов, М.Ю. Болевой синдром в спине: Механизмы развития и подходы к комплексной терапии [Текст] : Под редакцией журнала «Клинист» –Москва: Клинист №1, 2014.-90 с. (Дата обращения: 10.01.22)
3. Кореневский, Н.А. Узлы и элементы медицинской техники [Текст] : учеб. пособие / Н.А. Кореневский, Е. П. Попечителев – Курс : Курский государственный технический университет, 2009. – 136 с. (Дата обращения: 10.01.22).