Электронная грелка

Изобретение относится к медицине, а именно к физиотерапевтическим устройствам, использующим в качестве действующих физических факторов тепло, передаваемое телу человека при кондуктивной теплопередаче за счет теплопроводности тканей, а также оптическим излучением инфракрасного (ИК) диапазона длин волн, и предназначено для внешнего и внутреннего физиотерапевтического прогрева тканей. Электронная грелка включает электронный блок питания и управления мощностью нагревательных элементов и, как минимум, один нагревательный элемент. Нагревательный элемент включает внешний чехол из прорезиненной электроизолирующей ткани и заключенный в этот чехол электрический нагреватель из электропроводящей углеродной ткани в виде как минимум одной нагревательной ячейки. Концы углеродных волокон ткани в ячейке соединены с одной и с другой стороны с контактными линиями в виде полосок металлизированных нитей, вшитых в углеродную ткань перпендикулярно расположению углеродных волокон. Каждая нагревательная ячейка включает в себя ИК-светодиод. Для этого в каждой нагревательной ячейке в электропроводящей углеродной ткани выполнено отверстие для ИК излучения в свободном от контактных линий месте электропроводящей углеродной ткани в середине ячейки, соответствующее отверстию в нижнем слое чехла нагревательного элемента. Достигается повышение лечебного эффекта электронной грелки за счет сочетания поверхностного нагрева на основе углеродного волокна и более глубинного прогрева за счет использования дополнительных оптических излучателей - ИК светодиодов, излучающих свет заданной мощности ИК диапазона длин волн в области окна прозрачности биологических тканей, расположенных на определенном расстоянии друг от друга. Такое сочетание существенно повышает функциональность устройства и его лечебные свойства. 9 ил.

 

Изобретение относится к медицине, а именно к физиотерапевтическим устройствам, использующим в качестве действующих физических факторов тепло, передаваемое телу человека при кондуктивной теплопередаче за счет теплопроводности тканей, а также оптическим излучением инфракрасного (ИК) диапазона длин волн, и предназначено для внешнего и внутреннего физиотерапевтического прогрева тканей.

Известны различные электронные грелки, одеяла. Известны методы и приборы физиотерапии с использованием поверхностного нагрева кожи, например, с использованием нагретого парафина (парафинотерапия), а также методов ИК, УВЧ и СВЧ терапии для внутреннего прогрева тканей (Боголюбов В.М., Пономаренко Г.Н. Общая физиотерапия. Учебник. - М. - СПб.: СЛП, 1998). Тепло вызывает интенсификацию крово- и лимфообращения, ускоряет метаболические процессы в тканях в области прогрева и оказывает за счет этого заживляющее, восстанавливающее, антиспастическое, болеутоляющее действие.

В части поверхностного нагрева известно, например, физиотерапевтическое приспособление, содержащее портативное устройство подачи влажного тепла к поверхности кожи для прогревания (патент RU 2475217 от 13.05.2009).

Известна грелка, патент на полезную модель CN 203687161 U от 17.01.2014, содержащая нагревательное устройство на основе углеродного волокна. Нагреваясь, волокно передает тепло тканям как за счет кондуктивного теплообмена (теплопередачи), так и за счет излучения в средней и дальней ИК области спектра (в диапазоне 5-15 мкм), образующегося от нагретого углеродного волокна по законам излучения нагретых тел.

Известна аналогичная электронная грелка для колена, описанная в патенте CN 211705638 (U) от 10/20/2020. Эта электрогрелка выполнена в виде графеновой коленной чашечки. Она также передает тепло тканям как путем кондуктивного теплообмена (теплопередачи), так и путем излучения от нагретого графена в средней и дальней ИК области спектра.

Недостатком всех этих и подобных им устройств, во-первых, является жестко заданная конструкция, например, как у графеновой коленной чашечки, не применимая для других частей тела, а, во-вторых, они обеспечивают нагрев, в основном, только поверхностных участков тела человека. Образующееся ИК излучение от нагретого тела в средней и дальней ИК области спектра (в диапазоне длин волн более 1,5 мкм) также не проникает глубоко в ткани, т.к. сильно поглощается водой (Тучин В.В. Лазеры и волоконная оптика в биомедицинских исследованиях. - Саратов: СГУ, 1998). Соответственно, оно тоже обеспечивает нагрев только приповерхностных тканей.

Между тем, во многих случаях (суставы, внутренние органы) необходим и внутренний прогрев. Чтобы ИК-излучение проникало глубже в ткани, длины волн этого излучения должны лежать в области так называемого окна прозрачности биологических тканей (Оптическая биомедицинская диагностика: в 2 т. Т. 2 / Пер. с англ. под ред. В.В. Тучина. М.: Физматлит, 2007). В этом диапазоне поглощение света основными природными хромофорами, входящими в состав биологических тканей (вода, окси- и дезоксигемоглобин, и т.д.), минимально. Хотя точных общепринятых границ этого окна не существует, например, на графике 2 в статье (Torricelli A. et al. Use of a nonlinear perturbation approach for in vivo breast lesion characterization by multiwavelength time-resolved optical mammography // Optics Express, 2003, v. 11(8), p. 858) можно видеть, что оно находится в диапазоне длин волн (примерно) 700-920 нм по уровню коэффициента экстинции 0,4. Если оценивать окно по другим уровням коэффициента экстинции, получатся несколько отличающиеся границы диапазона, например, 680-950 нм или другие. В целях данного изобретения под окном прозрачности понимается более узкий спектральный диапазон длин волн 750-900 нм, оцениваемый по уровню коэффициента экстинции 0,35.

Кроме того, научные данные ГБУЗ МО МОНИКИ им. Владимирского показали ранее (Рогаткин Д.А., Дунаев А.В. Стимуляция микроциркуляции крови при низкоинтенсивной лазерной терапии. Часть 2. Результаты и обсуждение // Врач, №8, 2015. - с. 16-23), что усиление микроциркуляции крови возникает при плотности мощности ИК излучения более 50 мВт/см². Т.е., создавая такие условия освещения, освещая ткань излучением ближнего ИК диапазона спектра в интервале длин волн 750-900 нм, можно прогревать также и внутренние ткани и органы, создавая в них локальную гиперемию, обеспечивая улучшение и усиление циркуляции крови в месте нагрева, усиление обменных процессов, транспорта кислорода в системе микроциркуляции крови и, соответственно, заживляющий, восстанавливающий, обезболивающий эффект и т.д.

Известны такие массажные и физиотерапевтические устройства, использующие ИК оптическое излучение, которое создается оптическими излучателями - лампами, лазерами и/или светодиодами в области длин волн окна прозрачности. Известны, например, лампы «Соллюкс» и «Инфрарут» (Ракита Д.Р. и др. Общая физиотерапия. Учебное пособие. / Под ред. В.Я. Гармаша-Рязань: РГМУ им. академика И.П. Павлова, 2006), массажер на основе лампы ИК излучения Nozomi МН-102 и другие аналогичные. В основе их конструкции лежат лампы накаливания, создающие ИК излучение за счет нагрева нити лампы, по которой протекает электрический ток. Нить этих ламп разогревается до 2500-2800°К, максимум светового потока, согласно закону Вина, приходится на длину волны около 1 мкм, что соответствует ближнему ИК диапазону длин волн и краю окна прозрачности биологических тканей, т.е. часть излучения попадает в это окно.

Однако это все громоздкие конструкции, не позволяющие освещать и прогревать локальные, небольшие участки тканей. Коэффициент полезного действия (КПД) ламп накаливания низкий. В необходимой спектральной области окна прозрачности биологических тканей сосредоточено не более 30% мощности излучения такой лампы. Остальная мощность приходится на другие длины волн (широкий спектр излучения), что уменьшает эффективность действия ламп в плане лечебного эффекта. Более эффективны в этом плане полупроводниковые излучатели с узким спектром мощности в нужном диапазоне окна прозрачности.

В этой связи известен аппарат АТМОС SN-206 АнтиНасморк, использующий ИК светодиод с длиной волны излучения 940 нм (https://www.finehealth.ru/atmos-antinasmork/, Электронный ресурс. Дата обращения 20.05.2021). Известно также устройство для стабилизации кровотока, описанное в патенте RU 2431510 от 18.10.2007, содержащее блок питания и основную часть, включающую корпус, переднюю крышку, заднюю крышку и блок источника света, причем блок источника света содержит, по крайней мере, один ИК светодиод, излучающий в диапазоне от 700 до 1000 нм. Указанное устройство накладывают на кожу человека, излучением из указанного устройства облучают участок тела под устройством, при этом время облучения составляет от 10 до 15 мин каждый день или через день, а количество процедур составляет 20. Эти устройства за счет применения ИК светодиодов с узким спектром излучения имеют высокий КПД. Однако их конструкции жестко заданы, как и у упоминавшихся выше устройств поверхностного нагрева, что не позволяет их использовать для любых частей тела. Также общим недостатком перечисленных известных массажных и физиотерапевтических устройств, использующих оптическое ИК излучение, является отсутствие регулируемого поверхностного нагрева тканей, также важного в лечебном плане в сочетании с ИК излучением в окне прозрачности биотканей.

Заявителю не известны из открытых научных и патентных источников полные прототипы предлагаемого нового устройства, сочетающего в себе преимущества поверхностного контактного нагрева и нагрева более глубоких слоев тканей за счет ИК излучения в диапазоне длин волн окна прозрачности биотканей.

Поэтому наиболее близким к заявляемому устройству заявитель считает электронную грелку из углеродного волокна, описанную в патенте на полезную модель CN 203181253 U от 20.03.2013. Эта грелка состоит из нагревательного элемента и устройства измерения температуры. Нагревательный элемент электрогрелки содержит нагреватель, выполненный в виде набора нагревательных ячеек, а каждая из ячеек выполнена на основе электропроводящего углеродного волокна, сплетенного вместе с электроизолирующими волокнами ткани из нитей, не проводящих электрический ток. В каждом нагревательной ячейке используется много сплетенных с электроизолирующими волокнами ткани углеродных волокон, которые все идут в структуре ткани параллельно друг другу. Один конец каждого углеродного волокна электрически соединен с первой контактной линией питания, а другой конец каждого углеродного волокна электрически соединен со второй контактной линией. Обе контактные линии проложены в ткани перпендикулярно углеродным волокнам. При подключении к контактным линиям электрического напряжения по углеродным волокнам начинает течь электрический ток, в результате чего углеродные нити нагреваются и становятся источником тепла для контактного нагрева. Также нагретые углеродные волокна, как любое нагретое тело, являются источником ИК излучения, что вместе с поверхностным нагревом позволяет использовать электрогрелку в лечебных целях. Преимущество такой конструкции электрогрелки в ее гибкости: ткань легко расположить на любой неровной поверхности тела человека. Ей можно обернуть сустав, шею и т.д. Для покрытия больших участков тела используется нагреватель, сплетенный в виде нескольких нагревательных ячеек, например, в виде двух смежных ячеек, как показано на одном из рисунков в патенте на полезную модель CN 203181253 U от 20.03.2013 (размер одной ячейки на раскрыт в устройстве-прототипе). Для того, чтобы исключить электрический контакт углеродного волокна с телом человека, нагревательные элементы в устройстве-прототипе выполнены в виде конструкции нагревателя, помещенного внутрь электроизолирующего чехла. Таким образом, нагревательный элемент устройства-прототипа электрической грелки имеет трехслойную тканевую структуру, в которой нижним слоем является нижний электроизолирующий слой чехла, средним - плетеный слой нагревателя из электропроводящего углеродного волокна и верхним - верхний электроизолирующий слой чехла. При этом по краям электроизолирующие слои чехла скреплены вместе (сшиты).

Недостатком устройства-прототипа является фактическое отсутствие действующего ИК излучения в спектральной области окна прозрачности биологических тканей для прогрева более глубоких слоев тканей, т.к. углеродные нити волокна нагреваются до небольших температур, порядка 40-50°С, излучают очень слабое ИК излучение, которое лежит вне диапазона длин волн окна прозрачности (максимум в районе 10 мкм) и которое, кроме того, практически полностью экранируется электроизолирующим чехлом, не прозрачным для ИК излучения.

Таким образом, существует потребность в электронной грелке, лишенной вышеуказанных недостатков.

Техническим результатом предлагаемого способа является повышение лечебного эффекта электронной грелки за счет сочетания поверхностного нагрева на основе углеродного волокна, и более глубинного прогрева за счет использования дополнительных оптических излучателей - ИК светодиодов, излучающих свет заданной мощности ИК диапазона длин волн в области окна прозрачности биологических тканей, расположенных на определенном расстоянии друг от друга. Это сочетание существенно повышает функциональность устройства и его лечебные свойства.

В предлагаемом устройстве - электронной грелке - используется контактный нагрев поверхностных слоев кожи за счет применения электропроводящей углеродной ткани, как в устройстве-прототипе, а также одновременно используется прогрев внутренних слоев кожи, дермы, мышечных и костных тканей под нагревательным элементом за счет использования дополнительного оптического ИК излучения в диапазоне длин волн окна прозрачности 750-900 нм. Это сочетание дает более сильный и равномерный по толщине гиперемический сосудистый ответ прогреваемых структур в области воздействия. Например, в области шеи прогревается и кожа по всей толщине, и мышцы, и шейные позвонки с межпозвоночными дисками.

Для достижения указанного технического результата, в электронной грелке, включающей электронный блок питания и управления мощностью нагревательных элементов и, как минимум, один нагревательный элемент, соединенный электрическим кабелем с электронным блоком питания и управления мощностью и включающий внешний чехол из прорезиненной электроизолирующей ткани и заключенный в этот чехол электрический нагреватель из электропроводящей углеродной ткани, выполненный в виде как минимум одной нагревательной ячейки, в которой концы углеродных волокон ткани соединены с одной и с другой стороны с контактными линиями, выполненными в виде полосок металлизированных нитей, вшитых в углеродную ткань перпендикулярно расположению углеродных волокон, предлагается в каждой нагревательной ячейке нагревательного элемента дополнительно использовать ИК-светодиод, для чего в каждой нагревательной ячейке в электропроводящей углеродной ткани выполнено отверстие для ИК-излучения в свободном от контактных линий месте электропроводящей углеродной ткани в середине ячейки, соответствующее отверстию в нижнем слое чехла нагревательного элемента, оба отверстия объединены люверсом с крепежным кольцом, большим на 10% по диаметру, чем размах контактных площадок ИК светодиода, размер внутреннего отверстия люверса выбран соответствующим линзе ИК-светодиода, сам ИК-светодиод выбран в диапазоне длин волн 750-900 нм, с мощностью в интервале 250-500 мВт и выполнен с возможностью фиксации линзы в отверстии люверса, электрическое соединение контактных площадок ИК-светодиода с электрическим кабелем выполнено с помощью проводов в термопрочной электроизолирующей оплетке, места соединения проводов и контактных площадок ИК светодиодов в каждой ячейке также выполнены электрически изолированными, а размеры ячеек выбраны размерами 5×5 см, с количеством углеродных нитей 150-800 в электропроводящей углеродной ткани на одну нагревательную ячейку.

Сущность изобретения - предлагаемые особенности конструкции нового устройства электронной грелки. Она состоит (Фиг. 1) из электронного блока питания и управления мощностью (1), минимум одного или более одинаковых нагревательных элементов (2), подключенных к электронному блоку питания и управления мощностью (1) с помощью многожильных шнуров питания (3) (электрических кабелей) и электрических разъемов (4).

Нагревательные элементы (2) выполняются мягкими, гибкими, трехслойными на тканевой основе (Фиг. 2). Верхний (5) и нижний (6) слои, сшитые вместе по контуру, представляют собой чехол из электроизолирующей прорезиненной ткани, внутри которого располагается средний слой (7), являющийся нагревателем (7) и выполненный из электропроводящей углеродной ткани с контактными линиями (8). Прорезиненная ткань для чехла, например, влагостойкая медицинская ткань типа ТС0085 Viniflex с ПВХ покрытием (https://ttex.ru/catalog/, Электронный ресурс. Дата обращения 20.05.2021), нужна как материал для чехла для того, чтобы после рабочего контакта с кожей пациента у врача была возможность выполнить дезинфекцию поверхности нагреваемого элемента путем ее протирки стандартным дезинфицирующим раствором. Внутри чехла нагревательного элемента нагреватель (7) из электропроводящей углеродной ткани располагается контактными линиями (8) вдоль нагревательного элемента (2). Контактные линии (8) электропроводящей углеродной ткани нагревателя (7) выполняются в виде полосок металлизированных нитей, вшитых в углеродную ткань по бокам ткани перпендикулярно расположению углеродных волокон (9) подобно тому, как это сделано в устройстве-прототипе и показано на Фиг. 3. Сама электропроводящая углеродная ткань и способ ее плетения не является предметом изобретения. В устройстве используется стандартная ткань, типа описанной в патентах РФ №2143791 и №2155461. С одного из торцов к контактным линиям (8) нагревателя (7) подпаивают электрические провода от многожильного электрического шнура (3) для соединения нагревательного элемента (2) с электронным блоком питания и управления мощностью (1) с помощью разъемов (4).

Для выхода ИК-излучения светодиодов (11) из нагревательного элемента наружу в нижнем слое (6) чехла нагревательного элемента (2) сформированы отверстия-окна (Фиг. 4). Чтобы контакты (10) ИК светодиодов (11) не замыкались внутри нагревательного элемента (2) с электропроводящей углеродной тканью нагревателя (7), в ней формируют аналогичные нижнему слою (6) чехла по середине между контактными линиями (8) отверстия. В эти отверстия углеродной ткани одновременно с соответствующими отверстиями чехла вставляют электроизолирующие пластмассовые люверсы (12) и фиксируют широким крепежным кольцом (13) люверса (12), по диаметру на 10% больше, чем размах контактных площадок светодиодов (11) как показано на Фиг. 4, так что углеродная ткань нагревателя (7) вместе с нижнем слоем (6) чехла нагревательного элемента (2) оказываются зафиксированными вместе в люверсе (12) кольцом (13). Диаметр внутреннего отверстия люверса (12) выполнен равным внешнему диаметру линзы (14) ИК-светодиода (11) с небольшим запасом (свободная посадка) так, чтобы ИК-светодиод свободно входил линзой (14) в это отверстие с минимальным зазором без натяга. Сами ИК-светодиоды (11) закреплены в пластмассовых люверсах (12) после их фиксации на электропроводящей углеродной ткани нагревателя (7) вместе с нижнем слоем (6) чехла нагревательного элемента (2) путем приклеивания или иным способом и заливки снаружи отверстия люверса (12) со стороны линзы ИК-светодиода (14) эпоксидной смолой (15), пропускающей ИК-излучение, например, стекловидным лаком типа Love2Art GLAV 80 на основе эпоксидной смолы. При этом заливка делается заподлицо с поверхностью люверса, чтобы избежать появления выемок, полостей, в которых может накапливаться грязь, жировые выделения с кожи и т.д.

Нагреватель конструктивно в термоэлектрическом плане выполняется в нагревательном элементе в виде ячеистой структуры, как и в устройстве прототипе, с периодически повторяемой структурой из "N" элементарных конструктивных ячеек (16), при N≥1 (минимум одна ячейка). Например, на Фиг. 5 показано две ячейки (16). Каждая ячейка (16) нагревателя высотой h и шириной l содержит один светодиод, под который в электропроводящей углеродной ткани в середине ячейки (16) между контактными линиями (8) проделано соответствующее круглое окно-отверстие, которое служит для крепления в люверсе (12).

Размер одной ячейки (16), плотность углеродных нитей в углеродной ткани и другие конструктивные параметры ячейки определяются из следующих соображений и расчетов. Один ИК светодиод, согласно известным данным, например, данным (Trinh D., Tran А.Т. // American Scientific Research Journal for Engineering, Technology, and Sciences (ASRJETS), 2020. V. 67(1), p. 17-24; Пушкарева A.E. Методы математического моделирования в оптике биоткани. Учебное пособие. СПб: СПбГУ ИТМО, 2008), за счет наличия светорассеяния в биологических тканях обеспечивает засветку в зависимости от типа облучаемых тканей (кожа, мышцы, костная ткань) по уровню объемной плотности мощности 75% в фотометрическом грушевидном объеме 17 (Фиг. 6) под поверхностью кожи 18 с эффективным диаметром d=45-55 мм и глубиной Н от 20 до 40 мм. Соответственно, для примерно равномерной засветки расстояние между соседними ИК светодиодами соседних ячеек (16) в нагревательном элементе должно быть порядка 5 см, т.е. размер одной ячейки может быть принят как 5×5 см (l=5 см; h=5 см). При таких расстояниях эквивалентную освещенность, превышающую значение 50 мВт/см², необходимое согласно (Рогаткин Д.А., Дунаев А.В. Стимуляция микроциркуляции крови при низкоинтенсивной лазерной терапии. Часть 2. Результаты и обсуждение // Врач, №8, 2015. - с. 16-23) для достижения объемной гиперемии и усиления микроциркуляции крови в зоне воздействия, создаст ИК светодиод с мощностью излучения 250 мВт и более. Такие ИК светодиоды известны, например, марки ARPL-1W-EPL IR850.

Мощность тепловыделения 1 см² рабочего участка электропроводящей углеродной ткани для нагрева слоя эпидермиса и дермы кожи толщиной 1 мм на 1-4 градуса Цельсия в пределах до 100°С за типовое время воздействия 5 минут (обычное время разогрева при терапевтической процедуре) согласно известным среднестатистическим теплофизическим свойствам эпидермиса и дермы кожи человека (плотность 1200-1600 кг/м³, теплоемкость 3600-3700 Дж/(кг*град) и т.д. (Trinh D., Tran А.Т. // American Scientific Research Journal for Engineering, Technology, and Sciences (ASRJETS), 2020. V. 67(1), p. 17-24; Пушкарева A.E. Методы математического моделирования в оптике биоткани. Учебное пособие. СПб: СПбГУ ИТМО, 2008; Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика: Учеб. для вузов. - 4-е изд., перераб. и дополн. - М.: Дрофа, 2003) должна быть порядка 0,07 Вт/см². Она определяется по известной формуле

где: W - мощность, Вт; с - теплоемкость нагреваемого материала, Дж/кг*К; m - масса нагреваемого материала, кг; Т - температура нагрева свыше исходной, град.; t - время нагрева, сек). Например, для нагрева на Т=4 градуса за t=300 сек (5 минут) лоскута кожи толщиной 1 мм и площадью 1 см² (объем V=10^-6 м³) с плотностью порядка 1400 кг/м³ и теплоемкостью 3650 Дж/(кг*град) необходимая мощность 1 см² излучателя должна быть W=0,068 Вт.

Тогда общее сопротивление всех нитей углеродной электропроводящей ткани в каждой ячейке нагревателя размером 5×5 см (25 см²) между контактными линиями должно быть примерно равно R=80 Ом чтобы при допустимом безопасном низкоуровневом напряжении питания U=12…15 В, прикладываемом к контактным линиям нагревателя, обеспечить необходимую мощность. При типовом значении удельного электросопротивления одной нити Rн=2500 Ом/см, общее минимальное число нитей N на 1 см ширины углеродной ткани в ячейке длиной 5 см составит примерно N=Rн/R=30 нитей. Таким образом, количество углеродных нитей в электропроводящей углеродной ткани должно составлять от 150 штук на одну нагревательную ячейку, общее максимальное число нитей N на 1 см ширины углеродной ткани в ячейке длиной 5 см составит примерно N=Rн/R=160 нитей. Таким образом, количество углеродных нитей в электропроводящей углеродной ткани должно составлять 800 штук на одну нагревательную ячейку.

В конструкции электронной грелки могут быть использованы нагревательные элементы предлагаемой ячеистой конструкции разной длины и ширины, кратными размеру одной ячейки, в зависимости от облучаемой части тела: спина, шея, коленный сустав и пр. В частности, Фиг. 7 иллюстрирует реально созданные нагревательные элементы из 6 ячеек структуры 2×3. Исходя из необходимой общей площади нагрева, необходимого размера одного нагревательного элемента и приведенных выше вычислений, рассчитывается общее количество ячеек в нагревателе и плотность углеродных нитей в ячейке.

Электрически ИК-светодиоды (11) внутри нагревательного элемента (2) соединяются последовательно проводами в изолирующей термопрочной оплетке, например, проводами типа МГТФ, припаиваемыми своими зачищенными от фторопластовой оплетки концами к контактным площадкам ИК светодиодов 10 согласно электрической схеме примера нагревательного элемента Фиг. 8. После распайки места пайки и контактные площадки ИК светодиодов также электрически изолируются, например, стандартным термоклеем.

В качестве примеров использования электронной грелки на Фиг. 9 показано наложение нагревательных элементов при лечении хронического шейного миозита неинфекционной природы (Фиг. 9А), артритов и артрозов суставов конечностей (Фиг. 9В, Фиг. 9С), а также использование нагревательных элементов электронной грелки в качестве аналогов горчичников (электронный горчичник) - Фиг. 9D.

Электронная грелка работает следующим образом. Нагревательные элементы (2) нужного размера крепятся на облучаемых частях тела пациента, подобно тому, как показано на Фиг. 9, и подключаются с помощью кабелей (3) и электрических разъемов (4) к электронному блоку питания и управления мощностью (1). С помощью органов управления в электронном блоке питания и управления мощностью (1) на нагревательные элементы (2) подается необходимое напряжение (ток), ИК-светодиоды (11) начинают освещать выбранные участки тела человека вглубь по объему, а электропроводящая углеродная ткань разогревается и обеспечивает одновременно поверхностный нагрев кожи. Для управления температурой нагрева и мощностью излучения ИК-светодиодов (11) в электронном блоке питания и управления мощностью (1) могут быть предусмотрены стандартные блоки управляемого стабилизированного напряжения или тока (не являются предметом настоящего изобретения), например, на основе стандартно выпускаемых источников тока АМС7140. В целом подобные конструкции известны из уровня техники и не являются предметом изобретения. Также не являются предметом изобретения конкретные параметры и длительность нагрева при проведении физиотерапевтических процедур (способ лечения). Их определяет врач по известным методикам по показаниям каждому конкретному пациенту отдельно.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет существенно повысить лечебный эффект электронной грелки за счет сочетания поверхностного нагрева на основе углеродного волокна, и более глубинного прогрева за счет использования дополнительных оптических излучателей - ИК светодиодов, излучающих свет заданной мощности ИК диапазона длин волн в области окна прозрачности биологических тканей, расположенных на определенном расстоянии друг от друга. Это сочетание существенно повышает функциональность устройства и его лечебные свойства. Устройство абсолютно безопасно при использовании как для пациента, так и для медицинского работника, использующего его, и может легко быть подвергнуто дезинфицирующей обработке.

Электронная грелка, включающая электронный блок питания и управления мощностью нагревательных элементов и как минимум один нагревательный элемент, соединенный электрическим кабелем с электронным блоком питания и управления мощностью и включающий внешний чехол из прорезиненной электроизолирующей ткани и заключенный в этот чехол электрический нагреватель из электропроводящей углеродной ткани, выполненный в виде как минимум одной нагревательной ячейки, в которой концы углеродных волокон ткани соединены с одной и с другой стороны с контактными линиями, выполненными в виде полосок металлизированных нитей, вшитых в углеродную ткань перпендикулярно расположению углеродных волокон, отличающаяся тем, что каждая нагревательная ячейка нагревательного элемента дополнительно включает в себя ИК-светодиод, для чего в каждой нагревательной ячейке в электропроводящей углеродной ткани выполнено отверстие для ИК излучения в свободном от контактных линий месте электропроводящей углеродной ткани в середине ячейки, соответствующее отверстию в нижнем слое чехла нагревательного элемента, оба отверстия объединены электроизолирующим люверсом с крепежным кольцом, большим на 10% по диаметру, чем размах контактных площадок ИК-светодиода, размер внутреннего отверстия люверса выбран соответствующим линзе ИК-светодиода, сам ИК-светодиод выбран в диапазоне длин волн 750-900 нм, с мощностью в интервале 250-500 мВт и выполнен с возможностью фиксации линзы в отверстии люверса, электрическое соединение контактных площадок ИК-светодиода с электрическим кабелем выполнено с помощью проводов в термопрочной электроизолирующей оплетке, места соединения проводов и контактных площадок ИК светодиодов в каждой ячейке также выполнены электрически изолированными, а размеры ячеек составляют 5×5 см, с количеством углеродных нитей 150-800 в электропроводящей углеродной ткани на одну нагревательную ячейку.