阅读说明：本技术 一种贴合压力可调的头套式局部低温脑保护设备 (Fitting pressure adjustable headgear type local low-temperature brain protection equipment ) 是由 马磊 牛雯 吕建瑞 田俊斌 罗斌 于 2020-05-29 设计创作，主要内容包括：本发明具体公开了一种贴合压力可调的头套式局部低温脑保护设备,该保护设备包括由内向外依次连接的气垫、透气层以及帽体,所述帽体由外框架和制冷系统构成,所述制冷系统包括六边形块体和制冷组件,所述制冷组件设置于六边形块体的容置槽内,所述六边形块体的外侧壁上设置有固定部,所述外框架下部为帽沿,上部包括由若干个六边形框架拼接形成半球形结构以及位于半球形结构下方的后脑贴合部,所述后脑贴合部位于半球形结构的后方且呈抱拢状态,通过固定部将六边形块体卡紧在六边形框架内。(The invention particularly discloses a fitting pressure-adjustable headgear type local low-temperature brain protection device which comprises an air cushion, a breathable layer and a cap body, wherein the air cushion, the breathable layer and the cap body are sequentially connected from inside to outside, the cap body is composed of an outer frame and a refrigeration system, the refrigeration system comprises a hexagonal block body and a refrigeration assembly, the refrigeration assembly is arranged in a containing groove of the hexagonal block body, a fixing part is arranged on the outer side wall of the hexagonal block body, the lower part of the outer frame is a cap edge, the upper part of the outer frame comprises a hemispherical structure formed by splicing a plurality of hexagonal frames and a hindbrain fitting part positioned below the hemispherical structure, the hindbrain fitting part is positioned behind the hemispherical structure and is in a holding state, and the hexagonal block body is clamped in the hexagonal.)

一种贴合压力可调的头套式局部低温脑保护设备

技术领域

本发明涉及低温脑保护技术领域，具体涉及一种贴合压力可调的头套式局部低温脑保护设备。

背景技术

重型颅脑损伤、严重脑出血以及脑肿瘤甚至其他严重脑血管病的患者需要进行颅脑手术，临床实践中常见的颅脑手术为去骨瓣减压：左侧或右侧额颞顶骨瓣减压、双侧额颞去骨瓣减压、双额去骨瓣减压等。经过去大骨瓣减压的患者需要在适当的时机进行颅骨成形修补术，但是在患者尚不具颅骨修补条件时，患者的脑部不但易受外力打击导致颅脑损伤，更重要的是脑组织由于缺少颅骨的保护和支撑，脑组织易移位，并且受大气压的影响严重，更甚者脑组织会出现左右摆动，严重的损害颅腔结构的完整性、颅腔压力的稳定性，一定程度的损害脑功能，影响神经功能的康复。患者颅骨缺损的面积越大，颅腔的压力越不稳定，出现对侧硬膜下积液和脑积水的机率就越高。所以对于颅脑损伤患者，除准确的保持颅腔适当压力的稳定性以外，并采用物理降温法，降低脑组织代谢，减少耗氧量，减轻脑细胞损害，尽可能保护脑功能具有非常重要的临床现实意。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明提供了一种贴合压力可调的头套式局部低温脑保护设备。

本发明采用的技术方案：

一种贴合压力可调的头套式局部低温脑保护设备，

该保护设备包括由内向外依次连接的气垫、透气层以及帽体，所述帽体由外框架和制冷系统构成，所述制冷系统包括六边形块体和制冷组件，所述制冷组件设置于六边形块体的容置槽内，所述六边形块体的外侧壁上设置有固定部，所述外框架下部为帽沿，上部包括由若干个六边形框架拼接形成半球形结构以及位于半球形结构下方的后脑贴合部，所述后脑贴合部位于半球形结构的后方且呈抱拢状态，通过固定部将六边形块体卡紧在六边形框架内。

优选的，所述制冷组件包括控制单元与制冷单元，其中，所述制冷单元包括半导体制冷片、冷端和热端，所述冷端位于半导体制冷片的内表面，所述冷端侧面设置有多个位于同一水平线上的凸起，所述凸起位于六边形块体的容置槽内壁上的弹性凹槽内，所述六边形块体的适配槽底部设置有若干个进气孔，所述热端位于半导体制冷片的外表面，所述控制单元安装在半导体制冷片的侧面，所述六边形块体的容置槽的内壁上设置有多个开口槽，每个开口槽内设置有卡紧部，用于将制冷组件卡紧在容置槽内。

优选的，所述热端采用翘片式结构，所述翘片的外表面涂抹有石墨烯导热层。

优选的，所述控制单元由微处理器与其集成的PWM模块、人体局部温度传感器以及供电模块构成，其中，微处理器主要负责根据人体局部温度传感器反馈回来的温度信息，参考预设的目标温度，通过PWM模块调整电压脉冲信号的宽度，发送至半导体制冷片中，进行新一轮的制冷过程；所述供电模块用于向半导体制冷片提供电源，所述半导体制冷单元的电源接口与控制单元相连接。

优选的，所述人体局部温度传感器贴附于透气层内侧。

优选的，所述卡紧部包括固定于开口槽的内端面上的水平杆，所述水平杆的外侧套设有压缩弹簧和套筒，所述压缩弹簧一端固定于套筒上，另一端固定于开口槽的内端面上，所述套筒远离弹簧的一端设置有卡紧块，所述半导体制冷片的侧壁上设置有相互对称的弹性钢，所述弹性钢的自由端一体设置有迂回部，所述迂回部位于所述套筒的上下侧面分别设置的适配槽内。

优选的，所述帽沿下方设置有弹性固定带，所述弹性固定带的两侧设置有穿过耳朵的耳形孔，所述弹性固定带上设置有透气孔，所述弹性固定带的底部设置有魔术贴。

优选的，所述气垫上连接有第一充气导管和第二充气导管，所述第一充气导管的自由端与用于实时监测气垫压力的压力测量模块连接，所述第二充气导管的自由端连接有指示球囊。

优选的，所述压力测量模块内嵌在帽沿上。

优选的，所述固定部的主体为弹性电片和魔术贴种任一一种。

本发明与现有技术相比，其有益效果是：本发明的贴合压力可调的头套式局部低温脑保护设备的外框架依据人体脑部形态设计而成，使保护帽与患者术后的脑部生理曲线完美贴合，佩戴更为舒适，其设计与选材均符合医疗器械标准要求。

其次，本发明采用制冷系统与外框架进行拼接形成帽体结构，其中，制冷结构由六边形块体以及制冷组件构成，六边形块体则通过侧壁上的固定部将其卡紧在外框架上，通过制冷组件实现头部局部降温，实现亚低温保护目的，使用时，可根据患者的实际情况，即创伤部位的不同适宜的放置制冷系统的位置，以便于对患者头部创伤部位快速降温。

其次，依据患者情况、创伤程度以及全身状况等问题，进行压力维持时间控制，压力设定后一端时间内可提供恒定的压力，使去骨瓣减压后大面积颅骨损伤的患者保持颅压的稳定，并采用压力测量模块实时测量气垫内的压力，并进行显示，加强了患者脑部的保护。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明一实施例提供的贴合压力可调的头套式局部低温脑保护设备的结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的贴合压力可调的头套式局部低温脑保护设备的主视图；

图3为本发明一实施例提供的制冷系统的示意图；

图4为本发明一实施例提供的制冷系统的侧剖视图；

图5为本发明一实施例提供的制冷系统的另一侧剖视图；

图6为图5中A处的放大图。

其中，1-外框架；101-帽沿；2-透气层；3-气垫；301-第一充气导管；302-第二充气导管；303-指示球囊；4-弹性固定带；401-透气孔；5-耳形孔；6-压力测量模块；7-制冷系统；701-六边形块体；7011-进气孔；7012-开口槽；702-制冷组件；7021-冷端；7022-半导体制冷片；7023-热端；7024-控制单元；703-固定部；8-卡紧部；801-水平杆；802-压缩弹簧；803-套筒；8031-适配槽；804-卡紧块；805-弹性钢；8051-迂回部； 9-凸起；10-弹性凹槽。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明具体公开了一种贴合压力可调的头套式局部低温脑保护设备，参照图1和图2所示，该保护设备包括由内向外依次连接的气垫3、透气层2以及帽体。

具体的，所述帽体由外框架1和制冷系统7构成，所述制冷系统7包括六边形块体701和制冷组件702，所述制冷组件702设置于六边形块体701的容置槽内，所述六边形块体701的外侧壁上设置有固定部703，所述固定部703的主体为弹性电片和魔术贴种任一一种。

所述外框架1下部为帽沿101，上部包括由若干个六边形框架拼接形成半球形结构以及位于半球形结构下方的后脑贴合部，所述后脑贴合部位于半球形结构的后方且呈抱拢状态，通过固定部将六边形块体701卡紧在六边形框架内。

其中，所述外框架1依据人体脑部形态设计而成，并采用3D打印技术制成，其材质主体采用医学机械标准材料，具备重量轻、以及弹性以及刚性达到要求的材料均可使用。

为了提高本发明的保护设备的使用性，沿着帽沿粘贴有弹性固定带4，弹性固定带4的两侧设置有穿过耳朵的耳形孔5，使用时，弹性固定带5通过底部的魔术贴将整个帽体固定于患者头部，为了提高佩戴的舒适度，并在弹性固定带4上设置有若干个透气孔401。

所述气垫3设置于帽体的最内侧，所述气垫3上连接有第一充气导管301和第二充气导管302，所述第一充气导管301的自由端与用于实时监测气垫3压力的压力测量模块6连接，所述压力测量模块6内嵌在帽沿上，所述第二充气导管302的自由端连接有指示球囊303。

气垫3采用全自动高速吸塑成型机加工具有半圆形轮廓的片材，所述气垫材料选用厚度为0.3-0.5mm的热塑性聚氨酯材料。

其中，所述压力测量模块6包括压力传感器、显示屏以及电源和控制电路，所述压力传感器采用高精度压阻型表压传感器，具有高稳定性、高互动性和低功耗。该压力测量模块其工作原理为常规技术，因此，这里不再赘述。

参照图3-5所示，上述所述的制冷组件702包括控制单元7024与制冷单元，其中，所述制冷单元包括半导体制冷片7022、冷端7021和热端7023，所述冷端7021位于半导体制冷片7022的内表面，所述冷端7021侧面设置有多个位于同一水平线上的凸起9，所述凸起9位于六边形块体701的容置槽内壁上的弹性凹槽10内，实现制冷组件初步固定。所述六边形块体701的适配槽底部设置有若干个进气孔7011，所述热端7023位于半导体制冷片7022的外表面，所述控制单元7024安装在半导体制冷片7022的侧面，所述六边形块体701的容置槽的内壁上设置有多个开口槽7012，每个开口槽7012内设置有卡紧部8，用于将制冷组件702卡紧在容置槽内。

为了增强被动换热能力，更好的将热量散发，热端采用翘片式结构，并在翘片外表面涂抹石墨烯导热层，所述翘片可以设计成锯齿状，以增大换热面积。

冷端7021位于半导体制冷片7022的内表面，冷端7021可采用实心铝块，通过硅脂实现冷端与半导体制冷片7022的内表面接触，从而实现对周围环境的快速降温，冷空气通过容置槽底部的进气孔进入到头皮，对颅骨损伤部分进行降温，实现局部低温保护目的

再参考图4和图5所示，控制单元7024由微处理器与其集成的PWM模块、人体局部温度传感器以及供电模块构成，其中，微处理器主要负责根据人体局部温度传感器反馈回来的温度信息，参考预设的目标温度，通过PWM模块调整电压脉冲信号的宽度，发送至半导体制冷片中，进行新一轮的制冷过程；所述供电模块用于向半导体制冷片提供电源，所述电源模块主体为锂电池，所述半导体制冷单元的电源接口与控制单元相连接。所述人体局部温度传感器贴附于透气层内侧且远离进气孔处，并靠近颅骨损伤部位。

其中，微处理器采用STM32微处理器(自有可调节时钟信号，并且接收来自综合温度传感器的信号，采用固有算法通过PMW自动产生一定频率的脉冲电流信号来输出可变功率的冷量控制半导体制冷片工作。

参考图4-6所示，六边形块体701通过底部的多个锁紧螺母9将制冷组件702固定在容置槽内，避免使用过程中制冷组件滑落摔坏的情况。其次，并通过设置于容置槽内壁上的开口槽内的卡紧部对制冷组件整个结构进行卡紧，提高其稳定性。

其中，所述的卡紧部8包括固定于开口槽7012的内端面上的水平杆801，所述水平杆801的外侧套设有压缩弹簧802和套筒803，所述压缩弹簧802一端固定于套筒803上，另一端固定于开口槽7012的内端面上，所述套筒803远离弹簧的一端设置有卡紧块804，所述卡紧块可采用硬塑材料或弹性树脂材料。所述半导体制冷片7022的侧壁上设置有相互对称的弹性钢805，弹性钢利用粘接剂固定于半导体制冷片上，所述弹性钢805的自由端一体设置有迂回部8051，所述迂回部位于所述套筒的上下侧面分别设置的适配槽8031内。

放置制冷组件702的过程中，套筒803沿着水平杆801往开口槽7012内部收缩，卡紧块804顶着半导体制冷片7022侧壁上，此时，半导体制冷片7022上的两个弹性钢805端部的迂回部8051卡入套筒的适配槽8031内，将卡紧块804抱拢在上下两个弹性钢805内，由此提高整个制冷组件在六边形块体701内的稳定性。

临床操作过程：

根据患者脑部伤口的具***置设定制冷系统的数量，在此之前将人体局部温度传感器贴附于透气层内侧，并将制冷系统固定在相应的六边形框架内，再将整个帽体佩戴在患者脑部，通过第二充气导管向气垫内部充气，同时观察压力测量模块显示的数值大小，由此控制气垫的充气量，完成充气后，将充气装置移除，压力维持一段时间，在这一过程中，人体局部温度传感器将测量的温度反馈至微处理器，微处理器参考预设的目标温度，通过PWM模块调整电压脉冲信号的宽度，发送至半导体制冷片中，进行新一轮的制冷过程，直至反馈的温度在预设的目标温度范围内，其中，目标温度为31-35°。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。