SISTEMA E MÉTODO DE CONTROLE DE TEMPERATURA DE UMA SUPERFÍCIE

CUTÂNEA E/OU MUSCULAR

Campo da Invenção

[0001] A presente invenção descreve sistemas de controle da temperatura da superfície cutânea e/ou muscular por contato direto e/ou indireto. A presente invenção se situa nos campos da Medicina e Engenharia.

Antecedentes da Invenção

[0002] Estima-se que ao menos 20% da população mundial pratica algum tipo de esporte, representando 1 ,5 bilhões de consumidores. Destes, 50 milhões são categorizados como atletas profissionais e semiprofissionais considerando-se os esportes mais praticados no mundo.

[0003] A busca por melhoria de performance e desempenho sempre fez parte do universo esportivo e neste contexto é evidenciada a necessidade de dispositivos que melhorem a performance dos esportistas. Existem evidências científicas que citam que o resfriamento muscular pode melhorar a performance de atletas em até 20%.

[0004] Ainda, a terapia/tratamento de lesões e a analgesia de pacientes por meio da aplicação de compressas quentes ou frias sob o local afetado se mostra muito eficaz para a recuperação das lesões e processos de analgesia. Contudo, os métodos geralmente utilizados são desconfortáveis e de difícil utilização e os métodos mais modernos apresentam um alto custo de implementação.

[0005] A Crioterapia, ou terapia a frio, é uma terapia que faz o uso local ou geral de baixas temperaturas, sendo utilizada para tratar uma variedade de danos nos tecidos benignos e malignos (lesões). Esta terapia tem como principais objetivos diminuir a inflamação local, diminuir a dor e espasmo, promover a constrição dos vasos sanguíneos (vasoconstrição), diminuir a atividade e o metabolismo celular, dessa forma, diminuindo a lesão da célula e aumentando a sobrevida celular.

[0006] A terapia a frio é comumente utilizada como um procedimento para aliviar sintomas de dor, principalmente em doenças inflamatórias e as lesões e sintomas de uso excessivo. Uma forma particular de terapia a frio (ou estimulação) foi proposta para o tratamento de doenças reumáticas. A terapia, chamada de crioterapia de corpo inteiro (WBC), é composta por exposição de um paciente ao ar muito frio que é mantida a -1 10 ^Q C e -140 ^Q C, em câmaras especiais de temperatura controlada, em geral, durante 2 minutos.

[0007] O WBC é utilizado para aliviar a dor e sintomas inflamatórios provocados por numerosas desordens, particularmente aquelas associadas às doenças reumáticas, sendo recomendada também para o tratamento de artrite, fibromialgia e espondilose anquilosante. Na medicina desportiva, WBC ganhou aceitação mais ampla como um método para melhorar a recuperação de uma lesão muscular.

[0008] Por meio desta terapia, concluiu-se que a capacidade de exercícios de resistência diminui em condições ambientais quentes, entretanto o tempo até a exaustão pode ser aumentado por meio da diminuição da temperatura corporal antes do exercício (pré-arrefecimento).

[0009] Entretanto, os músculos mais utilizados pelos atletas durante os seus exercícios somente podem ser resfriados simultaneamente por meio do sistema WBC, uma vez que não são encontrados outros meios que permitam o resfriamento corpóreo eficiente por meio de um sistema portátil que englobe os músculos utilizados em uma única peça.

[0010] Existem ainda, sistemas que resfriam todo o corpo por meio de câmaras de resfriamento que utilizam, principalmente, nitrogénio líquido. Esse método é de extrema exposição ao paciente (atleta) e existem diversas contraindicações para a sua utilização. O tempo de uma sessão não leva mais do que 3 minutos e a temperatura interna da câmara chega a atingir -135 ^Q C, o que gera alguns riscos como isquemia e necrose de regiões distais dos membros, alteração hemodinâmica como bradicardia e hipotensão, dores de cabeça, tremores incontroláveis e até morte. Além disso, o tratamento em câmaras de resfriamento é um método de baixa precisão, já que não há possibilidade de controle de temperatura alvo, assim como o resfriamento ser por inteiro e não por musculatura específica, levando maior risco de complicações. São equipamentos de custo elevado. O investimento para a aquisição de uma câmara de resfriamento chega a custar US$ 100 mil.

[0011] Ainda, terapias de resfriamento são utilizadas para resfriamento do couro cabeludo para evitar a queda de cabelo (alopecia) decorrente de procedimentos de quimioterapia. São mais de 14 milhões de novos casos de câncer registrados no mundo por ano, em que a quimioterapia pode induzir a queda capilar em até 65% das vezes, porém os sistemas de resfriamento de couro cabeludo são pouco comercializados ao redor do mundo, pois apresentam alto custo de aquisição e ainda requerem a sua utilização em hospitais e acompanhamento de enfermeiros e médicos.

[0012] Outra aplicação de resfriamento cutâneo/muscular se dá para fins estéticos. No mercado existem mascaras próprias para o resfriamento facial que além de ser utilizada em tratamentos de analgesia e recuperação de lesões são utilizadas para procedimentos estéticos como tratamento de olheiras, fechamento de poros e para absorção de produtos específicos. Contudo, a maior parte destas máscaras deve ser resfriada antes da utilização, podendo implicar na aplicação de uma temperatura não adequada contato com a superfície cutânea, gerando queimaduras e irritações.

[0013] Na busca pelo estado da técnica em literaturas científica e patentária, foram encontrados os seguintes documentos que tratam sobre o tema:

[0014] O aparelho GAME READY Accelerated Recovery System (Game Ready Inc., Berkeley, Calif) revela um sistema no qual preenche o console com uma mistura de gelo e água para preparar o console para a operação e coloca uma almofada de resfriamento em contato com uma área lesada de um paciente ou atleta. O usuário, em seguida, ativa o console que, por sua vez, circula a água gelada dentro do console através do bloco de resfriamento. A água arrefecida com gelo reduz a temperatura da almofada e reduz a temperatura do local da lesão do paciente para minimizar o inchaço dos tecidos e danos. Entretanto, tal aparelhonão controla a temperatura, apenas utiliza o liquido já resfriado para a aplicação, uma vez que seu foco está relacionado ao tratamento de lesões e ,dessa forma, inviabiliza sua aplicação para situações nas quais o controle de temperatura é necessário. .

[0015] O aparelho Cryomag Professional é um dispositivo que permite o uso sinérgico de um mecanismo de compressão, com a bolsa térmica e terapia magnética. Entretanto, tal aparato utiliza peças separadas para resfriar diferentes partes do corpo simultaneamente. Fator que encarece o tratamento e pode não oferecer a mesma taxa de resfriamento para todos as regiões a serem tratadas. Ainda, o aparelho é comercializado para tratamento de lesões, e não executa o controle de temperatura durante o resfriamento, o que inviabiliza a sua aplicação para situações como melhoria de performance com resfriamento pré-treino.

[0016] No mercado de resfriamento do couro cabeludo para prevenção de AIQ (alopecia induzida por quimioterapia), existem dois tipos de equipamentos atuando no setor; capacetes com circulação de líquidos e capacetes com gel resfriado. O sistema com líquidos consiste de capacete ligado a uma unidade de arrefecimento que circula líquidos através de canais no capacete. Os que utilizam capacetes com gel são ativamente resfriados por freezers de alta potência ou geladeiras com gelo seco.

[0017] Paxman é uma empresa sediada na Inglaterra e comercializa o Paxman® Scalp Cooling System e a Digitana AB é uma empresa sediada na Suécia e comercializa o DigniCap® Scalp Cooling System. Ambos são equipamentos para resfriamento do couro cabeludo para a prevenção de perda de cabelo durante o tratamento de quimioterapia. O sistema consiste de um capacete de silicone que está ligado a uma unidade de arrefecimento de líquidos. O líquido refrigerante circula através de canais no capacete. A máquina deve ser ligada com antecedência para atingir a temperatura constante de funcionamento antes de ser utilizada, o que leva aproximadamente 40 minutos. Depois disso é realizado o pré-arrefecimento do couro cabeludo, que leva cerca de 30 minutos, e deve ser realizado antes do início da quimioterapia. Daí então, o paciente deve utilizar o equipamento durante toda a sessão de quimioterapia e permanecer com o mesmo por mais 90 minutos após término da sessão. Dessa forma, o tratamento exige que o paciente se locomova até o local de aplicação e que o mesmo permaneça na poltrona durante todo o período da sessão implicando em uma situação tediosa e desconfortável para o paciente. Além disso, demandam utilização das poltronas onde são realizadas as sessões de quimioterapia. Sendo assim, o tempo para giro de poltronas fica prejudicado, o que reduz o número de sessões de quimioterapia realizadas em cada centro.

[0018] O documento US 20140222121 A1 apresenta um sistema e método de aquecimento/resfriamento atlético compreendendo almofadas térmicas com canais de fluidos térmicos e capacidade de flexão e esticamento. O sistema compreende a recirculação do fluido para controle de temperatura. Contudo o sistema requer a inserção do fluido na temperatura a qual o paciente será submetido em um reservatório, como gelo ou água quente, para depois o fluido circular no dispositivo.

[0019] O documento US7896910 refere-se a um aparato modular para terapia em um corpo animado compreendendo um dispositivo de transferência de calor adaptável geometricamente a regiões corporais de um paciente. O dito dispositivo requer resfriamento prévio do fluido do dispositivo, o que afeta sua eficiência em um período longo de utilização.

[0020] O documento US7744640B1 revela um dispositivo de tratamento térmico com uma camada com gel com temperatura controlada para tratar partes específicas da cabeça de um paciente, a temperatura da camada de gel é controlado por uma camada de tratamento termal externa. Contudo, o dispositivo tem uma disposição do contato do gel com o paciente em espiral e ,dessa forma, o gel absorve muito calor e reduz a eficiência do tratamento térmica, ainda a circulação do gel no dispositivo é dificultada devido a sua alta densidade. Ainda, apesar do documento implicitar a portabilidade do dispositivo, o mesmo não menciona um embasamento técnico suficiente para permitir tal portabilidade do dispositivo.

[0021] O documento EP 2236048 A1 refere-se a um dispositivo de resfriamento vestível que apresenta um reservatório de água resfriada ou gelo para posterior circulação de água no corpo do usuário. Dessa forma, o sistema requer que o usuário insira água resfriada anteriormente a sua utilização, o que implica também numa menor eficiência em um longo período de utilização.

[0022] O documento EP1080648A2 refere-se a um sistema pessoal de resfriamento vestível, com circulação de fluido. Contudo, o fluido circula em dois envelopes, um frontal e um traseiro, tal disposição apresenta baixa eficiência e, portanto, o dispositivo não se aplicaria em situações de recuperações de lesões ou tratamentos médicos, apenas para conforto térmico de um usuário.

[0023] Assim, do que se depreende da literatura pesquisada, não foram encontrados documentos antecipando ou sugerindo os ensinamentos da presente invenção, de forma que a solução aqui proposta possui novidade e atividade inventiva frente ao estado da técnica.

[0024] Portanto, é necessário o desenvolvimento de um sistema de controle da temperatura corpórea mais eficiente que permita o controle da temperatura de superfícies cutâneas e músculos por contato direto ou indireto, que permitam autonomia de funcionamento, portabilidade e menor custo de aquisição.

Sumário da Invenção

[0025] Dessa forma, a presente invenção descreve um sistema e um método de controle de temperatura da superfície cutânea e/ou muscular por contato direto e/ou indireto que proporcionem melhora na recuperação de lesões, melhora na recuperação muscular pós-exercício físico e melhoria na performance por regular a temperatura corporal (e.g. retardando o hiperaquecimento corporal), além de poder ser utilizado em analgesia, prover conforto ao usuário, em procedimentos pós-operatórios, procedimentos estéticos, prevenção de alopecia, seja induzida por quimioterapia ou não, etc. A estrutura desenvolvida na presente invenção proporciona maior área de contato com as superfícies que serão alvo do controle da temperatura e transferência de calor, o que proporciona melhores resultados alcançados pelos usuários.

[0026] Em um primeiro objeto, a presente invenção apresenta um sistema de controle de temperatura de uma superfície cutânea e/ou muscular compreendendo ao menos:

a. uma unidade de controle;

b. um módulo termoelétrico;

c. um trocador de calor primário (6);

d. uma bomba; e

e. um trocador de calor secundário (1 );

em que,

- a unidade de controle é conectada ao módulo termoelétrico;

- módulo termoelétrico é associado ao trocador de calor primário (6); e

- a bomba é conectada ao trocador de calor primário (6) e ao trocador de calor secundário (1 ).

[0027] Em um segundo objeto, a presente invenção apresenta um método de controle de temperatura de uma superfície cutânea e/ou muscular sendo implementado no sistema conforme descrito anteriormente, além de compreender ao menos as etapas de:

a. adaptação de área de contato do trocador de calor secundário (1 ) com a superfície cutânea e/ou muscular;

b. definição de temperatura de fluido; c. controle de corrente no módulo termoelétrico pela unidade de controle;

d. bombeamento de fluido circulante no trocador de calor primário (6) e trocador de calor secundário (1 );

e. recirculação do fluido do trocador de calor secundário (1 ) para o trocador primário (6);

em que, o referido método é implementado em circuito fechado.

[0028] Ainda, o conceito inventivo comum a todos os contextos de proteção reivindicados é prover um sistema e método que proporciona melhora na recuperação de lesões, melhora na recuperação muscular pós-exercício físico, prevenção de queda capilar, analgesia, conforto térmico, tratamento pós- operatório, melhoria na performance e etc por regular a temperatura corporal, onde estes sistema e método se referem ao resfriamento ou aquecimento da superfície cutânea e/ou muscular por meio de um arranjo, onde um trocador de calor é disposto na dita superfície, sendo que uma unidade de controle é responsável por controlar a temperatura do fluido que circula no interior do dito trocador, por meio do acionamento de um módulo termoelétrico.

[0029] Estes e outros objetos da invenção serão imediatamente valorizados pelos versados na arte e pelas empresas com interesses no segmento, e serão descritos em detalhes suficientes para sua reprodução na descrição a seguir.

Breve Descrição das Figuras

[0030] Com o intuito de melhor definir e esclarecer o conteúdo do presente pedido de patente, as seguintes figuras são apresentadas:

[0031] A figura 1 mostra uma vista frontal de uma concretização do sistema da presente invenção em que o trocador de calor secundário (1 ) é adaptado para ser associado a um escalpo de um usuário.

[0032] A figura 2 mostra uma vista posterior da concretização descrito na figura 1 . [0033] A figura 3 mostra uma vista lateral da concretização descrito na figura 1 .

[0034] A figura 4 mostra em detalhe a construção da concretização da figura 1 .

[0035] A figura 5 mostra um exemplo preferencial da concretização da figura 1 compreendendo ainda uma estrutura de adaptação (4.2) uma camada de isolamento (4.1 ), entre o tubo de entrada de fluido (2.1 ). Ainda apresenta uma estrutura de suporte (5) para melhor posicionamento e firmamento dos elementos durante a utilização pelo usuário.

[0036] A figura 6 mostra uma vista posterior do exemplo preferencial descrito na figura 5.

[0037] A figura 7 mostra em detalhe a estrutura de suporte (5) referenciado na descrição da figura 5.

[0038] A figura 8 ilustra detalhes de uma concretização do sistema da presente invenção em que o trocador de calor secundário (1 ) é adaptado para ser associado a uma região facial de um usuário.

[0039] A figura 9 ilustra detalhes de uma concretização do sistema da presente invenção em que o trocador de calor secundário (1 ) é adaptado para ser associado ao grupamento muscular inferior de um usuário.

[0040] A figura 10 ilustra uma vista frontal da disposição do trocador de calor secundário (1 ) descrito na figura 9 na região muscular inferior de um usuário.

[0041] A figura 1 1 ilustra uma vista posterior da disposição do trocador de calor secundário (1 ) descrito na figura 10 na região muscular inferior de um usuário.

[0042] A figura 12 ilustra em detalhe a disposição do trocador de calor secundário (1 ) adaptado para associação na região muscular inferior de um usuário.

[0043] A figura 13 ilustra em detalhe a disposição do trocador de calor secundário (1 ) adaptado para associação na região muscular inferior de um usuário, detalhando também os meios de entrada (2) e saída de fluido (3).

[0044] A figura 14 ilustra em detalhe a disposição do trocador de calor secundário (1 ) adaptado para associação na região muscular inferior de um usuário, mais especificamente, na região da panturrilha de um usuário.

[0045] A figura 15 ilustra em detalhe a disposição do trocador de calor secundário (1 ) adaptado para associação na região muscular superior de um usuário, mais especificamente, na região dorsal.

[0046] A figura 16 ilustra em detalhe a disposição do trocador de calor secundário (1 ) adaptado para associação na região muscular superior de um usuário, mais especificamente, na região do antebraço.

[0047] A figura 17 mostra uma concretização do sistema em uma situação em que a unidade de controle, o módulo termoelétrico, o trocador de calor primário (6) e a bomba serem dispostos em módulo portátil.

[0048] A figura 18 mostra uma vista posterior da concretização da figura

17.

[0049] A figura 19 mostra uma vista frontal da concretização da figura 17.

[0050] A figura 20 mostra uma concretização em que o módulo portátil descrito nas figuras 17 a 19 é utilizado em conjunto trocador de calor secundário (1 ) disposto conforme descrito nas figuras 9 a 13.

[0051] A figura 21 refere-se a uma vista posterior da concretização da figura 21 .

[0052] A figura 22 refere-se a uma concretização de construção do módulo termoelétrico em uma vista superior.

[0053] A figura 23 refere-se a uma concretização de construção do módulo termoelétrico em uma vista posterior.

[0054] A figura 24 mostra em detalhe uma concretização do trocador de calor secundário (1 ) compreendendo uma camada interna (1 .1 ) e uma camada externa (1 .2).

[0055] A figura 25 mostra em detalhe uma esquematização da concretização do módulo termoelétrico. [0056] A figura 26 mostra em detalhe uma concretização do trocador de calor secundário (1 ) adaptado para associação na região muscular superior de um usuário, mais especificamente, na região do antebraço.

[0057] A figura 28 refere-se a um diagrama de blocos indicando a operação do sistema de controle de temperatura de uma superfície cutânea e/ou muscular.

A figura 29 revela uma concretização do trocador de calor secundário (1 ) compreendendo as disposições das camadas em configuração colmeia.

Descrição Detalhada da Invenção

[0058] As descrições que se seguem são apresentadas a título de exemplo e não limitativas ao escopo da invenção e farão compreender de forma mais clara o objeto do presente pedido de patente.

[0059] Em um primeiro objeto, a presente invenção apresenta um sistema para controle de temperatura de uma superfície cutânea e/ou muscular, onde este sistema compreende pelo menos: uma unidade de controle; um módulo termoelétrico; um trocador de calor primário (6); uma bomba; e um trocador de calor secundário (1 ). O presente sistema, basicamente, compreende a unidade de controle conectada ao módulo termoelétrico, onde o módulo termoelétrico, por sua vez, é associado ao trocador de calor primário (6) e, ainda, uma bomba é conectada ao trocador de calor primário (6) e ao trocador de calor secundário (1 ).

[0060] A unidade de controle do sistema é qualquer dispositivo capaz de ser configurado para realizar controle de temperatura de periféricos a ele associados, onde este dispositivo emite e recebe sinais de controle e, por meio destes sinais, se comunica com os ditos periféricos. Ainda, esta unidade de controle pode ser eletronica e programável, onde a programação pode atingir apenas o nível do programador (ou seja, apenas o programador tem permissão de programação) ou atingir o nível de usuário, de modo que o dito usuário possa ser capaz de configurar o dispositivo, sendo que, neste último exemplo, o usuário pode definir a qual temperatura deseja utilizar o sistema. Em uma concretização, a unidade de controle é um microcontrolador. Em uma concretização preferencial, a unidade de controle é um microcontrolador associado a periféricos de entrada e saída que permitem realizar interação com um usuário, além de prover demais utilidades para seu melhor funcionamento, por exemplo, a utilização de LEDs, botões l/O, reguladores de tensão, capacitores, resistores, trafos e demais componentes eletrônicos. Uma realização da referida unidade de controle é mostrada nas figuras 22 e 23.

[0061] Ainda, a unidade de controle compreende ao menos um controlador de corrente elétrica, onde este controlador pode ser implementado por meios físicos, ou seja, por componentes eletrônicos que são dispostos para realizar tal função, ou por meio do próprio microcontrolador, o qual é programado via software, i.e., por linhas de códigos, para controlar a corrente elétrica na saída de seu terminal e/ou a corrente elétrica que é direcionada para algum dos periféricos. Em uma concretização, o controlador de corrente foi implementado via software. Ademais, esse controlador de corrente elétrica é responsável por controlar a temperatura do módulo termoelétrico. Ainda, o controlador de corrente é capaz de definir a intensidade e o sentido da corrente elétrica que é conduzida ao módulo termoelétrico.

[0062] O módulo termoelétrico, por sua vez, é qualquer dispositivo capaz de realizar troca de calor por meio de aplicação de corrente elétrica, onde o dito módulo pode ser composto por chapas termicamente condutoras, que permitem elevar a eficiência da troca de calor. Ainda, a troca de calor produzida pelo módulo termoelétrico é relativa à corrente elétrica aplicada em seus terminais, seja pela intensidade ou pela polaridade. Em uma concretização, o módulo termoelétrico compreende superfície dotada de absorção de calor ou dissipação de calor, ou seja, a mesma superfície é capaz de absorver calor de um ambiente ou elemento e de dissipar calor em um ambiente ou elemento, onde esta capacidade da superfície é definida pela corrente elétrica aplicada nos terminais elétricos do módulo. Para fins de exemplificação, quando a corrente elétrica é aplicada em um determinado sentido a superfície absorve calor de um ambiente e, quando a polaridade é invertida, a corrente elétrica passa a percorre em um sentido inverso e, dessa forma, a superfície é capaz de dissipar calor. Em uma concretização, o módulo termoelétrico é composto por duas superfícies, sendo que enquanto uma absorve calor a outra superfície dissipa calor. Em uma concretização, o módulo termoelétrico pode ser uma pastilha de efeito Peltier.

[0063] Assim, o módulo termoelétrico é associado ao trocador de calor primário (6), onde esta associação é térmica, ou seja, estes elementos são associados para realizar troca de calor entre si. Ainda, mais especificamente, a superfície do módulo termoelétrico é conectada ao trocador primário (6), de modo que esta conexão é física, na intensão de prover melhor eficiência. Conforme já mencionado anteriormente, esta superfície é capaz de absorver calor ou dissipar calor, sendo assim, esta associação térmica permite com que o módulo termoelétrico seja responsável por absorver calor ou dissipar calor no referido trocador de calor primário (6).

[0064] O trocador de calor primário (6) é qualquer elemento capaz de realização de trocas térmicas, permitindo a circulação de um fluido, seja em seu interior ou em sua superfície. No presente sistema, o trocador de calor primário (6) é percorrido por um fluido o qual é aquecido ou resfriado pelo módulo termoelétrico, conforme descrito anteriormente. Ainda, o trocador de calor primário (6) é conectado ao trocador de calor secundário (1 ), onde ambos são fluidamente comunicantes. Esta associação entre os trocadores se dá devido ao fato de que o trocador de calor primário (6) é responsável por equilibrar a temperatura do fluido que vai para o trocador de calor secundário (1 ), uma vez que o trocador primário (6) é associado ao módulo termoelétrico e o calor provindo do módulo é transferido para o fluido, por meio do dito trocador primário (6). Este tipo de arranjo foi desenvolvido com o intuito de permitir que o fluido esteja aproximadamente na temperatura desejada pelo usuário, uma vez que quando o fluido percorre a região que está com contato com o usuário, este tende a perder/ganhar calor (dependendo da aplicação), desequilibrando a temperatura configurada pelo usuário.

[0065] Não obstante, esta associação não é necessariamente física, ou seja, não se remete ao fato de possuir dois trocadores de calor individuais conectados entre si. A descrição de trocador de calor primário (6) e secundário (1 ) da presente invenção se remete ao fato de que o trocador primário (6) está em contado com o módulo termoelétrico e o secundário (1 ) está em contato com o usuário, onde os termos "primário" e "secundário" se referem apenas a qual elemento o trocador de calor realiza a troca de calor. Ou seja, com isso, pode ser entendido que o presente sistema pode utilizar de dois trocadores de calor ou de apenas um, sendo que no caso de um único trocador, o mesmo é dotado de uma região primária (6) em contado com o módulo termoelétrico e uma região secundária (1 ) em contato com o usuário.

[0066] Ainda, para que o fluido possa circular entre o trocador de calor primário (6) e o trocador de calor secundário (1 ), o presente sistema compreende uma bomba associada aos trocadores. A bomba pode estar posicionada em qualquer região do circuito que representa o sistema, e.g., podendo estar posicionada entre os trocadores primário (6) e secundário (1 ), de modo que a bomba é conectada na saída do trocador primário (6) e na entrada do trocador secundário (1 ). Em outra exemplificação, a bomba pode estar conectada na saída do trocador secundário (1 ) e na entrada do trocador primário (6). Tendo em vista o explicado anteriormente, em casos em que o trocador é um elemento único, a bomba é conectada à entrada e à saída do dito trocador, sendo que a entrada é próxima à região primária (6) e a saída é próxima à região secundária (1 ). Por fim, a bomba pode ser de qualquer modelo utilizado convencionalmente, por exemplo, bombas de pistão, bomba centrífuga, bomba de engrenagem, bomba de palheta, bomba de deslocamento positivo, bomba diafragmática, etc.

[0067] Esta disposição permite que o sistema opere em circuito fechado, ou seja, de modo que o fluido que sai do trocador de calor secundário (1 ) seja retornado para o trocador de calor primário (6), evitando a necessidade de se utilizar um grande reservatório para o fluido, uma vez que este fica disposto apenas nos trocadores de calor, podendo estar circulando ou estático.

[0068] Ainda, o sistema precisa garantir que a temperatura do fluido que alcança trocador de calor secundário (1 ) esteja a uma temperatura conforme configuração do usuário. Para isso, a unidade de controle pode estar configurada para aplicar uma determinada corrente elétrica no módulo termoelétrico, garantindo que o módulo opera na determinada temperatura. Ademais, em uma concretização, o sistema compreende um sensor de temperatura que é associado à unidade de controle, permitindo a operação em malha fechada, onde este sensor funciona como um feedback para a unidade e, assim, a unidade de controle pode ajustar o controlador de corrente para fornecer a corrente elétrica necessária para manter na temperatura desejada, uma vez que o usuário pode estar variando a temperatura de seu corpo, por exemplo, na prática de exercícios físicos. Com isso, pode ser necessário variar a temperatura do módulo termoelétrico, para garantir que a temperatura no trocador esteja nas proximidades da temperatura desejada.

[0069] O referido sensor de temperatura pode estar posicionado de modo a medir: a temperatura do fluido no interior do trocador de calor; a temperatura na superfície do trocador de calor; ou a temperatura da superfície cutânea e/ou muscular do usuário; onde nesta última garante-se o melhor resultado, pois o desejável, dependendo a aplicação, é controlar a temperatura diretamente da referida superfície cutânea e/ou muscular.

[0070] Para fins de exemplificação, o fluido utilizado pode ser qualquer tipo de fluido que tenha propriedades suficientes para transferência de calor. Por exemplo, o fluido pode ser um gás, água, fluido anti-congelante, etilenoglicol, propilenoglicol, vaselina, entre outros.

[0071] O sistema da presente invenção compreende, ainda, uma fonte alimentação independente de rede elétrica associada à unidade de controle e à bomba, onde esta fonte é capaz de prover energia elétrica suficiente para a operação destes elementos. A dita fonte pode ser qualquer tipo de gerador independente, como por exemplo, baterias recarregáveis ou não. Em uma concretização, foi utilizada uma bateria de íon lítio. Ainda, o sistema é adaptado para operar, também, com o uso da própria rede elétrica. Com isso, o sistema compreende um dispositivo de chave seletora que permite definir qual a fonte que fornece energia elétrica ao sistema, sendo que esta seleção é definida conforme a utilização. Em uma concretização, esta chave seletora realiza a comutação automática entre as fontes. Em uma concretização, a chave seletora comuta automaticamente para o uso com a rede elétrica quando o usuário conecta o sistema à própria rede e, quando o usuário desconecta da rede elétrica, a chave seletora comuta automaticamente para o uso da fonte independente, no caso, uma bateria. Ainda, quando o sistema está conectado na rede elétrica, a bateria passa a ser recarregada.

[0072] Este tipo de arranjo foi desenvolvido para permitir que o sistema seja portátil, possibilitando que o usuário possa carregar o sistema para o qualquer ambiente e utilizá-lo para qual for a aplicação. Assim, caso o usuário deseje carregar o equipamento para, por exemplo, sua utilização durante exercícios físicos, bastando apenas utilizar a bateria.

[0073] Por sua vez, o trocador de calor secundário (1 ), que é comunicante ao trocador de calor primário (6), compreende pelo menos uma camada interna (1 .1 ) e uma camada externa (1 .2), de modo que a camada interna (1 .1 ) é a responsável por entrar em contado com a superfície cutânea e/ou muscular, seja de modo direto, quando a camada encosta diretamente na região do usuário, ou de modo indireto, quando a camada está envolta ou acompanhada por um tecido. Em uma concretização, a camada interna (1 .1 ) é formada por uma cavidade em sua seção transversal e a camada externa (1 .2), em sua seção transversal apresenta uma geometria plana, de modo que, quando a camada externa (1 .2) sobrepõe à dita camada interna (1 .1 ), é formado um canal para a passagem do fluido. Tal arranjo pode ser visto na figura 24.

[0074] A camada interna (1 .1 ) do trocador de calor secundário (1 ) é dotada de características condutoras térmicas, sendo estas características de natureza do próprio material ou algum outro tipo de revestimento térmico que gere tal funcionalidade. Por características condutoras térmicas se entende, na presente invenção, por qualquer composição que permita elevada eficiência na troca de calor entre o fluido e a superfície cutânea e/ou muscular de um usuário.

[0075] Ainda, a camada interna (1 .1 ) compreende uma área de contato abrangente relativa à superfície cutânea e/ou muscular, onde por área de contato abrangente entende-se qualquer geometria capaz de prover maior área de contato da camada com a superfície cutânea e/ou muscular do usuário, a qual se deseja controlar a temperatura. Com isso, a geometria da camada interna (1 .1 ) é definida conforme a aplicação com que o sistema está sendo utilizado, em que a camada externa (1 .2) necessita apresentar a mesma geometria para que seja possível a sobreposição entre as camadas, formando o trocador secundário (1 ). Assim, em seu conjunto, o trocador de calor secundário (1 ) é disposto para atingir a maior eficiência no controle de temperatura, devido, também, ao maior contato obtido com a superfície cutânea e/ou muscular do usuário. Para fins de exemplificação, o trocador de calor secundário (1 ), e suas camadas, pode compreender geometria adaptada a membros inferiores, a membros superiores, ao peitoral, a região do escalpo, região facial, etc, sendo para animais ou humanos.

[0076] A camada externa (1 .2), por sua vez, é disposta de modo a diminuir a troca de calor entre um meio externo e o fluido no interior do trocador de calor secundário (1 ). Para isso, a camada externa é disposta em contato com uma superfície externa, onde essa superfície externa pode ser definida por: um ambiente externo qualquer, sendo nessa concretização a camada externa (1 .2) realizando troca de calor diretamente com o ambiente externo, onde nessa disposição é encontrada uma menor eficiência para o sistema, porém podendo ser utilizada em casos onde se necessita obter a maior eficiência; uma camada de isolante térmico, onde a camada externa (1 .2) é revestida por uma camada de isolação térmica, diminuindo drasticamente a troca de calor com o meio externo; ou um dissipador de calor, onde este dissipador pode ser composto por aletas ou, por dissipador de calor entende-se qualquer estrutura capaz de dissipar calor, independentemente de sua geometria.

[0077] Não obstante, a camada externa (1 .2) pode conter características isolantes térmicas como propriedade do próprio material ao qual a dita camada externa (1 .2) é formada. Com isso, a camada externa (1 .2), em uma concretização, é constituída de material isolante térmico, diminuindo a troca de calor com o ambiente externo ao qual a mesma é associada.

[0078] Assim, com base no descrito acima, o trocador de calor secundário (1 ) pode ser definido como sendo uma serpentina, em que as disposições das camadas são com base nas mesmas características definidas acima; colmeia; ou qualquer outro elemento tubular capaz de permitir uma circulação de fluido no seu interior.

[0079] Em um segundo objeto, a presente invenção apresenta um método de controle de temperatura de uma superfície cutânea e/ou muscular, sendo este método implementado no sistema detalhado anteriormente, de modo que o presente método compreende pelo menos as etapas de: adaptação de área de contato do trocador de calor secundário (1 ) com a superfície cutânea e/ou muscular; definição de temperatura de fluido; controle de corrente no módulo termoelétrico pela unidade de controle; bombeamento de fluido circulante no trocador de calor primário (6) e trocador de calor secundário (1 ); e recirculação do fluido do trocador de calor secundário (1 ) para o trocador primário (6). Ainda, o método é implementado em circuito fechado, ou seja, conforme mencionado na última etapa, o fluido é recirculado do trocador de calor secundário (1 ) para o trocador de calor primário (6).

[0080] Primeiramente, na etapa de adaptação da área de contato do trocador de calor secundário com a superfície cutânea e/ou muscular se dá na preparação geométrica do referido trocador de calor secundário (1 ). Assim, é definido em qual região do usuário o método é aplicado e, com isso, o trocador é confeccionado, ou selecionado dentre os existentes, e disposto sobre a região do usuário. Em um dos inúmeros exemplos, foi definido que o grupamento muscular dos membros inferiores é a região a ser submetida ao controle de temperatura, com isso, o trocador de calor secundário (1 ) é adaptado para envolver os membros inferiores do usuário.

[0081] Em sequência, como uma etapa adicional, é definido o tempo de exposição em que a superfície cutânea e/ou muscular fica submetida ao trocador de calor secundário (1 ). Assim, com isso, é definida a temperatura do fluido que circula no trocador de calor secundário (1 ). Estas etapas são definidas para evitar um certo desconforto para o usuário, evitando com que o membro do usuário fique exposto a uma temperatura muito alta ou muito baixa por um tempo muito elevado.

[0082] Assim que definida a temperatura, a unidade de controle aplica uma corrente elétrica, por meio do controlador de corrente, no módulo termoelétrico, onde, desta forma, permite definir a qual temperatura o módulo termoelétrico opera sobre o trocador de calor primário (6). Com isso, é realizado o bombeamento do fluido circulante entre os trocadores primário (6) e secundário (1 ), onde caso o módulo termoelétrico seja definido para aquecer o fluido no trocador de calor primário (6), o fluido aquecido é circulado para o trocador secundário (1 ), e no caso de resfriamento do fluido, o fluido resfriado é bombeado para o trocador secundário (1 ). Por fim, visto que o sistema opera em circuito de malha fechada, o fluido que sai do trocador de calor secundário (1 ) é recirculado para o trocador primário (6).

[0083] Ainda, como uma etapa adicional, é realizada a medição de temperatura para que seja executado um controle em malha fechada, de modo que a medição pode ser feita no interior do trocador de calor; na superfície do trocador de calor; ou na própria superfície cutânea e/ou muscular do usuário. Este tipo de operação permite obter um melhor controle de temperatura, tendo em vista que a unidade de controle consegue detectar aproximadamente qual a temperatura alcançada com as etapas realizadas pelo método da presente invenção e, com isso, regular o controle de corrente conforme a necessidade.

[0084] Este método, ainda, permite que o usuário possa escolher sobre como utilizar o sistema desenvolvido, de modo que, o mesmo pode ser utilizado conectado tanto a um meio de alimentação dependente de rede elétrica quanto a um meio de alimentação independente de rede elétrica, e.g., uma bateria ou qualquer gerador de tensão. Uma vez que o sistema permite a realização de um chaveamento entre as fontes de alimentação. Com isso, o sistema é portátil e pode ser conduzido para qualquer lugar de desejo do usuário.

Exemplos

[0085] Os exemplos aqui mostrados têm o intuito somente de exemplificar uma das inúmeras maneiras de se realizar a invenção, contudo sem limitar, o escopo da mesma.

Exemplo I

[0086] Em um exemplo preferencial o trocador de calor secundário (1 ) é adaptado para associação na região do escalpo de um usuário conforme ilustrado nas figuras 1 a 7. Tal construção se mostra útil em situações para recuperação de lesões, analgesia e conforto térmico da região da cabeça. E, preferencialmente, é utilizada para tratamento de queda capilar. Mais especificamente, a presente disposição apresenta grande utilidade no tratamento de alopecia induzida por quimioterapia (AIQ).

[0087] Nessa situação, o trocador de calor secundário (1 ) é construído em serpentina de forma a otimizar a superfície de contato com o escalpo do usuário, e, portanto, apresentando uma troca de calor eficiente.

[0088] Ainda, junto ao trocador de calor primário (1 ) podem ser associadas uma camada de isolamento (4.1 ) e uma estrutura de adaptação (4.2). A estrutura de adaptação (4.2) pode ser constituída por algum material isolante. [0089] Dessa forma, ao isolar termicamente o tubo de entrada de fluído (2.1 ) do trocador de calor secundário (1 ), a eficiência do dispositivo é melhorada, uma vez que o fluído já refrigerado não perde ou reduz a perda de calor ao entrar em contato com o trocador de calor secundário (1 ). Ainda, se o sistema for utilizado para aquecimento da área, o isolamento evita que o fluido perca calor para o ambiente ou para o trocador de calor secundário (1 ).

[0090] A superfície de adaptação (4.2) permite um melhor arranjo geométrico da entrada (2) e da saída (3) de fluído, facilitando a portabilidade e a operação do sistema.

[0091] Em uma concretização, o trocador de calor secundário (1 ) apresenta a camada externa (1 .2) de material isolante térmico, e dessa forma, o tubo de entrada de fluído (2.1 ) também é isolado termicamente do trocador de calor secundário (1 ).

[0092] Ainda, para essa situação, um suporte (5) é associado ao trocador de calor secundário (1 ) de forma a firmar o contato do trocador (1 ) com a região cutânea do usuário, e otimizar a troca de calor. O suporte (5) permite também um maior conforto e estabilidade para o usuário durante a troca de calor, novamente facilitando a portabilidade e facilidade de uso do dispositivo.

[0093] Dessa forma, o presente exemplo promove uma alta eficiência de troca de calor, conforto ao usuário e permite a portabilidade e maior facilidade de uso. Tais vantagens demonstram grande importância no tratamento de alopecia induzida por quimioterapia uma vez que permitiria ao usuário a movimentação durante o tratamento, um baixo custo de aquisição e uma facilidade de operação que pode ser feita pelo usuário, apresentando autonomia em sua utilização.

Exemplo II

[0094] Em certa concretização, o trocador de calor secundário (1 ) é adaptado para associação na região facial de um usuário. A figura 8 ilustra um exemplo da dita concretização. [0095] Essa concretização pode ser utilizada para tratamento de traumatismos e lesões na área facial, recuperação pós-cirúrgica e pós- procedimentos estéticos, tratamento de olheiras, fechamento de poros, analgesia pré-operatória odontológica, otorrinolaringológica, mandibular entre outras aplicações. Ainda, pode ser utilizada para aquecimento da área facial, abrindo poros, melhorando a circulação de sangue da área entre outras aplicações.

[0096] Dessa forma, o trocador de calor secundário (1 ) pode ser arranjado de forma a atender a necessidade de aplicação. Por exemplo, para uma aplicação em que a intenção é o tratamento de olheiras e inchaço na região ocular o trocador de calor secundário (1 ) é construído de forma a abranger e otimizar a superfície a ser tratada. Em uma aplicação para recuperação pós-cirúrgica odontológica, como cirurgia de extração de siso, o trocador (1 ) é construído de forma a trocar calor com a região bucal e mandibular tornando mais rápida a recuperação do paciente.

[0097] O sistema pode incluir uma camada têxtil para proteção de contato direto entre o trocador de calor (1 ) e a superfície cutânea do individuo, evitando algum possível incomodo ao paciente.

[0098] Dessa forma, o presente sistema permite o tratamento térmico da região facial com custo acessível, provendo conforto e praticidade ao usuário. Além de prover uma maneira fácil e eficaz de analgesia e recuperação ofertada por clínicas de estética e profissionais da saúde a seus clientes.

Exemplo III

[0099] As figuras 9 a 14 mostram uma ilustração do dispositivo de controle da temperatura que fica em contato com os membros inferiores. Nesta situação, o trocador de calor secundário (1 ) é adaptado para trocar calor com regiões dos membros inferiores como pernas, panturrilhas, pés, cintura pélvica e coxas.

[0100] Em uma aplicação, o trocador de calor (1 ) abrange a região das coxas e da cintura conforme ilustrado nas figuras 9 a 13. Nesta situação, preferencialmente o trocador de calor não atinge a área perineal e os glúteos de forma a promover um maior conforto para o usuário durante a sua utilização.

[0101] Na aplicação conforme a figura 14, o trocador de calor (1 ) abrange a área da panturrilha, e o fluido circula na região para aquecimento/resfriamento conforme a necessidade do usuário.

[0102] Portanto, essa configuração pode ser utilizada para recuperação de lesões, analgesia (por exemplo, por contusão e em uma situação pós- operatória), recuperação muscular pós ou durante treino/prática de atividades físicas.

[0103] Por exemplo, um individuo que pratica esportes/atividades físicas pode utilizar o sistema para resfriamento muscular antes da execução da atividade para aumentar a sua performance, ou ainda, durante a atividade física para controlar a sua temperatura durante a atividade uma vez que o presente sistema pode ser utilizado de forma portátil. Após a atividade, o indivíduo pode ainda utilizar o sistema para recuperação muscular e tratamento de lesões.

[0104] Um surfista, durante um treino ou uma competição em que é submetido a uma temperatura baixa, pode utilizar o dispositivo nos membros inferiores para mantê-los aquecidos.

[0105] Um pesquisador que trabalha em áreas de geleiras ou profissionais submetidos a temperaturas muito baixas podem utilizar o sistema para aquecimento dos membros inferiores durante a execução de suas atividades evitando situações de hipotermia ou frio extremo.

[0106] Por outro lado, profissionais submetidos a temperaturas muito altas, como funcionários de restaurantes que trabalham em cozinhas, profissionais que trabalham em desertos entre outras aplicações podem utilizar o sistema para manter seus membros inferiores resfriados e, por conseguinte, melhorar seu desempenho durante a execução do serviço.

[0107] Ainda, o trocador de calor secundário (1 ) pode ser associado a imobilizadores e acelerar a recuperação muscular de indivíduos que sofreram fraturas, rompimento de ligamentos e fortes lesões.

[0108] Dessa forma, o presente sistema permite aos usuários a utilização de um sistema de resfriamento/aquecimento portátil, com alta eficiência na troca de calor e com um custo acessível.

Exemplo IV

[0109] As figuras 15 e 16 mostram concretizações do trocador de calor secundário (1 ) adaptado para associações ao grupamento de membros superiores de um usuário.

[0110] A figura 15 mostra uma concretização, em que é possível aquecer/resfriar a região dorsal e ombros de um usuário. Tal configuração pode ser aplicada, por exemplo, em uma situação de competição de luta. Após a primeira rodada, o atleta posiciona o sistema na região dorsal e/ou ombros e resfria-se a região rapidamente, tornando mais rápida a recuperação de lesões e aumentando o conforto térmico.

[0111] A figura 16 mostra uma concretização na qual o trocador de calor (1 ) é utilizado para resfriamento/aquecimento da área do antebraço. Tal aplicação é de grande utilidade em aplicações de recuperação de lesões e fraturas, tornando mais rápida a recuperação do individuo e provendo um maior conforto térmico;

[0112] Ainda, esta concretização pode ser utilizada também para tratamento de traumatismos e lesões na área superior, recuperação pós- cirúrgica, analgesia entre outras aplicações.

Exemplo V

[0113] Em certa situação, as concretizações mencionadas nos exemplos I a IV podem ser combinadas de forma a atender melhor a necessidade do usuário.

[0114] Por exemplo, um atleta pode utilizar o resfriamento da região do escalpo, dos membros inferiores e superiores. Para recuperar lesões em diversas áreas ou para resfriamento muscular das regiões durante o treino para conforto térmico ou melhoria no desempenho.

[0115] Um surfista pode utilizar o sistema na região dorsal para resfriamento, devido ao aquecimento solar, e na região dos membros inferiores para aquecimento da região, devido às baixas temperaturas da água.

[0116] Ainda, um usuário, que sofreu diversas lesões devido a um acidente grave ou situação de alta exposição, pode utilizar o sistema abrangendo o corpo inteiro para tornar mais rápida a recuperação das lesões obtidas.

[0117] Um indivíduo que sofreu um acidente em um incêndio e que apresenta queimaduras graves pode utilizar o sistema abrangendo as regiões afetadas para prover um maior conforto térmico durante a sua recuperação.

Exemplo VI

[0118] Ainda, o trocador de calor secundário (1 ) pode ser ajustado para aplicação em outros animais, como cavalos, animais domésticos, animais ruminantes e etc.

[0119] Desta forma, o sistema pode ser utilizado para recuperar lesões dos animais, analgesia, procedimentos cirúrgicos e etc. Mas também pode ser utilizado para aumentar o desempenho do animal durante a execução de alguma tarefa, como transporte de pessoas, alimentos e objetos.

[0120] Ainda, o presente sistema pode ser utilizado em animais para melhorar sua performance em competições como hipismo, corridas, rodeios, corridas de trenós e etc.

Exemplo VII

[0121] Em certa configuração a unidade de controle, o módulo termoelétrico, o trocador de calor primário (6) e a bomba são dispostos em um módulo portátil. O dito módulo portátil é exemplificado pelas figuras 17 a 21 . [0122] O módulo portátil pode ser arranjado na região pélvica do usuário tal como uma pochete, de forma que o indivíduo possa se movimentar livremente durante o controle de temperatura. Ainda, o dito módulo pode ser disposto como uma mochila, em que o indivíduo o carrega nas costas ou no ombro.

[0123] As figuras 20 e 21 mostram uma concretização em que o trocador de calor primário (1 ) é utilizado em conjunto com o módulo portátil para controle de temperatura do usuário.

[0124] Dessa forma, o usuário pode controlar a sua temperatura com autonomia, durante a prática de esportes ou atividades cotidianas e independentemente de terceiros.

[0125] Por isso, o sistema pode ser utilizado por pacientes, atletas, profissionais e em animais de forma simples, autónoma, eficiente e com o custo reduzido.

[0126] Os versados na arte valorizarão os conhecimentos aqui apresentados e poderão reproduzir a invenção nas modalidades apresentadas e em outras variantes, abrangidas no escopo das reivindicações anexas.