УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛЕЧЕНИЯ МОЧЕКАМЕННОЙ БОЛЕЗНИ Российский патент 1997 года по МПК A61N5/02 A61B17/22 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к приборам для лечения мочекаменной болезни.

Известно устройство для разрушения камней в мочеточнике (заявка Японии N 57411688, МКИ: А 61 В 17/22), содержащее пустотелое расширительное устройство в форме коаксиальной трубки (катетер), трубку со взрывчатым веществом, размещенную внутри пустотелого расширительного устройства.

Недостатком устройства является обязательное использование катетера и устройства, точно фиксирующего взрывчатое вещество вблизи камня, т.к. в противном случае эффективность воздействия на него взрывной волной падает. Устройство неприменимо к лечению мочекаменной болезни верхних мочевых путей, куда введение катетера со значительным размером затруднительно.

Известно также устройство для деинтеграции мочевых камней (патент США N 3861391, МКИ: А 61 В 17/22), содержащее катетер, соединительную деталь, имеющую меньший диаметр, чем диаметр внутренней полости катетера, и способную поперечно вибрировать в пределах катетера, ультразвуковое устройство, вызывающее поперечную вибрацию соединительной детали, и устройство, удерживающее конец катетера.

Недостатком устройства является обязательное использование катетера и устройства, точно фиксирующего его конец, т.к. в противном случае эффективность воздействия на камни ультразвуковой волной падает.

Применение катетера нежелательно из-за возможного инфицирования мочевых путей, болезненности подобной манипуляции, повреждения слизистой оболочки.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для экстракорпоральной литотрипсии (патент США n 4976255, МКИ: А 61 В 17/22), содержащее источник питания с генератором электрических колебаний, выход которого соединен с двумя каналами, на концах которых размещены излучатели.

Однако пpи использовании данного устройства не исключена возможность травматических поражений мочевых путей осколками разбиваемых камней, что снижает эффективность лечения.

Цель изобретения повышение эффективности лечения.

Цель достигается тем, что в устройстве для лечения мочекаменной болезни, содержащем источник питания, соединенный с генератором электрических колебаний, выход которого соединен с двумя каналами, на концах которых размещены излучатели, каждый из каналов снабжен усилителем, при этом один из них дополнительно снабжен инвертором, установленным между генератором электрических колебаний и усилителем, излучатели выполнены с возможностью соосной установки на объекте воздействия, а генератор электрических колебаний снабжен подключенным к его выходу частотомером.

Кроме того, генератор электрических колебаний выполнен в виде генератора синусоидальных колебаний с возможностью перестройки частоты.

На фиг. 1 показана зависимость амплитуды звукового воздействия от расстояния (ось Х) от излучателя, где 1 кривая, отображающая распределение амплитуды звукового воздействия (в координатах А(х)) в случае применения одного излучателя; 2 кривая, отображающая распределение амплитуды звукового воздействия (в координатах А(х)) в случае применения двух противофазно питаемых излучателей; 3 условный периметр тела пациента (в координатах Х, Y) в плоскости расположения почки. На фиг. 2 представлена функциональная схема устройства для лечения мочекаменной болезни.

Устройство для лечения мочекаменной болезни содержит последовательно включенные источник питания 1, перестраиваемый (с помощью регулятора 2) генератор синусоидальных колебаний 3 с встроенным частотомером 4, усилители 5, 8, излучатели 6,9 и инвертор 7.

Устройство работает следующим образом. После включения источника питания 1 начинает работать генератор синусоидальных колебаний 3, частоту которого устанавливают регулятором 2, а контролируют (для каждого пациента подбирается своя индивидуальная частота воздействия) частотомером 4. Синусоидальный сигнал с генератора 3 поступает на вход усилителя 5, а усиленный по мощности сигнал на излучатель 6 и на вход инвертора 7, с выхода которого противофазный сигнал (смещенный по фазе на 180^o относительно сигнала, поступающего на вход усилителя 5) через второй усилитель мощности 8 поступает на второй излучатель 9. В результате колебания излучателей 6 и 9 оказываются противофазными, как и акустические колебания, распространяющиеся от них внутрь тела пациента. Последние оказывают стимулирующее воздействие на верхние мочевые пути, вызывая возбуждение их естественной перистальтики и выведение вследствие этого конкрементов (камней, песка, осколков, раздробленных другими аппаратами крупных камней) по мочевым каналам без применения катетера. Предполагая, что организм человека представляет собой с физической точки зрения акустический резонатор, заполненный водой и огpаниченный поверхностью тела, можно определить длину волны возбуждаемых внутри тела человека излучателями колебаний.

Если скорость звука в воде принять равной 1500 м/с, а частоту колебаний выбрать 3000 Гц, то длина волны будет равна 0,5 м в зависимости от размеров и полноты пациента его организм можно "смоделировать" полуволновым или четвертьволновым резонатором. При одном работающем излучателе в подобном резонаторе устанавливается режим стоячей волны с распределением амплитуды звукового воздействия, отображаемым зависимостью 1 на фиг. 1. Очевидно, что акустическое поле "неравномерно" распределено внутри организма пациента, и амплитуда А₁ колебаний, излучаемых вибратором 4, больше амплитуды А₂, необходимой для стимуляции почки 5. При изменении размеров и полноты пациента или расположении почки 5 на большем удалении от излучателя 4 амплитуды воздействия падает. Во всех этих случаях очевидно, что эффективность лечения снижается. В предлагаемом устройстве используется два противофазно запитываемых излучателя 4, 6, в результате чего "внутри" пациента устанавливается режим бегущей звуковой волны (зависимость 2 на фиг. 1). Поэтому амплитуда звукового воздействия вдоль всей линии, соединяющей вибраторы 4, 6 и почку 5, остается постоянной, и ее можно выбрать меньше (А₂, A₁ на фиг. 1), чем в случае применения только одного излучателя. Следствием этого физического факта является то, что при правильном подборе частоты эффективность воздействия не будет меняться при изменении размеров и полноты пациента, при ином расположении (удалении) почки 5 от излучателей 4, 6. Поэтому эффективность лечения мочекаменной болезни с применением предлагаемого устройства гораздо выше. Дополнительными достоинствами предлагаемого устройства являются: во-первых, на "промежуточные" ткани и органы пациента, расположенные между излучателями 4, 6 и почкой 5, воздействует акустическая волна меньшей, чем при использовании только одного излучателя, мощности (интенсивности), что снижает вероятность возникновения каких-либо побочных эффектов; во-вторых, каждый их обоих усилителей и излучателей работает в более слабом по мощности режиме (теоретически амплитуда колебаний вблизи каждого излучателя равна половине амплитуды воздействия вблизи почки, т.е. А_изл.4=А_изл.6=A₂. Если считать, что в процессе работы устройства внутри организма пациента не происходит значительных изменений характеристик тканей и органов (за время одной процедуры, 20-30 мин, это условие всегда выполнимо), то "нагрузка" излучателей и усилителей остается постоянной. Поэтому снижение вдвое рабочей амплитуды уменьшает в четыре раза мощность, на которую должны быть рассчитаны усилители и излучатели.

Пример. Было изготовлено восемь образцов устройства для лечения мочекаменной болезни со следующими параметрами: пределы плавного изменения частоты воздействия 1,0-5,0 кГц, количество каналов усиления мощности (количество излучателей) 2, диаметр активной зоны излучателя 55 мм, выходная мощность неискаженного электрического сигнала на излучающей головке на частоте 2,5 кГц для каждого из каналов -не менее 15 Вт, амплитуда напряжения на излучающей головке не более 15 В, предел погрешности встроенного вольтметра ±5% предел погрешности встроенного частотомера ± 5% габаритные размеры: блока усилителей 350х190х165 мм, излучающей головки ⊘ 110•100 мм.
Данное устройство было широко опробовано с достижением высоких результатов.

Использование: в медицинской технике, а именно в приборах для лечения мочекаменной болезни. Сущность: устройство для лечения мочекаменной болезни содержит источник питания, соединенный с генератором электрических колебаний, выход которого соединен с двумя каналами, каждый из которых снабжен усилителем и излучателем, а один из них - инвертором, установленным между генератором и усилителем, при этом излучатели устанавливают соосно на объекте воздействия, а генератор является генератором синусоидальных колебаний с возможностью перестройки частоты и снабжен подключенным к его выходу частотомером. Технический результат: создание постоянного по амплитуде воздействия вдоль линии облучения биологического объекта для повышения эффективности лечения. 1 з.п. ф-лы. 2 ил.

1. Устройство для лечения мочекаменной болезни, содержащее источник питания, соединенный с генератором электрических колебаний, выход которого соединен с двумя каналами, на концах которых размещены излучатели, отличающееся тем, что каждый из каналов снабжен усилителем, при этом один из них дополнительно снабжен инвертором, установленным между генератором электрических колебаний и усилителем, излучатели выполнены с возможностью соосной установки на объекте воздействия, а генератор электрических колебаний снабжен подключенным к его выходу частотомером. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что генератор электрических колебаний выполнен в виде генератора синусоидальных колебаний с возможностью перестройки частоты.