СПОСОБ ЛЕЧЕНИЯ ВОСПАЛИТЕЛЬНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ ВЕРХНИХ ДЫХАТЕЛЬНЫХ ПУТЕЙ И ТРАХЕИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК A61M11/02 

Изобретение относится к медицине и может применяться при лечении всех заболеваний верхних дыхательных путей (ВДП) и трахеи, при которых используется ингаляционная терапия.

Известен способ лечения заболеваний дыхательных путей в виде ингаляции аэрозоли, образованной с помощью ультразвука (см. Ингалятор ультразвуковой индивидуального использования УИИП-1, руководство по эксплуатации, ИЕНЯ, 941582.003PЭ, НПО "Электропреобразователь" з-д Инвертор, г.Оренбург).

Известен способ лечения заболеваний дыхательных путей с помощью подачи аэрозоли, образуемой механическим методом (см. Ингалятор аэрозольный АИ-1 9Г2.933.001 ПС). Прототип.

Недостатком известных способов является то, что при лечении заболеваний ВДП и трахеи только небольшая часть лекарственного средства взаимодействует с патологическим очагом, расположенным в вышеперечисленных частях дыхательных путей, большая же часть поглощается в здоровых нижних дыхательных путях.

В результате ингаляцию приходится прекращать после использования общей терапевтической дозы препарата.

Известно устройство для лечения заболеваний дыхательных путей по патенту СССР 1745104, кл.A 61 M 15/00, 1992. Прототип.

Устройство содержит источник сжатого воздуха, соединенный посредством соединительной трубки с распылителем и маской, установленной на соединительной трубке, электромагнитный клапан, датчик дыхания.

Недостатком известного устройства является низкая эффективность лечения заболеваний верхних дыхательных путей и трахеи.

Задачей заявляемого способа лечения заболеваний гортани и устройства для его осуществления является повышение эффективности лечения заболеваний ВДП и трахеи.

Это достигается тем, что вводимый аэрозоль лекарственных средств по предлагаемому способу контактирует только с ВДП и трахеей, так как подаются в конце фазы вдоха. Момент начала и окончания воздействия, т.е. длительность подачи аэрозоля регулируются. Этим достигается избирательное заполнение аэрозолем соответствующих отделом ВДП, то есть глубина проникновения "столба" аэрозоля.

В результате лекарственные вещества не попадают в легкие, где они в основном проникают в организм. Это уменьшает их отрицательные и побочные действия, создает условия для продления времени воздействия и достижения общей терапевтической дозы препарата непосредственно в патологическом очаге.

Известно, что дыхательный объем взрослого человека в среднем равен около 500 мл, а объем "мертвого" ("вредного") пространства 150 мл, т.е. 30% от дыхательного объема (см. Руководство по анестезиологии под ред. Дарбинян Т. М. М. Медицина, 1973, с.76,78- 79).

Учитывая, что воздух поступает в дыхательные пути практически равномерно во время всей фазы вдоха, подача аэрозоля в ту или иную единицу времени вдоха будет соответствовать заполнению соответствующего отдела дыхательных путей.

Таким образом, могут быть применены следующие режимы ингаляции в зависимости от локализации патологического очага (см. таблицу).

При аритмии дыхания у пациента во время процедуры, вследствие кашля, затяжного вдоха или других причин подача аэрозоля прекращается и подается сигнал, побуждающий сигнала закончить вдох.

Существенные признаки способа.

Общие признаки с прототипом:
подача лекарственного средства в дыхательные пути в виде аэрозоля;
Новые признаки:
подачу лекарственного средства начинают по истечении 75-95% времени вдоха;
и прекращают по истечении 90-100% времени вдоха.

Существенные признаки устройства.

Общие признаки с прототипом:
источник сжатого воздуха, маска, электромагнитный клапан, датчик дыхания, система управления.

Новые признаки:
в систему управления введены подключенные к входу системы управления последовательно соединенные схемы выделения фазы вдоха, элемент ИЛИ, интегратор и устройство выборки хранения, последовательно соединенные компаратор, первый элемент И и ключ, ждущий мультивибратор; элемент НЕ, первый и второй переменные резисторы и источник стабилизированного тока, подключенный к входу интегратора, при этом управляющий вход интегратора подключен к выходу элемента ИЛИ, выход ключа связан с первым входом системы управления, первый и второй входы первого элемента И подключены к первому и второму входам компаратора, вход ждущего мультивибратора подключен к выходу схемы выделения фазы вдоха, а выход к второму входу элемента ИЛИ и управляющему входу устройства выборки-хранения, вход элемента НЕ связан с первым выходом компаратора, а выход с первым входом второго элемента И, второй вход второго элемента И подключен к второму входу компаратора, а выход к второму выходу системы управления для осуществления сигнализации первый и второй переменные резисторы параллельно подключены к выходу устройства выборки-хранения и общей шине, подвижный вывод первого переменного резистора подключен к входу второго опорного напряжения компаратора, а подвижный вывод второго переменного резистора к входу первого опорного напряжения компаратора, вход которого соединен с выходом интегратора.

На фиг.1 изображена спирограмма и моменты начала и окончания подачи лекарственного средства; на фиг.2 структурная схема предложенного устройства; на фиг.3 функциональная схема системы управления; на фиг.4 - эпюры напряжений на выходах функциональных элементов системы управления.

Устройство для лечения воспалительных заболеваний ВДП и трахеи (фиг.2) содержит последовательно соединенные источник сжатого воздуха 1, распылитель 2, клапан электромагнитный 3, маску 4, соединительные трубки 5, а также датчик дыхания 6 и систему управления 7, содержащую (фиг.3) схему выделения фазы вдоха 8 элемент ИЛИ 9, ждущий мультивибратор 10, источник стабилизированного тока 11, интегратор 12, устройство выборки-хранения 13, первый резистор переменный 14, второй резистор переменный 15, компаратор 16, первый элемент И 17, элемент НЕ 18, второй элемент И 19, ключ 20.

В качестве датчика дыхания 6 могут быть применены пассивные датчики, например, контактно-пневматический датчик, реагирующий на изменение направления потока вдыхаемого (выдыхаемого) воздуха, или активные датчики, например, резистивные и другие, реагирующие на экскурсию грудной клетки при дыхании.

Схема выделения фазы вдоха 8 строится в зависимости от применяемого датчика дыхания 6. На фиг.5 в качестве примера показана функциональная схема выделения фазы вдоха 8 при использовании в устройстве тензорезисторного датчика дыхания 6 с гельобразным электролитом. Схема содержит генератор синусоидальных колебаний 21, резистор 22, активный выпрямитель 23, фильтр низких частот 24, дифференциатор 25, компаратор (триггер Шмитта) 26.

На фиг. 6 показаны эпюры напряжений на выходах функциональных элементов схемы, представленной на фиг.5.

Компаратор 16 (фиг. 3) представляет собой двухпороговый компаратор (компаратор с "окном") с двумя опорными напряжениями на входах. Компаратор 16 в сочетании с первым элементом И 17 представляют собой устройство контроля входного напряжения по типу "меньше-норма-больше".

На фиг.7, в качестве примера, показан один вариант схемы компаратора 16, известного из "Справочника" Щербаков В.И. Грездов Г. Электронные схемы на операционных усилителях. Киев: Техника, 1983 г. с.123".

Устройство выборки-хранения (УВХ) 13 (фиг.3) представляет собой преобразователь мгновенного значения напряжения, подаваемого на вход, с запоминанием этого значения. Работает в двух режимах: отслеживания входного сигнала и хранения мгновенного значения входного сигнала. Переход с режима на режим определяется сигналом на управляющем входе. В устройстве УВХ 13 работает в режиме повторителя с Кус=1.

Для примера, на фиг.8 показан один из вариантов схемы УВХ 13.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал с датчика дыхания 6 (фиг.3) поступает на вход схемы выделения фазы вдоха 6. При вдохе на выходе схемы выделения фазы вдоха 8 (фиг.4) присутствует напряжение уровня 1. Поступая на первый вход элемента ИЛИ 9, переводит последний в состояние, при котором на выходе присутствует напряжение уровня 1. С приходом на управляющий вход интегратора 13 напряжения уровня 1 начинается интегрирование тока, поступающего с источника стабилизированного тока на вход интегратора. Напряжение на выходе интегратора 11 нарастает линейно по времени. В момент начала фазы выдоха на выходе системы выделения фазы вдоха 8 появляется напряжение уровня 0. По срезу сигнал на входе ждущего мультивибратора 10 на выходе формируется короткий импульс уровня 1.

Импульс с выхода ждущего мультивибратора 10, поступая на управляющий вход УВХ 13, переводит УВХ 13 в режим выборки, при котором поступающее с выхода интегратора 12 напряжение записывается в УВХ 13. При появлении на выходе ждущего мультивибратора 10 напряжения уровня 0 УВХ 13 переводится в режим хранения и на выходе элемента ИЛИ 9, появляется напряжение уровня 0, которое поступая на управляющий вход интегратора 12 переводит последний в режим обнуления.

При первом вдохе величины напряжений на входах компаратора 16 и соответственно логические уровни на выходах удерживают первый элемент И 17 в состоянии, при котором на выходе последнего присутствует напряжение уровня 0. Сигнал с выхода первого элемента И 17 поступает на управляющий вход ключа 20 и удерживает его в разомкнутом состоянии, при котором клапан 3 закрыт.

При последующем вдохе система управления 7 работает аналогично описанной работе при первом вдохе, но при этом компаратором 16 сравнивается текущее значение напряжения на выходе интегратора 12 с первым опорным напряжением, снимаемым со второго резистора переменного 15 и вторым опорным напряжением, снимаемым с резистора переменного 14. При И_вх И_оп1 <0 и И_вх И_оп2 >0 на выходе 1 и выходе 2 компаратора 16 появляются напряжения уровня 1 и переключают первый элемент И 17. Напряжение уровня 1 поступает с выхода первого элемента И 17 на управляющий вход ключа 20, ключ замыкается и клапан 3 открывается. Лекарственный аэрозоль по соединительным трубкам 5 (фиг.2) поступает к пациенту и вдыхается. Момент открытия клапана 3 может регулироваться посредством второго резистора переменного 15. При окончании последующего вдоха выходное напряжение интегратора 12 записывается в УВХ 13, интегратор 12 обнуляется. На выходе 2 компаратора 16 появляется напряжение уровня 0, так как И_вх И_оп2 <0. На выходе первого элемента И 17 появляется напряжение уровня 0, ключ 20 размыкается, клапан 3 закрывается.

При аритмии дыхания у пациента вследствие кашля или в других случаях затяжного выдоха, когда длительность последующего вдоха превышает длительность предыдущего (третий цикл фаз дыхания на фиг.4) имеет место условие И_вх И_оп1 >0, при котором на выходе 1 компаратора 15 появляется напряжение уровня 0. В этом случае на выходе первого элемента И 17 появится напряжение уровня 0 ключ 20 разомкнется, клапан 3 закроется. На выходе элемента НЕ 18 появится напряжение уровня 1, при этом на выходе второго элемента И 19 появится напряжение уровня 1, которое управляет подачей звукового (светового) сигнала пациенту об аритмии дыхания и побуждает его закончить затяжной вдох.

Пример 1.

Больная Г, 46 лет, педагог, обратилась с жалобами на охриплость голоса, кашель, боли в области гортани.

Страдает хроническим ларингитом 10 лет. Последнее обострение 5 дней.

Объективно: резкая гиперемия слизистой вестибулярного отдела гортани, утолщение ее в межчереполовидном пространстве. Голосовые складки утолщены, гиперемированы.

Дисфония III-IV степени.

Диагноз: обострение хронического гипертрофированного лорингита. Проводилась ингаляция лекарственных аэрозолей по предлагаемому методу: утром 2 ч смесь антибиотиков с гидрокортизоном на дистиллированной воде, вечером 2 ч с водным настоем ромашки. Через 3 дня воспаление в гортани стихло, голос восстановился (дисфония 0-1), утолщение слизистой в межчерпаловидном пространстве значительно уменьшилось. Выписана к труду.

Средний срок лечения обострения хронического гипертрофического ларингита с помощью обычных ингаляций и медикаментозной терапии 12 дней.

Пример 2.

Шахтер 0. 45 лет, обратился с жалобами на резкую охриплость голоса, приступообразный кашель с трудным отхождением мокроты периодически-затруднение вдоха. Ранее дважды лечился в лор отделении по поводу ларингита.

Объективно: выраженная гиперемия слизистой гортани и верхнего отдела трахеи. В просвете много вязкой густой слизи, корки.

Дисфония III степени.

Диагноз: обострение хронического субатрофического ларинготрахиита.

Назначено лечение по предложенному методу с заполнением "столбом" аэрозоля трахеи.

В первые двое суток 3 раза по 2 ч ингаляции бикарминта, затем смеси с химотрипсином.

Гортань и трахея очистились от корок и слизи. Затем 2 дня по 2 ч в день ингалировали раствор антибиотика с гидрокортизоном, после чего 2 дня - масляные ингаляции 2 раза по 1 ч.

Воспаление в гортани стихло, голос восстановился. Выписан к труду.

Средний срок лечения подобного больного с применением обычных ингаляций и массивной лекарственной терапии составил 15 дней.

Пример 3. У больного М, 28 лет, после тимпанопластики появились начальные признаки ОРВИ в виде гиперемии слизистой носа, жидких выделений, легкого общего недомогания, назначена ингаляция с интерфероном по предлагаемому методу, при этом глубина проникновения аэрозоля ограничена ВДП.

В течение суток проведено 3 ингаляции по 1,5 ч.

Появление ОРВИ бортировали.

Способ лечения воспалительных заболеваний верхних дыхательных путей (ВДП) и трахеи и устройство для его осуществления относится к медицине и может применяться при лечении, когда используется ингаляционная терапия. Задача - повышение эффективности лечения за счет регулирования глубины проникновения аэрозоля. Способ лечения включает подачу лекарственного средства в ВДП и трахею в виде аэрозоля. Новым является то, что подачу лекарственного средства осуществляют в конце фазы вдоха с возможностью регулирования момента начала и конца подачи указанного средства. Для осуществления способа заявляется устройство, общими признаками которого с прототипом являются: компрессор 1, соединительные трубки 5, распылитель 2, маска 4. Новым является: клапан электромагнитный 3, датчик дыхания 6 и система управления клапаном электромагнитным, которая содержит последовательно соединенные схему выделения фазы вдоха 8, элемент ИЛИ 9, интегратор 12, устройство выборки хранения 13, компаратор 16, первый элемент И 17, ключ 20, а также ждущий мультивибратор 10, первый резистор переменный 14, второй резистор переменный 15, элемент НЕ 18 и второй элемент И 19. 2 с.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

1. Способ лечения воспалительных заболеваний верхних дыхательных путей и трахеи, включающий подачу лекарственного средства в виде аэрозоля в дыхательные пути, отличающийся тем, что подачу лекарственного средства начинают по истечении 75 95% времени вдоха, а прекращают по истечении 90 -100% времени вдоха. 2. Устройство для лечения воспалительных заболеваний верхних дыхательных путей и трахеи, содержащее источник сжатого воздуха, соединенный посредством соединительной трубки с распылителем и маской, установленный на соединительной трубке электромагнитный клапан, связанный с одним выходом системы управления, и датчик дыхания, соединенный с входом системы управления, отличающееся тем, что в систему управления введены подключенные к входу системы управления последовательно соединенные схема выделения фазы вдоха, элемент ИЛИ, интегратор и устройство выборки-хранения, последовательно соединенные компаратор, первый элемент И и ключ, ждущий мультивибратор, элемент НЕ, первый и второй переменные резисторы и источник стабилизированного тока, подключенный к входу интегратора, при этом управляющий вход интегратора подключен к выходу элемента ИЛИ, выход ключа связан с первым выходом системы управления, первый и второй входы первого элемента И подключены к первому и второму входам компаратора, вход ждущего мультивибратора подключен к выходу схемы выделения фазы вдоха, а выход к второму входу элемента ИЛИ и управляющему входу устройства выборки-хранения, вход элемента НЕ связан с первым выходом компаратора, а выход с первым входом второго элемента И, второй вход второго элемента И подключен к второму входу компаратора, а выход к второму выходу системы управления для осуществления сигнализации, первый и второй переменные резисторы параллельно подключены к выходу устройства выборки-хранения и общей шине, подвижный вывод первого переменного резистора подключен к входу второго опорного напряжения компаратора, а подвижной вывод второго переменного резистора к входу первого опорного напряжения компаратора, вход которого соединен с выходом интегратора.