УСТРОЙСТВО ДЛЯ НИЗКОЧАСТОТНОЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКИ ОРГАНОВ И ПОЛОСТЕЙ ОРГАНИЗМА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2009 года по МПК A61N7/02 A61B18/00 A61B1/00 A61B17/225 A61B1/06 

Изобретение относится к области медицины и медицинской техники, а именно к устройствам, используемым при лечении заболеваний органов и полостей организма с применением низкочастотного ультразвука, и может быть применено в различных отраслях хирургии, консервативной терапии, косметологии и пр.

Известно устройство для ультразвуковой физиотерапии в трубчатых полостях организма путем введения в полость излучателя ультразвуковых колебаний, представляющего собой излучающий полуцилиндр, обеспечивающего направленное излучение ультразвуковых колебаний и осуществление контактного озвучивания биотканей через промежуточный лекарственный раствор [1].

Однако данное устройство предназначено лишь для высокочастотной ультразвуковой физиотерапии и не может быть использовано для низкочастотной ультразвуковой обработки биотканей в процессе лечения воспалительных заболеваний как органов, так и полостей организма, обеспечивающей более качественную санацию очага инфекции. При этом излучатель ультразвуковых колебаний в виде полуцилиндра, имеющий ограниченную диаграмму направленности, не обеспечивает создание объемного и однородного акустического поля в озвучиваемой среде при достаточно высокой интенсивности излучения, что снижает эффективность озвучивания тканей очага инфекции из-за недостаточного объема области активированной и/или кавитирующей жидкости, уменьшающего выраженность гидродинамических процессов на границе раздела "лекарственный раствор - ткани очага инфекции". При этом энергия ультразвукового поля, излучаемая излучающим полуцилиндром перпендикулярно центральной оси волноводного тракта, т.е. одном направлении, не позволяет единовременно озвучивать большие по объему поражения органов и полостей организма (как в дистальном, так и радиальном направлениях, в том числе и при фиксированном размещении излучателя ультразвуковых колебаний относительно очага инфекции. В этих условиях ультразвуковая обработка через промежуточные лекарственные растворы очагов воспаления органов и полостей организма ограничена из-за недостаточной эффективности санации тканей, расположенных на боковых стенках органов и полостей организма и невозможности осуществления при этом направленного бокового или кругового воздействия на очаг инфекции энергией ультразвука.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для осуществления способа лечения воспалительных заболеваний влагалища и вагинальной части шейки матки с применением низкочастотного ультразвука [2, 3]. Оно содержит: ультразвуковой генератор, акустический узел и присоединенный к нему через шпильку цилиндрический волновод-инструмент с рабочим окончанием, дистальная часть которого снабжена плоским излучающим торцом, скошенным под углом 45-60° к его центральной оси. Волновод-инструмент, присоединенный к акустическому узлу, связанному с устройством кругового озвучивания в виде электромеханической системы, имеет возможность вращательного и возвратно-поступательного перемещения относительно решетчатого расширителя-ограничителя, введенного в озвучиваемую инфицированную полость.

Однако данное устройство, позволяя проведение низкочастотной ультразвуковой обработки тканей очага инфекции через промежуточные лекарственные растворы в глубоких и сложной конфигурации органах и полостях организма, является сложным и неудобным при использовании электромеханического устройства и решетчатого расширителя-ограничителя, имеющих большие габариты и массу, ограничивающие его применение в клинической практике. Кроме того, скошенный под углом 45-60° плоский излучающий торец рабочего окончания волновода-инструмента, имеющий характеристику направленности области кавитации (кавитационное облако в виде "веера" с диаграммой направленности в плоскости излучения - 10-15°) в направлении 45-60° относительно центральной оси волновода-инструмента не обеспечивает качественной санации тканей очага инфекции при их озвучивании из-за недостаточно развитого объема области кавитирующей жидкости вследствие однонаправленного ввода в жидкую среду энергии ультразвука меньше максимально возможной величины. Это снижает выраженность гидродинамических процессов на границе раздела: "лекарственный раствор - ткани очага инфекции", а следовательно, и эффективность единовременной санации дистальных и боковых участков тканей очага инфекции при использовании низкочастотного ультразвука в лечении воспалительных заболеваний органов и полостей организма, тем более при отсутствии специализированной электромеханической системы, обеспечивающей круговое вращение данного волновода-инструмента.

Задача изобретения - упрощение конструкции устройства и повышение эффективности единовременной ультразвуковой санации дистальных и боковых участков тканей очага инфекции органов и полостей организма за счет создания объемного и однородного акустического поля в озвучиваемой среде с достаточно высокой интенсивностью излучения.

Задача изобретения достигается тем, что устройство для низкочастотной ультразвуковой обработки органов и полостей организма, содержащее ультразвуковой генератор, акустический узел и присоединенный к нему через шпильку цилиндрический волновод-инструмент, снабжено волноводом-инструментом, выполненным в виде цилиндрической оболочки с полусферическим окончанием, входное отверстие которой герметизировано неразъемным с оболочкой фланцем, имеющим отверстие для присоединения волновода-инструмента через шпильку к акустическому узлу, при этом внутренняя поверхность оболочки, кроме области контакта с фланцем, снабжена отражающим ультразвук покрытием из тефлона.

Устройство для низкочастотной ультразвуковой обработки органов и полостей организма, содержащее ультразвуковой генератор, акустический узел и присоединенный к нему через шпильку цилиндрический волновод-инструмент, снабжено волноводом-инструментом, выполненным в виде усеченной цилиндрической оболочки, входное отверстие которой герметизировано неразъемным с оболочкой фланцем, имеющим отверстие для присоединения волновода-инструмента через шпильку к акустическому узлу, при этом внешняя поверхность оболочки снабжена отражающим ультразвук покрытием из тефлона.

Анализ патентной информации показал, что на дату подачи заявки на изобретение не известна конструкция устройства для низкочастотной ультразвуковой (далее - НчУЗ) обработки тканей органов и полостей организма с указанными отличительными признаками.

Возможность выполнения поставленной задачи изобретения реализуется предложенным устройством, обеспечивающим максимально возможный ввод энергии ультразвука в озвучиваемую жидкую среду, контактирующую с тканями очага инфекции при лечении воспалительных заболеваний органов и полостей организма, путем создания цилиндрическими волноводами-инструментами предложенной конструкции развитого объема области активированной и/или кавитирующей жидкости, единовременно взаимодействующей с дистальными и боковыми участками тканей очага инфекции при исключении использования электромеханической системы кругового вращения волновода-инструмента, что упрощает конструктивное исполнение устройства и условия работы с ним. При этом конструкции цилиндрических волноводов-инструментов предложенной конструкции обеспечивают создание объемного и однородного акустического поля в озвучиваемой среде с достаточно высокой интенсивностью излучения, реализующей акустические эффекты, возникающие при возбуждении и передаче ультразвуковых колебаний от источника колебаний через промежуточную лекарственную среду к биотканям очага воспаления органов и полостей организма. Для этого цилиндрические волноводы-инструменты снабжены развитой излучающей поверхностью, позволяющей обеспечить трансформацию и направление (канализирование) в пространство энергии ультразвука от общего потока ультразвуковой энергии, генерируемой акустическим узлом. Трансформируемая и канализируемая часть энергии, от общего потока ультразвуковой энергии, излучается нормально поверхности излучения оболочек цилиндрических волноводов-инструментов.

Указанное способствует изменению диаграммы направленности, приводящей к расширению характеристики направленности излучаемого через лекарственный раствор ультразвукового поля, вводимого в озвучиваемый объем очага инфекции органа или полости организма, что обеспечивает создание объемного и однородного акустического поля в озвучиваемой среде с достаточно высокой интенсивностью излучения. Это приводит к активному поглощению энергии ультразвука и увеличению объема кавитационной области и области активного массообмена и иных вторичных эффектов мощного ультразвука [4, 5] на границе раздела "волновод - инструмент - биоткань очага инфекции". Нанесение отражающего ультразвук тефлонового покрытия на внутреннюю поверхность волновода-инструмента, выполненного в виде цилиндрической оболочки с полусферическим окончанием, позволяет обеспечить режим одностороннего излучения ультразвуковой энергии с увеличением мощности излучения в среднем на 40-60% - с наружной образующей этого волновода-инструмента, а при нанесении отражающего ультразвук тефлонового покрытия на наружную поверхность волновода-инструмента, выполненного в виде усеченной цилиндрической оболочки, позволяет обеспечить режим одностороннего излучения ультразвуковой энергии с увеличением мощности излучения в среднем на 40-60% - с внутренней образующей этого волновода-инструмента [6]. Указанное повышает эффективность единовременной ультразвуковой санации тканей не только дистальной части очага инфекции, но и его боковых поверхностей при озвучивании органов и полостей, различающихся по размерам и анатомическому строению, в том числе и при фиксированном размещении цилиндрического волновода-инструмента относительно очага инфекции, исключая использование сложных и неудобных в работе, особенно в малых объемах оперативной зоны, электромеханической системы кругового вращения волновода-инструмента.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображены:

- на Фиг.1 - устройство для НчУЗ обработки органов и полостей организма, содержащее волновод-инструмент в виде цилиндрической оболочки с полусферическим окончанием большого диаметра с нанесенным на его внутреннюю поверхность (кроме области контакта с фланцем) тефлоновым покрытием, отражающим ультразвук, например, для эндовагинального озвучивания влагалища и вагинальной части шейки матки и пр.;

- на Фиг.2 - устройство для НчУЗ обработки органов и полостей организма, содержащее волновод-инструмент в виде цилиндрической оболочки с полусферическим окончанием малого диаметра с нанесенным на его внутреннюю поверхность (кроме области контакта с фланцем) тефлоновым покрытием, отражающим ультразвук, например, для ректального озвучивания области простаты и пр.;

- на Фиг.3 - устройство для НчУЗ обработки органов и полостей организма, содержащее волновод-инструмент в виде усеченной цилиндрической оболочки большого диаметра с нанесенным на его наружную поверхность тефлоновым покрытием, отражающим ультразвук, например, для пениального озвучивания полового члена и пр.;

- на Фиг.4 - устройство для НчУЗ обработки органов и полостей организма, содержащее волновод-инструмент в виде усеченной цилиндрической оболочки малого диаметра с нанесенным на его наружную поверхность тефлоновым покрытием, отражающим ультразвук, например, для озвучивания фаланг верхней конечности и пр.;

- на Фиг.5 - схематичное изображение устройств для НчУЗ обработки органов и полостей организма с присоединенными к ним волноводом-инструментом, выполненным в виде цилиндрической оболочки с полусферическим окончанием (Фиг.1 и Фиг.2), и волноводом-инструментом, выполненным в виде усеченной цилиндрической оболочки (Фиг.3 и Фиг.4), имеющих соответствующие им характеристики направленности излучения относительно их центральной оси;

- на Фиг.6 - схематичное изображение применения устройства для НчУЗ обработки органов и полостей организма с волноводом-инструментом в виде цилиндрической оболочки с полусферическим окончанием большого диаметра, например, для эндовагинального озвучивания влагалища и вагинальной части шейки матки и пр.;

- на Фиг.7 - схематичное изображение применения устройства для НчУЗ обработки органов и полостей организма с волноводом-инструментом в виде усеченной цилиндрической оболочки малого диаметра, например, для озвучивания фаланг верхней конечности и пр.

Устройство для низкочастотной ультразвуковой обработки органов и полостей организма (Фиг.1 - Фиг.5) содержит: ультразвуковой генератор (УЗГ) 1, акустический узел 2, включающий пьезопреобразователь 3 и трансформатор колебаний 4, к которому посредством винтового соединения, включающего шпильку 5 и отверстие 6, могут присоединяться:

- волновод-инструмент 7 (Фиг.1), выполненный в виде цилиндрической оболочки с полусферическим окончанием большого диаметра 7.1 и нанесенным на ее внутреннюю поверхность (кроме области контакта с фланцем) тефлоновым покрытием 7.2, отражающим ультразвук, при этом ее входное отверстие герметизировано неразъемным с оболочкой фланцем 7.3, имеющим резьбовое отверстие 6 для присоединения волновода-инструмента 7 через шпильку 5 к акустическому узлу 2;

- волновод-инструмент 8 (Фиг.2), выполненный в виде цилиндрической оболочки с полусферическим окончанием малого диаметра 8.1 и нанесенным на ее внутреннюю поверхность (кроме области контакта с фланцем) тефлоновым покрытием 8.2, отражающим ультразвук, при этом ее входное отверстие герметизировано неразъемным с оболочкой фланцем 8.3, имеющим резьбовое отверстие 6 для присоединения волновода-инструмента 8 через шпильку 5 к акустическому узлу 2;

- волновод-инструмент 9 (Фиг.3), выполненный в виде усеченной цилиндрической оболочки большого диаметра 9.1 и нанесенным на ее наружную поверхность тефлоновым покрытием 9.2, отражающим ультразвук, при этом ее входное отверстие герметизировано неразъемным с оболочкой фланцем 9.3, имеющим резьбовое отверстие 6 для присоединения волновода-инструмента 9 через шпильку 5 к акустическому узлу 2;

- волновод-инструмент 10 (Фиг.4), выполненный в виде усеченной цилиндрической оболочки большого диаметра 10.1 и нанесенным на ее наружную поверхность тефлоновым покрытием 10.2, отражающим ультразвук, при этом ее входное отверстие герметизировано неразъемным с оболочкой фланцем 10.3, имеющим резьбовое отверстие 6 для присоединения волновода-инструмента 10 через шпильку 5 к акустическому узлу 2.

Внутренняя поверхность волноводов-инструментов 7 и 8, выполненных в виде цилиндрических оболочек с полусферическим окончанием (Фиг.1, Фиг.2), и наружная поверхность волноводов-инструментов 9 и 10, выполненных в виде усеченных цилиндрических оболочек (Фиг.3, Фиг.4) снабжены отражающим ультразвук покрытием, например тефлоновым, позволяющим обеспечить направленное излучение энергии ультразвука в соответствии с технологическим назначением того или иного варианта исполнения цилиндрических волноводов-инструментов.

Указанные выше варианты конструктивного исполнения волноводов-инструментов 7, 8, 9 и 10 (Фиг.1-Фиг.4) предлагаемого устройства позволяют осуществление эффективной санации очагов инфекции органов и полостей организма при их НчУЗ обработке с учетом фаз раневого процесса, расположения очага инфекции вблизи жизненно важных центров и анатомических особенностей санируемых органных структур.

Устройство работает следующим образом. С целью санации НчУЗ обработку очага инфекции в органах или полостях организма производят с учетом их размеров, фаз раневого процесса, объема и расположения (дистальное или боковое) очага инфекции. Подготовку больного осуществляют в установленном порядке. Из набора волноводов-инструментов, входящих в состав устройства, выбирают волновод-инструмент необходимого исполнения и типоразмера, соответствующий размерам органа или полости организма, специфике выполнения того или иного вмешательства, имеющего соответственно присущую ему характеристику направленности потока звуковой энергии относительно центральной оси волновода-инструмента (Фиг.5) и генерируемой кавитационной области.

В случае НчУЗ обработки влагалища и вагинальной части шейки матки (Фиг.6) при лечении воспалительных заболеваний нижнего отдела гениталий (трихомонадный кольпит, генитальный кандидоз и пр.) используют волновод-инструмент 7, позволяющего обеспечить качественную санацию тканей очага инфекции (на фоне вялотекущего хронического воспалительного процесса), расположенного в области шейки матки (дистальная область), прилежащих к ней переходных участков и на боковых стенках влагалища.

Предварительно влагалище санируют общепринятыми методами. После этого волновод-инструмент 7, отвечающий требованиям проводимой НчУЗ обработки полости, присоединяют к акустическому узлу 2 через шпильку 5 и вводят во влагалище, предварительно заполненное промежуточным лекарственным раствором, например, озонированным физиологическим раствором или озонированной масляной эмульсией типа "масло в воде" и пр. После этого включают ультразвуковой генератор (УЗГ) 1 и осуществляют контактную НчУЗ обработку очага инфекции при медленном ручном возвратно-поступательном перемещении волновода-инструмента 7 относительно влагалища. После окончания сеанса лечения ультразвуковой генератор (УЗГ) 1 выключают. Экспозиция контактного озвучивания, количество сеансов озвучивания и вид применяемых в процессе лечения промежуточных лекарственных растворов определяются лечащим врачом.

Аналогично используют волновод-инструмент 8, например, для ректального озвучивания области простаты при лечении простатитов и иных гнойно-воспалительных заболеваний.

В случае НчУЗ обработки пальцев кисти руки (Фиг.7), например при гнойных заболеваниях пальцев (подкожный панариций, подногтевой панариций, паронихия и пр.), используют волновод-инструмент 10, обеспечивающий качественную санацию тканей после вскрытия и предварительной санации гнойного очага. Для этого волновод-инструмент 10 присоединяют к акустическому узлу 2 через шпильку 5, устанавливают его в положение, близкое к вертикальному, и заполняют промежуточным лекарственным раствором, например озонированным физиологическим раствором или озонированной масляной эмульсией типа "масло в воде" и пр. Затем опускают пораженный палец в полость волновода-инструмента 10 с погружением его в лекарственный раствор и включают ультразвуковой генератор (УЗГ) 1, осуществляя НчУЗ обработку очага инфекции, обеспечивающую его качественную санацию. После окончания сеанса лечения ультразвуковой генератор (УЗГ) 1 выключают. Экспозиция озвучивания очага инфекции, количество сеансов озвучивания и вид применяемых в процессе лечения промежуточных лекарственных растворов определяются лечащим врачом.

Аналогично используют волновод-инструмент 9, например, для пениального озвучивания полового члена при лечении заболеваний различной этиологии, например, фимозы, баланопоститы, травмы полового члена, фибропластическая индурация полового члена - болезнь Пейрони, простатиты, эректильная дисфункция и т.д.

Указанное исключает необходимость применения электромеханической системы кругового вращения цилиндрических волноводов-инструментов и других устройств, усложняющих процесс лечения. Учитывая особенности характеристик направленности кавитационных областей, генерируемых тем или иным вариантом конструктивного исполнения волноводов-инструментов 7, 8, 9 и 10 (Фиг.1 - Фиг.5), их геометрические, а также силовые показатели, обеспечиваемые вводом оптимального для того или иного этапа обработки биоткани потока звуковой энергии, возможно выполнение различных технологических этапов процесса НчУЗ обработки тканей очага инфекции органа или полости организма: первоначально - НчУЗ санацию патологически измененных тканей и окружающих их здоровых тканей через промежуточные лекарственные растворы, а затем - НчУЗ импрегнацию в ткани санированного очага инфекции и окружающие его здоровые ткани целевых лекарственных растворов, стимулирующих репаративную регенерацию тканей.

Устройство позволяет повысить эффективность единовременной санации дистальных и боковых участков тканей очага инфекции при использовании НчУЗ в лечении широкого круга заболеваний органов и полостей организма.

Источники информации

1. А.С. СССР N323935, кл. A61N 1/04, 1968.

2. А.С. СССР N1101239 "Способ лечения воспалительных заболеваний влагалища и вагинальной части шейки матки и устройство для его осуществления", кл. A61B 17/36, 1984.

3. "Аппарат ультразвуковой гинекологический "Гинетон-2". Паспорт ГКТЕ 941533.12.000.000 ПС. Код ОКПО. - Омск, 1994. - 52 с.

4. Ультразвук: Маленькая энциклопедия / Под ред. И.П.Голяминой. - М.: Сов. энциклопедия, 1979. - С.60-161.

5. Мощные ультразвуковые поля / Под ред. Л.Д.Розенберга. - М.: Наука, 1968. - С.223-266.

6. Мозговой И.В. Акустические сварочные преобразователи: Учебное пособие. - Новосибирск: НИСИ, 1978. - С.48.

Изобретение относится к области медицинской техники и используется в лечении заболеваний органов и полостей организма низкочастотным ультразвуком. Устройство содержит ультразвуковой генератор, акустический узел и присоединенный к нему через шпильку цилиндрический волновод-инструмент. По первому варианту выполнения волновод-инструмент представляет собой цилиндрическую оболочку, входное отверстие которой герметизировано неразъемным с оболочкой фланцем, имеющим отверстие для присоединения через шпильку к акустическому узлу. По второму варианту - волновод-инструмент выполнен в виде усеченной цилиндрической оболочки. Внутренняя поверхность оболочки, кроме области контакта с фланцем, снабжена отражающим ультразвук покрытием. Изобретение позволит упростить конструкцию устройства и повысить эффективность единовременной санации дистальных и боковых участков тканей очага инфекции при использовании низкочастотного ультразвука в лечении широкого круга заболеваний органов и полостей организма. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство для низкочастотной ультразвуковой обработки органов и полостей организма, содержащее ультразвуковой генератор, акустический узел и присоединенный к нему через шпильку цилиндрический волновод-инструмент, отличающееся тем, что волновод-инструмент выполнен в виде цилиндрической оболочки, входное отверстие которой герметизировано неразъемным с оболочкой фланцем, имеющим отверстие для присоединения через шпильку к акустическому узлу, при этом внутренняя поверхность оболочки, кроме области контакта с фланцем, снабжена отражающим ультразвук покрытием.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что отражающее ультразвук покрытие выполнено из тефлона.

3. Устройство для низкочастотной ультразвуковой обработки органов организма, содержащее ультразвуковой генератор, акустический узел и присоединенный к нему через шпильку цилиндрический волновод-инструмент, отличающееся тем, что волновод-инструмент выполнен в виде усеченной цилиндрической оболочки, входное отверстие которой герметизировано неразъемным с оболочкой фланцем, имеющим отверстие для присоединения через шпильку к акустическому узлу, при этом внешняя поверхность оболочки снабжена отражающим ультразвук покрытием.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что отражающее ультразвук покрытие выполнено из тефлона.