Аппарат для лечения нейросенсорной тугоухости методом эндаурального фоноэлектрофореза Российский патент 2023 года по МПК A61N1/30 A61N7/00 

Изобретение относится к области медицинского оборудования. Аппарат для лечения нейросенсорной тугоухости может использоваться в больницах и клиниках, а также в научно-исследовательских медицинских учреждениях.

Известно устройство аудиотестер ультразвуковой для диагностики различных поражений слуха, который содержит генератор колебаний ультразвуковой частоты и генератор тактовых импульсов, соединенные с электронным ключом, усилитель мощности и пьезоэлектрический излучатель (см. патент РФ №2252698, МПК A61B5/12, A61B8/00).

Недостатком является отсутствие в устройстве источника гальванического тока, что не позволяет проводить лечение нейросенсорной тугоухости методом фоноэлектрофореза.

Известно устройство для фоноэлектрофореза (а. с. 1003853, МПК A61N1/30), которое содержит соединенные между собой генератор ультразвука и ультразвуковой излучатель, источник тока и электроды, причем один из электродов установлен на ультразвуковом излучателе и выполнен в виде платинового кольца, внутри которого расположена пористая мембрана, а источник тока снабжен стабилизатором.

Недостатком этого устройства является невозможность его использования для лечения нейросенсорной тугоухости. Конструкция не предназначена для введения излучателя в слуховой канал. Известное устройство также имеет недостаточную эффективность в проведении фоноэлектрофореза, поскольку зоны излучения и электрического тока разделены.

Наиболее близким к данному техническому решению является аппарат для диагностики и лечения нейросенсорной тугоухости (см. RU 2535405, кл. А61В5/12, 17.05.2017), содержащий генератор колебаний ультразвуковой частоты, полосовой фильтр, усилитель напряжения ультразвуковой частоты с дискретно регулируемым коэффициентом усиления, усилитель мощности, первый и второй датчики тока, первый и второй преобразователи тока в напряжение, блок коммутации, амплитудный детектор тока и амплитудный детектор напряжения, выходы которых подключены к входам блока коммутации, вход первого преобразователя тока в напряжение подключен к датчику тока, вход амплитудного детектора тока подключен к выходу первого преобразователя тока в напряжение, вход амплитудного детектора тока подключен к выходу первого преобразователя тока в напряжение, микропроцессор, аналого-цифровой преобразователь, панель управления пьезоэлектрический излучатель, трансформатор, вход которого подключен к выходу первого датчика тока, выход трансформатора подключен к пьезоэлектрическому излучателю, электрод для электрофореза, подключенные к микропроцессору и размещенные на панели управления инкрементный энкодер и сенсорный дисплей, первый датчик тока подключен между выходом усилителя мощности и трансформатором, управляющий вход усилителя с дискретно регулируемым коэффициентом усиления и выход аналого-цифрового преобразователя подключены к микропроцессору, вход аналого-цифрового преобразователя подключен к выходу блока коммутации, управляемый источник тока, подключенный к микропроцессору, коммутатор полярности, выход управляемого источника тока соединен с коммутатором полярности, второй преобразователь тока в напряжение подключен между выходом второго датчика тока и микропроцессором, генератор колебаний ультразвуковой частоты подключен к микропроцессору, пьезоэлектрический излучатель размещен в металлическом корпусе, коммутатор полярности имеет два выхода, один из которых соединен с корпусом пьезоэлектрического излучателя, а другой выход посредством второго датчика тока подключен к электроду для электрофореза.

Недостатком указанного аппарата является невозможность контроля уровня мощности ультразвука в процессе проведения лечебных процедур эндаурального фоноэлектрофореза, поскольку от наличия и поддержания заданного уровня мощности ультразвука зависит эффективность лечения нейросенсорной тугоухости.

Недостатком указанного аппарата является также невозможность точного позиционирования излучателя ультразвука в слуховом проходе пациента в процессе проведения лечебной процедуры, что снижает эффективность лечения нейросенсорной тугоухости.

Задачами изобретения является повышение эффективности лечения нейросенсорной тугоухости за счет автоматического контроля мощности ультразвукового излучения в процессе проведения лечебных процедур эндаурального фоноэлектрофореза, а также за счет точного позиционирования излучателя ультразвука в слуховом проходе пациента.

Технический результат - создание контролируемой концентрации лекарственного препарата в околоушном депо, за счет чего происходит сокращение сроков реабилитации и улучшение порогов костного звукопроведения у больных с нейросенсорной тугоухостью.

Указанный технический результат достигается тем, что аппарат для лечения нейросенсорной тугоухости методом эндаурального фоноэлектрофореза дополнительно содержит датчик ультразвука, размещенный в корпусе пьезоэлектрического излучателя и механически связанный с пьезоэлектрическим излучателем, дополнительный усилитель напряжения ультразвуковой частоты, дополнительный амплитудный детектор напряжения, дополнительный аналого-цифровой преобразователь, причем вход дополнительного усилителя напряжения ультразвуковой частоты подключен к выходу датчика ультразвука, выход дополнительного усилителя напряжения ультразвуковой частоты подключен к входу дополнительного амплитудного детектора напряжения, выход которого подключен к входу дополнительного аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к микропроцессору, а также размещенные на панели управления и подключенные к микропроцессору кнопку выбора режимов работы, кнопку ввода данных и индикатор исправности пьезоэлектрического излучателя.

Указанный технический результат достигается тем, что ультразвуковой излучатель шарнирно закреплен на гибком кронштейне, имеющем возможность фиксации в заданном положении и закрепленном на неподвижном основании.

На фигуре 1 представлена структурная схема аппарата для лечения нейросенсорной тугоухости методом эндаурального фоноэлектрофореза

На фигуре 2 представлена конструкция приспособления для точного позиционирования ультразвукового излучателя во время проведения лечебных процедур эндаурального фоноэлектрофореза.

На фигуре 1 и фигуре 2 приведены следующие обозначения:

1 - генератор колебаний ультразвуковой частоты;

2 - полосовой фильтр;

3 - усилитель с дискретно регулируемым коэффициентом усилия;

4 - усилитель мощности;

5 - первый датчик тока;

6 - второй датчик тока

7 - первый преобразователь тока в напряжение;

8 - второй преобразователь тока в напряжение

9 - блок коммутации;

10 - амплитудный детектор тока;

11 - амплитудный детектор напряжения;

12 - микропроцессор;

13 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП);

14 - панель управления;

15 - пьезоэлектрический излучатель;

16 - трансформатор;

17 - электрод для электрофореза;

18 - инкрементный энкодер (преобразователь угловых перемещений);

19 - дисплей;

20 - управляемый источник тока;

21 - коммутатор полярности;

22 - металлический корпус пьезоэлектрического излучателя;

23 - датчик ультразвука;

24 - дополнительный усилитель колебаний ультразвуковой частоты;

25 - дополнительный амплитудный детектор напряжения;

26 - дополнительный аналого-цифровой преобразователь;

27 - кнопка выбора режимов работы;

28- кнопка ввода данных;

29 - индикатор исправности пьезоэлектрического излучателя;

30 - шарнирный узел;

31- гибкий кронштейн;

32 - узел крепления;

33 - неподвижное основание;

34 - кушетка;

35 - голова пациента;

36 - ушная раковина.

Работа аппарата для диагностики и лечения нейросенсорной тугоухости осуществляется следующим образом.

С выхода генератора колебаний ультразвуковой частоты 1 ультразвуковой сигнал поступает на вход полосового фильтра 2, который подавляет паразитные гармоники и комбинационные составляющие, возникающие при модуляции ультразвукового сигнала. С выхода полосового фильтра 2 модулированный ультразвуковой сигнал поступает на вход усилителя с дискретно регулируемым коэффициентом усиления 3.

С выхода усилителя с дискретно регулируемым коэффициентом усиления модулированный 3 ультразвуковой сигнал поступает на усилитель мощности 4, обеспечивающий необходимую мощность на пьезоэлектрическом излучателе 15, который преобразует электрический сигнал в механические колебания ультразвуковой частоты.

Между усилителем мощности 4 и трансформатором 16 включен первый датчик тока 5. К нему подключен первый преобразователь тока в напряжение 7, на котором ток, проходящий через трансформатор 14, преобразуется в напряжение и поступает на амплитудный детектор тока 10. К трансформатору 16 подключен амплитудный детектор напряжения 11. С выходов амплитудных детекторов тока 10 и напряжения 11 через блок коммутации 9 сигналы подаются на аналого-цифровой преобразователь 13, где происходит их преобразование в цифровой код и передача на микропроцессор 12. Микропроцессор вычисляет мощность, подаваемую на пьезоэлектрический излучатель 15, по уровням сигналов, пропорциональных напряжению на пьезоэлектрическом излучателе и току в излучателе. Трансформатор 16 служит для гальванической развязки между пьезоэлектрическим излучателем и его корпусом 22, используемым в качестве электрода для электрофореза.

Для контроля излучаемой мощности ультразвука используется датчик ультразвука 23, имеющий механический контакт с пьезоэлектрическим излучателем 15. Датчик ультразвука 23 преобразует небольшую долю мощности ультразвука, излучаемую пьезоэлектрическим излучателем 15, в сигнал, которой усиливается дополнительным усилителем колебаний ультразвуковой частоты 24, детектируется дополнительным амплитудным детектором напряжения 25, с помощью дополнительного аналого-цифрового преобразователя 26 преобразуется в цифровой код, который подается на микропроцессор 12. Этот код используется в микропроцессоре 12 для вычисления излучаемой мощности ультразвука, которая сравнивается с заданным значением. Микропроцессор 12 вырабатывает сигнал управления коэффициентом усиления усилителя с дискретно регулируемым коэффициентом усиления 3 и, таким образом, стабилизирует мощность ультразвука, излучаемую пьезоэлектрическим излучателем 15. Микропроцессор 12 по измеренной электрической мощности ультразвуковых колебаний, подаваемой на пьезоэлектрический излучатель 15, измеренной излучаемой мощности ультразвука и заранее известному коэффициенту передачи излучаемой мощности ультразвука на датчик ультразвука вычисляет коэффициент полезного действия пьезоэлектрического излучателя, сравнивает его с допустимыми пределами и выдает соответствующий сигнал на индикатор исправности пьезоэлектрического излучателя 29, расположенный на панели управления 14. Индикатор 29 может быть выполнен с использованием двух светодиодов разного цвета, например зеленого и красного. Если загорается зеленый светодиод - пьезоэлектрический излучатель исправен, В случае неисправности пьезоэлектрического излучателя загорается красный светодиод. При наличии сигнала неисправности оператор принимает решение о передаче аппарата в ремонт. Для осуществления функции электрофореза управляемый источник 20 тока вырабатывает гальванический ток заданной силы. Коммутатор полярности 21 служит для изменения полярности гальванического тока при использовании лекарственных препаратов различного химического состава. Первый выход коммутатора полярности 21 соединен с металлическим корпусом пьезоэлектрического излучателя 22, который используется в качестве первого электрода для электрофореза. Второй выход коммутатора полярности 21 через датчик 6 соединен с вторым электродом для электрофореза 17. Второй преобразователь тока в напряжение 8 обеспечивают возможность автоматического контроля и управления гальваническим током при проведении электрофореза с помощью микропроцессора 12.

Управление аппаратом для диагностики и лечения нейросенсорной тугоухости осуществляется с панели управления 14, на которой располагаются инкрементный энкодер 18, сенсорный дисплей 19, кнопка выбора режимов работы 27, кнопка ввода данных 28 и индикатор исправности пьезоэлектрического излучателя 15.

Аппарат может быть использован для лечения нейросенсорной тугоухости методами эндаурального фоноэлектрофореза, фонофореза и электрофореза. Поэтому на панели управления 14 для удобства работы с аппаратом предусмотрена кнопка выбора режимов работы 27. Задание параметров процедуры лечения, таких как мощность ультразвука, сила тока и времени процедуры осуществляется с помощью инкрементного энкодера 18 при визуальном контроле установленных значений на дисплее 19. Инкрементный энкодер (датчик угловых перемещений) 18 обеспечивает необходимую точность и удобство задания мощности ультразвукового излучения и силы гальванического тока/ Выбранные параметры процедуры лечения подтверждаются с помощью кнопки ввода данных 28.

В последние годы в клинической оториноларингологии для лечения нейросенсорной тугоухости и других заболеваний все большее применение находит эндауральный фоноэлектрофорез - комплексное использование ультразвука и лекарственного электрофореза. Фоноэлектрофорез целесообразно использовать в тех случаях, когда лекарственный препарат является диссоциирующим (электропроводным), как например, пиридоксина гидрохлорид, тиамина бромид, сернокислая магнезия, фтористый натрий и т.д. Фоноэлектрофорез предусматривает локальное поступление лекарственных препаратов под действием ультразвука с непосредственным воздействием его на ткани уха. Количественные закономерности поступления лекарственных препаратов в ткани лабиринта определяются функциональным состоянием внутреннего уха, его органной спецификой, составом контактной среды, интенсивностью и длительностью воздействия УЗ. Эффективность фонофореза зависит от фармакологических свойств лекарственных препаратов и от их концентрации. Фонофорез целесообразно использовать в тех случаях, когда лекарственный препарат неэлектропроводен или его свойства еще не известны.

Процедуру эндаурального фоноэлектрофореза осуществляют следующим образом: пациента укладывают на кушетку или располагают в кресле. Голова пациента располагается таким образом, чтобы ось наружного слухового прохода подвергаемого воздействию уха находилась в вертикальном положении. В слуховой проход пациента вливают 1,5-2,0 мл прогретого до 36-37°С раствора лекарственного препарата. Ультразвуковой излучатель, закрепленный в приспособлении для точного позиционирования с помощью гибкого кронштейна 31, имеющего возможность фиксации в заданном положении, и шарнирного узла 30 фиксируют в нужном положении так, чтобы корпус ультразвукового излучателя находился в заполненной раствором лечебного препарата ладьевидной ямке ушной раковины, либо располагался в проксимальной трети наружного слухового прохода.

Автоматического контроль мощности ультразвукового излучения в процессе проведения лечебных процедур эндаурального фоноэлектрофореза и точное позиционирование ультразвукового излучателя в ушной раковине обеспечивают достижение технического результата, а именно создания контролируемой концентрации лекарственного препарата в околоушном депо, за счет чего происходит сокращение сроков реабилитации и улучшение порогов костного звукопроведения у больных с нейросенсорной тугоухостью.

Корпус пьезоэлектрического излучателя 22 служит одним из электродов контура тока электрофореза. Электрод для электрофореза 17 (свинцовая пластинка площадью 6×7 см², обернутая салфеткой, смоченной в физиологическом растворе), располагается на сосцевидном отростке противоположного уха.

С помощью панели управления задаются параметры лечебного процесса фоноэлектрофореза и кнопкой ввода данных дается команда на начало процедуры. Оставшееся время процедуры высвечивается на дисплее. По окончанию процедуры подаются звуковые и световые сигналы с помощью элементов звуковой и световой сигнализации, которые не показаны на фигуре 1.

Изобретение позволяет создать универсальное и надежное устройство, позволяющее обеспечить повышение эффективности лечения нейросенсорной тугоухости методом эндаурального фоноэлектрофореза.

В качестве микропроцессора в аппарате для диагностики и лечения нейросенсорной тугоухости может быть использован микропроцессор типа ATMEGA 2560 на плате Arduino MEGA2560, в качестве дисплея - TFT Дисплей 360×480.

Амплитудные детекторы могут быть выполнены на микросхемах типа TL084, а блок коммутации на микросхеме МРс509 фирмы TEXAS INSTRUMENTS.

Датчик тока AD 8065, аналого-цифровой преобразователь типа АD 7818, усилитель с дискретно регулируемым коэффициентом усиления AD8400, управляемый источник тока AD 7376 и коммутатор полярности ADG 433 фирмы ANALOG DEVICES.

Клинический пример.

Пациент К., 47 лет, обратился с жалобами на снижение слуха, высокочастотный шум в правом ухе. После проведения тональной пороговой аудиометрии пациенту поставлен диагноз острая правосторонняя нейросенсорная тугоухость II степени. Пациенту проведен курс из 10 процедур эндаурального фоноэлектрофореза с дексаметазоном. Использовали разработанный аппарат, процедуру проводили по вышеописанной методике. При повторной аудиометрии пороги костного звукопроведения поднялись на 10 дБ на всех частотах.

Изобретение относится к медицинской технике. Аппарат для лечения нейросенсорной тугоухости методом эндаурального фоноэлектрофореза содержит генератор колебаний ультразвуковой частоты, полосовой фильтр, усилитель напряжения ультразвуковой частоты с дискретно регулируемым коэффициентом усиления, усилитель мощности, первый и второй датчики тока, первый и второй преобразователи тока в напряжение, блок коммутации, амплитудный детектор тока и амплитудный детектор напряжения, микропроцессор, аналого-цифровой преобразователь, панель управления, пьезоэлектрический излучатель, трансформатор, электрод для электрофореза, инкрементный энкодер, сенсорный дисплей, управляемый источник тока, коммутатор полярности, второй преобразователь тока в напряжение. Пьезоэлектрический излучатель размещен в металлическом корпусе. Датчик ультразвука размещен в корпусе пьезоэлектрического излучателя и механически связан с пьезоэлектрическим излучателем. Аппарат содержит дополнительный усилитель напряжения ультразвуковой частоты, дополнительный амплитудный детектор напряжения, дополнительный аналого-цифровой преобразователь, а также кнопку выбора режимов работы, кнопку ввода данных и индикатор исправности пьезоэлектрического излучателя. Ультразвуковой излучатель шарнирно закреплен на гибком кронштейне с возможностью фиксации в заданном положении на неподвижном основании. Достигается повышение эффективности лечения нейросенсорной тугоухости и сокращение сроков реабилитации с автоматическим контролем мощности ультразвукового излучения в процессе проведения лечебных процедур эндаурального фоноэлектрофореза и точным позиционированием излучателя ультразвука в слуховом проходе пациента. 2 ил., 1 пр.

Аппарат для лечения нейросенсорной тугоухости методом эндаурального фоноэлектрофореза, содержащий генератор колебаний ультразвуковой частоты, полосовой фильтр, усилитель напряжения ультразвуковой частоты с дискретно регулируемым коэффициентом усиления, усилитель мощности, первый и второй датчики тока, первый и второй преобразователи тока в напряжение, блок коммутации, амплитудный детектор тока и амплитудный детектор напряжения, выходы которых подключены к входам блока коммутации, вход первого преобразователя тока в напряжение подключен к датчику тока, вход амплитудного детектора тока подключен к выходу первого преобразователя тока в напряжение, микропроцессор, аналого-цифровой преобразователь, панель управления, пьезоэлектрический излучатель, трансформатор, вход которого подключен к выходу первого датчика тока, выход трансформатора подключен к пьезоэлектрическому излучателю, электрод для электрофореза, подключенные к микропроцессору и размещенные на панели управления инкрементный энкодер и сенсорный дисплей, первый датчик тока подключен между выходом усилителя мощности и трансформатором, управляющий вход усилителя с дискретно регулируемым коэффициентом усиления и выход аналого-цифрового преобразователя подключены к микропроцессору, вход аналого-цифрового преобразователя подключен к выходу блока коммутации, управляемый источник тока, подключенный к микропроцессору, коммутатор полярности, выход управляемого источника тока соединен с коммутатором полярности, второй преобразователь тока в напряжение подключен между выходом второго датчика тока и микропроцессором, генератор колебаний ультразвуковой частоты подключен к микропроцессору, пьезоэлектрический излучатель размещен в металлическом корпусе, коммутатор полярности имеет два выхода, один из которых соединен с корпусом пьезоэлектрического излучателя, а другой выход посредством второго датчика тока подключен к электроду для электрофореза, отличающийся тем, что дополнительно содержит датчик ультразвука, размещенный в корпусе пьезоэлектрического излучателя и механически связанный с пьезоэлектрическим излучателем, дополнительный усилитель напряжения ультразвуковой частоты, дополнительный амплитудный детектор напряжения, дополнительный аналого-цифровой преобразователь, причем вход дополнительного усилителя напряжения ультразвуковой частоты подключен к выходу датчика ультразвука, выход дополнительного усилителя напряжения ультразвуковой частоты подключен к входу дополнительного амплитудного детектора напряжения, выход которого подключен к входу дополнительного аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к микропроцессору, а также размещенные на панели управления и подключенные к микропроцессору кнопку выбора режимов работы, кнопку ввода данных и индикатор исправности пьезоэлектрического излучателя, ультразвуковой излучатель шарнирно закреплен на гибком кронштейне, имеющем возможность фиксации в заданном положении и закрепленном на неподвижном основании.