Устройство для физиотерапии заболеваний предстательной железы Советский патент 1993 года по МПК A61H23/00 A61N1/30 

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к устройствам для физиотерапии и может быть использовано для лечения простатита и туберкулеза предстательной железы.

Целью изобретения является повышение эффективности лечения за счет улучшения контроля состояния предстательной железы.

Сущность изобретения заключается в том, что о нормализации состояния предстательной железы судят по изменению акустического импеданса ее тканей. Например, в исходном патологическом состоянии (в частности при простатитах) ткани предстательной железы существенно уплотнены, По мере ультразвукового воздействия и лекарственного электрофонофореза ткани предстательной железы размягчаются, т. е, изменяется акустический импеданс данных тканей. Колебания широкого спектра частот, возбуждение которых производится, например, с использованием шуса лавинного. пробоя p-n-перехода в полупроводнике, на временной оси имеют вид импульсов (выбросов) со случайным изменением амплитуды, фазы и длительности (фиг. 1). По мере размягчения тканей в процессе лечения и изменения акустического импеданса пред- стлтельной железы, форма импульсов изменяется, приближаясь к треугольной (фиг. 2). Дальнейшее изменение акустического импеданса приводит также к уменьшению амплитуды импульсов (фиг. 3).

Параметром, характеризующим акустический импеданс тканей при воздействии колебаниями широкого спектра частот, является величина относительного времени пребывания прошедших акустических колебаний в диапазоне амплитуды ДА « Амакс. где Амакс - максимальное значение выбросов прошедших колебаний. Относительное время пребывания колебаний равно отношению суммарного времени, проведенного процессом в интервале от AI до AI + ДА, к полной продолжительности интервала

Ё

00

о

Ј о со

мерения. Измеряя величину указанного относительного времени пребывания, оценивают акустический импеданс тканей, т. е. эффективность проводимого лечения. Здесь ДА представляет собой диапазон значений амплитуды выбросов прошедших через предстательную железу акустических колебаний. Выбор. ЛА « Амакс обусловлен тем, что при уменьшении интервала ДА относительно максимального значения выбросов колебаний чувствительность контроля величины относительно времени повышается.

Схема устройства для физиотерапии предстательной железы показана на фиг. 4, 5, где использованы следующие условные обозначения: 1 - задающий генератор колебаний широкого спектра частот; на фиг. 2, 6 - электронные ключи; 3, 7 - усилители мощности; 4,8- пьезоэлектрические преобразователи; 5, 9 - ультразвуковые зонды; 10 - генератор модулирующих импульсов; 11 - фазовращатель; 12 - электронный коммутатор; 13 - генератор тока; 14, 15-дифференциальные амплитудные дискриминаторы; 16-схема антисовпадений; 1.7-измеритель длительностей импульсов; 18 - предстательная железа.

Устройство содержит задающий генератор колебаний широкого спектра частот 1, выход которого через электронный ключ 2 и усилитель мощности 3 соединен с пьезоэлектрическим преобразователем 4 ультразвукового зонда 5, например ректального. Второй выход задающего ультразвукового генератора колебаний широкого спектра частот 1 через электронный ключ 6 и усилитель мощности 7 подключен к пьезоэлектрическому преобразователю 8 ультразвукового зонда 9, например уретрального. Управляющий выход электронного ключа 2 соединен с одним из выходов генератора модулирующих импульсов 10, второй выход которого через фазовращатель 11 подключен к управляющему входу электронного ключа 6. Пьезоэлектрический преобразователь 8 зонда 9 и генератор модулирующих импульсов 10 соединены со входами электронного коммутатора 12. Генератор тока 13 подключен к ультразвуковым зондам 5 и 9.

Оно дополнительно содержит два дифференциальных амплитудных дискриминатора 14 и 15, входы которых соединены с выходом электронного коммутатора 12, а их выходы соединены со входами схемы антисовпадений 16. выход которой подключен к измерителю длительностей импульсов 17, а выход последнего подключен к ЭВМ.

Ультразвуковые зонды 5 и 9 подведены к предстательной железе 18 с противоположных сторон. Лекарственные вещества в жидкой фазе под давлением Р также с двух сторон с помощью зондов 5 и 9 подводятся к предстательной железе 18.

Устройство работает следующим образом.

Задающий генератор 1 вырабатывает 0 колебания широкого спектра частот, т. е. одновременно возбуждаемое множество колебаний, частоты которых отстоят друг от друга на бесконечно малую величину, а фаза и амплитуда изменяются по случайному за- 5 кону. Сигнал с выхода задающего генератора 1 через электронный ключ 2 и усилитель мощности 3 поступает на пьезоэлектрический преобразователь 4 ультразвукового, например, ректального, зонда 5. Электрон- 0 ный ключ 2 служит для осуществления импульсной модуляции сигнала задающего, генератора 1 сигналом генератора модулирующих импульсов 10. Усилитель мощности 3 предназначен для обеспечения необходи5

мого уровня интенсивности ультразвуковых

колебаний на пьезоэлектрическом преобразователе 4 ультразвукового зонда 5. Пьезоэлектрический преобразователь 4 предназначен для воздействия ультразвуко0 выми колебаниями на предстательную железу и лекарственного фоноэлектрофореза. Его наружная обкладка служит, например, индиферентным электродом для электрофореза и подключена к одному из выводов

5 генератора тока 13. Ультразвуковой зонд 5 служит для подведения пьезоэлектрического преобразователя 4 и лекарств в жидкой фазе к предстательной железе 18 со стороны, например, прямой кишки.

0 с другой стороны, например, уретрально, к предстательной железе 18 ультразвуковые колебания подводятся с помощью ультразвукового зонда 9 с пьезоэлектрическим преобразователем 8. Сигнал на пьезо5 электрический преобразователь 8 подается с выхода генератора 1 через электронный ключ 6 и усилитель мощности 7. Для осуще-. ствления импульсной модуляции сигнала задающего генератора 1 на управляющий

0 вход электронного ключа 6 подается сигнал с выхода генератора модулирующих импульсов 10 через фазоинвертор 11. Фазоин- вертор 11 поворачивает фазу сигнала генератора модулирующих импульсов 10 на

5 180°, что обеспечивает поочередное возбуждение пьезоэлектрических преобразователей 4 и 8: при возбуждении пьезоэлектрического преобразователя 4 сигнал на пьезоэлектрический преобразователь 8 не подается, и наоборот. Это позволяет производить контроль прохождения ультразвуковых колебаний через предста- тельнуюжелезу 18, например, от ректального зонда 5 к уретральному зонду 9 в то время, когда уретральный зонд не излучает ультразвуковых колебаний, т. е. работает в режиме приема.

Контроль эффективности физиотерапевтического воздействия на предстательную железу осуществляется следующим образом. В момент отсутствия сигнала на выходе усилителя мощности 7 электронный коммутатор 12, управляемый сигналом генератора модулирующих импульсов 10, под- ключает входы дифференциальных амплитудных дискриминаторов 14 и 15 к пьезоэлектрическому преобразователю 8, который в этот момент принимает ультразвуковые колебания, прошедшие через предстательную железу от пьезоэлектрического преобразователя 4 (фиг. 6), На выходах дискриминаторов 14 и 15 образуются прямоугольные импульсы одинаковых амплитуд с длительностями, равными длительностям выбросов „колебаний широкого спектра частот за определенный уровень AI и Ач + ДА соответственно (фиг. 7, 8). Далее сигнал подается на схему антисовпадений 16, которая пропускает сигнал на выход тогда, когда входные напряжения не одинаковы (фиг. 9). Сигнал с выхода схемы антисовпадений подается на измеритель длительностей импульсов, подключенный к ЭВМ для обработки информации за время каждой процедуры всего курса лечения. Измеритель длительностей импульсов позволяет суммировать длительности импульсов за определенный промежуток времени. Определив длительность импульсов за определенный промежуток времени, можно судить о величине относительного времени пребывания прошедших акустических колебаний в диапазоне амплитуд AI + (At + ДА).

Достоинства разработанного устройст-. ва заключаются в том, что имеется возможность осуществлять контроль за изменяющимся акустическим импедансом тканей предстательной железы за время проведения процедуры и всего курса лечения. Дополнительным положительным эффектом является то, что с помощью данного устройства можно найти оптимальное расположение ультразвуковых зондов друг относительного друга с целью получения максимального терапевтического эффекта при лечении заболеваний предстательной железы. Оптимальное расположение зондов определяется по максимальной величине сигнала на выходе приемного

пьезопреобразователя. Контроль изменения акустического импеданса предстательной железы позволяет оценивать плотность ее тканей изменение плотности в результа- те физиотерапевтического воздействия, и тем, самым производить объективную оценку рассасывания уплотнений в предстательной железе.. Устройство может использоваться совместно с ЭВМ с целью

0 автоматизации диагностики и терапии.

Пример. Задающий генератор колебаний широкого спектра частот выполнен на кремниевом стабилитроне Д814Б, включенном в цепь базы транзистора КТ355А и

5 натра транзисторной сборке КТС613А. Электронные ключи, электронный коммутатор, фазоинвертор, генератор модулирующих импульсов и измеритель длительностей импульсов выполнены на интегральных

0 микросхемах серии К155. Усилители мощности выполнены, на полевых транзисторах, КП907А, генератор тока - на транзисторе КТ602А и стабилитроне Д814А. Ректальный и уретральный зонды выполнены цилиндри5 ческими с Диаметрами, соответственно, 17 и 6 мм. Эффективная площадь излучения ректального ультразвукового зонда 6 см2, уретрального зонда 4 см2.

С целью расширения полосы пропуска0 ния пъезоэлементы ультразвуковых зондов выполнены в виде тел вращения с переменной толщиной вдоль вектора поляризации. Разработанное устройство использовано в составе ультразвукового терапевтиче5 ского аппарата для полостного феноэлектрофореза лекарств при лечении заболеваний предстательной железы. Применение данного аппарата позволило проводитьлечение туберкулеза

0 предстательной железы и хронического простатита у больных, лечение которых с применением других устройств было малоэффективным (в том числе с использованием устройства по прототипу). Для снятия

5 болевого синдрома при лечении хронических простатитов с использованием данного устройства требуется 2-35-6 минутного процедуры, а для полного выздоровления 4-5 процедур. Для достижения этих же це0 лей с применением устройства для ультразвуковой терапии с помощью моночастотных колебаний (аппарат УЗТ-31) требуется соответственно 10 и 15 десятиминутных процедур.

5

Формула изобретения Устройство для физиотерапии заболеваний предстательной железы, содержащее ультразвуковой генератор, три электронных ключа, генератор, генератор модулирующих

импульсов, два усилителя мощности, ректальный и уретральный зонды с размещенными на них пьезоэлектрическими преобразователями, фазоинвертор, генератор тока, амплитудный дискриминатор и измеритель длительности импульсов, причем выход ультразвукового генератора соединен с входами первого и второго электронных ключей, выход первого электронного ключа через первый усилитель мощности соединен с пьезоэлектрическим преобразователем, размещенным на ректальном зонде, соединенном с первым выходом генератора тока, выход второго ключа через второй усилитель мощности соединен с входом третьего электронного ключа и пьезоэлектрическим преобразователем, размещенным на уретральном зонде, соединенном с вторым выходом генератора то- ка. первый выход генератора модулирующих импульсов соединен с управляющим входом первого электронного ключа, с управляющим входом третьего электронного ключа, а через фозоинвертор - с управляющим входом второго электрон- ного ключа, выход которого соединен с входом амплитудного дискриминатора, а выход измерителя длительности импульсов является выходом устройства, отличающееся тем. что, с целью повышения эффек- тивности лечения за счет улучшения контроля состояния предстательной железы, в него введены второй амплитудный дискриминатор и схема антисовпадений, причем вход второго амплитудного дискриминато- ра соединен с выходом третьего электронного ключа, выходы амплитудных дискриминаторов соединены с входами схемы антисовпадений, выход которой соединен с входом измерителя длительности импульсов., ТА.

Использование: для физиотерапии заболеваний предстательной железы. Сущность изобретения: устройство содержит ультразвуковой генератор, три электронных ключа, генератор, генератор модулирующих импульсов, два усилителя мощности, ректальный и уретральный зонды с размещенными на них пьезоэлектрическими преобразователями, фазоинвертор, генератор тока, амплитудный дискриминатор, измеритель зрительное™ импульсов, а также второй амплитудный дискриминатор и схему антисовпадений.9 ил.

i-jut; «

С9Н081

i

I Г

11 II

iij //

т f1

/

ФИГ. 7

/

Фиг. 8

Фиг. 9