УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛЕЧЕНИЯ ОТМОРОЖЕНИЙ КОНЕЧНОСТЕЙ

Полезная модель относится к медицинской технике и предназначена для снижения тяжести последствий холодовых травм.
Отморожения составляют от 10 до 15% травматических случаев, при этом глубокие отморожения требуют длительного лечения - до 65 суток - и в массе случаев заканчиваются обширными ампутациями. Вероятность инвалидизации при глубоких отморожениях достигает 90%. Объективная потребность в оборудовании для лечения отморожений обусловлена климатическими условиями России, где на большей части территории холодный период длится до 6 месяцев. Следует отметить, что проблема лечения отморожений существует и в более теплых регионах. Например, известны случаи массовых холодовых поражений в Индии и Вьетнаме. Несмотря на важность проблемы, лечение глубоких отморожений носит в основном консервативный характер. Специализированное оборудование отсутствует.
Перспективным направлением в лечении отморожений является прогрев конечности проникающим в глубину тканей СВЧ излучением. Глубинный прогрев обеспечивает снятие стойкого спазма основных питающих сосудов и восстановление адекватного кровотока во всей массе конечности. Однако существующие устройства для СВЧ нагрева не подходят для решения этой задачи. Все они имеют поверхностные (иногда внутриполостные) аппликаторы, неприспособленные для того, чтобы выполнять функцию объемного нагрева. Неконтролируемая часть излучения рассеивается в окружающем пространстве, оказывая вредное воздействие на пациента и обслуживающий персонал.
В качестве аналога предлагаемой полезной модели может быть указано устройство Thermatur m250 (http://www.asvomed.ru/php/content.php?id=557). Устройство содержит источник СВЧ излучения и средство его подведения к объекту воздействия. Как и у большинства подобных устройств, указанные средства представлены наружными аппликаторами-излучателями. Основные технические характеристики аналога:
Частота излучения 2450 МГц (длина волны 12,25 см)
Выходная мощность в непрерывном режиме до 250 Вт
Потребляемая мощность 650 Вт
Питание 230 В (±10%), 50 Гц
Габариты: 380×380×850 мм
Масса: 40 кг.
Однако, данное устройство малопригодно для лечения отморожений в силу ряда факторов. Ввиду конфигурации излучателя, создающего односторонне направленное излучение, устройство не обеспечивает равномерного всестороннего воздействия на пораженную конечность. Кроме того, отсутствие объемной локализации воздействия повышает отрицательный эффект облучения пациента и обслуживающего персонала. Стоимость устройства достигает 7000 долларов. Вследствие этого устройство не допускает массового тиражирования, удовлетворяющего объективную потребность в средствах лечения отморожений, так как обладает высокой стоимостью и сложной конструкцией.
Некоторая степень объемной локализации СВЧ излучения обеспечивается в устройстве, пригодном для лечения отморожений конечностей по принципу СВЧ нагрева (Патент РФ «Сверхвысокочастотная печь» №2196620 A61N 5/02, опубл. 20.01.2003). Устройство содержит СВЧ печь, включающую источник СВЧ излучения и рабочий объем, и средство подведения СВЧ излучения к объекту воздействия. Рабочий объем печи используется для размещения конструктивных элементов, служащих для подведения СВЧ излучения к объекту воздействия. Средство, обеспечивающее подведение СВЧ излучения к объекту воздействия, представлено набором зондов, погружаемых на регулируемую глубину в отверстия, выполненные в стенке печи, каждый зонд связан с отдельным излучателем посредством последовательно соединенных кабеля и фазовращателя. Наличие нескольких излучателей позволяет несколько повысить степень объемной локализации СВЧ излучения в области объекта воздействия. В то же время, данное устройство недостаточно эффективно при лечении отморожений, поскольку не обеспечивает равномерного всестороннего воздействия на объект в силу конечного числа излучателей. Устройство характеризуется также недостаточной степенью объемной локализации СВЧ излучения, то есть создает дополнительное облучение пациента и обслуживающего персонала, поскольку значительная часть мощности излучения рассеивается в окружающем пространстве, причем не поддается определению та ее часть, которая приходится на объект воздействия. Кроме того, устройство обладает сложной конструкцией и высокой стоимостью, которые обусловлены необходимостью применения целого набора таких технических средств, как погружаемые зонды, механизмы их регулировки, кабели и кабельные соединители, регулируемые фазовращатели, излучатели и устройства для их фиксации (штативы).
Частично проблема лечения отморожений решена в «Устройстве для лечения отморожений конечностей» по патенту РФ №2334494.
Устройство для лечения отморожений конечностей содержит источник СВЧ излучения и связанную с ним экранированную рабочую камеру, снабженную отверстием, по периметру которого закреплен своим раскрывом гибкий рукав, выполненный из металлической сетки, помещенной между слоями ткани. Преимущество устройства заключается в дозированном объемном воздействии прогревающего излучения на пораженную конечность, помещаемую в рабочую камеру. При этом реализуется принцип «черного тела», согласно которому вся мощность, поступающая в рабочую камеру с отражающими стенками, рассеивается в помещенном туда поглощающем объекте. В данном случае таким объектом служит отмороженная конечность, а неконтролируемое облучение пациента и персонала сводится к минимуму. В качестве источника СВЧ излучения в известном устройстве используется бытовая микроволновая печь, что обусловлено в первую очередь ее непревзойденной дешевизной и доступностью. Связь между рабочим объемом печи и экранированной рабочей камерой осуществляется через отверстие в их общей стенке. В рабочий объем печи помещается балластная нагрузка, в которой рассеивается избыток мощности источника СВЧ излучения. Балластная нагрузка представляет собой сосуд с водой. В соответствии с концепцией «черного тела» доля мощности источника, отводимая в экранированную рабочую камеру, равна отношению площади отверстия связи к общей площади стенок рабочего объема печи. Минимальное вмешательство в конструкцию печи, состоящее в выполнении отверстия в задней стенке, обеспечивает работу печи в штатном режиме с сохранением всех факторов, обеспечивающих ее безопасность. Принято за прототип.
Недостатки данного устройства обусловлены большими размерами, весом и энергопотреблением микроволновой печи. Эти факторы ограничивают мобильность и транспортабельность устройства, а также возможность автономной работы, что особенно важно в условиях чрезвычайных ситуаций. Кроме того, недостатком является необходимость холостого рассеяния большей части мощности в балластной нагрузке. При этом не исключается вероятность неправильного обращения, заключающегося в подключении устройства без балластной нагрузки (без воды), что снижает безопасность устройства, так как может вызвать термическое поражение у пациента. Указанные недостатки не позволяют считать известное устройство приемлемым для тиражирования и массового применения.
Технической задачей заявляемой полезной модели является обеспечение мобильности устройства, возможности автономной работы и повышение безопасности за счет уменьшении массогабаритных показателей и энергопотребления.
Технический результат достигается тем, что в известном устройстве для лечения отморожений конечностей, содержащем источник СВЧ излучения и связанную с ним экранированную рабочую камеру, снабженную отверстием, по периметру которого закреплен своим раскрывом гибкий рукав, выполненный из металлической сетки, помещенной между слоями ткани, в качестве источника СВЧ излучения выбран терапевтический прибор «Луч-4», при этом для связи между указанным источником и рабочей камерой использован штатный аппликатор из комплекта прибора. Достижению технического результата способствует то, что аппликатор установлен внутри рабочей камеры, причем присоединительный разъем аппликатора установлен в отверстии, выполненном в ее стенке. Аппликатор снабжен согласующим трансформатором в виде прилегающей к выходной апертуре диэлектрической пластины, на наружной поверхности которой расположен металлический проводник. Преимущество мобильности обеспечивается также тем, что устройство снабжено преобразователем питания.
Связь между заявленными отличительными признаками и техническим результатом состоит в следующем.
- Использование в качестве источника СВЧ излучения прибора «Луч-4» обеспечивает уменьшение массы, габаритов и энергопотребления. Габариты прибора «Луч-4» составляют 480×360×160 мм, масса 12,5 кг, в то время как типичные габариты СВЧ печи составляют 480×360×300 мм, масса не менее 15 кг, с заполненным водой сосудом - 17 кг. Энергопотребление прибора «Луч-4» составляет 170 Вт, в то время как энергопотребление СВЧ печи - не менее 1200 Вт.
- Уменьшение габаритов и массы устройства обеспечивает повышенную мобильность в сравнении с прототипом, а именно: легкость транспортировки и свободное размещение в салоне транспортного средства.
- Использование прибора «Луч-4» с мощностью излучения до 20 Вт (в форсированном режиме до 30 Вт) исключает необходимость применения водяного поглотителя избыточной мощности, что повышает удобство пользования и безопасность, поскольку устраняет возможность неправильного обращения - включения без воды, влекущего термическое поражение. Указанные значения мощности соответствуют известному способу лечения отморожений по патенту РФ №2360713, при осуществлении которого мощность СВЧ воздействия выбирается в пределах 15-30 Вт.
- Уровень энергопотребления прибора «Луч-4» обеспечивает возможность его автономной работы в полевых условиях с питанием от автомобильного аккумулятора через преобразователь напряжения. При этом потребляемая прибором мощность - 170 Вт - аналогична мощности потребления включенных фар. Для сравнения: мощность, потребляемая СВЧ печью - 1200 Вт - аналогична мощности, потребляемой при пуске двигателя, и не может поддерживаться сколько-нибудь продолжительное время.
- Использование в качестве элемента связи между источником СВЧ излучения и рабочей камерой устройства штатного аппликатора обеспечивает работу прибора в оптимальном режиме.
- Размещение аппликатора внутри рабочей камеры и установка присоединительного разъема в отверстии, выполненном в стенке камеры, обеспечивает защиту аппликатора от внешних механических воздействий и придает устройству компактную конфигурацию без далеко выступающих частей, что важно для медицинских изделий.
- Снабжение аппликатора согласующим трансформатором в виде прилегающей к апертуре диэлектрической пластины, на наружной поверхности которой расположен металлический проводник, обеспечивает согласование аппликатора с пространством рабочей камеры, эквивалентным открытому пространству. Необходимость согласования обусловлена тем, что исходный аппликатор выполняется согласованным со свойствами биологических тканей.
Полезная модель иллюстрируется фигурами 1-2. На фиг.1 изображено устройство в разрезе. На фиг.2 изображен общий вид устройства.
Устройство для лечения отморожений конечностей содержит источник СВЧ излучения 1, представленный терапевтическим прибором «Луч-4», и экранированную рабочую камеру 2, снабженную отверстием, по периметру которого закреплен своим раскрывом гибкий рукав 3. Рукав выполнен из металлической сетки, помещенной между слоями ткани. Внутри рабочей камеры 1 установлен штатный аппликатор 4 из комплекта прибора «Луч-4». При этом присоединительный разъем 5 аппликатора 4 установлен в отверстии, выполненном в стенке рабочей камеры 2. Аппликатор 4 снабжен согласующим трансформатором в виде прилегающей к выходной апертуре диэлектрической пластины 6, на наружной поверхности которой расположен металлический проводник 7. Для автономной работы устройство может быть снабжено преобразователем питания, обеспечивающим работу от аккумулятора.
Устройство работает следующим образом. Объект воздействия (отмороженная конечность) вводится в полость рабочей камеры 2 через метало-тканевый рукав 3. При включении источника СВЧ излучения 1 аппликатор излучает в полость рабочей камеры 2 микроволновую энергию. Поскольку стенки камеры и сетка рукава эффективно отражают СВЧ излучение, вся подводимая в камеру мощность рассеивается в объекте воздействия, прогревая его на всю глубину. Этим достигается требуемый терапевтический эффект, состоящий в снятии спазма основных питающих сосудов и восстановлении кровотока в полном объеме. Аппликатор 4, исходно согласованный с биологической средой, при работе на открытое пространство камеры оказывается рассогласованным и отражает часть СВЧ мощности назад в источник 1, что может нарушить его нормальную работу. Во избежание этого аппликатор 4 снабжен согласующим трансформатором в виде диэлектрической пластины 6 с металлическим проводником 7 на внешней поверхности. Металлический проводник 7 выполнен с конфигурацией, обеспечивающей подобранное по уровню отражение СВЧ излучения, а диэлектрическая пластина 6 выполнена с подобранной толщиной, обеспечивающей фазировку отраженной от проводника 7 волны. В результате этого достигается компенсация отражения СВЧ мощности от аппликатора и обеспечивается нормальная работа источника 1.
Использование в качестве источника СВЧ излучения прибора «Луч-4», обладающего меньшими в сравнении с микроволновой печью габаритами и массой, повышает транспортабельность и мобильность устройства. Уровень излучаемой источником СВЧ «Луч-4» мощности соответствует уровню, необходимому для достижения терапевтического эффекта, благодаря чему исключено применение балластной нагрузки и связанный с этим риск неправильного обращения. Мощность, потребляемая источником СВЧ излучения «Луч-4» почти на порядок меньше мощности потребления СВЧ печи, что в значительной степени расширяет возможность применения устройства, поскольку делает возможным автономное питание, например, от автомобильного аккумулятора через преобразователь, что важно в полевых условиях (при чрезвычайных ситуациях).
Данная полезная модель допускает массовое тиражирование, пригодна к применению не только в стационарах, но и в машинах скорой помощи, отвечает требованиям, предъявляемым к изделиям медицинской техники в области электробезопасности и электромагнитной совместимости, поскольку в ней используется сертифицированный медицинский прибор, а побочное излучение из экранированной камеры априорно меньше, чем излучение штатных наружных аппликаторов.
Преимущества данной полезной модели могут быть усилены за счет применения альтернативных СВЧ терапевтических приборов, например, «Thermatur m20», более дорогого, но с еще меньшими массогабаритными характеристиками и энергопотреблением.