УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКИ НЕБНЫХ МИНДАЛИН ПРИ КОНСЕРВАТИВНОМ ЛЕЧЕНИИ ХРОНИЧЕСКОГО ТОНЗИЛЛИТА
ULTRASONIC MACHINE FOR PALATINE TONSILS IN CONSERVATIVE TREATMENT OF CHRONIC TONSILLITIS

Изобретение относится к медицине и медицинской технике, а именно к устройствам, применяемым в оториноларингологии для консервативного лечения хронического тонзиллита, и может быть использовано в других отраслях медицины при лечении очагов воспаления, ран и раневой инфекции.
Известно устройство для ультразвуковой обработки небных миндалин (далее - миндалины) при консервативном лечении хронического тонзиллита [1], содержащее ультразвуковой генератор, акустический узел, соединенный с ультразвуковым волноводом-инструментом со скошенным под углом 45-60° излучающим торцом, осесимметрично помещенным в несущую (наружную) трубку, выполненную заодно с воронкообразным окончанием, соответствующим размеру обрабатываемой озвучиванием миндалины, имеющую входной и выходной штуцеры и сопряженную с держателем и демпфером ультразвука, центрирующими и закрепляющими относительно несущей трубки волновод-инструмент. При этом внутри несущей трубки размещены - трубка для подачи лекарственного раствора и перфорированный демпфирующий элемент, а снаружи - ограничитель с шаровым шарниром, обеспечивающим возможность перемещения и разворота несущей трубки относительно обрабатываемой миндалины.
Однако данное устройство, предназначенное для экспериментального обоснования и оценки эффективности использования низкочастотного ультразвука для консервативного лечения хронического тонзиллита, не может быть использовано в клинике при лечении пациентов, больных хроническим тонзиллитом. Это обусловлено следующим:
- устройство является конструктивно сложным и неудобным при клиническом применении у пациентов, больных хроническим тонзиллитом;
- конструктивное исполнение наружной трубки устройства, а именно заодно с воронкообразным окончанием, не учитывает большой разброс размеров патологически измененных миндалин, тем более у пациентов разных возрастных групп;
- трудностями осуществления дезинфекции, предстерилизационной очистки и стерилизации устройства, связанных со сложностью его разборки и сборки, наличием большого числа входящих в него деталей, выполненных из разных материалов, что не исключает при некачественной его обработке опасность инфицирования пациентов, в том числе особо опасной вирусной инфекцией, например ВИЧ, гепатиты и пр.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для осуществления способа лечения дифтерии [2], содержащее ультразвуковой генератор, акустический узел, волновод-инструмент со скошенным излучающим торцом, введенный в канал для подачи лекарственного раствора несущего корпуса аппликатора и сообщающийся с полостью сменной воронки, присоединенной к несущему корпусу, штуцер для подачи лекарственного раствора из системы подачи в канал аппликатора и систему отвода отработанного лекарственного раствора из сменной воронки, включающей штуцер, сопрягающий патрубок, двухпозиционный кран и электроотсасыватель.
Однако данное устройство, являясь достаточно эффективным как при лечении дифтерии [2], так и, прежде всего, при консервативном лечении хронического тонзиллита [3], имеет следующие недостатки, выявленные в процессе широкого его использования в клинике при лечении пациентов, больных хроническим тонзиллитом:
- конструкция устройства обусловливает сложную технологию его изготовления из большого количества деталей, выполняемых из дорогих и дефицитных материалов (нержавеющая сталь, высокотемпературный серебряный припой для соединения пайкой деталей устройства, фторопласт Ф-4);
- ненадежность фиксации и ориентации рабочего положения излучающего торца волновода-инструмента в направлении санируемой поверхности миндалины из-за возможности неконтролируемых, в процессе ее озвучивания, круговых и линейных перемещений волновода-инструмента относительно озвучиваемой миндалины, могущих привести к ее термомеханической деструкции;
- трудность осуществления дезинфекции, предстерилизационной очистки и стерилизации устройства, связанных со сложностью разборки и сборки входящих в него деталей, выполненных из разных материалов, что не исключает при некачественной его обработке опасности инфицирования пациентов, в том числе и особоопасной вирусной инфекцией, например ВИЧ, гепатиты и пр;
- невозможность использования устройства в качестве изделия медицинского назначения однократного применения из-за большой его стоимости и стоимости утилизации входящих в его состав дорогостоящих и дефицитных материалов.
Задача изобретения - упрощение конструкции устройства с улучшением условий озвучивания санируемой поверхности небной миндалины, а также обеспечение возможности однократного его применения.
Задача изобретения достигается тем, что в устройстве для ультразвуковой обработки небных миндалин при консервативном лечении хронического тонзиллита, содержащем ультразвуковой генератор, акустический узел, волновод-инструмент со скошенным под углом излучающим торцом, введенный в канал для подачи лекарственного раствора несущего корпуса аппликатора и сообщенный с полостью сменной воронки, присоединенной к несущему корпусу, штуцер для подачи лекарственного раствора из системы подачи в канал аппликатора и систему отвода отработанного лекарственного раствора из сменной воронки, включающей штуцер, сопрягающий патрубок, двухпозиционный кран и элекстроотсасыватель, несущий корпус аппликатора выполнен в виде единого элемента из отражающего ультразвук полимерного материала, входное отверстие которого сопряжено с входным цилиндрическим участком волновода-инструмента, при этом на несущем корпусе аппликатора установлен с возможностью введения в соответствующий паз на входном цилиндрическом участке волновода-инструмента фиксирующий винт, выполненный из отражающего ультразвук полимерного материала.
Кроме того, несущий корпус аппликатора и фиксирующий винт выполнены, например, из полипропилена, а на внутренней поверхности образующей входного отверстия несущего корпуса аппликатора выполнены воздушные зазоры, например, в виде пазов различной геометрии.
Проведенный патентный поиск показал, что на дату подачи заявки на изобретение не известна конструкция устройства для ультразвуковой обработки небных миндалин при консервативном лечении хронического тонзиллита с указанными отличительными признаками.
Возможность выполнения поставленной задачи изобретения обеспечивается предложенным устройством, конструкция которого реализует в лекарственном растворе акустические эффекты: кавитацию, акустические течения, переменное звуковое давление, звукохимические и звукокапиллярные процессы и пр., возникающие при передаче волноводом-инструментом от источника ультразвуковых колебаний к объекту ультразвукового воздействия - миндалине и способствующие достижению многофункционального воздействия на биоткань миндалины. Это достигается обеспечением строгой направленности и фиксации рабочего положения излучающего торца волновода-инструмента в сторону озвучиваемой миндалины при одновременной простоте предлагаемого технического решения, а также управлением уровнем потерь и демпфирования энергии ультразвука при его распространении по волноводному тракту волновода-инструмента и на границе раздела "аппликатор-волновод-инструмент". Указанное реализуется:
- упрощением конструкции устройства и вариантов его использования за счет применения технологически выгодного и дешевого способа изготовления несущего корпуса аппликатора (например, литьевой метод изготовления), позволяющего выполнение его в виде единого элемента из отражающего ультразвук недорогого полимерного материала, например из полипропилена, обеспечивающего при необходимости возможность однократного его использования из-за отсутствия деталей из дорогих и дефицитных материалов, а также в связи с простотой утилизации и вторичной переработки в новое изделие;
- упрощением конструкции устройства и увеличением вариантов его клинического использования (например, возможность однократного применения), снижающих опасность инфицирования пациентов, в том числе и особоопасной вирусной инфекцией;
- надежной фиксацией в аппликаторе волновода-инструмента за счет введения в его конструкцию простого элемента - фиксирующего винта из отражающего ультразвук полимерного материала, исключающего неконтролируемые круговые или линейные перемещения волновода-инструмента относительно озвучиваемой миндалины;
- снижением потерь энергии ультразвука на границе раздела "аппликатор-волновод-инструмент" за счет выполнения на внутренней поверхности образующей входного отверстия несущего корпуса аппликатора воздушных зазоров в виде пазов различной геометрии, увеличивающих отражение ультразвука от материала аппликатора и снижающих его нагрев в процессе озвучивания миндалины. Это обусловлено тем, что волновые сопротивления сред на границе раздела определяют условия отражения и преломления звука на границе этих сред. При этом коэффициенты отражения и преломления звука определяются отношением волновых сопротивлений контактирующих сред, наличием в общем объеме дополнительных границ раздела, образуемых полостями, заполненных воздухом, являющимся эффективным отражающим ультразвук фактором.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображены:
на Фиг.1 изображен общий вид устройства;
на Фиг.2 изображено устройство, вид А;
на Фиг.3 изображено устройство, сечение В-В (на виде А);
на Фиг.4 изображено устройство, сечение Б-Б (двухпозиционный кран в положении "открыто");
на Фиг.5 изображено устройство, сечение Б-Б (двухпозиционный кран в положении "закрыто");
на Фиг.6 изображено устройство, сечение Г-Г (на сечении В-В);
на Фиг.7 изображено устройство, сечение Ж-Ж (на сечении Г-Г);
на Фиг.8 изображена схема реализации устройством, например, метода ультразвуковой обработки миндалин при консервативном лечении хронического тонзиллита;
на Фиг.9 схематичное изображение динамики процесса санации миндалины от патологического содержимого при ее ультразвуковой обработке через промежуточный лекарственный раствор.
Устройство для ультразвуковой обработки небных миндалины при консервативном лечении хронического тонзиллита содержит (Фиг.1 - Фиг.9): ультразвуковой генератор (УЗГ) 1, акустический узел (источник ультразвуковых механических колебаний) 2, связанный через шпильку 3 с волноводом-инструментом 4, имеющим излучающую рабочую часть на конце в виде скошенного под углом 45-60° излучающего торца 4.1 для обработки миндалины 5 (Фиг.8), аппликатор 6 в виде несущего корпуса, представляющего собой единый элемент, сменную воронку 7. Аппликатор 6 снабжен каналом 8 для подачи лекарственного раствора в сменную воронку 7 из системы подачи лекарственного раствора и каналом 9 для удаления отработанного лекарственного раствора. Устройство содержит систему подачи лекарственного раствора, включающую емкость 10 с раствором (Фиг.8), подающий патрубок 11 с регулятором расхода, подающий штуцер 12, выполненный заодно с несущим корпусом аппликатора 6. В несущем корпусе аппликатора 6 установлен фиксирующий винт 13 для фиксации волновода-инструмента 4, выполненного, например, из титанового сплава ВТ 3-1 или ВТ-5.
Аппликатор 6, сменная воронка 7 и фиксирующий винт 13 выполнены из полимерного материала, отражающего ультразвук, например, полипропилена для снижения потерь энергии ультразвука на границе контакта (раздела) "волновод-инструмент-фиксирующий винт". Полимерный материал - полипропилен разрешен к применению в медицинских изделиях, контактирующих в процессе лечения с тканями организма. По всей образующей контакта внутренней поверхности входного отверстия несущего корпуса аппликатора 6 и волновода-инструмента 4 выполнены воздушные зазоры (Фиг.7), эффективно отражающие ультразвук, например, в виде пазов 14 различной геометрии (треугольной, прямоугольной и пр.). Кроме того, эти пазы дополнительно выполняют функцию лабиринтного уплотнения, герметизирующего канал 8 от просачивания лекарственного раствора во внешнюю среду при его циркуляции в системе "миндалина-воронка-аппликатор".
Канал 9 для удаления отработанного лекарственного раствора, выполненный в отводящем штуцере 15 оконечной фланцевой части несущего корпуса аппликатора 6, предназначен для удаления из сменной воронки 7 отработанного лекарственного раствора с экстрагированным, в поле ультразвука, патологическим содержимым озвучиваемой миндалины 5 (Фиг.8) посредством системы отвода отработанного лекарственного раствора из сменной воронки 7, включающей сопрягающий патрубок 16, двухпозиционный кран 17, имеющий входной штуцер 17.1 и отводящий штуцер 17.2, корпус которого выполнен заодно с несущим корпусом аппликатора 6, отводящий патрубок 18 и электроотсасыватель 19.
2
Устройство для ультразвуковой обработки небных миндалин при консервативном лечении пациентов, больных хроническим тонзиллитом, используют совместно с серийно выпускаемыми ультразвуковыми аппаратами типа "Тонзиллор", "Тонзиллор-2", "Тонзиллор-ММ", а также любым типом электроотсасывателя, обеспечивающим разрежение в сменной воронке 7 аппликатора 6 порядка 0,3-0,5 кгс/см.
Устройство для ультразвуковой обработки небных миндалин при консервативном лечении хронического тонзиллита у пациентов работает следующим образом.
По известным методикам производят общеклиническое обследование пациента, исследуют мазки из зева и носа на микрофлору, консультируют у терапевта и невропатолога. По результатам исследований и консультаций выбирают тактику лечения и виды применяемых лекарственных растворов.
Первоначально для подавления глотательного рефлекса проводят местную аппликационную или аэрозольную анестезию глотки раствором анестетика (декаин, лидекаин, пирмокаин и пр.), выбираемого в зависимости от возраста пациента и индивидуальной переносимости препарата. Пациента располагают в оториноларингологическом кресле в положении "полусидя" или "полулежа", голова повернута в сторону озвучиваемой миндалины 5.
После этого волновод-инструмент 4 через шпильку 3 соединяют с акустическим узлом 2, связанным с ультразвуковым генератором 1, и через входное отверстие канала 8 для подачи лекарственного раствора несущего корпуса аппликатора 6 вводят его по скользящей посадке и устанавливают в рабочее положение в канале 8 несущего корпуса аппликатора 6, а затем фиксируют фиксирующим винтом 13. Фиксирующий винт 13 проводят через опорную площадку Д (Фиг.6), выполненную вблизи входного отверстия несущего корпуса аппликатора 6, и вводят в соответствующий его положению паз Е (Фиг.6), выполненный на входном цилиндрическом участке волновода-инструмента 4. Этим исключают неконтролируемые круговые или линейные перемещения волновода-инструмента 4 относительно озвучиваемой миндалины и осуществляют фиксацию положения скошенного под углом излучающего торца 4.1 волновода-инструмента 4, строго направляя его в сторону озвучиваемой миндалины 5 (Фиг.8, 9). Затем на оконечную фланцевую часть несущего корпуса аппликатора 6 присоединяют с небольшим натягом сменную воронку 7 необходимого типа размера, рабочее отверстие которой выставляют параллельно скошенному под углом излучающему торцу 4.1 волновода-инструмента 4, что соответствует его направлению (рабочее состояние в процессе лечения) в сторону озвучиваемой миндалины 5 (Фиг.3, 8 и 9). Сменная воронка 7 имеет три типа размера: большой, средний, малый, - в зависимости от величины озвучиваемой в процессе лечения миндалины 5. После этого к штуцеру 12 (Фиг.8) для подачи лекарственного раствора через подающий патрубок 11 с регулятором расхода подключают емкость 10 с предварительно приготовленным лекарственным раствором, а к выходному штуцеру 17.2 двухпозиционного крана 17 присоединяют отводящий патрубок 18, соединенный с электроотсасывателем 19.
2
2
После этого на миндалину 5 накладывают сменную воронку 7, сопряженную с аппликатором 6 (Фиг.8, 9). Двухпозиционный кран 17 из положения "открыто" (Фиг.4) переводят в положение "закрыто" (Фиг.5) и включают электроотсасыватель 19. При создании вакуума порядка 0,3-0,4 кгс/см в системе электроотсасывателя 19 двухпозиционный кран 17 переводят в положение "открыто" (Фиг.4). В этот момент в системе "миндалина-воронка-аппликатор-электроотсасыватель" создается разрежение порядка 0,3-0,4 кгс/см, благодаря чему сменная воронка 7 и сопряженный с ней аппликатор 6 плотно фиксируются на миндалине 5, с которой под действием вакуума частично удаляются белковые наслоения и патологическое содержимое лакун. Посредством созданного вакуума из системы подачи лекарственного раствора, включающей емкость 10 с лекарственным раствором, через подающий патрубок 11 с регулятором расхода, подающий штуцер 12 для подачи лекарственного раствора из системы подачи и канал 8 для подачи лекарственного раствора в сменную воронку 7 засасывается лекарственный раствор и обеспечивается его циркуляция в системе "миндалина-воронка-аппликатор-электроотсасыватель". При этом происходит взаимодействие лекарственного раствора с лакунами миндалины и патологическим содержимым, которое частично экстрагируется и насыщает циркулирующий лекарственный раствор. Отработанный лекарственный раствор из полости сменной воронки 7 через канал 9 для удаления отработанного лекарственного раствора в отводящем штуцере 15 оконечной фланцевой части несущего корпуса аппликатора 6, сопрягающий патрубок 16, двухпозиционный кран 17 и отводящий патрубок 18 всасывается в банку-сборник электроотсасывателя 19. Затем включают ультразвуковой генератор 1 и в процессе всего времени обработки миндалины 5 через циркулирующий лекарственный раствор производят ее непрерывное озвучивание в режиме кавитации при следующих акустических и технологических параметрах:
- частота ультразвуковых колебаний
волновода-инструмента - 26,5 кГц;
- амплитуда ультразвуковых колебаний излучающего
торца волновода-инструмента - 50-80 мкм;
- расстояние между излучающим торцом волновода-инструмента
и поверхностью озвучиваемой миндалины - не менее 5 мм;
- экспозиция ультразвукового воздействия - 60-90 сек;
2
2
- вид промежуточного лекарственного раствора, например: 1% раствор НO, озонированный физиологический раствор, озонированные 5-10% масляные эмульсии типа "масло в воде" и другие антисептики окислительной группы, которые в сочетании с ультразвуком оказывают выраженное бактерицидное действие.
Возникающие в циркулирующем лекарственном растворе под действием высокоамплитудного ультразвука: кавитация, акустические течения и высоконапорные жидкостные струи, переменное звуковое давление и пр., направляемые на поверхность миндалины 5 (Фиг.9 а, б, в, г, д), обеспечивают разрушение и смыв поверхностных белковых наслоений (Фиг.9а), расширение и раскрытие устьев лакун (Фиг.9б), вымывание из них патологического содержимого, в том числе казеозных пробок (Фиг.9в), инициирование ультразвукового капиллярного эффекта в паренхиме и капиллярно-пористой лакунарной системе миндалины, сопровождаемых дополнительной экстракцией патологического содержимого, дренированием лакун и крипт (Фиг.9г) и импрегнацией в них лекарственного раствора (Фиг.9д). Указанное приводит к интенсификации процессов очистки миндалины 5 от патологического содержимого, инактивации патогенной микрофлоры, депонированию лекарственного вещества в очищенные в процессе ультразвуковой санации лакуны и крипты миндалины 5. Циркулирующий в полости сменной воронки 7 (в течение всего времени озвучивания) лекарственный раствор, в одной стороны, охлаждает область озвучивания, предотвращая термодеструкцию тканей миндалины, а с другой, с "отработанными" порциями раствора удаляет патологическое содержимое в банку-сборник электроотсасывателя 19. После завершения этапа озвучивания миндалины 5 двухпозиционный кран 17 аппликатора 6 устанавливают в положение "закрыто" (Фиг.5), выключают ультразвуковой генератор 1 и электроотсасыватель 19. Далее, на задержке дыхания больным снимают сменную воронку 7, сопряженную с аппликатором 6, с миндалины 5. Больной принимает положение "сидя". Аналогично по показаниям осуществляют ультразвуковую обработку второй миндалины с применением того же устройства.
После осуществления ультразвуковой обработки небных миндалин у пациента устройство разбирают. Контактировавшие с инфицированными тканями сменную воронку 7, аппликатор 6 и сопряженные с ним патрубки (подающий 11, сопрягающий 16 и отводящий 18) направляют на обработку согласно регламента МУ 287-113-98 "Методические указания по дезинфекции, предстерилизационной очистке и стерилизации изделий медицинского назначения".
Предложенное техническое решение позволяет существенно упростить конструкцию устройства путем технологически выгодного и дешевого способа изготовления несущего корпуса аппликатора в виде единого элемента из отражающего ультразвук полимерного материала при обеспечении надежной фиксации в аппликаторе волновода-инструмента за счет введения в его конструкцию простого элемента - фиксирующего винта из отражающего ультразвук полимерного материала, исключающего неконтролируемые круговые или линейные перемещения волновода-инструмента относительно озвучиваемой миндалины. Кроме того, в предложенной конструкции устройства обеспечено снижение потерь энергии ультразвука на границе раздела "аппликатор-волновод-инструмент" за счет выполнения на внутренней поверхности образующей входного отверстия несущего корпуса аппликатора воздушных зазоров в виде пазов различной геометрии, увеличивающих отражение ультразвука от материала аппликатора и снижающих его нагрев в процессе озвучивания миндалины. Наряду с упрощением конструкции устройства и улучшением условий озвучивания санируемой поверхности миндалины обеспечивается возможность вариантного использования основных рабочих элементов устройства (аппликатора, сменной воронки, фиксирующего винта):
- однократное применение устройства при лечении пациентов, состоящих в группах риска по особоопасным инфекциям. При этом контактировавшие с инфицированными тканями аппликатор, сменную воронку и фиксирующий винт в установленном порядке утилизируют. Повторное их использование исключается;
- однократное или индивидуальное применение устройства при лечении пациентов, не состоящих в группах риска по особоопасным инфекциям, например, в условиях платного приема. Обеспечивает благоприятное психоэмоциональное состояние пациента при осуществлении процедур с использованием предлагаемого устройства;
- многократное применение устройства при лечении пациентов, не состоящих в группах риска по особоопасным инфекциям. При этом, контактировавшие с инфицированными тканями аппликатор, сменную воронку и фиксирующий винт в установленном порядке направляют на обработку согласно регламента МУ 287-113-98 "Методические указания по дезинфекции, предстерилизационной очистке и стерилизации изделий медицинского назначения", а затем используют повторно при лечении этого же пациента. Возможно их многократное индивидуальное использование до потери эксплуатационных свойств, характерных для полимерных материалов.
Заявляемое устройство может быть использовано не только в оториноларингологии, но и при лечении воспалительных заболеваний, ран и раневой инфекции в хирургии, акушерстве и гинекологии, стоматологии, косметологии и пр.
К настоящему времени опытные образцы предлагаемого устройства в составе серийно выпускаемого аппарата ультразвукового оториноларингологического "Тонзиллор-ММ" (НПП "Метромед", г.Омск) успешно апробированы в лор-отделении Фонда "Медсанчасть-168" (г.Новосибирск) при консервативном лечении пациентов, больных хроническим тонзиллитом. В установленном МЗиСР РФ порядке для организации производства устройства для ультразвуковой обработки небных миндалин при консервативном лечении хронического тонзиллита разработаны: конструкторская документация, методические рекомендации по применению, программа и методики приемочных и клинических испытаний изделия и пр.
Источники информации
1. А.С. СССР N942768, кл. A61M 7/00, 1980.
2. Патент РФ N2099110, кл. A61N 7/00, 1994.
3. Педдер В.В., Овчинников Ю.М., Кротов Ю.А. и др. Низкочастотный ультразвук в лечении заболеваний лор-органов: Методические рекомендации. - Омск, 1999. - 60 с.