Способ лечения заболеваний дыхательных путей и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к медицине и предназначено для лечения заболеваний дыхательных путей. Подают аэрозоль после вдыхания 70-95% объема вдоха и прекращают после вдыхания 80-100% объема вдоха. Воздействуют магнитным полем низкой частоты на патологический очаг в дыхательных путях магнитным полем низкой частоты, начинают синхронно с началом поступления аэрозоля в дыхательные пути и заканчивают в момент начала выдоха. Устройство содержит блок управления, распылитель, маску, датчик дыхания. В устройстве последовательно соединены с блоком управления устройство сопряжения выхода, дозатор, источник питания магнитоиндукторов, магнитоиндукторы и генератор импульсов. Выход блока управления соединен с входом генератора импульсов, выход генератора импульсов - с распылителем. Блок управления выполнен с возможностью управлять началом и окончанием подачи аэрозоля и воздействием дозированным магнитным полем в соответствии с предварительным заданием при адаптивном слежении за интенсивностью и фазами дыхания пациента. При аритмии дыхания пациента блок управления подает сигнал пациенту. Способ и устройство позволяют подавать лекарственное средство в виде аэрозоля в конце фазы вдоха с возможностью регулирования моментов начала и конца подачи аэрозолей, воздействия переменным магнитным полем с момента начала подачи аэрозоля до начала выдоха. 2 с.п.ф-лы, 1 табл., 5 ил.

Изобретение относится к медицине и может применяться для лечения всех заболеваний дыхательных путей, при которых используется ингаляционная терапия и низкочастотное магнитное поле.

Известен способ лечения заболеваний дыхательных путей в виде ингаляции аэрозоля, образованной с помощью ультразвука (см. ингалятор ультразвуковой индивидуального пользования "УИПП-1", руководство по эксплуатации ИЕНЯ, 9415827003 РЭ, НПО "Электропреобразователь" завод "Инвертор", г. Оренбург).

Известен способ лечения заболеваний дыхательные путей с помощью подачи аэрозолей, образуемых механическим методом (см. ингалятор аэрозольный АИ-1 9Г2. 933. 001 ПС).

Известен способ лечения заболеваний дыхательных путей с помощью низкочастотного магнитного поля (см. аппарат низкочастотной магнитотерапии "Градиет-1" АУЯ 2.040. 023 ИЕ).

Известен способ сочетанной аэрозольной и магнитотерапии, включающий ежедневные ингаляции лекарственных растворов с последующим воздействием на верхние дыхательные пути постоянным магнитным полем (Г.М.Кортенко, Л.М., Графская "Местная магнитотерапия в сочетании с аэрозолями комплекса лекарственных препаратов при острых респираторных заболеваниях у рабочих мебельного комбината". Журнал ушных, носовых и горловых болезней, 1988, N 5, стр. 45-47). Прототип.

Известно устройство для лечения заболеваний дыхательных путей, содержащее компрессор, соединенный посредством трубок с распылителем (см. руководство по эксплуатации ингалятора аэрозольного АИ-1 9Г2.933.С01 ПС).

Известен аппарат для лечения низкочастотным магнитным полем, позволяющий продлить время процедуры и, следовательно, повысить эффективность лечения за счет дозированного воздействия магнитным полем синхронно с фазами сердечной деятельности и фазами дыхательных движений (см. патент РФ N 2020983, кл. A 61 N 2/04, опубликован 15.10.94. Бюл. N 19). Аналог.

Известно устройство для лечения заболеваний дыхательных путей, содержащее блок управления и респиратор, клапан для регулирования подачи кислорода или воздуха от источника сжатого кислорода или воздуха, магистраль, распылитель лекарственных препаратов, датчик давления, соединитель, хронометрирующие средства, подключенные между датчиком давления и управляющим входом клапана, позволяющее повысить экономичность лечебной процедуры путем синхронизации дыхательного цикла и периода распыления лекарственных препаратов, в котором предусмотрено управление временем начала и окончания распыления посредством настройки хронометрирующих средств (см. пат. СССР N 1745104, кл. A 61 M 15/00, опубл. в 1992 г.). Прототип.

Недостатки известных способов: 1. При лечении заболеваний дыхательных путей только небольшая часть аэрозолей взаимодействует с патологическим очагом в них.

2. Нет регулируемых ингаляционных аппаратов, генерирующих частицы аэрозолей необходимой величины для оседания в заданных участках дыхательных путей, пораженных патологическим процессом. Нет также устройств, позволяющих отделить мелкие частицы аэрозолей, сохранив крупные частицы определенной величины, обеспечив тем самым избирательность воздействия на заданные участки дыхательных путей.

3. Большая часть лекарственных веществ, поступающих с аэрозолями, поглощается непораженными слизистыми дыхательных путей и в альвеолах, в то время как в зоне поражения всасывательная способность слизистой значительно снижена.

4. Время воздействия на патологический очаг ограничено временем распыления терапевтической дозы препарата.

5. Лекарственное вещество расходуется неэкономно, распыляется избыточно.

В результате: 1. Ингаляцию приходится прекращать после использования терапевтической дозы препарата, который воздействовал, в основном, на здоровые участки системы органов дыхания.

2. Взаимодействие лекарственного вещества с "мишенью" происходит, в основном, по неблагоприятной схеме: препарат - организм - патологический очаг. (Благоприятная схема: препарат - патологический очаг - организм - патологический очаг).

3. Побочные эффекты лекарственных веществ развиваются как на неповрежденных участках системы органов дыхания, так и в организме при минимальной пользе в зоне поражения.

Недостатки способов лечения аппаратами, генерирующими низкочастотное магнитное поле: 1. Короткое время процедуры (10-15 мин), которое не позволяет получить положительный максимальный эффект (см. Демецкий А.И. с соавт., ж. "Здравоохранение Белоруссии", 1879, N 12, с. 3-5 и патент Российской Федерации N 2020983). Положительные эффекты на микроциркуляцию при воздействии низкочастотного магнитного поля начинаются после 10 минут и достигают максимума к одному часу от начала процедуры. Все остальные эффекты магнитного поля, в основном, опосредованы через улучшение микроциркуляции. На обычных аппаратах, применяемых для низкочастотной магнитотерапии (за исключением приведенного выше, патент 2020933), увеличение времени процедуры приводит к отрицательным эффектам, в основном из-за дегрануляции тучных клеток (см. Батурина С. Л., Кошев В.И, "Актуальные вопросы магнитобиологии и магнитотерапии", Ижевск 1981, с. 20, Кошев В.И. с соавт., там же с. 41-42, Муравьев М.Ф. с соавт., там же с.48-50).

2. Несмотря на то, что известно положительное влияние магнитного поля на активность лекарственных веществ, а также на тот факт, что противовоспалительное действие магнитного поля положительно влияет на взаимодействие аэрозоля с пораженной слизистой дыхательных путей, отсутствуют аппараты, позволяющие производить сочетанное воздействие на дыхательные пути с омагничиванием аэрозоля в зоне их поражения.

Недостатки известных способов - это низкая эффективность лечения заболеваний дыхательных путей и неблагоприятное воздействие на неповрежденные участки дыхательных путей.

Недостатки известных аппаратов обусловлены недостатками известных способов лечения и сопутствующими результатами лечения, изложенными в представленном описании (см. раздел способа лечения, листы 2, 3).

Кроме этого, известные аппараты невозможно применить в качестве устройства по заявляемому способу из-за следующих недостатков: 1. Выходной сигнал датчика давления фиксирует только моменты начала и конца фазы вдоха. При этом не отслеживается текущее значение объема производимого вдоха.

2. Хронометрирующими средствами задается фиксированное время открытого состояния клапана (следовательно, подачи аэрозоля) без адаптивного слежения за интенсивностью дыхания патента.

3. Создается дополнительная нагрузка на органы дыхания пациента из-за необходимости создавать при вдохе начальное разрежение в полости респиратора до наступления момента срабатывания клапана.

4. Необходимо наличие источника давления (сжатий воздух, кислород).

5. Воздействие дозированного магнитного поля на патологический очаг не синхронизировано с подачей аэрозоля в дыхательные пути.

Задачей заявляемого способа лечения является повышение эффективности терапии заболеваний дыхательных путей и экономия лекарственных препаратов при одновременном снижении их побочных эффектов.

Это достигается, во-первых, тем, что по предлагаемому способу вводимые аэрозоля лекарственных средств контактируют, в основном, с заданными участками дыхательных путей, так как подаются в определенные периоды фазы вдоха, соответствующие по объему заполнению этих участков (см. фиг. 1).

Момент начала и окончания воздействия, т.е. длительность подачи аэрозоля регулируется. Этим достигается избирательность заполнения аэрозолями соответствующих отделов дыхательных путей, то есть глубина проникновения "столба" аэрозоля в дыхательные пути.

В результате лекарственные вещества не попадают в альвеолы, здоровые глубжележащие /по отношению к заданным/ отделы дыхательных путей. Меньше контактирует с аэрозолями и слизистая вышележащих по отношению к патологическому очагу участков дыхательных путей. Следовательно, уменьшается всасывание лекарственных препаратов здоровой слизистой оболочкой, их побочное действие как на указанные отделы дыхательной системы, так и на весь организм. Создаются условия для достижения терапевтической дозы препарата непосредственно в патологическом очаге за счет продления времени процедуры.

Известно, что дыхательный объем взрослого человека в среднем равен около 500 мл. Объем "мертвого" ("вредного") пространства равен 150 мл, т.е. 30% дыхательного объема (см. "Руководство по анестезиологии" под ред. Дарбиян Т. М. М. "Медицина", 1973. стр. 76, 78-79).

Учитывая, что воздух поступает в дыхательные пути практически равномерно во время всей фазы вдоха, подача аэрозоля в тот или иной момент времени вдоха будет соответствовать заполнению определенного отдела дыхательных путей.

Во-вторых, за счет управляемой подачи аэрозолей происходит экономия лекарственного вещества минимум в 10 раз за один и тот же отрезок времени по сравнению с традиционными аппаратами при том же эффекте.

В третьих, по предлагаемому способу рабочее низкочастотное магнитное поле начинает воздействовать на патологический очаг в момент начала поступления столба аэрозоля в дыхательные пути и прекращает действие в момент начала выдоха.

В результате магнитное поле действует не более 10% текущего времени процедуры. Создаются условия для продления общего воздействия магнитным полем до 80 мин, что соответствует возможности продления времени ингаляции по аналогичным причинам и, таким образом, реализовать положи тельный максимальный эффект магнитного поля во времени, не превышая при этом общей дозы магнитного поля.

Так, например, доза магнитного поля аппарата "Градиент-1" на гортань составляет: 20 мТл·15 мин = 300 мТл-мин (см. инструкцию по применению аппарата для низкочастотной магнитотерапии "Градиент-1" АУЯ 2.940,023 ИЭ). При воздействии магнитным полем по предлагаемому способу пациент максимально получит за 80 мин: 20 мТл ·8 мин = 160 мТл-мин.

Величина индукции магнитного поля может регулироваться в зависимости от того, на какую часть дыхательных путей производится воздействие, а также от установленного времени продолжительности ингаляции, необходимой для достижения эффекта. При этом общая доза магнитного поля, рассчитанная для данного участка дыхательных путей, не превышается.

Воздействие магнитным полем, благодаря противовоспалительному действию, улучшает всасывание лекарственного аэрозоля в патологическом очаге. Этому будут также способствовать слабые движения частиц аэрозолей, возникающие под действием низкочастотного магнитного поля. Кроме того, омагниченные непосредственно в патологическом очаге лекарственные средства будут действовать более активно.

Предложены следующие режимы ингаляции и магнитотерапии в зависимости от локализации патологического очага (см. таблицу).

При аритмии дыхания у пациента во время процедуры, из-за кашля, затяжного вдоха и других причин, подача аэрозоля прекращается и подается сигнал, побуждающий пациента закончить вдох.

Существенные признаки способа (общие с прототипом): - подача лекарственных средств в виде аэрозоля, - проведение магнитотерапии.

Новые признаки: - подачу лекарственных средств начинают после вдыхания 70-95% объема вдоха - и прекращают после вдыхания 80-100% объема вдоха, - воздействие осуществляют магнитным полем низкой частоты на патологический очаг в дыхательных путях,
- начиная синхронно с началом поступления аэрозоля в дыхательные пути и заканчивая в момент начала выдоха.

Существенные признаки устройства.

Общие признаки с прототипом:
- блок управления,
- распылитель,
- маска,
- датчик дыхания.

Новые признаки:
в устройство введены подключенные к блоку управления последовательно соединенные:
- источник питания магнитоиндукторов,
- магнитоиндукторы,
а также подключенные к блоку управления последовательно соединенные:
- устройство сопряжения выхода,
- дозатор,
а также включенный последовательно между блоком управления и распылителем генератор импульсов,
при этом датчик дыхания выполнен способным реагировать на величину экскурсии грудной клетки,
при этом с целью локальной доставки аэрозолей к патологическому очагу в дыхательных путях и воздействия дозированным магнитным полем на патологический очаг блок управления выполнен с возможностью управлять началом и окончанием подачи аэрозоля и воздействием дозированным магнитным полем, в соответствии с предварительным заданием, при адаптивном слежении за интенсивностью и фазами дыхания пациента, а при аритмии дыхания пациента подавать сигнал пациенту и прекращать подачу аэрозоля в момент окончания фазы вдоха, если объем предыдущего вдоха окажется больше последующего.

Сущность изобретения поясняется на чертежах, где на фиг. 1 изображена спирограмма, заданные моменты начала и окончания подачи лекарственного средства, моменты начала и окончания воздействия магнитного поля, заданная величина индукции магнитного поля; на фиг. 2 - блок-схема предложенного устройства; на фиг. 3 - блок-схема системы управления; на фиг. 4 - блок-схема блока управления; на фиг. 5 - эпюры напряжений на выходах блоков схемы.

Устройство для лечения заболеваний дыхательных путей (фиг. 2) содержит маску 1 со встроенным распылителем 2 и дозатором 3, магнитоиндукторы 4, датчик 5 дыхания, систему 6 управления, причем к входу системы управления подключен датчик 5 дыхания, а к выходам 1...3 - соответственно дозатор 3, распылитель 2, магнитоиндукторы 4.

Система 6 управления (фиг. 3) содержит измерительный преобразователь 7, блок 8 управления, устройство 9 сопряжения выхода, источник питания 10 магнитоиндукторов, генератор 11 импульсов. Вход системы 6 управления является входом измерительного преобразователя 7 и подключен к выходу датчика 5 дыхания, выход измерительного преобразователя 7 соединен с информационным выходом XI блока 8 управления. Убавляющие выходы Z1...Z3 блока 8 управления соединены соответственно с входами устройства 9 сопряжения выхода, источника питания 10 магнитоиндукторов и генератора 11 импульсов. Выход Z4 управляет подачей сигнала пациенту. Выходы устройства 9 сопряжения выхода, источника питания 10 магнитоиндукторов и генератора 11 импульсов являются соответственно выходами 1...3 системы 6 управления. Блок 8 управления (фиг. 4) содержит микропроцессор 12, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 13, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 14, порт 15, соединенный с клавиатурой 16, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 17, порт 18, соединенный с цифровым индикатором 19, порты 20, 21, 22 и 23. Элементы 12...15, 17, 18, 20...23 соединены между собой системными шинами.

Информационный вход XI блока 8 управления является выходом АЦП 17. Управляющие выходы Z1...Z4 являются выходами портов 20...23.

В качестве распылителя 2 может быть применен известный ультразвуковой распылитель, преобразующий жидкие лекарственные вещества в аэрозоль. Колебания рабочего элемента распылителя 2 возбуждаются генератором 11 импульсов (ультразвуковым генератором).

Дозатор 3 представляет собой объемный поршневой дозатор жидкости с электромеханическим приводом.

В качестве датчика 5 дыхания могут быть применены различные параметрические датчики, реагирующие на экскурсию грудной клетки при дыхании.

Схема измерительного преобразователя 7 строится в зависимости от примененного датчика 5 дыхания и выполняет функции преобразователя изменения параметра датчика 5 дыхания в непрерывный аналоговый сигнал на выходе.

Блок 8 управления может быть реализован на базе соответствующего микропроцессорного комплекта БИС. На фиг. 4 представлен вариант конфигурации блока 8 управления, где в качестве интерфейса устройств ввода-вывода используются адресуемые буферные регистры /порты/.

Устройство (9) сопряжения выхода представляет собой управляемый коммутатор с гальванической развязкой по цепи управления.

Источник питания 10 магнитоиндукторов может быть выполнен по типу аппарата для магнитотерапии "Градиент-1", отличаясь тем, что в наго введен управляемый коммутатор, позволяющий по сигналу управления изменять магнитную индукцию магнитоиндукторов 4 от нуля до рабочей и наоборот.

Устройство работает следующим образом.

Выполняются подготовительные операции:
- заполняется дозатор 3 (фиг. 2) лекарственным веществом,
- устанавливается датчик 5 дыхания на грудной клетке (животе) пациента,
- фиксируется маска 1 у лица,
- над патологическим очагом фиксируются магнитоиндукторы 4.

Посредством клавиатуры 16 (фиг. 4) задаются и контролируются по показаниям индикатора 19 режимы ингаляции:
- продолжительность процедуры,
- величина индукции магнитного поля,
- момент начала и окончания подачи (генерирования) аэрозоля,
- самотестирование системы управления.

По сигналу готовности системы управления начинается процедура ингаляции.

Параметр датчика 5 дыхания, например сопротивление (фиг. 3), изменяется при дыхании пропорционально изменению объема вдыхаемого воздуха. Сигнал поступает на вход измерительного преобразователя 7, преобразуется в аналоговый, масштабируется, линеаризируется, выделяется переменная составляющая сигнала и подается на выход XI блока 8 управления. Поступающий с входа XI сигнал преобразуется АЦП 17 (фиг. 4) в код и поступает в системные шины 24. Микропроцессор 12 совместно с элементами памяти 13, 14 обрабатывает информацию, поступающую по системным шинам 24, и выдает управляющие сигналы через порты 20...23 на управляющие выходы Z1...Z4.

Алгоритм управления задается программным способом и выполняется в следующей последовательности:
- записывается в ОЗУ 13 коды выбранного времени процедуры, моменты начала и окончания подачи аэрозоля (коэффициенты умножения). Начало подачи устанавливается в пределах 0,7...0,95, конец подачи - 0,8...1,0 от произведенного предыдущего вдоха;
- запускается задача самотестирования;
- запускается задача управления;
- в каждом предыдущем вдохе снимаемый с АЦП 17 код величины объема произведенного вдоха записывается в ОЗУ 13, умножается на выбранные коэффициенты умножения (0,7...0,95 и 0,8...1,0), определяющие моменты начала и конца подачи аэрозоля, и записывается в ОЗУ 13;
- при каждом последующем вдохе текущий код о выхода АЦП 17 сравнивается с записанными кодами в предыдущем вдохе;
- при совпадении текущего кода записанным кодом момента начала подачи аэрозоля через порты 20...22 по выходам Z1...Z3 подаются команды на включение привода, дозатора 3, на увеличение магнитной индукции, создаваемой магнитоиндукторами 4, до рабочей величины и на включение генератора 11 импульсов;
- образующийся в полости маски аэрозоль вдыхается пациентом;
- при совпадении текущего кода с записанным кодом момента окончания подачи аэрозоля от портов 20, 21 по выходам Z1, Z2
поступают сигналы на отключение привода дозатора 3 и генератора 11 импульсов;
- при совпадении текущего кода с записанным кодом момента окончания предыдущего вдоха от порта 23 по выходу Z3 поступает сигнал на уменьшение магнитной индукции до нуля.

- если записанный код (с учетом величины зоны нечувствительности), соответствующий максимальному объему предыдущего вдоха, окажется меньше кода текущего значения в последующем вдохе (аритмия дыхания, спонтанный кашель и пр., см. фиг. 5, третий цикл дыхания), то через порт 23 по выходу Z4 подается сигнал пациенту, побуждающий закончить глубокий (затяжной) вдох;
- если записанный код, соответствующий моменту конца подачи аэрозоля, окажется больше текущего кода, соответствующего концу фазы вдоха (аритмия дыхания, неполный вдох, см. фиг 5, четвертый цикл дыхания), то через порты 20...22 по выходам Z1...Z3 подается команда на отключение привода дозатора 3 уменьшение магнитной индукции до нуля и отключение генератора 11 импульсов, а через порт 23 по выходу Z4 подается сигнал пациенту, побуждающий дышать с равномерной интенсивностью;
- при достижении времени процедуры заданному через порт 23 по выходу Z4 подается сигнал об окончании процедуры.

Предложенная система управления относится к следящей адаптивной системе регулирования с запаздыванием (на цикл дыхательного движения), с обратной связью (сигнал пациенту), побуждающей объект регулирования /пациента/ исключать возмущающее воздействие, т.е. стремиться поддерживать постоянной интенсивность дыхания.

Пример 1. Шахтер В. , 42 лет обратился с жалобами на резкую хриплость голоса, боли в области гортани, кашель с вязкой мокротой, периодическую инспираторную одышку.

Объективно: выраженная гиперемия слизистое гортани, голосовых складок, верхнего отдела трахеи. В просвете гортани и трахеи густая слизь, корки. Дисфония III степени.

Диагноз. Обострение хронического субатрофического ларинготрахеита. Больному в первые сутки проведена избирательная синхронная ингаляция в магнитном поле с раствором бикарминта и химотрипсином 60 мин, к следующему дню гортань очистилась от слизи и корок, проведено лечение предлагаемым способом с использованием антибиотиков и гидрокортизона 2 дня, затем две масляные ингаляции.

Воспаление стихло, голос восстановился. Больной выписан на 6 сутки. Контрольный срок лечения больных с таким процессом при применении традиционных методов составляет 14 дней.

Пример 2. Больной А. 58 лет., страдает бронхиальной астмой, инфекционно-аллергической этиологии, ДН 2-3 степени. Проведено лечение указанным способом с применением суспензии гидрокортизона и антибиотиков, всего 10 процедур. Состояние больного значительно улучшилось. Приступы бронхиальной астмы прекратились после третьей процедуры. После курса лечения состояние удовлетворительное, дыхательная недостаточность 1 степени.

Пример 3. Больная Г. 48 лет, непрофессиональная певица, солистка хора, обратилась с жалобами на хриплость голоса, неприятные ощущения в гортани, периодическое затруднение вдоха.

Заболела после очередной голосовой нагрузки во время ОРВИ.

Объективно: резкий водянистый отек слизистой оболочки гортани в области черпаловидных хрящей, гиперемия голосовых складок, парез голосовых складок в задней трети. Дисфония 3 степени. Проведена избирательная синхронная ингаляция с антибиотиками и гидрокортазоном в магнитном поле. После первой процедуры отек гортани прошел. Воспаление постепенно стихло (после 4-й процедуры), голос восстановился на 5-й день. Пареза голосовых складок не определяется, смыкание их при фонации полное.

Формула изобретения

1. Способ лечения заболеваний дыхательных путей, включающий подачу лекарственных средств в виде аэрозоля и проведение магнитотерапии, отличающийся тем, что подачу аэрозоля начинают после вдыхания 70 - 95% объема вдоха и прекращают после вдыхания 80 - 100% объема вдоха, а воздействие осуществляют магнитным полем низкой частоты на патологический очаг в дыхательных путях, начиная синхронно с началом поступления аэрозоля в дыхательные пути и заканчивая в момент начала выдоха.

2. Устройство для лечения заболеваний дыхательных путей, содержащее блок управления, распылитель, маску, датчик дыхания, отличающееся тем, что в него введены последовательно соединенные с блоком управления устройство сопряжения выхода, дозатор, а также последовательно соединенные с блоком управления источник питания магнитоиндукторов, магнитоиндукторы и генератор импульсов, причем выход блока управления соединен с входом генератора импульсов, а выход генератора импульсов - с распылителем, при этом блок управления выполнен с возможностью управлять началом и окончанием подачи аэрозоли и воздействием дозированным магнитным полем в соответствии с предварительным заданием при адаптивном слежении за интенсивностью и фазами дыхания пациента, при аритмии дыхания пациента подавать сигнал пациенту, а в случае, если код величины объема предыдущего вдоха больше текущего кода величины объема вдоха, соответствующего концу фазы вдоха, подавать сигнал пациенту и прекращать подачу аэрозоля.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6