способ лечения ран и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ лечения ран, включающий обработку антисептики и воздействие ультрафиолетовым излучением, отличающееся тем, что воздействие осуществляют в импульсном режиме излучением сплошного спектра с длительностью импульса не более 2 10^-3 с, плотностью мощности в зоне обработки не менее 10 кВт/м² и суммарной энергетической дозой не менее 10² Дж/м².

2. Устройство для лечения ран, содержащее облучатель с источником ультрафиолетового излучения, отражателем и светофильтром, блок питания и управления, подключенный к облучателю, отличающийся тем, что источник ультрафиолетового излучения выполнен в виде импульсной газоразрядной лампы, блок питания и управления содержит источник постоянного напряжения, накопительный конденсатор, подключенный к источнику постоянного напряжения, и генератор импульсов поджига, причем импульсная газоразрядная лампа и накопительный конденсатор электрически соединены между собой так, что образуют разрядный контур, генератор импульсов поджига индуктивно связан с разрядным контуром, а параметры разрядного контура связаны между собой соотношением 1

где U - напряжение заряда накопительного конденсатора, В;

C - емкость накопительного конденсатора, Ф;

L - индуктивность разрядного контура, Гн;

d - внутренний диаметр газоразрядной лампы, м;

l - расстояние между электродами газоразрядной лампы, м;

A - 10⁹ Вт/м² - постоянный коэффициент.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, а также к хирургии, профилактике и лечению гнойных ран: обширных раневых и ожоговых поверхностей, поверхностей и полостей с высокой бактериальной обсемененностью.

Известен способ лечения кожных заболеваний, заключающийся в облучении пораженного участка ультрафиолетовым (УФ) излучением, инфракрасным (ИК) излучением и небольшой частью видимого излучения, причем излучение имеет линейчатый спектр, характеризуется низкой интенсивностью и постоянно во времени (см. патент США N 3818914, кл. А 61 N 5/06, 1974). Известно также устройство для осуществления указанного способа, содержащее сфероидальную ртутную лампу небольшой мощности, отражатель.

Недостатками известных способа и устройства являются значительное время лечебных процедур (десятки минут), наличие нежелательных побочных эффектов: фотохимические и фотобиологические реакции (эритема, шелушение и др. ) в поверхностном слое облучаемого участка, наработка в воздухе под действием УФ-излучения высоких концентраций озона и других токсичных газов.

Указанные недостатки обусловлены использованием в известных способе и устройстве непрерывного во времени УФ-излучения низкой интенсивности с линейчатым спектром.

Наиболее близким к предлагаемому способу по своей сущности является способ лечения гнойных ран, включающий введение в организм антибактериальных препаратов одновременно с воздействием на рану УФ-излучения в диапазоне 2200-2600 2200-2600 и ИК-излучения в диапазоне 52000-52600 52000-52600 в течение 20-30 мин (авт. св. СССР N 1600790, кл. А 61 N 5/06, 1990). Для реализации способа необходим предварительный прогрев источника УФ-излучения в течение 10-15 мин, после чего появляется ИК-составляющая от нагретого прибора.

Известна также установка, с помощью которой возможно осуществление известного способа лечения, содержащая облучатель с источником УФ-излучения, отражателем и светофильтром и блок питания и управления, подключенный к облучателю. В известной установке применяются низкоинтенсивные ртутные бактерицидные лампы ДРБ-8 мощностью 8 Вт с линейчатым эмиссионным спектром. Режим работы установки непрерывный.

В принципиальном плане известные способ и установка сохраняют недостатки аналога, а именно: вследствие применения непрерывного УФ-излучения низкой интенсивности с линейчатым спектром длительность лечебной процедуры и подготовительных операций значительны и, кроме того, имеют место отрицательные побочные эффекты.

Предлагаемые способ профилактики и лечения раневой инфекции и установка для его осуществления направлены на устранение указанных недостатков, а именно на существенное сокращение длительности лечебной процедуры и устранение отрицательных побочных эффектов УФ-воздействия.

Согласно предлагаемому способу профилактики и лечения раневой инфекции проводят обработку ран антисептиками в сочетании с УФ-облучением, причем УФ-облучение осуществляют источником импульсного УФ-излучения сплошного спектра с длительностью импульса не более 210^-3 с, плотностью мощности в зоне обработки не менее 10 кВт/м² и суммарной энергетической дозой не менее 10² Дж/м².

В установке для профилактики и лечения раневой инфекции, содержащей облучатель с источником УФ-излучения, отражателем и светофильтром, блок питания и управления, подключенный к облучателю, источник УФ-излучения выполнен в виде импульсной лампы, блок питания и управления содержат источник постоянного напряжения, накопительный конденсатор, подключенный к источнику постоянного напряжения, и генератор импульсов поджига, причем импульсная газоразрядная лампа и накопительный конденсатор электрически соединены между собой так, что образуют разрядный контур, генератор импульсов поджига индуктивно связан с разрядным контуром, а параметры разрядного контура связаны между собой соотношением

11, где U - напряжение заряда накопительного конденсатора, В;

С - емкость накопительного конденсатора, Ф;

L - индуктивность разрядного контура, Гн;

d - внутренний диаметр газоразрядной лампы, м;

l - расстояние между электродами газоразрядной лампы, м;

А = 10⁹ Вт/м² - постоянный коэффициент.

На фиг. 1 изображена блок-схема установки для профилактики и лечения раневой инфекции; на фиг. 2 - блок-схема блока питания и управления; на фиг. 3 - вариант выполнения блока питания и управления.

Установка содержит облучатель 1, в котором установлены источник импульсного УФ-излучения - импульсная газоразрядная лампа 2, отражатель 3 и светофильтр 4. Облучатель 1 электрически подключен к блоку питания и управления 5. Блок питания и управления 5 содержит источник постоянного напряжения 6, накопительный конденсатор 7, генератор импульсов поджига 8, схему управления 9. Накопительный конденсатор 7 подключен к источнику постоянного напряжения 6. Импульсная газоразрядная лампа 2 и накопительный конденсатор 7 образуют замкнутый разрядный контур, с которым индуктивно связан генератор импульсов поджига 8. Реализация этой связи может осуществляться, например, с помощью импульсного трансформатора 10, вторичная обмотка которого непосредственно входит в разрядный контур (фиг. 2), или с помощью специального электрода 11 вблизи лампы 2 (фиг. 3).

В качестве источника постоянного напряжения 6 используется высоковольтный выпрямитель с напряжением 2-3 кВ, генератор импульсов поджига 8 представляет собой формирователь импульсов амплитудой 20-40 кВ, длительностью 0,1-1,0 мкс с частотой повторения 1-5 Гц. В схеме управления 9 имеется: общий сетевой выключатель, переключатель величины напряжения на выходе источника постоянного напряжения 6, индикатор напряжения на накопительном конденсаторе 7, счетчик импульсов, переключатель числа импульсов. В конкретном примере выполнения использованы импульсные газоразрядные лампы типа ИНП-16/250 с наполнением инертным газом - ксеноном.

Осуществление предлагаемого способа профилактики и лечения и работа предлагаемой установки происходят следующим образом.

Перед облучением рану обрабатывают 3% -ным раствором перекиси водорода, осушивают и далее облучают импульсным УФ-излучением сплошного спектра с длительностью импульса не более 210^-3 с, плотностью мощности в зоне обработки не менее 10 кВт/м² и суммарной энергетической дозой не менее 10² Дж/м².

При использовании данного способа с целью профилактики после облучения рану ушивают.

При лечении ран после УФ-облучения накладывают повязку.

Требуемую суммарную энергетическую дозу, которая определяется конкретным видом патологии и состоянием раневой поверхности, устанавливают с помощью переключателей схемы управления 9, при этом конкретно устанавливают напряжение U заряда накопительного конденсатора 7 и количество импульсов. После нажатия кнопки "Пуск" схема управления 9 включает источник постоянного напряжения 6, который разряжает накопительный конденсатор 7. Напряжение на конденсаторе 7 контролирует схема управления 9. По достижении заданной величины напряжения U генератор импульсов поджига 8 вырабатывает высоковольтный импульс, который благодаря индуктивной связи с разрядным контуром инициирует возникновение импульсного разряда конденсатора 7 через газоразрядную лампу 2.

Мощный импульсный электрический разряд в инертном газе, заполняющем лампу 2, приводит к его интенсивному нагреву и ионизации. Образующаяся плазма с температурой 10000-15000 К и выше является высокоинтенсивным (плотность мощности УФ-излучения превышает 10⁸ Вт/м²) источником широкополосного излучения, значительная доля которого приходится на УФ-область спектра (с длинами волн короче 400 нм).

Такие режимы разряда в лампе реализуются, если параметры разрядного контура удовлетворяют соотношению, представленному в п. 2 формулы изобретения.

Поток излучения лампы 2 отражается от отражателя 3, проходит светофильтр 4, который ослабляет нежелательные участки спектра излучения и попадает на раму, осуществляя профилактический и лечебный эффект.

Использование высокоинтенсивного импульсного УФ-излучения сплошного спектра по сравнению с низкоинтенсивным непрерывным УФ-излучением линейчатого спектра позволяет, прежде всего, существенно снизить пороговые энергетические дозы облучения, необходимые для достижения профилактического и лечебного эффекта.

Это связано с рядом факторов:

1) При высокоинтенсивном УФ-воздействии скорость подавления патогенной микрофлоры в ране значительно превышает скорость ее роста за счет собственности разложения и внешнего обсеменения. При низкоинтенсивном УФ-воздействии возможна обратная ситуация и лечебный эффект может отсутствовать даже при очень больших временах (или энергетических дозах) облучения;

2) При длительном низкоинтенсивном облучении имеет место адаптация микроорганизмов к УФ-излучению и снижение в результате этого их чувствительности к действию ультрафиолета. Более того, известно, что в ряде случаев низкоинтенсивное УФ-излучение оказывает эффект, стимулирующий рост и размножение микроорганизмов.

3) При широкополосном облучении (сплошной спектр) по сравнению с воздействием моноэнергетическим излучением (т. е. излучением с линейчатым спектром) значительно уменьшаются возможности адаптации живой материи к УФ-излучению, что связано с многоканальным деструктивным воздействием на биомолекулы фотонов с широким энергетическим спектром.

4) Разные виды микроорганизмов и биологических тканей имеют различные спектральные характеристики бактерицидной эффективности и оптического пропускания, поэтому широкополосное УФ-излучение в случае сильного разнообразного заражения раны в среднем будет характеризоваться большей глубиной проникновения и меньшими пороговыми энергетическими дозами, необходимыми для достижения профилактического и лечебного эффекта.

Снижение пороговых энергетических доз воздействия при импульсном УФ-облучении ран излучением сплошного спектра и высокоинтенсивный характер такого излучения приводит к тому, что длительность проведения профилактической или лечебной процедуры значительно сокращается (от десятков минут до нескольких секунд), одновременно уменьшается вероятность появления отрицательных побочных эффектов УФ-воздействия как фотобиологического (эритема, нарушение микроциркуляции, шелушение и т. п. ), так и фотохимического характера (наработка озона и др. ).

П р и м е р 1 (профилактика). Больной Б. В. А. , 68 лет, история болезни N 13380 ГКБ N 81 г. Москва, поступил 06.09.91 г. с клинической картиной гангрены левой стопы, сахарного диабета, постинфарктного кардиосклероза, остаточных явлений острого нарушения мозгового кровообращения в состоянии средней тяжести. Из анамнеза: отметил ухудшение состояния около месяца назад. Инфаркт миокарда в 1968 г. , острое нарушение мозгового кровообращения в 1991 г. При поступлении органы грудной клетки и живота в пределах возрастных изменений, пульс - 76, АД - 140/75, лейкоцитоз - 11 300. Местно: левая стопа холодная, синюшне-багрового цвета с обширной некротической поверхностью. Пульсация на бедренной артерии резко ослаблена. После соответствующей интенсивной предоперационной подготовки и корреляции уровня глюкозы в крови больной оперирован 11.09.91 г.

Выполнена ампутация левой нижней конечности в средней трети бедра. Во время операции для профилактики нагноения раны выполнено импульсное УФ-облучение (ИУФО) с длительностью импульса 1,510^-4 с при плотности энергии 1,710³ Дж/м² с суммарной дозой 8,510³ Дж/м². В послеоперационном периоде проводилась инфузионная, антибактериальная и коррегирующая терапия. Швы сняты на 12 -е сутки, рана зажила первичным натяжением. Осложнений течения раневого процесса не было. 27.09.91 г. больной выписан из стационара.

П р и м е р 2 (лечение рожи). Больная П. З. С. , 51 года, история болезни N 13894 ГКБ N 81 г. Москвы, поступила 15.09.91 г. с клинической картиной буллезной рожи правой стопы и голени, интоксикации. Из анамнеза: получила травму правой стопы осколком стекла 11.09.91 г. Усиление болей и повышение температуры отметила 13.09.91 г. В связи с ухудшением состояния обратилась за медицинской помощью 15.09.91 г. им была госпитализирована. При поступлении состояние больной относительно удовлетворительное. Температура 37,9^о, Лейкоцитоз - 10 000. Органы грудной клетки и живота без видимой патологии. Пульс - 104, А/Д - 130/70. При осмотре тыл правой стопы отечен, гиперимирован, при пальпации резко болезненный. Ниже наружной лодыжки точечная рана со скудным гнойным отделяемым. Гиперемия по типу "географической карты" с четкими контурами и отек, распространяющийся на дистальные отделы голени. Назначены: антибактериальная терапия (ампициллин 1,0 х 4 р. в/м), физиотерапевтическое (УФО с использованием непрерывной ртутно-кварцевой лампы) и симптоматическое лечение. Местно: повязки с фурацилином 1: 500 . Состояние больной стабилизировалось, несколько снизилась интоксикация. Местно отмечено отслойка эпидермиса со скоплением под ним серозно-геморрагического отделяемого. Учитывая прогрессирование процесса, к проводимому лечению дополнительно во время перевязки 19.09.91 и 20.09.91 г. выполнено облучение стопы и голени высокоинтенсивным импульсным УФ-излучением с длительностью 1,510^-4 при плотности энергии 1,710³ Дж/м² с 2полей. На каждое поле суммарная доза 8,510³ Дж/м². После окончания воздействия накладывалась повязка с фурацилином 1: 5 000. Уже 20.09.91 г. больная отметила значительное улучшение состояния: значительно уменьшились отек и гиперемия, боли, снизилась температура, уменьшилось количество отделяемого, нормализовался сон. 24.09.91 г. раневая поверхность полностью эпителизировалась и 25.09.91 г. больная выписана из стационара.

Приведенные примеры наглядно демонстрируют эффективность предлагаемого способа профилактики и лечения раневой инфекции.

Экспериментальные данные, полученные при апробации способа in vitro и in vivo, показывают, что профилактический и лечебный эффект наблюдается в достаточно широком диапазоне изменения параметров импульсного УФ-воздействия, не выходящем, однако, за пределы, указанные в п. 1 формулы изобретений.

Предлагаемый способ и установка для его осуществления могут быть использованы для профилактики и лечения широкого круга хирургических заболеваний: массивно инфицированные ожоговые поверхности, операционные раны, пиодермия, пролежни и др.

Применение данного способа в практической медицине позволит уменьшить количество осложнений и сократить сроки пребывания больных в стационарах. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 1600790, кл. А 61 N 5/06, 1990.

2. Облучатель коротковолновый ультрафиолетовый для местных облучений БОД-9. Рекламная листовка. Центральное бюро научно-технической информации медицинской промышленности, 1977.