способ восстановления трофики тканей желудочно-кишечного тракта и активный электрофотостимулятор для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ восстановления трофики тканей желудочно-кишечного тракта, включающий воздействие электрическими и оптическими сигналами импульсной формы от автономного электрофотостимулятора на отделы желудочно-кишечного тракта, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют облучение тканей крайне высокочастотным излучением миллиметрового диапазона терапевтически активной дозой, причем при отклонении от нормы рН и степени оксигенации окружающих электрофотостимулятор тканей, отключают подачу электрических импульсов на электроды на время не более 20 мин.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что одновременно с отключением электрических импульсов на электродах электрофотостимулятора увеличивают частоту следования импульсов облучения тканей оптическим и крайне высокочастотным излучением.

3. Активный электрофотостимулятор, включающий корпус, состоящий из втулки и двух полусферических электродов, и расположенные в нем источник электропитания и источник электромагнитного излучения оптического диапазона, отличающийся тем, что в него дополнительно введены, по крайней мере, один источник крайне высокочастотного излучения миллиметрового диапазона, фотоприемники для регистрации отраженного от окружающих тканей оптического излучения, подключенные к микроЭВМ, выполненной с возможностью формирования по частоте следования электрических импульсов для подачи их на электроды и источники излучения, при этом, по меньшей мере, часть корпуса выполнена из прозрачного для оптического и крайне высокочастотного излучения материала.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области медицины, а именно к электрофототерапии, и предназначено для воздействия на некоторые параметры окислительно-восстановительной системы и иммунитета. Может найти применение при лечении острых и хронических заболеваний желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), иммунно-дефицитных состояний, дисбактериоза, системных заболеваний (псориаз, нейродермит ревматизм и т.п.), послеоперационных осложнений, астенических состояний, болезней органов дыхания, лейкопений токсического и инфекционного генеза.

Нарушения окислительно-восстановительной и иммунной систем лежат в основе возникновения и развития большого ряда патологических процессов - воспалительно-гнойных заболеваний ЛОР-органов, кожи, язвенной болезни желудка, болезней щитовидной железы, рассеянного склероза, ревматизма, псориаза, диатеза, аллергических реакций, сахарного диабета, бронхиальной астмы. Изменение функциональной активности этих систем способствует возникновению инфекционных и онкологических заболеваний.

Известен способ для физиотерапевтического облучения светом [1]. Способ включает облучение излучателем света, размещенным в автономной капсуле, которую располагают на внешней поверхности биообъекта или вводят в трубчатый орган с использованием внешних приспособлений. Устройство по данному способу содержит источник питания, элемент управления, источник света с оптической системой и корпус в виде капсулы. Недостаток способа в том, что перемещение капсулы осуществляется внешним воздействием, что ограничивает возможности применения при введении капсулы внутрь организма.

Известен электростимулятор [2], содержащий корпус с электродами, источник питания и микропроцессор (микроЭВМ), формирующий стимулирующие электрические импульсы на электродах. Одним из недостатков устройства является недостаточно высокая эффективность воздействия только электрическими импульсами. Другим недостатком электростимулятора является то, что частота следования электрических сигналов не зависит от состояния тканей места нахождения стимулятора.

Известно автономное устройство для атравматического внутриполостного и внутриорганного воздействия электромагнитным излучением в режиме импульсной шумовой генерации нетепловой интенсивности в 5-ти мм диапазоне длин волн [3-7]. Устройство содержит твердотельный генератор со сплошным спектром частот в диапазоне 59-63 ГГц крайне высоких частот (КВЧ) на бескорпусном диоде Ганна, источник питания и микросхему, задающую импульсный рабочий режим активного элемента генератора, размещенные в герметичной капсуле, оболочка которой выполнена в виде тела вращения овальной формы из КВЧ прозрачного биологически нейтрального материала. При проглатывании или размещении устройства в полости организма происходит замыкание внешних контактов, и напряжение питания поступает на генератор шума, который облучает через радиопрозрачный колпачок близлежайшую область.

Известен электрофотостимулятор [8], наиболее близкий по технической сущности, содержащий корпус с электродами, часть корпуса прозрачна для оптического излучения, источник питания, генератор с формирователями пакетов импульсов и коммутатор. Электрофотостимулятор обеспечивает выработку импульсных электрических и оптических сигналов при попадании его в желудочно-кишечный тракт.

Недостатком электрофотостимулятора является ограничение его эффективности по причине использования только электрических и электромагнитных импульсов, стимулирующих в основном моторику кишечника и работу иммунной системы. Кроме того, отсутствие обратной связи между параметрами окружающих тканей и условиями работы данного устройства не позволяет обеспечить эффективное (оптимальное) воздействие на состояние окружающих тканей, подверженных патологическим изменениям.

Известен способ [8] коррекции функционального состояния органов иммунной системы путем воздействия электрическими сигналами импульсной формы и электромагнитным излучением оптического диапазона от автономного источника с частотой менее 1 Гц на нервные окончания, находящиеся в ЖКТ, ткани и среды организма.

Недостаток этого способа заключается в том, что воздействие электрическими и оптическими импульсами осуществляется только на состояние и параметры иммунной системы и не касается других важных для нормального функционирования параметров организма. Кроме того, недостаток этого способа заключается в том, что воздействие электрических и оптических сигналов на состояние иммунной системы осуществляется независимо друг от друга и от состояния окружающих тканей. Этот способ выбран за прототип.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности биологического воздействия на состояние окислительно-восстановительного баланса тканей, включающего в себя про и антиоксидантную систему защиты и иммуннокомпетентные органы, обеспечивающие улучшение трофики тканей и повышающие естественную резистентность организма.

Единым техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявленной группы изобретений, является непосредственное воздействие электромагнитным излучением КВЧ миллиметрового диапазона на степень оксигенации тканей и иммуннокомпетентные органы - иммуннокомпетентные клетки, находящиеся в стенках органов ЖКТ, лимфатические узлы брыжейки, аппендикс.

Указанный технический результат достигается тем, что, как и в известном способе воздействуют электрическими и оптическими сигналами импульсной формы от автономного стимулятора на отделы ЖКТ, согласно изобретению, дополнительно осуществляют облучение электромагнитным излучением КВЧ миллиметрового диапазона терапевтически активной дозой.

Кроме того, при отклонении рН и степени оксигенации окружающих электрофотостимулятор тканей от нормы отключают подачу стимулирующих электрических импульсов на электроды не более 20 минут. Целесообразно, одновременно с этим, увеличить облучение тканей оптическим и КВЧ миллиметровым излучением, увеличивая их частоту. При прохождении отделов тонкого кишечника ЖКТ электромагнитное излучение мм диапазона воздействует непосредственно на степень оксигенации окружающих тканей, антиоксидантную активность и иммунокомпетентные органы, повышая интенсивность энергетических и пластических процессов в тканях и органах.

Иммунокомпетентные органы включают костный мозг, тимус и пейеровы бляшки, расположенные на стенках тонкого кишечника. При наружном облучении костного мозга и области проекции тимуса большая часть мощности электромагнитного излучения как оптического, так и КВЧ диапазона теряется на расстояниях порядка 1÷10 мм за счет эффектов поглощения, рассеивания и тепловой деградации, что не позволяет доставлять излучение необходимых характеристик к месту воздействия. Наружное облучение пейеровых бляшек вообще не имеет смысла, так как их расположение по длине кишечника трудноустановимо. Поэтому при существующем уровне техники не представляется возможным воздействие электромагнитным излучением оптического и милиметрового диапазона на тощую кишку, тонкую кишку, слепую кишку, аппендикс, восходящий отдел толстого кишечника.

Целесообразно облучение осуществлять в импульсном режиме, с частотой следования и дозой воздействия, зависящей от физиологического состояния окружающих тканей. Состояние последних отражается в первую очередь в изменении (отклонении) таких характеристик, например, как кислотность и степень оксигенации тканей от нормы. Например, возникновение воспалительного процесса в слизистой оболочке желудка и кишечнике сопровождается повышением кислотности (низкие рН) и ишемии (пониженная степень оксигенации тканей). Поэтому ясно, что повышать эффективность воздействия на патологически измененные ткани можно увеличением дозы облучения этих тканей за счет уменьшения скорости продвижения устройства в ЖКТ, или уменьшения частоты подачи стимулирующих электрических импульсов на электроды и увеличения частоты облучения тканей электромагнитным излучением. Уменьшение частоты подачи стимулирующих электрических импульсов позволяет лучшим образом согласовать перистальтику кишечника для продвижения стимулятора и режима электромагнитного облучения, поскольку при отсутствии электрического импульса стенки кишечника напряжены и находятся на минимальном расстоянии от источника излучения, а при воздействии электрического импульса кишечник расслаблен и стимулятор продвигается дальше. Кислотность и степень оксигенации тканей можно контролировать по величине протекающего через электроды и окружающую среду тока и величине отраженного света от окружающих тканей на двух длинах волн в красном и ближнем ИК диапазонах спектра, соответственно. Значение этих параметров контролируется с помощью дополнительных, по отношению к прототипу устройств, позволяющих измерить эти параметры.

Целесообразно для коррекции (стимулирования или ингибирования) активности органов иммунной системы и повышения уровня оксигенации тканей проводить облучение окружающих тканей как в оптическом так и миллиметровом диапазонах на определенных терапевтически - активных длинах волн.

При облучении биологических объектов электромагнитным излучением оптического диапазона наблюдаются следующие эффекты. Облучение клеток in vitro инфракрасным излучением, а затем излучением красного диапазона стимулирует синтез ДНК и РНК, в то же время облучение излучением в последовательности красного диапазона, а затем инфракрасным ведет к ингибиции синтеза ДНК и РНК и, как следствие, к снижению процесса клеточной пролиферации [9]. Кроме того, облучение тканей красным светом приводит к фотореактивации антиоксидантных ферментов и повышает степень оксигенации тканей [10, 11].

В соответствии с поставленной задачей предлагаемый электрофотостимулятор, как и прототип, включает корпус, состоящий из втулки и двух полусферических электродов, источник электромагнитного излучения оптического диапазона, источник электропитания, расположенные внутри указанного корпуса. Предлагаемый электрофотостимулятор отличается от прототипа тем, что в него дополнительно введены, по меньшей мере, один источник электромагнитного излучения КВЧ миллиметрового диапазона, фотоприемник для регистрации отраженного от окружающих тканей электромагнитного оптического излучения, микроЭВМ, принимающая сигналы от фотоприемника и реагирующая на изменение протекающего через окружающие ткани тока, которые зависят от РН среды окружающей ткани, формирующая стимулирующие электрические импульсы необходимой амплитуды, которые зависят от рН среды окружающей ткани, и формирующая электрические импульсы необходимой частоты для подачи на электроды электрофотостимулятора, источники и приемник излучения. По меньшей мере, часть корпуса, свободная от электродов, выполняется из оптически и КВЧ - прозрачного материала, для того чтобы обеспечить вывод излучения за пределы корпуса.

Введение в устройство источника электромагнитного излучения миллиметрового диапазона позволяет значительно повысить положительный терапевтический эффект по сравнению с указанными выше аналогами и прототипом, поскольку при воздействии этого излучения на ткани повышается степень оксигенации последних, что и приводит к усилению действия оптического излучения на активность как антиоксидантной защиты, так и иммуннокомпетентных органов. Уменьшение числа электрических импульсов в тех областях ЖКТ, которые подвержены патологическим изменениям, приводит к уменьшению негативных субъективных ощущений у пациента в ходе лечения.

Предлагаемый электрофотостимулятор (фиг.1) включает втулку 1 из прозрачного для оптического и КВЧ излучения материала с напрессованными на нее электродами 2 и 3, образующими корпус устройства, а также установленные внутри указанного корпуса блока излучатели оптического 4 и миллиметрового 5 диапазонов, батареи источника питания 6, приемники оптического излучения 7, микроЭВМ 8. Излучатели 4, 5 в блоке излучателей установлены так, что максимум их диаграммы направленности направлен в сторону прозрачного окна, образованного свободной от электродов 2 и 3 поверхностью втулки 1.

Принципиальная электрическая схема предлагаемого электрофотостимулятора показана на фиг.2 и включает в себя втулку 1 с электродами 2, 3; источник оптического излучения 4; источник излучения миллиметрового диапазона 5; блок питания (аккумуляторы для питания микроэвм и рабочих органов) 6; приемник оптического излучения 7; микроэвм 8.

При подключении источников электромагнитного излучения и электродов к блоку питания предпочтительно подавать на них напряжение питания в следующей последовательности: электроды электрофотостимулятора 2, 3 - источник электромагнитного излучения миллиметрового диапазона 5 - источник оптического излучения 4. Поскольку КВЧ излучение повышает степень оксигенации тканей, то эффективность последующего за ним оптического облучения значительно усиливается. Такая последовательность импульсов значительно повышает суммарный положительный терапевтический эффект по сравнению с прототипом и аналогами. Кроме того, разнесение во времени электрических сигналов, поступающих на электроды и на источники излучения, снижает нагрузку на источник электропитания.

В любом варианте и предпочтении целесообразно в качестве источников оптического и КВЧ излучения использовать соответственно светодиоды и диоды Ганна, поскольку они обладают хорошими массогабаритными характеристиками, низкой стоимостью и высоким КПД.

Для осуществления способа описанный выше биологический электрофотостимулятор внутренних органов перорально вводится в ЖКТ. При попадании электрофотостимулятора в ЖКТ включается генератор импульсов и на электродах 2 и 3 появляются пакеты электрических импульсов, воздействующие на нервные окончания, находящиеся на стенках кишечника, вследствие чего кишечник расслабляется и капсула продвигается на определенное расстояние. Параллельно с этим происходит подача импульсов напряжения на электроды источников излучения миллиметрового и оптического диапазонов. Причем электрические импульсы на электроды рабочих устройств подаются в последовательности, указанной выше (электроды капсулы электрофотостимулятора - электроды источника миллиметровых волн - электроды источника оптического излучения). При обнаружении области тканей ЖКТ с пониженным рН и степенью оксигенации электрические импульсы на электроды устройства прекращаются и повышается частота следования импульсов на электроды источников излучения. После повышения кислотности и степени оксигенации тканей до нормы или времени 20 минут, в любом случае, включаются стимулирующие электрические импульсы на электродах и устройство покидает обнаруженное место. Терапевтически активная доза как для излучения оптического, так и миллиметрового диапазонов, набираемая при прохождении электрофотостимулятором всех отделов ЖКТ, должна быть не менее 1 Дж, а обычно она составляет порядка 5-10 Дж.

Пример 1.

Больной И., 43 года.

При обращении беспокоят периодические боли в нижних отделах живота, частый стул с примесью слизи. Боли не связаны с приемом пищи и усиливаются при нарушении диеты. Периодически отмечает вздутие живота и усиленную перистальтику. Болен в течение шести лет.

Предполагаемый диагноз: синдром раздраженной кишки.

Проведено исследование кала на микрофлору. Установлено: патогенных микробов семейства кишечных не выявлено. Кишечная палочка со слабо выраженными ферментативными свойствами - 2%, лактозонегативные энтеробактерии - 15%, гемолизирующая кишечная палочка, % - 0, кокковые формы в общей сумме микробов % - 20, гемолизирующий стафиллококк, по отношению ко всем кокковым формам, % - 0, бифидобактерии - 10⁴, лактобактерии - 10³, микробы рода протея, % - 0. Снижение числа колонии кишечной палочки, бифидобактерии, лактобактерии.

Диагноз: хронический неспецифический колит, синдром раздраженной кишки.

Рекомендован и проведен курс эндогенной фототерапии в режиме стимуляции при общей дозе электромагнитного излучения до 10 Дж (Четырехкратный прием активного электрофотостимулятора проведен с интервалом в 72 часа. Среднее время нахождения устройства в ЖКТ составляло 69 часов).

После выполненных процедур имела место некоторая позитивная коррекция самочувствия. Пациент отмечал увеличение трудоспособности. Жалобы на слабость отсутствовали.

Объективно: (по лабораторным данным). Лейкоциты - 6,5 (10 ⁹ /л); лимфоциты - 37%, палочкоядерные нейтрофилы -1%, сегментоядерные нейтрофилы - 59%, эозинофилы - 3%, моноциты - 7%, Т - лимфоциты - 59%, В - лимфоциты - 13%, IgG - 13 г/л, IgM - 1,5 г/л, IgA - 1,8 г/л.

Диагноз: Хронический неспецифический колит в стадии стойкой ремиссии.

Пример 2.

Пациент К., 51 год. Предъявляет жалобы на боли в эпигастральной области, связанные с приемом пищи.

При обследовании: по данным эзофагогастродуоденоскопии выявлен поверхностный атрофически-гиперпластический гастрит; по данным лабораторных исследований установлено, что секреторная функция не нарушена.

Клинико-лабораторные данные: секреторная и кислотообразующая функции не изменены. Состояние иммунологического статуса: лейкоциты - 8.2 (10⁹/л) лимфоциты - 43%, палочкоядерные нейтрофилы - 1%, сегментоядерные нейтрофилы - 48%, эозинофилы - 5%, моноциты - 3%, Т-лимфоциты - 69%, В - лимфоциты - 22%, IgC - 15,1 г/л, IgM - 1,7 г/л, IgA - 0.9 г/л.

Заключение по данным лабораторного обследования: относительная эозинофилия, повышенное количество Т- и В-лимфоцитов, умеренная дисгаммоглобуаннемия.

Диагноз: атрофически-гиперпластический гастрит. Пациенту рекомендована эндогенная электрофототерапия в дозе до 20 Дж. Активный электрофотостимулятор принимался трехкратно с интервалом в 48 часов в течение 8 суток. Средняя продолжительность нахождения устройства в ЖКТ составляла 39±5 часов.

Через 8 суток отмечалось уменьшение выраженности жалоб. По данным эзофагогастродуоденоскопии очаги атрофии уменьшались в размерах. По данным лабораторных анализов: при обследовании системы иммунитета было обнаружено: лейкоциты - 5,7 (10⁹ /л), лимфоциты - 33%, палочкоядерные нейтрофилы - 1%, сегментоядерные нейтрофилы - 58%, эозинофилы - 3%, моноциты - 6%, Т - лимфоциты - 63%, В - лимфоциты - 15%, IgC - 10,7 г/л, IgM - 1,2г/л, IgA - 1,3 г/л.

Заключение: Иммунологический статус без выраженных патологических изменений.

Диагноз: атрофически-гиперпластичекий гастрит в стадии ремиссии.

Пример 3.

Больной Н., 37 лет. Пациент предъявляет жалобы на повышенную утомляемость, слабость вне связи с физической нагрузкой. Клинико-инструментальные исследование не выявило соматических заболевании. Однако по данным ряда лабораторных параметров установлено: лейкоциты - 4,1(10 ⁹/л), лимфоциты - 24%, палочкоядерные нейтрофилы - 3%, сегментоядерные нейтрофилы - 68%, моноциты - 5%, Т-лимфоциты - 42%, В-лимфоциты 15%, IgG - 6,7 г/л, IgM - 0,8 г/л, IgA - 1,1 г/л.

Заключение: Относительная лимфопения, эозинопения, снижение количества Т- и В-лимфоцитов.

Пациенту рекомендована эндогенная электрофототерапия для выполнения в режиме стимуляции в общей дозе 6-10 Дж после трехкратного приема активного электрофотостимулятора, выполненного за шесть суток (средняя продолжительность пребывания устройства в ЖКТ составляла 48±6 часов). После выполненных процедур имела место некоторая позитивная коррекция самочувствия. Пациент отмечал увеличение трудоспособности. Жалобы на слабость отсутствовали.

Объективно: (по лабораторным данным). Лейкоциты - 6,5 (10⁹/л); лимфоциты - 37%; палочкоядерные нейтрофилы - 1%, сегментоядерные нейтрофилы - 52%, эозинофилы - 3%; моноциты - 7%, Т-лимфоциты - 59%, В-лимфоциты -13%, IgG - 13 г/л, IgM - 1,5 г/л, IgF - 1,8 г/л.

Заключение: состояние параметров периферической крови в норме. Оцениваемые параметры иммунного статуса в норме.

На основании вышеизложенных примеров подтверждена высокая эффективность лечения с одновременным использованием для облучения тканей электромагнитного излучения видимого и КВЧ миллиметрового диапазонов и электрической стимуляции всех отделов ЖКТ.

Источники информации

1. Патент РФ № 2108122, МПК⁶ А 61 М 5/06, опубл. БИ № 10, 10.04.98.

2. Патент РФ № 2071368, МПК⁶ А 61 N 1/375, опубл. БИ № 1, 10.01.97.

3. Патент РФ №2064718, МПК⁶ H 01 L 47/02, опубл. БИ №21 от 27.07.96.

4. Патент РФ №2141856, МПК⁶ A 61 N 5/02, опубл. БИ №33 от 27.11.99 г.

5. Кожемякин А.М., Брандт И.Л., Михайлов В.И. Способ и устройство для лечения патологических состояний организма. Решение о выдаче патента США по заявке №09/019, 596 от 04.07.2000 г.

6. Патент РФ №2148984, МПК⁶ A 61 N 5/02, Н 39/08, опубл. БИ №14 от 20.05.2000 г.

7. Патент РФ N2089239, 6 МПК A 61 N 1/36, опубл. БИ № 25, 10.09.97.

8. Патент РФ N 2145892, МПК⁷ A 61 N 1/36, опубл. БИ № 6 от 27.02.2000.

9. Кару Т.И. Фотобиология низкоинтенсивной лазеротерапии. // Итоги науки и техники //Физические основы лазерной и пучковой технологии. М.: Наука, 1989, с.69-72.

10. Горбатенкова Е.А., Владимиров Ю.А., Парамонов И.В., Азизова О.А. Красный свет гелий - неонового лазера реактивирует супероксиддисмутазу. //Бюлл. эксп. биол. и мед. - 1989. - Т.57, №3, 302-305.

11. Гуринович Г.П., Джагаров В.М. Электронные возбужденные состояния и релаксационные процессы в гемоглобине. // В кн. "Исследование структуры физических свойств и энергетики биологически активных молекул". Вильнюс "Мокслак", 1986, стр.110.