Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ ПАТОЛОГИИ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ И БРОНХОСКОП ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА

Изобретение относится к медицине, в частности к пульмонологии, к способам и приборам для медицинского обследования органов дыхания и может использоваться в научных исследованиях акустических феноменов (хрипов и звуков) при определенной патологии, а также для одновременного внутреннего визуального осмотра и прослушивания дыхательных путей, хирургического вмешательства на этих органах с целью оперативности диагностики и лечения заболеваний органов дыхания.

Оперативное экономичное и эффективное исследование структуры тканей трахеи и бронхов для определения ранних стадий онкологических и инфекционно-аллергических заболеваний относится к числу актуальных проблем, стоящих перед современной медициной и медицинской техникой.

Известен способ определения активности воспалительных процессов нижних дыхательных путей путем тестирования, в котором для повышения точности диагностики активности воспалительного процесса тестируется цельная БЛЖ больных с помощью лечебной процедуры бронхоальвеолярного лаважа. При увеличении уровня допустимых звуковых шумов в пределах от 15 до 30% диагностируют умеренную, свыше 30% высокую активность воспаления, меньше 15% низкую (заявка РФ на изобретение №94001407, МПК А61В 5/00, А61В 10/00, публ. 20.05.1996 г.).

В известном способе исследуемые параметры отражают лишь отдельные стороны воспаления и не дают представления о характере процесса в целом. Наиболее существенным недостатком известного способа является неполное отражение характера процесса.

Известен способ диагностики нарушений бронхиальной проходимости, заключающийся в установке пациенту микрофона снаружи справа на область гортани и носового зажима на крылья носа для регистрации и анализа дыхательных шумов в области гортани во время выполнения пациентом форсированного выдоха и определения длительности шума, максимальной амплитуды дыхательных шумов, причем контингент лиц с признаками нарушений бронхиальной проходимости отбирают по превышению длительности шума порогового уровня или по превышению отношения длительности шума к его максимальной амплитуде порогового уровня (см. патент РФ на изобретение №2082316, МПК А61В 5/08, публ. 27.06.1997 г.).

Расположение микрофона снаружи тела пациента только в одной области не может обеспечить высокую достоверность результатов обследования. Перед проведением форсированного выдоха больному необходимо подробно объяснять и демонстрировать характер и особенности требуемого маневра, что повышает трудоемкость и субъективность обследования.

Известен способ акустической диагностики очаговых изменений в легких человека, включающий регистрацию и вычисление спектра акустических сигналов проведенного звука голоса пациента на поверхность грудной клетки в симметрично расположенных справа и слева точках обследования, измерение и сравнительную оценку их амплитуд, при этом акустический датчик в виде электретного микрофона со стетоскопической насадкой удерживается врачом снаружи на стенке грудной клетки, строго по межреберьям, в стандартных точках поверхности грудной клетки (см. патент РФ на изобретение №2304928, МПК А61В 8/08, публ. 27.08.2007 г.).

Расположение акустического датчика снаружи тела пациента не может обеспечить высокую точность акустической диагностики очаговых изменений в легких. Послойное строение организма человека (мышцы, жировая прослойка, кожа) и внешние шумы вносят соответственно ослабление звуковых волн и их искажение, причем ослабление звука может быть разным в зависимости от толщины указанных слоев у пациентов. Высокая трудоемкость перемещения наружного акустического датчика по стандартным точкам (по окологрудинной, среднеключичной, передней, средней, задней подмышечной, лопаточной и по околопозвоночной линиям справа и слева) ограничивают применение известного способа.

Наиболее близким к предлагаемому является способ выявления патологии органов дыхания, основанный на внутреннем визуальном осмотре трахеобронхиального дерева посредством оптической системы бронхоскопа (см. патент РФ на изобретение №2252689, МПК А61В 1/267, публ. 27.05.2005 г. - прототип).

Недостаток известного способа состоит в том, что он не дает достаточной и оперативной информации о характере патологии в органах дыхания на ранней стадии заболевания, в частности инфекционно-аллергических заболеваний, бронхиальной астмы, так как предусматривает только визуальное обследование с помощью оптической системы.

Известна бронхоскопическая трубка, содержащая удлиненный тубус с продольной полостью для установки хирургических инструментов и для размещения съемной оптической системы (см. патент US 4041936, МПК А61М 25/02, публ. 16.08.1977 г.).

Недостаток современных бронхоскопов состоит в том, что поперечные размеры хирургических элементов в наборе инструментов для бронхоскопа ограничивают габариты оптической системы, ухудшая ее возможности. Это не всегда позволяет оперативно и достоверно обнаружить точную локализацию очага патологии в дыхательных органах на ранних стадиях заболевания.

Известен бронхоскоп для педиатров, оснащенный фотоаппаратом для значительного облегчения работы медицинского персонала, а также повышения успешности применения бронхоскопа (патент CN №202875302, МПК А61В 1/05, А61В 1/267, публ. 17.04.2003 г.).

Оснащение бронхоскопа фотоаппаратом позволяет хранить, сравнивать результаты обследования до и после лечения. Однако для целей ранней диагностики патологий не имеет реальных преимуществ.

Известен бронхоскоп с беспроводной передачей изображения, включающий беспроводной передатчик для бесперебойной передачи изображений на экран монитора (см. заявку US№2008064924, МПК А61В 1/04, А61В 1/06, публ. 13.03.2008 г.).

Бронхоскоп предусматривает только визуальное обследование, что недостаточно для выявления патологии органов дыхания на ранних стадиях заболеваний.

Наиболее близким к заявляемому является бронхоскоп, содержащий удлиненный тубус с продольной полостью для установки хирургических инструментов и для размещения съемной оптической системы, причем тубус снабжен шкалой для определения глубины введения и имеет продольную полость, выполненную для установки хирургических инструментов из набора съемных средств и для размещения съемной оптической системы (см. патент РФ на изобретение №2252689, МПК А61В 1/267, публ. 27.05.2005 г. - прототип).

Недостаток известного бронхоскопа состоит в том, что он не дает достаточной и оперативной информации о характере патологии в органах дыхания на ранней стадии заболевания, в частности бронхиальной астмы, так как предусматривает только визуальное обследование с помощью оптической системы.

Технический результат изобретения способа состоит в выявлении патологии органов дыхания в реальном времени путем комплексного одновременного визуального и акустического обследования органов дыхания, в том числе на ранней стадии заболевания, повышение точности проводимых исследований и эффективности оценки патологического процесса у пациентов, а также более рациональное оперативное использование травматичной диагностической процедуры бронхоскопии.

Технический результат изобретения бронхоскопа заключается в расширении его диагностических возможностей за счет комплексного одновременного визуального и акустического (звукового) исследования органов дыхания. К положительным факторам также относятся: более точное воспроизведение звуковых феноменов, обеспечение широкого диапазона слышимых звуков вне зависимости от размеров и строения слоев тканей (толщины кожного покрова, жировых отложений, мышц) пациента и внешних шумов, удобство манипуляций в трахее и бронхах при хорошей освещенности и видимости исследуемой области, а также четкости хрипов, звуков и шумов внутри органов дыхания по их высоте.

Технический результат изобретения способа достигается тем, что в способе выявления патологии органов дыхания, включающем визуальный осмотр трахеобронхиального дерева с использованием оптической системы бронхоскопа, бронхоскоп вводят в трахеобронхиальную систему, контролируя глубину введения, изменяют положение бронхоскопа и осуществляют прослушивание акустических феноменов в реальном времени на различных уровнях трахеобронхиального дерева, для этого используют съемно-установленный в инструментальном канале бронхоскопа акустический датчик, выполненный в виде микрофона и подключенный к средствам регистрации, записи и анализа, одновременно зоны трахеобронхиального дерева обследуют визуально, а по данным визуального осмотра и виду и интенсивности акустических феноменов устанавливают зону поражения трахеобронхиального дерева.

Технический результат изобретения достигается тем, что в бронхоскоп, включающий удлиненный тубус с инструментальным каналом для установки съемных хирургических инструментов и оптическим каналом для съемной оптической системы, введен съемно-устанавливаемый в инструментальном канале акустический датчик для диагностического прослушивания в реальном времени акустических феноменов на различных уровнях трахеобронхиального дерева, выполненный в виде микрофона и подключенный к средствам регистрации, записи и анализа.

Сущность изобретения заключается в возможности проведения бронхоскопом одновременного комплексного внутреннего акустического и визуального диагностического обследования для выявления патологий на разных уровнях по высоте дыхательной системы, причем для этого бронхоскоп оснащен съемным акустическим датчиком в виде микрофона.

Заявителю неизвестно из доступных источников об уровне техники применение перемещающегося продольно внутри дыхательной системы микрофона посредством тубуса бронхоскопа для визуального выявления очагов с патологическими акустическими шумами.

При проведении патентных исследований не обнаружены решения, идентичные заявленному, а, следовательно, предложенное решение соответствует критерию "новизна". Сущность изобретения не следует явным образом из известных решений, следовательно, предложенное изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 изображен бронхоскоп с микрофоном в инструментальном канале.

На фиг. 1 приняты следующие обозначения:

1 - тубус бронхоскопа;

2 - инструментальный канал;

3 - оптический канал (съемной оптической системы);

4 - микрофон (акустический датчик для внутреннего диагностического прослушивания в реальном времени акустических феноменов на различных уровнях трахеобронхиального дерева);

5 - контактная группа выводов микрофона.

Бронхоскоп включает (фиг. 1) удлиненный тубус 1 с

инструментальным каналом 2 для установки съемных средств из прилагаемого к нему набора и оптическим каналом 3 съемной оптической системы (на фиг. 1 не показана).

Набор съемных средств для бронхоскопа включает съемный диагностический элемент в виде акустического датчика - микрофона 4 с контактной группой выводов 5, выполненной с возможностью подключения к внешним средствам записи, воспроизведения и анализа звуков, например, к компьютеру (на фиг. не показан), и по меньшей мере съемные хирургические инструменты, в том числе биопсийные щипцы. В указанном наборе могут быть также захватывающие корзины, иглы, катетер и другие съемные элементы в зависимости от комплектации бронхоскопа.

В качестве бронхоскопа может быть применен, в частности, ширококанальный стандартный бронхоскоп типа Pentax FB-19TV, обладающий экстрабольшим инструментальным каналом, высококачественной оптикой (количество волокон, передающих изображение, увеличено на 40%) и большим углом поля зрения (до 120 градусов); это позволяет получать более крупное, яркое и четкое изображение, что радикально улучшает качество проведения обследования и в значитальной степени снимает нагрузку на зрение врача. Наличие экстрабольшого инструментального канала обеспечивает максимум аспирации даже при работе с лазером или щипцами и позволяет встроить в него на дистальном конце тубуса бронхоскопа микрофон 4 миниатюрной формы.

В набор съемных средств бронхоскопа могут входить по меньшей мере биопсийные щипцы. В указанный набор могут быть включены также щипцы для извлечения инородных тел, захватывающие корзины, катетер, лазер для фотодинамической терапии и др. Например, набор съемных средств ддя бронхоскопа Pentax FB-19TV включает по меньшей мере биопсийные щипцы с окном KW 2411S, биопсийные щипцы с окном и шипом КН 2411S, биопсийные щипцы «Крокодилы» КА 2411S, захватывающие щипцы «крысиный зуб» GV 2211S, захватывающие корзины GB 1911М1, катетер TS2011S.

Применение в наборе съемных средств бронхоскопа диагностического акустического датчика (элемента прослушивания аускультативных феноменов) в виде микрофона 4 позволяет расширить диапазон выявляемой патологии, особенно на ранних стадиях заболевания.

Предлагаемый способ выявления патологии органов дыхания заключается во внутреннем визуальном осмотре органов дыхания посредством оптической системы бронхоскопа с одновременным прослушиванием, записью и дальнейшим анализом акустических феноменов трахеобронхиального дерева, по виду (хрип, свист, шумы и пр.) и интенсивности которых определяют зону патологии.

Бронхоскоп применяют следующим образом. Перед работой бронхоскоп и все съемные средства набора к нему проходят дезинфекцию стандартными средствами. Для дезинфекции микрофона 4 пригодны известные средства дезинфекции, в том числе дезинфицирующий раствор на основе жидких гумов калия или натрия. Провода микрофона 4 пропускают в инструментальном канале 2 до выхода их снаружи тубуса 1, корпус микрофона 4 частично заглубляют в инструментальный канал 2 на дистальном конце тубуса 1 (фиг. 1). Размеры корпуса микрофона 4 выполнены соизмеримыми с размерами внутреннего диаметра инструментального канала 2 бронхоскопа для плотной его установки в указанном канале 2. При этом исключается его случайное смещение, выпадение. Контактную группу выводов 5 микрофона 4 подключают к устройству записи и воспроизведения звуков, например к компьютеру.

В процессе выявления патологии в органах дыхания удлиненный тубус 1 бронхоскопа вводят в трахеобронхиальную систему пациента, контролируя глубину введения. Затем в удлиненный тубус 1 вводят оптическую систему. Одновременно с изменением положения тубуса 1 при его введении в трахеобронхиальную систему микрофон 4 обеспечивает прослушивание различных акустических феноменов по ходу перемещения. Зоны органов дыхания с повышенной интенсивностью звуков тщательней обследуются визуально с помощью оптической системы с оптическим каналом 3 для определения зоны патологии. По результатам осмотра принимают решение об использовании того или иного хирургического инструмента из набора съемных средств для бронхоскопа.

Например, проводят извлечение инородного тела (используются специально предназначенные для этого щипцы) или производят забор проб соответствующими биопсийными щипцами для уточнения диагноза, или проводят онкологическую операцию с помощью лазера.

Таким образом, применение перемещающегося продольно внутри дыхательной системы микрофона 4 посредством тубуса 1 бронхоскопа позволяет создать комплексный способ выявления патологий органов дыхания на основе одновременного визуального и акустического исследования очагов с патологическими акустическими звуками в реальном времени.

Наиболее эффективно применение бронхоскопа с акустическим датчиком в виде микрофона 4 для выявления патологий на ранней стадии заболевания. Ниже приведен конкретный пример осуществления предлагаемого способа:

1. Больной П-в, 35 лет. Обратился в клинику 11.11.2013 года с жалобой на затруднение дыхания (приступообразно), периодический сухой кашель. Традиционное обследование не позволило поставить диагноз. При традиционной аускультации дыхание везикулярное, хрипы не выслушиваются. Спирометрические показатели в покое в норме, при проведении бронходилатационного теста - отрицательный результат. Пациент был направлен на бронхоскопию для уточнения диагноза. При проведении бронхоскопии на разных уровнях трахеобронхиального дерева (трахея, крупные, средние и мелкие бронхи, в местах бифуркации бронхов) в течение 15 секунд регистрировалась запись звуковых феноменов с их дальнейшем анализом на компьютере. Были выявлены незначительной интенсивности хрипы на уровне средних бронхов, что дало основание поставить ранний диагноз бронхиальной астмы. Дальнейшее обследование у аллергологов подтвердило диагноз бронхиальная астма, атопическая, интермиттирующая форма. Ранняя диагностика позволила своевременно назначить терапию и улучшить состояние пациента.

Кроме того, такая методика может применяться для диагностики трахеобронхиальной дискинезии с подтверждением звуковой картины, дисфункции вокальных хорд, а также для уточнения уровня (локализации) обструкции (поражение малых дыхательных путей при астме), дрожание бронхов, одним словом, для уточнения патогенеза акустических феноменов.

Предлагаемые способ выявления патологий органов дыхания и бронхоскоп прошли опытные испытания. Встроенный в инструментальный канал бронхоскопа Pentax FB-19TV микрофон 4 контактной группой выводов 5 был соединен с цифровым диктофоном Olympus. На разных уровнях трахеобронхиального дерева (трахея, крупные, средние и мелкие бронхи, в местах бифуркации бронхов) в течение 10-15 секунд регистрировалась запись звуковых феноменов на цифровой диктофон. Произведена запись дыхательных шумов у шести пациентов, в том числе трех больных с бронхиальной астмой и трех здоровых пациентов (при медобследовании). Анализ звуковых файлов проведен на персональном компьютере программой по обработке звуков Adobe Audition 1.5. Осуществляется набор базы звуковых файлов на разных уровнях трахеобронхиального дерева, с определением различных видов хрипов, эпицентра дыхательных хрипов. Проведенное исследование может быть информативным в плане уточнения происхождения дыхательных шумов (слизь, обструкция), в диагностике патологии (обструкции) мелких дыхательных путей при бронхиальной астме.

Научное применения бронхоскопа со встроенным микрофоном имеет большую перспективу для создания баз данных, основанных на записи акустических феноменов, соответствующих различным видам патологий органов дыхания, что позволит создать автоматические системы диагностики заболеваний.

Достоинством изобретения является простота использования бронхоскопа с микрофоном и возможность прослушивать микрофоном звуки внутри органов дыхания, т.е. в непосредственной близости к очагу патологии, что обеспечивает более широкий диапазон частот слышимых звуков вне зависимости от анатомических особенностей пациента и внешних шумов.

Реализация группы изобретений для комплексной оперативной безопасной диагностики патологии органов дыхания, в том числе на ранней стадии, не требует значительных материальных вложений, упрощает работу врачей.

По сравнению с прототипом изобретение позволяет расширить диагностические возможности бронхоскопа, повысить точность выявления очагов патологии при сокращении времени на обследование, обеспечить оптимальность взаимодействия бронхоскопа с набором съемных средств, удобство в работе и обслуживании.