Результат интеллектуальной деятельности: Эманаториум радона и его дочерних продуктов распада

Предлагаемое изобретение относится к медицине, а именно к медицинской технике и может быть использовано в учреждениях практического здравоохранения: поликлиниках, больницах, санаториях, профилакториях, восстановительных и реабилитационных медицинских центрах.

Актуальность изобретения состоит в широком распространении заболеваний, при которых его применение эффективно, прежде всего, это патология опорно-двигательного аппарата (остеоартриты, ревматоидный полиартрит, остеохондроз позвоночника, болезнь Бехтерева) [4], заболеваемость которыми в популяции растет.

Актуальность изобретения состоит также в том, что устройство можно использовать круглый год, в любой местности и не требуется привязка к природному источнику радона.

По сравнению с традиционными радоновыми процедурами (водными и воздушными радоновыми ваннами) пропускная способность эманаториума значительно выше: одновременно могут получать процедуру 6-12 человек, что актуально, при сезонном росте потребности санаторно-курортных медицинских учреждений в радонотерапии.

Аналогами предлагаемого изобретения можно считать модель бокса-эманатория и ингаляторий для групповых радоновых процедур.

Бокс-эманаторий был предложен Щепотьевой Е.С. в 1956 году [1], однако так и не был построен. Для создания заданной концентрации радона в камере бокса воздушно-радоновая смесь подается из бутыли. Недостатками данного устройство являлись низкая точность дозирования, снижение концентрации радона в течение процедуры, отсутствие очищения воздушно-радоновой смеси от дочерних продуктов радона, недостаточное обеспечение радиационной безопасности персонала.

Ингаляторий для проведения групповых радоновых процедур (патент RU (11) 2269329 (13) C1) предложен в 2004 году. Ингаляторий состоит из процедурной камеры и подсобных помещений. В техническом помещении располагается порционная склянка с концентратом радона и микрокомпрессором, а также фильтр Петрянова. Радон по радонопроводу подается в лечебную камеру.

Одним из недостатков ингалятория является неточность дозирования радона, падение его активности в воздушно-радоновой смеси во время процедуры. Использование для поддержания постоянной концентрации радона ультразвукового испарителя не оправдало себя. Скорость падения активности радона в воздушно-радоновой смеси (кроме естественного распада часть радионуклида во время дыхания диффундирует через альвеолы в кровь пациента) превышает скорость подачи концентрата радона на головку испарителя.

Но, главное, и предложенный Щепотьевой Е.С. бокс-эманаторий, и групповой ингаляторий предназначены лишь для проведения радоновых ингаляций.

Мы же ставили перед собой задачу получить комплексную радоновую процедуру, включающую в себя и радоновую ингаляцию, и воздушную радоновую ванну.

Природным аналогом изобретения служит радоновый эманаторий в Бад-Гаштейне в австрийских Альпах. Выработанные штольни содержат повышенное содержание радона, который поступает в воздух пещер из горной породы, содержащей радий. Пациентов доставляют в штольни в вагончиках по железнодорожным путям и оставляют на 60 минут. Концентрация радона в воздухе - от 44 до 150 Бк/л, температура воздуха - 38-40⁰С, влажность воздуха близка к 100%. Главные показания для лечения в эманатории - болезни опорно-двигательного аппарата. Недостатком является удаленность курорта и невозможность большому числу пациентов посетить его и принять лечение. В Российской Федерации подобных природных радоновых эманаториев нет.

Техническим результатом предлагаемого эманаториума радона и его дочерних продуктов распада (ДПР) является возможность получения воздушно-радоновой смеси заданной концентрации радона и активности его дочерних продуктов распада, температуры и влажности с последующим поддержанием ее на том же уровне в течение всей процедуры, при этом создаваемый в лечебной камере микроклимат можно изменять в зависимости от диагноза и тяжести заболевания у конкретного пациента,

Указанный технический результат достигается тем, что эманаториум радона и его дочерних продуктов распада состоит из технологического отсека, лечебной камеры и кабинета медперсонала, отличающийся тем, что технологический отсек оборудован барботирующим устройством, дозатором и системой рециркуляции, лечебная камера оснащена климатической установкой и датчиками контроля активности радона, кабинет медперсонала снабжен системами мониторинга за микроклиматом лечебной камеры и видеонаблюдения за пациентами.

Базовые условия работы эманаториума радона аналогичны природному радоновому эманаторию на курорте в Бад-Гаштейне (Австрия).

Концентрация (активность) радона в воздухе - 150 Бк/л, дочерние продукты распада - в равновесии, температура воздуха - 38-40⁰С, влажность воздуха - 100%. Время экспозиции - 60 минут.

Описание устройства эманаториума радона и его ДПР

Эманаториум радона и его ДПР (см.рис.1) состоит из технологического отсека (II), лечебной камеры (I), кабинета медперсонала (III) и вспомогательных помещений.

Технологический отсек оборудован вытяжным шкафом (1), в котором располагаются дозатор (3) и барботирующее устройство (2). В барботирующем устройстве, посредством прогона воздуха через концентрат, радон высвобождается из воды и в газообразном состоянии поступает в лечебную камеру. Концентрат радона подается в барботирующее устройство двумя порциями. Перед началом процедуры медицинская сестра выливает в барботирущее устройство флакон с расчетным количеством концентрата радона, для создания заданной концентрации радона в воздушно-радоновой смеси в лечебной камере. Вторая порция концентрата подается из дозатора постоянно в течение процедуры, чтобы нивелировать потери радона за счет естественного распада, осаждения на телах пациентов и диффундировании через легкие в их кровь. Скорость истечения концентрата радона из дозатора подбирается опытным путем до начала эксплуатации эманаториума.

В технологическом отсеке располагается также система рециркуляции (4) воздушно-радоновой смеси через фильтр Петрянова (5). Включение системы рециркуляции позволяет очистить воздушно-радоновую смесь от дочерних продуктов распада радона за счет их осаждения на фильтре Петрянова.

Другая система рециркуляции находится в лечебной камере и обеспечивает движение воздушно-радоновой смеси без прохождения через фильтр Петрянова. Экспериментально подтверждено, что при движении воздушно-радоновой смеси со скоростью 1 м/сек радиоактивного налета на коже пациента образуется примерно на 40% больше [7], что усиливает лечебный эффект процедуры.

Таким образом, эманаториум может работать в 2-х режимах: без удаления ДПР радона (так, как это происходит в природных радоновых эманаториях), и с удалением ДПР радона (что обеспечивает уменьшение лучевой нагрузки на пациента; можно использовать, например, при лечении детей или ослабленных больных).

Кроме того, лечебная камера оборудована датчиками радона, которые подключены к системе мониторинга микроклимата и постоянно измеряют активность радона в воздушно-радоновой смеси.

В кабинете медицинской сестры установлены система видеонаблюдения за пациентами (7), находящимися в лечебной камере, система контроля за микроклиматом (активностью радона и его ДПР, температурой и относительной влажностью воздуха) в лечебной камере (8); тут же располагаются физиотерапевтические часы и дозиметр.

Эманаториум оборудован двумя приточными и двумя вытяжными системами вентиляции (см. рис. 2). Приточная система вентиляции П1 подает чистый воздух в лечебную камеру эманаториума. Ее мощность позволяет прогнать три объема воздуха лечебной камеры в час. Вытяжная система В1 удаляет воздушно-радоновую смесь из лечебной камеры. Ее мощность - пять объемов воздуха в час. Вентиляционные системы П1 и В1 включаются только между процедурами.

Приточная система П2 - подает чистый воздух в комнату медицинской сестры, коридор, тамбур, раздевалки, технологический отсек; мощность позволяет осуществить 3-кратный воздухообмен в час. Вытяжная система В2 удаляет воздух из технологического отсека, коридора, раздевалок, тамбура, комнаты медицинской сестры; мощность - 5-кратный воздухообмен в час. Вентиляционные системы П2 и В2 функционируют постоянно во время работы эманаториума.

В лечебной камере располагается шезлонги для пациентов (6), а в раздевалках - индивидуальные шкафы для одежды (11).

Описание работы эманаториума радона и его ДПР

За час до начала процедуры медицинская сестра включает климатическую установку (12) и устанавливает заданные параметры микроклимата (например, как Бад-Гаштейне - температуру воздуха 37-39°С, влажность воздуха - 100%). В течение часа температура и влажность воздуха в лечебной камере достигнут нужных параметров. Работа в эманаториуме начинается с включения вентиляционных систем П2 и В2. Непосредственно перед началом процедуры медицинская сестра заполняет концентратом радона дозатор и выливает флакон с концентратом в барботирующее устройство. Пациенты через тамбур (VII) проходят и раздеваются в раздевалках (V, VI), затем проходят в лечебную камеру (I) и располагаются на шезлонгах (6). Мед.сестра включает барботирующее устройство и через 1-2 минуты весь радон перейдет в воздушную фракцию и концентрация (активность) радона в лечебной камере станет расчетной. Включается дозатор и концентрат радона по капле поступает в барботирующее устройство. Таким образом восполняются потери радона и его концентрация в лечебной камере остается постоянной в течение всей процедуры.

В зависимости от вида лечения включается рециркулирующая система 1 (без удаления ДПР) или 2 (с удалением ДПР из воздушно-радоновой смеси).

Длительность процедуры 30-60 минут, в зависимости от диагноза и состояния пациентов. Медицинская сестра, располагаясь в своем кабинете, осуществляет контроль параметров микроклимата в лечебной камере и наблюдение за пациентами.

По окончании процедуры медицинская сестра выключает барботирующее устройство, дозатор, рециркулирующую систему и включает вентиляционные системы П1 и В1. Пациенты переходят в раздевалки и одеваются.

Показания и противопоказания к посещению эманаториума радона и его ДПР те же, что и для других радоновых процедур. Оптимальная лечебная дозировка: 15 кБк/м³.

Пример расчета необходимого количества радона для обеспечения заданной его концентрации (активности) в паро-воздушной смеси лечебной камеры эманаториума объемом 37,5 м³ (2,5м×2,5м×6м) на 6 пациентов. Заданная концентрация (активность) радона - 150 кБк/м³. Общее количество радона, необходимо для создания этой концентрации во всем объеме лечебной камере, составляет 150×37,5= 5625 кБк или 5,6 МБк.

Эмпирическим путем установлено, что содержание радона в лечебной среде эманаториума снижается в течение процедуры. Потери радона происходят из-за его естественного распада, адсорбции на стенках помещений, адсорбции на коже и бронхиальном дереве пациента и всасывании в кровь пациента. Суммарные потери радона за час составляют 1/7 от первоначальной активности.

Скорость подачи концентрата радона из дозатора в барботирующее устройство регулируется таким образом, чтобы возмещать эти потери.

Расчет полученной пациентом эквивалентной дозы

Пациент, проходящий лечение в эманаториуме, получит радиационное воздействие посредством вдыхания радона и при осаждении продуктов распада радона на кожу. Сумма этих воздействий составит поглощенную пациентом за процедуру эффективную дозу.

Рекомендуемый режим лечения в эманаториуме - 60 минут.

Поглощенные эффективные дозы (ПЭД) составят:

ПЭД легких - 0,096мЗв;

ПЭД кожи - 0,304мЗв;

Общая поглощенная пациентом эффективная доза - 0,4 мЗв.

За курс лечения, состоящий из 10 процедур пациент получит 4 мЗв.

Изменение эффективной поглощенной пациентом за процедуру дозы достигается изменением (уменьшением) длительности процедуры, а также изменением (уменьшением или увеличением) активности радона в лечебной камере эманаториума.

Предлагаемое устройство позволяет менять условия отпуска процедуры: температуру и влажность лечебной среды, содержание радона в воздушно-радоновой смеси, а также поддерживать их неизменными в течение всей процедуры. Время экспозиции 30-60 минут, пропускная способность эманаториума - 6-12 человек в час.

Эманаториум радона и его ДПР создан в санатории «Радон» г. Ульяновска и используется в лечебной практике санатория.

Строительство сети эманаториумов имеет большое социально-экономическое значение и может внести существенный вклад в оздоровление населения Российской Федерации.

Литература:

1. Щепотьева Е.С. Искусственные радоновые ванны и методики их приготовления - М.:Медицина, 1949 г.

2. Гусаров И.И. Радонотерапия. - М.М: Медицина, 1974. - 164 с.

3. Гусаров И.И. Радонотерапия. - М.М: Медицина, 2000. - 200 с.

4. Разумов А.Н., Гусаров И.И., Филатов В.И., Пузырева Г.А. Панов С.В. К 100 летию радонотерапии // Вопросы курортологии, физиотерапии и ЛФК. Москва, 2005, №6 и 2006, №1.

5. Панов С.В. Практическая радонотерапия. Ульяновск: УлГУ, 2014 -172с.

6. Ингаляторий для проведения групповых радоновых процедур: Патент на изобретение ; 2269329 / Разумов А.Н., Гусаров И.И., Филатов В.И., Семенов Б.Н., Дубовской А.В., Беленичев А.Ю., Панов С.В., Пузырева Г.А. // Бюллетень изобретений. 2006 г. №4.

7. Панов С.В. Радиоактивный налет на коже после радоновых процедур // Вопросы курортологии, физиотерапии и ЛФК. Москва, 2016, №2