RU2064801C1

RU2064801C1 - Method of treatment of destructive forms of pulmonary tuberculosis and unit for its accomplishment

Info

Publication number: RU2064801C1
Authority: RU
Inventors: Джамшид Тохтаевич Алимов; Валерий Павлович Захаров; Бакытджан Омуржанович Зикрин; Игорь Олегович Ковалев; Александр Васильевич Кислецов; Геннадий Петрович Кузьмин; Александр Михайлович Прохоров; Пулат Киргизбаевич Хабибулаев; Махмуд Эшанханович Эшанханов
Original assignee: Джамшид Тохтаевич Алимов; Валерий Павлович Захаров; Бакытджан Омуржанович Зикрин; Игорь Олегович Ковалев; Александр Васильевич Кислецов; Геннадий Петрович Кузьмин; Александр Михайлович Прохоров; Пулат Киргизбаевич Хабибулаев; Махмуд Эшанханович Эшанханов
Priority date: 1991-04-09
Filing date: 1991-04-09
Publication date: 1996-08-10

Abstract

FIELD: medicine and medical equipment; can find a wide application in the field of treatment of cavernous and fibrocavernous forms of tuberculosis and other diseases of lungs. SUBSTANCE: after paracentesises of the cavern its internal cavity is subjected to defocused pulse radiation of a nitrogen laser with a wavelength of 337 nm, energy density of 200 μJ/sq.cm in pulse-periodic conditions at a controlled pulse repetition frequency, depending on the degree of lesion of lungs, providing for irradiation at a mean power density of 10 to 15 mW/sq.cm for 3 to 4 min. Supervisions have shown good bearability of irradiation by patients. The results of microbiological examinations prove a full abacillation of patients. The results of X-ray analysis show a reduction of the cavern cavity of a part of patients at least by two times in 1.5 to 2 months. Besides, at preset parameters radiation of the nitrogen laser with a wavelength of 337 nm, equally with bactericidal action, possesses a stimulating effect on microcirculation in the focus of action, causes clinical improvements of the client's state, reduction of the period of treatment. The unit for treatment of destructive forms of pulmonary tuberculosis uses nitrogen laser 1 with a radiator and power supply source, gas system, control system, focusing arrangement, fibre-optic light conduit with an optical diffuser. The radiator is made as a sealed current-conducting casing, accommodating a plasma sheet formed by a dielectric plate, initiating electrode and electrode electrically connected to the casing. A high-voltage pumping system is installed on the casing side surface, with the electrode connected to it. After paracentesis of the cavern a beam of control pulses is directed to the pumping system by the aspirating needle, it actuates the system after which plasma of the surface discharge gets ignited. Inversion of nitrogen molecules population occurs in the discharge plasma. Radiation is formed by the laser resonator that is coaxial to the plasma sheet and formed by the mirror and lens flat face. Passing through the lens radiation is focused on the inlet end face, transferred through the light conduit and diffused by the spherical diffuser onto the cavern. Due to a high energy contribution provided in the discharge of the plasma sheet, limitations to the value of output energy and pulse repetition frequency, and, consequently, to the maximum size of the irradiated cavern are removed, the unit overall dimensions and mass are considerably reduced. EFFECT: reduced period of treatment, enhanced efficiency and reduced traumaticity of the method and reduced mass and overall dimensions of the unit. 4 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к медицине и медицинской технике и может найти широкое применение в области лечения инфильтративных с распадом, кавернозных и фиброзно-кавернозных форм туберкулеза и других заболеваний легких. The invention relates to medicine and medical equipment and can be widely used in the treatment of decay infiltrative, cavernous and fibro-cavernous forms of tuberculosis and other lung diseases.

Больные с открытыми формами туберкулеза в структуре заболеваемости и болезненности населения составляют довольно большое количество. Так, по самым последним данным Всемирной организации здравоохранения, из числа ежегодно выявляемых больных туберкулезом легких более 10 млн. случаев составляют больные с открытыми формами заболевания, а всего в мире насчитывается около 25 млн. больных, выделяющих микpобактерии туберкулеза. При этом один бактериовыделитель заражает до 80 человек из ближайшего окружения. Patients with open forms of tuberculosis in the structure of morbidity and morbidity of the population are quite large. Thus, according to the most recent data of the World Health Organization, out of the number of cases of pulmonary tuberculosis cases detected annually, more than 10 million cases are patients with open forms of the disease, and in the whole world there are about 25 million patients that produce tuberculosis microbacteria. In this case, one bacterial isolator infects up to 80 people from the immediate environment.

В экономически развивающихся странах Африки, Южной Америки, Азии заболеваемость населения с активными формами туберкулеза легких намного выше, чем в развитых странах, и варьируется от 250 до 800 человек на 100000 населения. При этом среди инфекционных заболеваний туберкулез, как причина смерти, занимает ведущее место. In the economically developing countries of Africa, South America, and Asia, the incidence of the population with active forms of pulmonary tuberculosis is much higher than in developed countries, and varies from 250 to 800 people per 100,000 population. Moreover, among infectious diseases, tuberculosis, as the cause of death, occupies a leading position.

В структуре заболеваемости и пораженности населения туберкулезом в СССР значительный вес также составляют больные с активными формами заболевания (более 50%). В республиках Средней Азии число больных, состоящих на учете по поводу активных форм туберкулеза легких, значительно выше, нежели среднесоюзный показатель. In the structure of the incidence and prevalence of tuberculosis in the USSR, patients with active forms of the disease also make up a significant weight (more than 50%). In the republics of Central Asia, the number of patients registered for active forms of pulmonary tuberculosis is significantly higher than the Union average.

Известно, что большинство из этих больных в силу хронического течения заболевания не поддаются лечению существующими методами терапии. Больные же со свежевыявленными активными процессами в легких для достижения эффекта от лечения нуждаются в длительной, интенсивной химиотерапии в условиях стационара (10-15 месяцев) и санатории (2-3 месяца) с последующим чередованием амбулаторного, санаторного и стационарного лечения в течение 3-4 лет. При таком традиционном методе лечения эффективность терапии составляет только лишь 60-70% случаев. Однако длительная химиотерапия сопровождается тяжелыми побочными реакциями токсикоаллергического характера и возникновением устойчивости микобактерий к химиопрепаратам. It is known that most of these patients due to the chronic course of the disease cannot be treated with existing methods of therapy. Patients with freshly detected active processes in the lungs need a long, intensive chemotherapy in a hospital (10-15 months) and a sanatorium (2-3 months) to achieve the effect of treatment, followed by alternation of outpatient, sanatorium and hospital treatment for 3-4 years old. With this traditional method of treatment, the effectiveness of therapy is only 60-70% of cases. However, long-term chemotherapy is accompanied by severe adverse reactions of a toxico-allergic nature and the emergence of resistance of mycobacteria to chemotherapy drugs.

Следует отметить, что традиционные терапевтические методы лечения таких больных бесперспективны, возможности хирургического лечения ограничены, и в случае отказа от специализированной помощи они обречены на прогрессирование заболевания, стойкую инвалидизацию с преждевременным летальным исходом, помимо их эпидемиологической опасности. It should be noted that the traditional therapeutic methods for treating such patients are unpromising, the possibilities of surgical treatment are limited, and in case of refusal of specialized care, they are doomed to disease progression, persistent disability with premature death, in addition to their epidemiological danger.

Известно, что в настоящее время в клинике хирургии легких нашли применение высокоэнергетичные СО₂-лазеры и низкоэнергетичные НЕ-Ne лазеры (Ошренко А. П. Денисов А.Н. и др. Всес. конф. по применению лазеров в медицине. Тезисы докл. М. 1984, с. 46-47; Демидов Б.С. и др. Проблемы туберкулеза, 1986, N 1, с. 35-38). Эти способы относятся к хирургическим, связаны с высокой травматичностью и не обеспечивают высокой эффективности лечения деструктивных заболеваний легких.It is known that at present in the clinic of lung surgery, high-energy CO ₂ lasers and low-energy HE-Ne lasers have been used (Oshrenko A. P. Denisov AN and others. All-round conference on the use of lasers in medicine. Abstracts. M. 1984, pp. 46-47; Demidov B.S. et al. Problems of Tuberculosis, 1986, No. 1, pp. 35-38). These methods are surgical, associated with high morbidity and do not provide high efficiency in the treatment of destructive pulmonary diseases.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков является способ лечения деструктивных форм туберкулеза легких, включающий пункцию каверны, облучение внутренней ее поверхности расфокусированным импульсным излучением азотного лазера с длиной волны 337 нм, плотностью мощности 50 кВт/см² в течение 2^oC3 мин (заявка N 4661117/30-14 (036368) от 13.03.89, решение о выдаче авторского свидетельства от 25.05.90).The closest in combination of essential features is a method of treating destructive forms of pulmonary tuberculosis, including puncture of a cavity, irradiation of its internal surface with defocused pulsed radiation of a nitrogen laser with a wavelength of 337 nm, a power density of 50 kW / cm ² for 2 ^o C3 min (application N 4661117 / 30-14 (036368) of March 13, 89, the decision to issue a copyright certificate of May 25, 90).

Данный способ позволяет упростить методику лечения, устранить эпидемиологическую опасность деструктивных процессов. Лечение в данном способе достигается путем полного разрушения жизнедеятельности микобактерий туберкулеза и других микробных флор каверны под действием лазерного излучения. Причем ясно, что эффективность разрушительного воздействия на микобактерии квантов света зависит от их энергии ε=hν, где h постоянная Планка,

, с скорость света, l длина волны излучения. Как показал опыт, наилучшие результаты достигаются при облучении квантами света с l=337 нм. Плотность числа квантов света n_u, попадающих в течение импульса в область, насыщенную микобактериями, определяется формулой
n_и=E_s/ε (1)
где E_s плотность энергии излучения.This method allows you to simplify the treatment method, eliminate the epidemiological danger of destructive processes. Treatment in this method is achieved by completely destroying the life of mycobacterium tuberculosis and other microbial flora of the cavern under the action of laser radiation. Moreover, it is clear that the effectiveness of the destructive effect of light quanta on mycobacteria depends on their energy ε = hν, where h is Planck’s constant,

, with the speed of light, l radiation wavelength. As experience has shown, the best results are achieved when irradiated with light quanta with l = 337 nm. The density of the number of light quanta n _u falling during the pulse into the region saturated with mycobacteria is determined by the formula
n _and = E _s / ε (1)
where E _s is the radiation energy density.

Средняя плотность числа квантов света, введенная в область поражения
n=n_u•f•T (2)
где f частота следования импульсов, Т длительность лечебного воздействия. При этом средняя плотность мощности излучения определяется в виде
W_ср=E_s•f (3)
Поскольку разрушение жизнедеятельности микобактерий туберкулеза происходит при облучении их квантами света, то очевидно, что необходимая плотность числа квантов света должна быть пропорциональна концентрации микробных тел в области поражения. Следует отметить, что при увеличении плотности энергии E_s (и соответственно с формулой (1) плотности тока квантов n_u) вероятность разрушительного воздействия на микобактерии растет, однако кванты света взаимодействуют не только с микобактериями, но и окружающими клетками. Поэтому существует предельная плотность энергии в импульсе E_пр, начиная с которой происходит нарушение жизнедеятельности клеток. В связи с этим необходимо вести облучение с плотностью энергии излучения достаточной, чтобы нарушить жизнедеятельность микобактерий туберкулеза и в то же время не нанести существенного ущерба окружающей ткани. В рассматриваемом же способе облучение ведется с фиксированной плотностью пиковой мощности W_s=50 кВт/см², т. е. при изменении длительности импульса излучения τ_и будет в широких пределах меняться плотность энергии излучения E_s=W_s•τ_и, что не позволяет обеспечить наиболее эффективный (с наименьшим поражением окружающей ткани) режим облучения и, соответственно, эффективность лечения.The average density of the number of light quanta introduced into the affected area
n = n _u • f • T (2)
where f is the pulse repetition rate, T is the duration of the therapeutic effect. In this case, the average radiation power density is determined as
W _cf = E _s • f (3)
Since the destruction of the vital activity of mycobacterium tuberculosis occurs when they are irradiated with light quanta, it is obvious that the required density of the number of light quanta should be proportional to the concentration of microbial bodies in the affected area. It should be noted that with an increase in the energy density E _s (and, correspondingly, with the formula (1) of the quantum current density n _u ), the probability of a destructive effect on mycobacteria increases, however, light quanta interact not only with mycobacteria, but also surrounding cells. Therefore, there is a limiting energy density in the pulse E _pr , starting with which the disruption of cell activity occurs. In this regard, it is necessary to irradiate with a radiation energy density sufficient to disrupt the vital activity of Mycobacterium tuberculosis and at the same time not to cause significant damage to the surrounding tissue. In this same method, the irradiation is carried out with a fixed density peak power W _s = 50 kW / cm ^2, t. E. When changing the pulse length τ _and will widely vary the radiant energy density E _{_s} = W _s • τ _and that no allows you to provide the most effective (with the least damage to the surrounding tissue) irradiation mode and, accordingly, the effectiveness of treatment.

Кроме того, излучение, проходя через приповерхностную ткань, ослабевает (падает плотность числа квантов), а следовательно, снижается вероятность разрушения жизнедеятельности всех микобактерий. Возникает необходимость проводить многократное облучение, т.е. проводить облучение в импульсно-периодическом режиме с некоторой частотой следования импульсов f. Однако в рассматриваемом способе этот режим не определен. Поскольку в соответствии с вышесказанным средняя плотность мощности излучения W_ср должна быть ограничена сверху величиной W_o, при которой происходят необратимые изменения облучаемой ткани (например, ее выжигание), то и частота f должна быть ограничена. В известном способе такое ограничение не сформулировано, в связи с чем его применение может приводить к осложнениям и, соответственно, к увеличению сроков лечения.In addition, radiation passing through the surface tissue weakens (the density of the number of quanta decreases), and therefore, the probability of destruction of the vital functions of all mycobacteria decreases. There is a need to conduct multiple irradiation, i.e. irradiate in a pulse-periodic mode with a certain pulse repetition rate f. However, in the considered method, this mode is not defined. Since, in accordance with the foregoing, the average radiation power density W _cf should be limited from above by the value of W _o at which irreversible changes in the irradiated tissue occur (for example, its burning out), then the frequency f should also be limited. In the known method, such a limitation is not formulated, and therefore its use can lead to complications and, accordingly, to increase the treatment time.

Целью предполагаемого изобретения является повышение эффективности, снижение травматичности и сроков лечения туберкулеза. The aim of the proposed invention is to increase efficiency, reduce morbidity and treatment time for tuberculosis.

Поставленная цель достигается тем, что в способе лечения деструктивных форм туберкулеза, включающем пункцию полости каверны воздействие на внутреннюю поверхность каверны расфокусированным импульсным излучением азотного лазера с длиной волны 337 нм, согласно изобретению воздействие осуществляют излучением с плотностью энергии 200 мкДж/см² в импульсно-периодическом режиме с управляемой частотой следования импульсов, в зависимости от величины поражения легких, обеспечивающей облучение со средней плотностью мощности 10^oC15 мВт/см² в течение 3-4 мин.This goal is achieved by the fact that in the method of treating destructive forms of tuberculosis, including puncture of the cavity of the cavity, the impact on the inner surface of the cavity with defocused pulsed radiation of a nitrogen laser with a wavelength of 337 nm, according to the invention, the effect is carried out by radiation with an energy density of 200 μJ / cm ² in a pulse-periodic mode with a controlled pulse repetition frequency, depending on the magnitude of lung lesions, providing radiation at an average power density of 10 ^o C15 mW / cm ² for ie 3-4 minutes.

Заявляемый способ отличается от прототипа совокупностью существенных признаков, изложенных в формуле изобретения, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию изобретения "новизна". The inventive method differs from the prototype in the totality of the essential features set forth in the claims, which allows us to conclude that it meets the criteria of the invention of "novelty."

В результате проведенных патентных исследований объекты с отличительными признаками заявляемого способа не обнаружены, что обусловливает его соответствие критерию изобретения "существенные отличия". As a result of patent research, objects with distinctive features of the proposed method were not found, which determines its compliance with the criteria of the invention "significant differences".

Положительный эффект от использования предлагаемого способа заключается в строгой дозировке лазерного воздействия, т.е. полной сбалансированности воздействия, приводящей к разрушению микобактерий туберкулеза и других микробных флор каверны при сохранении жизнедеятельности окружающей ткани. При этом в зависимости от концентрации микробных тел, что обычно связано с величиной пораженной области, за счет управления частотой следования импульсов в соответствии с формулой (3) можно обеспечить изменение средней плотности мощности для достижения наибольшей эффективности лечения. Предлагаемый способ практически исключает послеоперационные осложнения, создает благоприятные условия для быстрейшего заживления каверны. The positive effect of using the proposed method is a strict dosage of laser exposure, i.e. full balance of the impact, leading to the destruction of mycobacterium tuberculosis and other microbial flora of the cavity while maintaining the vital activity of the surrounding tissue. In this case, depending on the concentration of microbial bodies, which is usually associated with the size of the affected area, by controlling the pulse repetition rate in accordance with formula (3), it is possible to provide a change in the average power density to achieve the highest treatment efficiency. The proposed method virtually eliminates postoperative complications, creates favorable conditions for the rapid healing of the cavity.

Способ лечения деструктивных форм туберкулеза легких включает следующие операции:
1. Пункция полости каверны.A method of treating destructive forms of pulmonary tuberculosis includes the following operations:
1. Puncture cavity cavities.

2. Воздействие на внутреннюю поверхность каверны в течение 3-4 мин. расфокусированным импульсно-периодическим излучением азотного лазера с длиной волны 337 нм плотностью энергии 200 мкДж/см² и средней плотностью мощности 10-15 мВт/см² обеспечиваемой управляемой частотой следования импульсов.2. The impact on the inner surface of the cavity for 3-4 minutes defocused repetitively pulsed radiation of a nitrogen laser with a wavelength of 337 nm, an energy density of 200 μJ / cm ² and an average power density of 10-15 mW / cm ² provided by a controlled pulse repetition rate.

Для апробации предлагаемого способа авторами проведены следующие эксперименты. To test the proposed method, the authors conducted the following experiments.

Был поставлен опыт с молодой десятидневной культурой, выращенной в плотной среде: 1 24793, П 24791, время облучения 0,5', 1,5', 3,5'. Характеристики лазерного излучения: режим работы импульсно-периодический, плотность энергии в импульсе 200 мкДж/см², средняя плотность мощности 10.15 мВт/см². Предельная плотность мощности в 15 мВт/см² ограничивалась для предотвращения выжигания ткани. Наблюдается, что участок облучения лизируется (испаряется). Опыт повторили 50 раз. На месте исчезновения культуры до 120 дней роста не наблюдалось.An experiment was set up with a young ten-day culture grown in dense medium: 1 24793, P 24791, irradiation time 0.5 ', 1.5', 3.5 '. Characteristics of laser radiation: pulse-periodic operation, pulse energy density 200 μJ / cm ² , average power density 10.15 mW / cm ² . The maximum power density of 15 mW / cm ^{2 was} limited to prevent tissue burning. It is observed that the irradiation site is lysed (evaporates). The experiment was repeated 50 times. At the site of disappearance of the culture up to 120 days of growth was not observed.

Опыт перепроверен на кусочках послеоперационного материала, облученные 10'', 20'', 40'', 60'' кусочки растирали в ступке и производили пересев на среды Финн П от одного до трех месяцев, роста микобактерий не наблюдалось. The experiment was rechecked on pieces of postoperative material, the irradiated 10``, 20 '', 40``, 60 '' pieces were ground in a mortar and replanted on Finn P media from one to three months, no growth of mycobacteria was observed.

Учитывая, что при выбранных характеристиках лазерного излучения молодые культуры в твердой среде испаряются, начиная с 1,5' до 3', а при облучении в течение 5', наблюдается выжигание с изменением цвета питательной среды, опыт перенесен в клинику путем облучения полости каверны пункциональным методом. Исследовались времена облучения от 1' до 5'. Облучению подвергнуты 130 больных с хроническими формами фиброзно-кавернозного туберкулеза легких. Considering that, with the selected characteristics of laser radiation, young cultures in a solid medium evaporate from 1.5 'to 3', and when irradiated for 5 ', burning occurs with a change in the color of the nutrient medium, the experiment was transferred to the clinic by irradiating the cavity of the cavity with puncture method. The irradiation times from 1 'to 5' were investigated. 130 patients with chronic forms of fibro-cavernous pulmonary tuberculosis were irradiated.

Пример N 1. Больной Х. 40 лет, N истории болезни 1697, поступил 15.09.88, давность заболевания 1,5 года. Клинический диагноз "фиброзно-кавернозный туберкулез верхней доли правого легкого в фазе обсеменения". Бацилловыделение постоянное, чувствительность ко всем препаратам. Характер течения заболевания с рецидивами. Example No. 1. Patient H., 40 years old, N medical history 1697, was admitted September 15, 88, the disease was 1.5 years old. Clinical diagnosis of fibrocavernous tuberculosis of the upper lobe of the right lung in the phase of insemination. Bacillus excretion is constant, sensitivity to all drugs. The nature of the course of the disease with relapse.

Рентгенографическая характеристика до лечения: слева в 1-2 сегменте полость деструкции (каверны) 4•2 см и несколько полостей меньших размеров. X-ray characteristic before treatment: on the left in the 1-2 segment, the cavity of destruction (cavity) 4 • 2 cm and several cavities of smaller sizes.

Лечение. 10.12.88 произведена пункция каверны и осуществлено воздействие на внутреннюю ее полость расфокусированным излучением азотного лазера с длиной волны 337 нм, плотностью энергии 200 мкДж/см² в импульсно-периодическом режиме с управляемой частотой следования импульсов, обеспечивающей облучение со средней плотностью мощности 10 мВт/см² в течение 3 минут.Treatment. 12.10.88 a cavity was punctured and an internal cavity was exposed to defocused radiation of a nitrogen laser with a wavelength of 337 nm, an energy density of 200 μJ / cm ² in a pulse-periodic mode with a controlled pulse repetition rate, providing irradiation with an average power density of 10 mW / cm ² for 3 minutes.

Клинические, бактертиологические, гематологические изменения после лечения: показатели крови нормализовались через месяц, прекратилось бацилловыделение. Clinical, bacteriological, hematological changes after treatment: blood counts returned to normal after a month, bacillus excretion stopped.

Рентгенологические изменения: рентгенотомографически отмечено рассасывание перифокальной инфильтрации и очаговое обсеменение через 2,5 месяца. Максимальное уменьшение каверны в легком через 3-3,5 месяца. Radiological changes: resorption of perifocal infiltration and focal seeding after 2.5 months was noted by x-ray tomography. The maximum decrease in the cavity in the lung after 3-3.5 months.

Пример N 2. Больной У. 26 лет, N истории болезни 1821, поступил 08.10.88, давность заболевания 3 года. Клинический диагноз: фиброзно-кавернозный туберкулез верхней доли обоих легких в фазе обсеменения. Бацилловыделение постоянно, чувствительность сохранена ко всем препаратам. Характер течения заболевания с рецидивами. Example No. 2. Patient U. 26 years old, N medical history 1821, was admitted 08.10.88, the disease was 3 years old. Clinical diagnosis: fibro-cavernous tuberculosis of the upper lobe of both lungs in the insemination phase. Bacillus excretion is constant, sensitivity is preserved to all drugs. The nature of the course of the disease with relapse.

Рентгенографическая характеристика до лечения: в верхней доле правого легкого имеется кольцевидная тень размером 4 см в диаметре вокруг с инфильтрацией, слева в 2 и 1 сегментах несколько кольцевидных тканей от 2 до 0,5 см с очаговым обсеменением вокруг. X-ray characteristic before treatment: in the upper lobe of the right lung there is a ring-shaped shadow 4 cm in diameter around with infiltration, on the left in 2 and 1 segments there are several ring-shaped tissues from 2 to 0.5 cm with focal seeding around.

Лечение: 03.11.88 произведена пункция каверны и осуществлено воздействие на внутреннюю ее полость расфокусированным излучением азотного лазера с длиной волны 337 нм, плотностью энергии 200 мкДж/см² и импульсно-периодическом режиме с управляемой частотой следования импульсов, обеспечивающей облучение со средней плотностью мощности 12 мВт/см² в течение 3,5 минут.Treatment: On 03/03/88, a cavity was punctured and its internal cavity was exposed to defocused radiation of a nitrogen laser with a wavelength of 337 nm, an energy density of 200 μJ / cm ² and a pulse-periodic mode with a controlled pulse repetition rate, providing irradiation with an average power density of 12 mW / cm ² for 3.5 minutes.

Клинические, гематологические, бактериологические изменения после лечения: интоксикация исчезла через 20 дней, поправился на 8 кг в течение 2-х месяцев, абапиллярность через 2 месяца. Clinical, hematological, bacteriological changes after treatment: intoxication disappeared after 20 days, recovered by 8 kg within 2 months, abapillarity after 2 months.

Рентгенологические изменения: рентгенотомографически через месяц отмечено значительное уменьшение полости деструкции справа до 3 см, слева на 1,5 см, через 60 дней осталась кистозная полость с тонкими стенками до 1,0 см. Полное закрытие полостей с двух сторон через 3-4 месяца. Процесс стабилизирован. X-ray changes: in a month, a significant decrease in the destruction cavity to the right was observed to 3 cm, 1.5 cm to the left, and after 60 days a cystic cavity with thin walls up to 1.0 cm remained. Complete closure of the cavities on both sides after 3-4 months. The process is stable.

Пример N 3. Больной Ш. 46 лет, N истории болезни 38, поступил 05.01.89, давность заболевания 6 месяцев, не лечился. Example No. 3. Patient S., 46 years old, N, medical history 38, was admitted January 5, 89, the duration of the disease was 6 months, was not treated.

Клинический диагноз: инфильтративный туберкулез верхней доли левого легкого в фазе распада. Бацилловыделение постоянно. Острый характер течения заболевания. Clinical diagnosis: infiltrative tuberculosis of the upper lobe of the left lung in the decay phase. Bacillus excretion is constant. The acute nature of the course of the disease.

Рентгенографическая характеристика до лечения: в области верхней доли левого легкого имеется полость деструкции (каверны) размером 5•4 см с инфильтрацией и очаговым обсеменением вокруг и в правом легком. X-ray characteristic before treatment: in the region of the upper lobe of the left lung there is a 5–4 cm destruction cavity (cavity) with infiltration and focal seeding around and in the right lung.

Лечение: 13.01.89 произведена пункция каверны и осуществлено воздействие на внутреннюю ее полость расфокусированным излучением азотного лазера с длиной волны 337 нм, плотностью энергии 200 мкДж/см² в импульсно-периодическом режиме с управляемой частотой следования импульсов, обеспечивающей облучение со средней плотностью мощности 12,5 мВт/см² в течение 3,5 минут.Treatment: On 13.01.89, the cavity was punctured and its internal cavity was exposed to defocused radiation of a nitrogen laser with a wavelength of 337 nm, an energy density of 200 μJ / cm ² in a pulse-periodic mode with a controlled pulse repetition rate, providing irradiation with an average power density of 12 , 5 mW / cm ² for 3.5 minutes.

Клинические, бактериологические, гематологические сдвиги после лечения: показатели крови нормализовались в течение недели, интоксикация исчезла в течение недели, бацилловыделение прекратилось со следующего дня, микроскопически, бактериологически. Clinical, bacteriological, hematological changes after treatment: blood counts returned to normal within a week, intoxication disappeared within a week, bacillus excretion stopped the next day, microscopically, bacteriologically.

Рентгенологические сдвиги: рентгенографически и томографически через месяц значительное уменьшение полостей распада до 3 мм с рассасыванием инфильтрации. Через 60 дней уменьшение полости деструкции до 1•2 см. X-ray shifts: radiographically and tomographically after a month, a significant decrease in decay cavities to 3 mm with resorption of infiltration. After 60 days, a decrease in the destruction cavity to 1 • 2 cm.

Пример N 4. Больная С. 37 лет, N истории болезни 2112, поступила 22.11.88, давность заболевания 3 года. Течение заболевания с частыми рецидивами. Бацилловыделение постоянно, чувствительность к основным препаратам сохранена. Example No. 4. Patient S. 37 years old, N medical history 2112, was received on November 22, 88, the disease is 3 years old. The course of the disease with frequent relapses. Bacillus excretion is constant, sensitivity to the main drugs is preserved.

Рентгенографическая характеристика до лечения: правое легкое уменьшено в объеме, в области верхней доли каверны размером 5•6 см с толстыми стенками, обсеменение вокруг в нижней доле и в левом легком. X-ray characteristic before treatment: the right lung is reduced in volume, in the region of the upper lobe of the cavern with a size of 5 • 6 cm with thick walls, seeding around in the lower lobe and in the left lung.

Лечение: 27.12.88 и повторно 01.02.89 произведена пункция каверны и осуществлено воздействие на внутреннюю ее полость расфокусированным излучением азотного лазера, с длиной волны 337 нм, плотностью энергии 200 мкДж/см² в импульсно-периодическом режиме с управляемой частотой следования импульсов, обеспечивающей облучение со средней плотностью мощности 14 мВт/см² в течение 4 минут.Treatment: 12/27/88 and 02/01/89 repeated puncture of the cavity and exposure to its internal cavity by defocused radiation of a nitrogen laser with a wavelength of 337 nm, an energy density of 200 μJ / cm ² in a pulse-periodic mode with a controlled pulse repetition rate, providing irradiation with an average power density of 14 mW / cm ² for 4 minutes.

Клинические, гематологические, бактериологические сдвиги после лечения: показатели крови нормализовались в течение 1,5 месяцев, бацилловыделения прекратились через неделю. Clinical, hematological, bacteriological changes after treatment: blood counts returned to normal within 1.5 months, bacillus excretion stopped after a week.

Рентгенологические сдвиги: после первого лечения полость деструкции уменьшилась в размере после 9 дней, имелась на месте каверны, интенсивная тень в пределах доли легкого; через 30 дней справа полость не обнаружена, а на месте каверны интенсивная однородная тень в пределах доли. Повторное лечение дало рентгенограмме и томограмме 7-8 см уплотнение интенсивной тени, верхняя доля сморщена, средостение подтянуто вправо вверх, очаговые обсеменения рассосались; через 15 дней картина сохранилась, через 10 месяцев сморщивание верхней доли еще интенсивней, бывшая большая полость не выявлена, наступил пирроз верхней доли справа, самочувствие хорошее, анализы в пределах нормы. X-ray shifts: after the first treatment, the destruction cavity decreased in size after 9 days, there was a cavern in place, an intense shadow within the lung lobe; after 30 days, the cavity was not detected on the right, and at the site of the cavity there was an intense uniform shadow within the lobe. Repeated treatment gave an X-ray and a tomogram of 7-8 cm thickening of the intense shadow, the upper lobe is wrinkled, the mediastinum is pulled upward to the right, focal seeding has resolved; after 15 days, the picture was preserved, after 10 months, the wrinkling of the upper lobe was even more intense, the former large cavity was not identified, pyrrosis of the upper lobe on the right, well-being, tests were normal.

Пример N 5. Больной С. 28 лет, N истории болезни 1933, поступил 26.10.88, давность заболевания 3 года, лечился систематически стационарно, амбулаторно. Течение заболевания с рецидивами в течение года в среднем 2 раза. Бацилловыделение постоянно, чувствительность сохранена к основным препаратам. Example No. 5. Patient S. 28 years old, N case history 1933, was admitted on 10.26.88, the disease was 3 years old, and was treated systematically in a hospital, as an outpatient. The course of the disease with relapses during the year on average 2 times. Bacillus excretion is constant, sensitivity is preserved to the main drugs.

Рентгенологическая характеристика до лечения: в верхней доле правого легкого имеется каверна размером 6•7 см. На фоне ячеистого пневмосклероза и очагового обсеменения вокруг, в нижней доле и в левом легком. X-ray characteristic before treatment: in the upper lobe of the right lung there is a cavern measuring 6 • 7 cm. Against the background of cellular pneumosclerosis and focal seeding around, in the lower lobe and in the left lung.

Лечение: 10.12.88 произведена пункция каверны и осуществлено воздействие на внутреннюю ее полость расфокусированным излучением азотного лазера с длиной волны 337 нм, плотностью энергии 200 мкДж/см² в импульсно-периодическом режиме с управляемой частотой следования импульсов, обеспечивающей облучение со средней плотностью мощности 15 мВт/см² в течение 4 минут.Treatment: On 10.12.88, a cavity was punctured and exposed to its internal cavity by defocused radiation of a nitrogen laser with a wavelength of 337 nm, an energy density of 200 μJ / cm ² in a pulse-periodic mode with a controlled pulse repetition rate, providing irradiation with an average power density of 15 mW / cm ² for 4 minutes.

Клинические, бактериологические, гематологические сдвиги: показатели крови нормализовались в течение 10 дней, абацилляция наступила сразу же после лечения. Clinical, bacteriological, hematological changes: blood counts returned to normal within 10 days, abacillation occurred immediately after treatment.

Рентгенологические сдвиги: через 5 дней уменьшение размеров каверны до 5,5 см, рассасывание инфильтрации; через 2 недели до 4,0 см; через 60 дней - уменьшение каверны до 1,5-1,0 см пирротическими изменениями. Процесс в легком стабилизирован. X-ray shifts: after 5 days, a decrease in the size of the cavity to 5.5 cm, resorption of infiltration; after 2 weeks to 4.0 cm; after 60 days, the cavity decreases to 1.5-1.0 cm with pyrrhotic changes. The process in the lung is stable.

Т. о. наблюдения показали, что больные переносят облучение хорошо. Нарушений функций основных органов не наблюдается. Максимальный лечебный эффект достигается при временах облучения 3.4 мин. Интоксикация исчезает в течение 1-й недели. Отмечается резкое уменьшение количества выделяемых мокрот, снижение температуры до нормальной, появление аппетита и улучшение показателей крови. Результаты микробиологических исследований доказывают полное абацилирование больных. Результаты рентгенологического анализа показывает, что у части больных наблюдается через 1,5-2 месяца уменьшение полости каверны не менее, чем в 2 раза. T. about. observations showed that patients tolerate radiation well. Violations of the functions of the main organs are not observed. The maximum therapeutic effect is achieved with irradiation times of 3.4 minutes. Intoxication disappears within 1 week. There is a sharp decrease in the amount of sputum excreted, a decrease in temperature to normal, the appearance of appetite and an improvement in blood counts. The results of microbiological studies prove complete abacilization of patients. The results of x-ray analysis show that in some patients, after 1.5-2 months, a decrease in the cavity of the cavity is not less than 2 times.

При заданных параметрах излучения азотного лазера α=337 нм наряду с бактерицидными свойствами обладает стимулирующим действием на микроциркуляцию в очаге воздействия, приводит к клиническим улучшениям состояния больного (картина крови, нервно-психологической сферы, улучшения аппетита), сокращению сроков лечения. At the given parameters of the nitrogen laser radiation, α = 337 nm, along with bactericidal properties, it has a stimulating effect on microcirculation in the focus of exposure, leads to clinical improvements in the patient's condition (blood picture, neuropsychological sphere, improved appetite), and reduced treatment time.

В целом предлагаемый способ имеет большое народно-хозяйственное значение. Согласно среднестатистическим данным, один больной туберкулезом легких (бактериовыделитель) заражает до 80 человек из ближайшего окружения, а лечение одного больного туберкулезом легких обходится государству в 2233 руб. в год. In general, the proposed method is of great economic importance. According to the average statistics, one patient with pulmonary tuberculosis (bacteriostatic) infects up to 80 people from the immediate environment, and the treatment of one patient with pulmonary tuberculosis costs the state 2233 rubles. in year.

Предлагаемый способ позволяет уменьшить сроки излечения (с учетом возможного повторного курса) до 2 месяцев. Следовательно, за 1 год на каждых 100 больных позволяет сэкономить государству 185 тыс. руб. The proposed method allows to reduce the healing time (taking into account a possible second course) up to 2 months. Consequently, for 1 year for every 100 patients, the state can save 185 thousand rubles.

Для осуществления лечения деструктивных форм туберкулеза легких применяются хирургические лазерные установки "Скальпель", "Ромашка" (см. Скобелкина К. Лазеры в хирургии, изд. Медицина, 1988), содержащие CO₂-лазер, источник питания, систему транспортировки лазерного излучения.For the treatment of destructive forms of pulmonary tuberculosis, the Scalpel and Chamomile surgical laser devices are used (see Skobelkina K. Lasers in Surgery, ed. Medicine, 1988), which contain a CO ₂ laser, a power source, and a laser radiation transportation system.

Недостатком этих установок является то, что их применение связано с хирургическим вмешательством, обладающим высокой травматичностью и наличием послеоперационных осложнений. Кроме того, данные установки используют излучение на длине волны 10,6 мкм, что обусловливает их большие вес и габариты. The disadvantage of these installations is that their use is associated with surgical intervention, which is highly traumatic and the presence of postoperative complications. In addition, these installations use radiation at a wavelength of 10.6 μm, which leads to their large weight and dimensions.

Известная лазерная установка с волоконно-оптическим модулем для лечения заболеваний плевры (см. Электронная промышленность, 1985, вып. 6 (144), с. 64), содержащий гелий-неоновый лазер, узел транспортировки излучения которого (светопровод) закреплен в пункционной игле. В качестве лазера используется серийно выпускаемый отпаянный газовый лазер низкого давления с продольным разрядом. Данная установка имеет большие вес и габариты. A well-known laser installation with a fiber-optic module for the treatment of pleural diseases (see Electronics, 1985, issue 6 (144), p. 64), containing a helium-neon laser, the radiation transport unit of which (optical fiber) is fixed in a puncture needle. As a laser, a commercially available sealed low-pressure longitudinal-discharge gas laser is used. This installation has a large weight and dimensions.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой установке для лечения деструктивных форм туберкулеза легких является установка (см. заявку N 4661117/30-14 (036368) от 13.03.89, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства от 25.05.90), содержащая азотный лазер с излучением низкого давления с продольным разрядом и резонатором, источник питания, узел фокусировки в виде фокусирующей линзы, систему транспортировки лазерного излучения в виде волоконного световода, пункционную иглу. The closest in technical essence to the claimed installation for the treatment of destructive forms of pulmonary tuberculosis is the installation (see application N 4661117 / 30-14 (036368) of 03/13/89, according to which it was decided to issue the copyright certificate of 05/25/90), containing nitrogen a laser with low pressure radiation with a longitudinal discharge and a resonator, a power source, a focusing unit in the form of a focusing lens, a system for transporting laser radiation in the form of a fiber waveguide, a puncture needle.

Основным недостатком данной установки является ее большие габариты и, соответственно, вес. Это предопределяется применяемой конструкцией излучателя и схемой накачки (продольный разряд), при которой реализуется относительно низкий удельный энерговклад. Кроме того, в данном лазере за счет большой длины разрядного контура ее индуктивность такова, что объемный разряд в лазере формируется в течение 8-10 нс, что является верхней предельной границей длительности импульса накачки для обеспечения генерации в азотном лазере и, следовательно, приводит к снижению эффективности генерации, что эквивалентно при фиксированной выходной энергии росту веса и габаритов. С другой стороны, инверсия в азотном лазере существует в течение 10 нс. За это время импульс света проходит расстояние ≈ 3 м. Значит, длина области генерации ограничена этим расстоянием. Отсюда следует, что данная установка имеет не только большие габариты (порядка 1 м в длину) и вес, но и ограниченную выходную энергию. Частота следования импульсов в лазерах данной конструкции не превышает 100 гц (см. Карлов Н.В. Лекции по квантовой электронике, М. Наука, 1988, с. 199). Из ограничения выходной энергии и средней мощности следует ограничение на максимальный размер облучаемой каверны. Следует также отметить, что данный лазер имеет дополнительные потери на торцевом окне разрядной трубки, которые снижают общую эффективность установки. Кроме того, в данной конструкции не удается организовать эффективное охлаждение лазерной смеси, что и ограничивает частоту следования импульсов, и, соответственно, среднюю мощностью излучения. The main disadvantage of this installation is its large dimensions and, consequently, weight. This is determined by the emitter design used and the pump circuit (longitudinal discharge), in which a relatively low specific energy input is realized. In addition, due to the large length of the discharge circuit in this laser, its inductance is such that a volume discharge in the laser is formed within 8-10 ns, which is the upper limit on the duration of the pump pulse to ensure generation in a nitrogen laser and, therefore, reduces generation efficiency, which is equivalent for a fixed output energy to an increase in weight and dimensions. On the other hand, inversion in a nitrogen laser exists for 10 ns. During this time, a light pulse travels a distance of ≈ 3 m. Therefore, the length of the generation region is limited by this distance. It follows that this installation has not only large dimensions (about 1 m in length) and weight, but also limited output energy. The pulse repetition rate in lasers of this design does not exceed 100 Hz (see Karlov N.V. Lectures on quantum electronics, M. Nauka, 1988, p. 199). From the limitation of the output energy and average power, there follows a limitation on the maximum size of the irradiated cavity. It should also be noted that this laser has additional losses at the end window of the discharge tube, which reduce the overall efficiency of the installation. In addition, in this design it is not possible to organize effective cooling of the laser mixture, which limits the pulse repetition rate, and, accordingly, the average radiation power.

Целью предлагаемого технического решения является снижение габаритов и веса установки. The aim of the proposed technical solution is to reduce the size and weight of the installation.

Поставленная цель достигается тем, что в установке для лечения деструктивных форм туберкулеза легких, содержащей азотный лазер, включающий источник питания, систему управления и излучатель с высоковольтной системой накачки с резонатором, узел фокусировки, систему транспортировки лазерного излучения в виде волоконного световода со сферическим рассеивателем на выходном торце, пункционную иглу, согласно изобретению, излучатель выполнен в виде герметичного токопроводящего корпуса с установленным в нем плазменным листом, инициирующий электрод которого соединен с высоковольтной системой накачки, размещенной на боковой поверхности корпуса, на которую заземлен второй электрод плазменного листа, а ось симметрии межэлектродного промежутка плазменного листа совмещена с осью резонатора. This goal is achieved by the fact that in the installation for the treatment of destructive forms of pulmonary tuberculosis, containing a nitrogen laser, including a power source, a control system and a radiator with a high-voltage pump system with a resonator, a focusing unit, a laser radiation transportation system in the form of a fiber waveguide with a spherical diffuser at the output the end face, the puncture needle, according to the invention, the emitter is made in the form of a sealed conductive housing with a plasma sheet installed in it, initiating ektrod which is connected to a high-voltage pumping system placed on the side surface of the housing, which is grounded second electrode sheet of the plasma, and the axis of symmetry of the interelectrode gap of a plasma sheet is aligned with the cavity axis.

Кроме того, с целью повышения эффективности лечения при одновременном уменьшении веса и габаритов установки в излучателе выходной узел резонатора совмещен с узлом фокусировки лазерного излучения и выполнен в виде герметично закрепленного внутри корпуса излучателя с его торцевой стороны, стакана, во внутреннем торце которого плоско-выпуклая линза установлена плоской гранью, обращенной во внутрь излучателя. In addition, in order to increase the effectiveness of treatment while reducing the weight and dimensions of the installation in the emitter, the output node of the resonator is combined with the focusing unit of the laser radiation and is made in the form of a cup, in the inner end of which a flat-convex lens, is hermetically fixed inside the case of the emitter installed flat face facing the inside of the emitter.

Внутри стакана с возможностью перемещения по его внутренней боковой поверхности установлена цилиндрическая линза. A cylindrical lens is installed inside the glass with the ability to move along its inner side surface.

Заявленная установка отличается от прототипа совокупностью существенных признаков, изложенных в формуле изобретения, что позволяет говорить о ее соответствии критерию изобретения "новизна". The claimed installation differs from the prototype by the combination of essential features set forth in the claims, which allows us to talk about its compliance with the criteria of the invention of "novelty."

При проведении патентных исследований не обнаружены объекты с отличительными признаками заявляемой установки, что позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию изобретения "существенные отличия". When conducting patent research was not found objects with distinctive features of the claimed installation, which allows us to conclude that it meets the criteria of the invention "significant differences".

Положительный эффект данной установки заключается в отсутствии ограничений максимального размера облучаемой каверны за счет снятия ограничения на величину выходной энергии и частоты следования импульсов. Это достигается благодаря высокому удельному энерговкладу, обеспечиваемому в разряде плазменного листа. The positive effect of this setup is the absence of restrictions on the maximum size of the irradiated cavity due to the removal of restrictions on the magnitude of the output energy and pulse repetition rate. This is achieved due to the high specific energy input provided in the discharge of the plasma sheet.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображена блок-схема установки; на фиг. 2 поперечное сечение излучателя; на фиг. 3 - продольное сечение установки; на фиг. 4 схема фокусировки излучения с плоско-выпуклой линзой; на фиг. 5 то же со сферической линзой. The invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a block diagram of an installation; in FIG. 2 cross section of the emitter; in FIG. 3 - longitudinal section of the installation; in FIG. 4 scheme of focusing radiation with a flat convex lens; in FIG. 5 the same with a spherical lens.

Установка для лечения деструктивных форм туберкулеза легких содержит азотный лазер 1, включающий излучатель 2, источник 3 питания, газовую систему 4, систему 5 управления, узел 6 фокусировки, систему транспортировки лазерного излучения, выполненную в виде волоконного световода 7 со сферическим рассеивателем 8, пункционную иглу 9. Каверна отмечена позицией 10. Installation for the treatment of destructive forms of pulmonary tuberculosis contains a nitrogen laser 1, including an emitter 2, a power source 3, a gas system 4, a control system 5, a focusing unit 6, a laser radiation transportation system made in the form of a fiber optic fiber 7 with a spherical diffuser 8, a puncture needle 9. The cavern is marked at 10.

Излучатель 2 (фиг. 2) выполнен в виде герметичного токопроводящего корпуса 11 из металла или диэлектрического материала с металлизированным внешним покрытием. В корпусе 11 установлен плазменный лист, образованный диэлектрической пластиной 12, инициирующим электродом 13 и электродом 14, электрически соединенным с помощью крепления 15 с токопроводящим корпусом 11. Электрод 13 соединен через токоввод 16 с высоковольтной системой 17 накачки, установленной на диэлектрической плите 18. Система 17 накачки включает конденсаторы 19, управляемый разрядник 20, токопроводящую крышку 21. Позицией 22 обозначен поверхностный разряд. The emitter 2 (Fig. 2) is made in the form of a sealed conductive housing 11 of metal or dielectric material with a metallized outer coating. A plasma sheet is formed in the housing 11, which is formed by a dielectric plate 12, an initiating electrode 13, and an electrode 14 electrically connected via a fastener 15 to a conductive housing 11. The electrode 13 is connected via a current lead 16 to a high-voltage pump system 17 mounted on a dielectric plate 18. System 17 The pump includes capacitors 19, a controllable spark gap 20, a conductive cover 21. Position 22 denotes a surface discharge.

В излучателе 2 (фиг. 3) выходной узел резонатора совмещен с узлом 6 фокусировки и выполнен в виде стакана 23, герметично закрепленного внутри корпуса 11 вблизи его торца. На внутреннем торце стакана 23 установлена плоско-выпуклая линза 24, зафиксированная прижимной шайбой 25. Внутри стакана 23 в оправке 26 установлена цилиндрическая линза 27 с возможностью перемещения, например, по резьбе, нанесенной на внутреннюю боковую поверхность стакана 23. К внешнему торцу стакана 23 присоединен узел 28 крепления системы 7 транспортировки лазерного излучения, причем входной торец 29 световода 7 системы совмещен с фокусом линз 24 и 27. Позицией 30 обозначено отражающее зеркало резонатора. In the emitter 2 (Fig. 3), the output node of the resonator is combined with the focusing unit 6 and is made in the form of a cup 23, hermetically fixed inside the housing 11 near its end. A flat-convex lens 24 is mounted on the inner end of the cup 23, fixed by a clamping washer 25. A cylindrical lens 27 is mounted inside the cup 23 in the mandrel 26 and can be moved, for example, along a thread applied to the inner side surface of the cup 23. To the outer end of the cup 23 is attached the mounting unit 28 of the system 7 for transporting laser radiation, and the input end 29 of the optical fiber 7 of the system is aligned with the focus of the lenses 24 and 27. Position 30 denotes a reflecting mirror of the resonator.

Установка работает следующим образом. После проведения пункции каверны 10 пункционной иглой 9 производится подготовка лазера 1, заключающаяся в заправке излучателя 2 газовой смесью с помощью газовой системы 4. Затем системой 5 управления формируется ЦУГ управляющих импульсов, обеспечивающих зарядку конденсаторов 19 системы 17 накачки с помощью источника 3 питания и их разряд на плазменный лист с помощью управляемого разрядника 20 с частотой f. При замыкании разрядника 20 напряжение через ввод 16 подается на инициирующий электрод 13. При этом происходит электрический пробой по поверхности диэлектрической пластины 12 между электродами 13 и 14, и загорается плазма поверхностного разряда 22. Плазма разряда 22 практически однородно заполняет всю поверхность пластин 12 между электродами 13 и 14 и имеет толщину 0,3-0,5 мм. (Отсюда название данной конструкции плазменный лист). Более подробно физика зажигания разряда с использованием плазменного листа описана, например, в работе Карлов Н.В. Кузьмин Г.П. Прохоров А.М. Газоразрядные лазеры с плазменными электродами. Известия АН СССР, сер. Физическая, том 48, вып. 7, с. 1430-1436, 1984. Installation works as follows. After puncture of the cavity 10 with a puncture needle 9, laser 1 is prepared, which consists in refueling the emitter 2 with a gas mixture using the gas system 4. Then, the control system 5 generates a central control pulse of control pulses that charge the capacitors 19 of the pump system 17 using a power source 3 and discharge them on the plasma sheet using a controlled arrester 20 with a frequency f. When the arrester 20 is closed, voltage is supplied through the input 16 to the initiating electrode 13. In this case, an electric breakdown occurs on the surface of the dielectric plate 12 between the electrodes 13 and 14, and the surface discharge plasma 22 lights up. The discharge plasma 22 almost uniformly fills the entire surface of the plates 12 between the electrodes 13 and 14 and has a thickness of 0.3-0.5 mm. (Hence the name of this design is a plasma sheet). The physics of ignition of a discharge using a plasma sheet is described in more detail, for example, in the work of N.V. Karlov Kuzmin G.P. Prokhorov A.M. Gas discharge lasers with plasma electrodes. Izvestiya AN SSSR, ser. Physical, vol. 48, no. 7, p. 1430-1436, 1984.

Импульс тока замыкается через корпус 11, электрически соединенный с плазменным листом через крепление 15. The current pulse closes through the housing 11, electrically connected to the plasma sheet through the mount 15.

В плазме разряда 22 происходит инверсия заселенности молекул азота, находящихся в газовой смеси. Излучение формируется резонатором лазера, соосным плазменному листу и образованным зеркалом 30 и плоской гранью линзы 24. Поскольку азотный лазер работает на суперлюминесценции, то отражения от грани (больше примерно 4%) достаточно для обеспечения положительной обратной связи, т. е. для генерации лазерного излучения. При этом, ввиду совпадения оси межэлектродного промежутка с осью излучателя 2, обеспечивается генерация лазерного излучения с длиной волны 337 нм. Сечение лазерного луча на выходе излучателя 2 повторяет форму сечения поверхностного разряда 22. Излучение, проходя через линзу 24 (или линзы 24 и 27), фокусируется на входной торец 29, транспоpтируется по световоду 7 и рассеивается сферическим рассеивателем 8 на каверну 10. In the discharge plasma 22, the population of nitrogen molecules in the gas mixture is inverted. The radiation is generated by the laser resonator, the coaxial plasma sheet and the formed mirror 30 and the flat face of the lens 24. Since the nitrogen laser operates on superluminescence, reflection from the face (more than about 4%) is sufficient to provide positive feedback, i.e., to generate laser radiation . Moreover, due to the coincidence of the axis of the interelectrode gap with the axis of the emitter 2, the generation of laser radiation with a wavelength of 337 nm is ensured. The cross section of the laser beam at the output of the emitter 2 repeats the shape of the cross section of the surface discharge 22. The radiation passing through the lens 24 (or lenses 24 and 27) is focused on the input end 29, transported through the light guide 7 and scattered by a spherical diffuser 8 to the cavity 10.

Принципиально данная установка может работать как с двумя линзами 24, 27, так и одной линзой 24. Однако диаметр фокусного пятна при этом различен. Fundamentally, this setup can work with both two lenses 24, 27 and one lens 24. However, the diameter of the focal spot is different.

Рассмотрим сначала условия фокусировки с использованием одной линзы 24. В этом случае возможны два варианта исполнения линзы 24: сферической и цилиндрической. Условия фокусировки для цилиндрической линзы 24 представлены на фиг. 4, где позицией 31 обозначено сечение луча, 32 фокальное пятно, 33 - ход лучей, l межэлектродное расстояние; h примерно 0,4 мм толщина плазмы разряда, d диаметр фокального пятна. We first consider the focusing conditions using a single lens 24. In this case, two variants of the lens 24 are possible: spherical and cylindrical. The focusing conditions for the cylindrical lens 24 are shown in FIG. 4, where the position of the beam is indicated by 31, 32 is the focal spot, 33 is the beam path, l is the interelectrode distance; h about 0.4 mm thickness of the discharge plasma; d focal spot diameter.

Поскольку цилиндрическая линза 24 фокусирует излучение только вдоль одной оси, то диаметр фокального пятна 32 может быть меньше h, т.е. в этом случае необходимо использовать для световода 37 волокно диаметром более 0,4 мм. Since the cylindrical lens 24 focuses the radiation only along one axis, the diameter of the focal spot 32 may be less than h, i.e. in this case, it is necessary to use a fiber with a diameter of more than 0.4 mm for the fiber 37.

Условия фокусировки для сферической линзы 24 представлены на фиг. 5, где позицией 34 обозначена область перетяжки диаметра dmin, позициями 35 и 36 - фокальные плоскости. Следует отметить, что при суперлюминесценции расходимость излучения определяется отношением поперечного размера возбужденной области к ее длине. Поскольку сечение возбужденной области является вытянутым прямоугольником (как правило, h:l примерно 1:10²), то расходимость излучения в двух взаимно перпендикулярных плоскостях (вдоль разряда и перпендикулярно ему) будет существенно различаться. Поэтому фокальные плоскости для них будут различны (35 и 36), и минимально возможный диаметр световода 7 соответствует диаметру перетяжки dmin.The focusing conditions for the spherical lens 24 are shown in FIG. 5, where 34 denotes a waist region of diameter dmin, 35 and 36 indicate focal planes. It should be noted that in superluminescence the divergence of radiation is determined by the ratio of the transverse size of the excited region to its length. Since the cross section of the excited region is an elongated rectangle (as a rule, h: l is approximately 1:10 ² ), the divergence of radiation in two mutually perpendicular planes (along the discharge and perpendicular to it) will differ significantly. Therefore, the focal planes for them will be different (35 and 36), and the minimum possible diameter of the fiber 7 corresponds to the diameter of the waist dmin.

Размер фокального пятна (и, соответственно, диаметр световода 7) может быть уменьшен при использовании цилиндрической линзы 27. При этом при использовании цилиндрической линзы 24 линза 27 обеспечивает сжатие луча в направлении, перпендикулярном плазменному листу. При использовании сферической линзы 24 линза 27 устанавливается таким образом, чтобы обеспечить совмещение плоскостей 35 и 36. В обоих случаях за счет возможности перемещения оправки 26 в стакане 23 (например, по резьбе) положение фокального пятна согласуется с входным торцом 29 световода 7, и обеспечивается значительное уменьшение его размера, что эквивалентно уменьшению диаметра световода 7. Это, в свою очередь, позволяет уменьшить диаметр используемой пункционной иглы 9, т.е. снизить травматичность операции. The size of the focal spot (and, accordingly, the diameter of the optical fiber 7) can be reduced by using a cylindrical lens 27. In this case, when using a cylindrical lens 24, the lens 27 compresses the beam in the direction perpendicular to the plasma sheet. When using a spherical lens 24, the lens 27 is mounted in such a way as to ensure alignment of the planes 35 and 36. In both cases, due to the possibility of moving the mandrel 26 in the glass 23 (for example, by thread), the position of the focal spot is consistent with the input end 29 of the optical fiber 7, and is ensured a significant reduction in its size, which is equivalent to a decrease in the diameter of the optical fiber 7. This, in turn, allows to reduce the diameter of the used puncture needle 9, i.e. reduce the invasiveness of the operation.

Сфокусированное излучение транспортируется по световоду 7 в область каверны 10, где осуществляется облучение всей каверны 10. Однородность облучения обеспечивается с помощью рассеивателя 8. Причем величина энергии накачки, создаваемая высоковольтной системой 17 накачки, выбирается из условия получения плотности энергии излучения в полости каверны 10 в 200 мк Дж/см², а система 5 управления задает импульсно-периодический режим работы азотного лазера с частотой следования импульсов f, обеспечивающей в соответствии с формулой (3) облучение со средней плотностью мощности 10-15 мВт/см² в зависимости от величины поражения легких.The focused radiation is transported through the optical fiber 7 to the region of the cavity 10, where the entire cavity 10 is irradiated. The uniformity of the radiation is ensured by the scatterer 8. Moreover, the pump energy generated by the high-voltage pump system 17 is selected from the condition for obtaining the radiation energy density in the cavity of the cavity 10 in 200 μ J / cm ² , and the control system 5 sets a pulse-periodic mode of operation of a nitrogen laser with a pulse repetition rate f, which ensures, in accordance with formula (3), irradiation with a medium days with a power density of 10-15 mW / cm ² depending on the size of the lung lesion.

Предлагаемая конструкция установки обеспечивает значительное сокращение габаритов и веса установки. Прежде всего это объясняется высоким удельным энерговкладом, обеспечиваемым в разряде плазменного листа. Соответственно достигается и больший удельный энергосъем. Так с помощью плазменного листа длиной 0,2 м удается получить ту же энергию излучения, что и в прототипе при длине активной области примерно 1 м. Поскольку длина излучателя практически определяется длиной плазменного листа, то это эквивалентно пятикратному сокращению габаритов излучателя. Кроме того, в предложенной конструкции достигается минимальная индуктивность α_р электрического контура, что эквивалентно сокращению длительности импульса накачки

, где C_к - емкость конденсаторов 19. Это в свою очередь обеспечивает повышение КПД генерации, лазера, что при фиксированной выходной энергии эквивалентно сокращению габаритов и веса установки.The proposed design of the installation provides a significant reduction in dimensions and weight of the installation. This is primarily due to the high specific energy input provided in the discharge of the plasma sheet. Accordingly, a greater specific energy output is achieved. So using a plasma sheet with a length of 0.2 m, it is possible to obtain the same radiation energy as in the prototype with a length of the active region of about 1 m. Since the length of the emitter is practically determined by the length of the plasma sheet, this is equivalent to a five-fold reduction in the dimensions of the emitter. In addition, the proposed design achieves the minimum inductance α _{p of the} electric circuit, which is equivalent to a reduction in the duration of the pump pulse

, where C _k is the capacitance of the capacitors 19. This, in turn, provides an increase in the generation efficiency of the laser, which at a fixed output energy is equivalent to a reduction in the dimensions and weight of the installation.

Выполнение корпуса 11 из металла обеспечивает хороший теплообмен с окружающей средой. Это снижает все ограничения на работу лазера, связанные с перегревом лазерной смеси. The execution of the housing 11 of the metal provides good heat transfer with the environment. This reduces all restrictions on the operation of the laser associated with overheating of the laser mixture.

Следует отметить, что предлагаемая конструкция позволяет снизить габариты и вес при одновременном повышении выходной энергии излучения (за счет большего энергосъема и КПД) и частоты следования импульсов (хорошее охлаждение). Следовательно, данная установка практически не содержит никаких ограничений на величину облучаемой каверны. It should be noted that the proposed design allows to reduce the size and weight while increasing the output radiation energy (due to greater energy removal and efficiency) and pulse repetition rate (good cooling). Therefore, this installation practically does not contain any restrictions on the size of the irradiated cavity.

Повышение эффективности работы установки при одновременном уменьшении габаритов достигается, во-первых, за счет совмещения выходного узла резонатора с узлом фокусировки, во-вторых, за счет уменьшения числа используемых оптических элементов. Improving the efficiency of the installation while reducing the dimensions is achieved, firstly, by combining the output node of the resonator with the focusing node, and secondly, by reducing the number of optical elements used.

Claims

1. A method of treating destructive forms of pulmonary tuberculosis, including puncture of the cavity of the cavity and exposure to its internal surface with defocused pulsed radiation of a nitrogen laser, characterized in that, in order to reduce treatment time and reduce trauma, the effect is carried out with an energy density of 200 μJ / cm ² per pulse -periodic mode, with a power density of 10-15 mW / cm ² for 3-4 minutes

2. Installation for the treatment of destructive forms of pulmonary tuberculosis, containing a nitrogen laser, including a power source, a control system and an emitter with a high-voltage pump system and a resonator, as well as a focusing unit, a laser radiation transportation system in the form of a fiber waveguide with a spherical diffuser at the output end and a puncture a needle, characterized in that, in order to reduce the weight and dimensions of the installation, the emitter is made in the form of a sealed conductive housing with a plasma sheet installed in it the initiating electrode of which is connected to a high-voltage pump system located on the side surface of the housing, and the second is grounded to the housing, while the axis of symmetry of the interelectrode gap of the plasma sheet is aligned with the axis of the resonator.

3. The installation according to claim 2, characterized in that in the emitter the output node of the resonator is combined with the focusing unit of the laser radiation and is made in the form of a glass hermetically fixed inside the body of the emitter, while a flat-convex lens facing flat is installed inside the glass at its end face inside the emitter.

4. Installation according to claim 3, characterized in that a cylindrical lens is mounted inside the glass with the possibility of movement along its inner side surface.