RU2099109C1

RU2099109C1 - Method and device for performing complex treatment of liquid

Info

Publication number: RU2099109C1
Application number: RU95102701A
Authority: RU
Inventors: В.В. Коковихин; И.Ф. Васильев
Original assignee: Коковихин Владимир Викторович
Priority date: 1995-02-23
Filing date: 1995-02-23
Publication date: 1997-12-20
Also published as: RU95102701A

Abstract

FIELD: medicine. SUBSTANCE: method involves forcing discontinuous flow of liquid under treatment to pass through quartz cell and concurrently exposing the discontinuous flow to ultraviolet, optical, infrared radiation and magnetic field in the zone the cell is placed. The device has casing 1 having ultraviolet radiation source 3, optical and infrared radiation source 4, permanent magnetic field source 5 and alternating magnetic field source 6 coaxially positioned relative to quartz cell 2. Gas interrupter 7 of liquid flow placed between pipe 8 for supplying liquid and quartz cell 2 serves for creating discontinuous flow of liquid in quartz cell. Tuning members 10 and 11 are utilized for maintaining metered supply of liquid and gas. The processed discontinuous flow of liquid enters reservoir 16 for collecting liquid through pipe 14 and peristaltic pump 15. EFFECT: enhanced therapeutic effectiveness of treatment. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для обработки биологических жидкостей, например крови, кровезаместителей, инфузионных и других лекарственных растворов для повышения лечебного эффекта. The invention relates to medical equipment and can be used to process biological fluids, such as blood, blood substitutes, infusion and other medicinal solutions to increase the therapeutic effect.

Известен способ ультрафиолетового (УФ) облучения крови путем пропускания ее с определенной скоростью через кварцевую кювету и облучения открытой поверхности крови, не соприкасающейся с кварцевой кюветой [1]
Устройство для осуществления этого способа содержит источник ультрафиолетового излучения и кварцевую трубку, установленные в противоположных фокусах эллиптического отражателя зеркала, непроницаемую для света шторку, инъекционную иглу, сосуд для сбора крови, соединенный с кварцевой трубкой, капельницу, соединенную через тройник с зажимом с насосом, вход которого соединен с инъекционной иглой, а второй вход тройника через второй зажим соединен с вторым входом сосуда для сбора крови. Второй конец кварцевой трубки соединен с входом капельницы, а внутри кварцевой трубки расположен по крайней мере один вертикальный стержень, закрепленный с обоих концов в рассекателях струй [1]
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ физиотерапевтического излучения крови путем пропускания ее через кварцевую кювету и облучения УФ-лучами, причем перед обработкой кровь смешивают с кислородом, перед облучением смесь омагничивают в постоянном магнитном поле, а после облучения обрабатывают переменным магнитным полем [2]
Устройство для осуществления этого способа содержит кварцевую кювету, источник облучения, иглу для забора крови перистальтический насос, смеситель, источники постоянного и переменного магнитного поля (МП), кислородную магистраль, трубопроводы, емкость для сбора крови, устройство воздушного охлаждения [2]
Как аналоги, так и прототипы заявляемых способа и устройства не обеспечивают достаточной эффективности обработки вследствие узкого спектра и малой проникающей способности УФ-излучения, недостаточной равномерности обработки по массе обрабатываемой жидкости.A known method of ultraviolet (UV) irradiation of blood by passing it at a certain speed through a quartz cuvette and irradiating the open surface of the blood that is not in contact with the quartz cuvette [1]
A device for implementing this method contains a UV source and a quartz tube mounted in opposite foci of the elliptical mirror reflector, a light-tight curtain, an injection needle, a blood collection vessel connected to a quartz tube, a dropper connected through a tee to a clip with a pump, an input which is connected to the injection needle, and the second inlet of the tee through the second clamp is connected to the second inlet of the blood collection vessel. The second end of the quartz tube is connected to the inlet of the dropper, and at least one vertical rod is located inside the quartz tube, fixed at both ends in jets [1]
The closest in technical essence to the claimed is a method of physiotherapeutic blood radiation by passing it through a quartz cuvette and irradiation with UV rays, and before treatment, the blood is mixed with oxygen, before irradiation the mixture is magnetized in a constant magnetic field, and after irradiation is treated with an alternating magnetic field [2 ]
A device for implementing this method comprises a quartz cuvette, an irradiation source, a peristaltic pump for collecting blood, a mixer, sources of constant and alternating magnetic field (MP), an oxygen line, pipelines, a blood collection container, an air cooling device [2]
Both analogues and prototypes of the proposed method and device do not provide sufficient processing efficiency due to the narrow spectrum and low penetrating power of UV radiation, insufficient uniformity of processing by weight of the processed liquid.

Для того, чтобы повысить эффективность обработки в способе комплексной обработки жидкости путем пропускания ее через кварцевую кювету и воздействия на поток УФ-излучением и магнитным полем, перед обработкой из непрерывного потока жидкости в кварцевой кювете формируют прерывистый поток с помощью газовых промежутков размером, превышающим внутренний диаметр кюветы, на прерывистый поток дополнительно воздействуют излучением оптического и инфракрасного (ИК) диапазонов, причем обработку лучами УФ-, ИК-, оптического диапазонов и магнитным полем ведут одновременно в зоне расположения кварцевой кюветы. In order to increase the processing efficiency in the method of complex treatment of a liquid by passing it through a quartz cuvette and exposing the stream to UV radiation and a magnetic field, an intermittent stream is formed using gas gaps larger than the inner diameter before processing from a continuous liquid stream in a quartz cuvette cuvettes, intermittent flow is additionally affected by the radiation of the optical and infrared (IR) ranges, moreover, the processing by UV, IR, optical ranges and magnetic An olem lead simultaneously in the zone of the quartz cell.

Для осуществления этого способа устройство, содержащее источник УФ-излучения, проточную кварцевую кювету, источники постоянного и переменного магнитных полей, трубопровод для забора жидкости, трубопровод для подачи газа, перистальтический насос, узел сбора жидкости, содержащий трубопровод с емкостью для сбора жидкости на конце, снабжено дополнительным источником излучения оптического и ИК-диапазонов, газовым прерывателем жидкостного потока, причем кварцевая кювета вместе с коаксиально расположенными относительно нее источниками излучения УФ-, ИК-, оптического диапазонов, источниками постоянного и переменного магнитных полей помещена внутрь корпуса, один конец кварцевой кюветы соединен с газовым прерывателем жидкостного потока, подключенным к трубопроводам для забора и подачи газа, а другой конец трубопроводом, через перистальтический насос, подключен к емкости для сбора жидкости. To implement this method, a device containing a UV radiation source, a flowing quartz cuvette, sources of constant and alternating magnetic fields, a liquid intake pipe, a gas supply pipe, a peristaltic pump, a liquid collection unit containing a pipe with a liquid collecting container at the end, equipped with an additional radiation source of the optical and IR ranges, a gas interrupter of the liquid flow, moreover, a quartz cell along with sources coaxially located relative to it from exercises of the UV, IR, optical ranges, sources of constant and alternating magnetic fields are placed inside the case, one end of the quartz cuvette is connected to a gas liquid flow interrupter connected to pipelines for gas intake and supply, and the other end is connected via a peristaltic pump to a container for collecting fluid.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для комплексной обработки жидкости; на фиг. 2 схема, поясняющая способ обработки прерывистого потока жидкости в кварцевой трубке. In FIG. 1 shows a functional diagram of a device for integrated liquid processing; in FIG. 2 is a diagram explaining a method for processing intermittent fluid flow in a quartz tube.

Устройство содержит корпус 1, в котором коаксиально кварцевой трубке (кювете) 2 расположены источник 3 УФ-излучения, источник 4 излучения оптического и ИК-диапазонов, источник 5 постоянного МП, источник 6 переменного МП. Один конец кварцевой трубки 2 соединен с газовым прерывателем 7 жидкостного потока, одним входом подключенным к трубопроводу 8 для забора жидкости, другим к трубопроводу 9 подачи газа. Газовый прерыватель 7 может быть выполнен, например, в виде капиллярного тройника либо в виде сообщающихся каналов с регулировочными элементами 10 и 11, предназначенными для дозирования подачи жидкости и газа и формирования прерывистого потока объемов жидкости 12, чередующихся с объемами газа 13 в кварцевой кювете. Другой конец кварцевой трубки 2 трубопроводом 14 через перистальтический насос 15 соединен с емкостью для сбора жидкости 16. The device comprises a housing 1, in which, coaxially with a quartz tube (cuvette) 2, a UV radiation source 3, an optical and IR radiation source 4, a constant MP source 5, a variable MP source 6 are located. One end of the quartz tube 2 is connected to a gas interrupter 7 of the liquid flow, one inlet connected to the pipe 8 for fluid intake, the other to the gas supply pipe 9. The gas interrupter 7 can be made, for example, in the form of a capillary tee or in the form of communicating channels with adjusting elements 10 and 11, intended for dispensing a supply of liquid and gas and forming an intermittent flow of volumes of liquid 12, alternating with volumes of gas 13 in a quartz cell. The other end of the quartz tube 2 by a pipe 14 through a peristaltic pump 15 is connected to a container for collecting liquid 16.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

Из непрерывистого потока обрабатываемой жидкости, с помощью насоса 15 забираемой из трубопровода 8, с помощью газа, подаваемого через трубопровод 9 в прерыватель 7, формируют прерывистый поток и пропускают его через кварцевую трубку 2, размещенную в корпусе 1. На прерывистый поток жидкости в кварцевой трубке воздействуют одновременно УФ-излучением источника 3, оптическим и ИК излучением источника 4, постоянным магнитным полем источника 5 и переменным магнитным полем источника 6. An intermittent flow of the liquid being processed, using a pump 15 taken from the pipeline 8, using the gas supplied through the pipeline 9 to the interrupter 7, forms an intermittent flow and passes it through a quartz tube 2 located in the housing 1. Into an intermittent fluid flow in a quartz tube act simultaneously with UV radiation of source 3, optical and IR radiation of source 4, constant magnetic field of source 5 and variable magnetic field of source 6.

В качестве газа может быть использован воздух, кислород либо любая газовая смесь, содержащая кислород. Регулирующими элементами 10 и 11 формируют прерывистый поток таким, чтобы объемы обрабатываемой жидкости 12 чередовались с объемами газа 13 (см. фиг. 2), размер газовых промежутков должен превышать внутренний диаметр кварцевой трубки для того, чтобы обеспечить динамическую независимость жидкостных объемов друг от друга. As a gas, air, oxygen or any gas mixture containing oxygen can be used. The regulating elements 10 and 11 form an intermittent flow so that the volumes of the treated liquid 12 alternate with the volumes of gas 13 (see Fig. 2), the size of the gas spaces must exceed the inner diameter of the quartz tube in order to ensure dynamic independence of the liquid volumes from each other.

Обработанный прерывистый поток жидкости по трубопроводу 14 через насос 15 поступает в емкость 16 для сбора жидкости. The processed intermittent fluid flow through the pipe 14 through the pump 15 enters the tank 16 to collect the liquid.

При обработке прерывистого потока жидкости в кварцевой трубке по торцам каждого автономного объема жидкости действуют дополнительные поперечные силы поверхностного натяжения, которые, взаимодействуя с продольными движущими силами и силами сцепления жидкости с поверхностью кюветы, создают сложные упорядоченные естественные потоки во всех направлениях. Таким образом происходит естественная турбулизация и интенсивное перемешивание жидкости в каждом автономном объеме. А так как известно, что при турбулентном вихревом характере движения жидкости, параметр, характеризующий интенсивность перемешивания жидкости число Рейнольдса в зависимости от плотности и вязкости жидкости на 1 2 порядка выше, чем для ламинарного упорядоченного сплошного потока, то и интенсивность перемешивания жидкости в каждом объеме и в целом увеличивается на 1 2 порядка, адекватно увеличивая равномерность распределения поглощаемого излучения по массе облучаемой жидкости. Кроме того, при обработке прерывистого потока площадь поверхности жидкости, подвергаемой облучению увеличивается в 2 3 раза, что дополнительно повышает равномерность и эффективность облучения, а изменением соотношения движущихся объемов жидкости и воздушных промежутков изменяют общий объем подвергаемой обработке жидкости в каждую единицу времени, что позволяет изменять общую дозу облучения для всего объема обрабатываемой жидкости. When processing an intermittent fluid flow in a quartz tube at the ends of each autonomous fluid volume, additional transverse surface tension forces act, which, interacting with the longitudinal driving forces and the forces of fluid adhesion to the surface of the cell, create complex ordered natural flows in all directions. Thus, natural turbulization and intensive mixing of the liquid in each autonomous volume occurs. And since it is known that with the turbulent vortex nature of the fluid motion, the parameter characterizing the intensity of mixing the liquid, the Reynolds number depending on the density and viscosity of the liquid is 1 2 orders of magnitude higher than for the laminar ordered continuous flow, the intensity of mixing of the liquid in each volume and as a whole increases by 1 2 orders of magnitude, adequately increasing the uniformity of the distribution of absorbed radiation over the mass of the irradiated liquid. In addition, when processing an intermittent flow, the surface area of the liquid subjected to irradiation increases by 2–3 times, which further increases the uniformity and efficiency of irradiation, and by changing the ratio of moving volumes of the liquid to the air gaps, the total volume of the liquid being treated is changed in each unit of time, which allows changing total radiation dose for the entire volume of the treated fluid.

Существенное значение имеет и тот факт, что под воздействием УФ-лучей кислород, присутствующий в просвечиваемых насквозь газовых промежутках, частично превращается в озон, и в поверхностном слое жидкости, соприкасающемся с озонированным газом, происходит насыщение жидкости и газом, и озоном, что также повышает эффективность обработки. Of significant importance is the fact that, under the influence of UV rays, the oxygen present in the gas spaces that are visible through and through, partially turns into ozone, and in the surface layer of the liquid in contact with the ozonized gas, the liquid is saturated with both gas and ozone, which also increases processing efficiency.

Решению этой задачи также способствует процесс одновременного воздействия на обрабатываемую жидкость лучистым потоком и УФ-, ИК- и оптического диапазонов. The solution to this problem is also facilitated by the process of simultaneous exposure of the liquid being treated by the radiant flux and the UV, IR and optical ranges.

Известно, что каждое облучаемое вещество имеет совершенно определенный спектр поглощения лучей, состоящий из множества отдельных линий; при этом каждой линии соответствует своя, строго определенная для данного вещества колебательная или вращательная частота собственного движения молекул. Спектр поглощения сложных соединений, каковым является, например, кровь, почти точно соответствует сумме спектров поглощения веществ, входящих в это соединение, и состоит из множества спектральных линий, интенсивность которых зависит от концентрации того или другого вещества в соединении. Учитывая то, что структура, состав и концентрация отдельных компонентов в облучаемых жидкостях, в частности в крови, очень разнообразны, спектральные линии поглощения излучений занимают широкую область длин волн УФ-, оптического и ИК-диапазонов. Естественно, что для более эффективного воздействия облучением на все, зачастую неизвестные и непостоянные компоненты жидкости, область спектральных линий излучения облучателя и их интенсивность должны быть максимально приближены к интенсивности и спектру поглощения облучаемых жидкостей. It is known that each irradiated substance has a very definite absorption spectrum of rays, consisting of many separate lines; each line corresponds to its own, strictly defined for a given substance, vibrational or rotational frequency of its own motion of molecules. The absorption spectrum of complex compounds, such as, for example, blood, almost exactly corresponds to the sum of the absorption spectra of substances included in this compound, and consists of many spectral lines, the intensity of which depends on the concentration of one or another substance in the compound. Considering that the structure, composition and concentration of individual components in irradiated fluids, in particular in blood, are very diverse, the spectral lines of radiation absorption occupy a wide range of wavelengths of the UV, optical and IR ranges. Naturally, for a more effective exposure to irradiation on all, often unknown and unstable fluid components, the region of the spectral lines of the irradiator radiation and their intensity should be as close as possible to the intensity and absorption spectrum of the irradiated liquids.

В заявляемом способе эта задача решается путем расширения общего спектра излучения за счет введения излучения оптического и инфракрасного диапазонов с областью 600 нМ 50 мкМ и формирования суммарного распределенного лучистого потока широкого диапазона за счет одновременного излучения всех излучателей в общей зоне. In the claimed method, this problem is solved by expanding the total radiation spectrum by introducing radiation of the optical and infrared ranges with an area of 600 nM 50 μM and forming a total distributed radiant flux of a wide range due to the simultaneous emission of all emitters in the common area.

За счет введения искусственных магнитных полей (МП) непосредственно в зону облучения лучистый поток, имеющий характер пространственно хаотических электромагнитных волн с разнообразными характеристиками, взаимодействует с упорядоченными искусственными МП, что разнообразит спектральные характеристики излучения, способствует появлению определенной направленности волн спектра излучения. В облучаемой одновременно с омагничиванием жидкости изменяются, разнообразятся и упорядочиваются процессы рассеивания, преломления и отражения спектральных линий излучения между частицами, клетками и др. элементами жидкости, а в каждом элементарном объеме жидкости, пересекающем силовые линии источников МП, индуцируется переменная ЭДС, т.е. увеличивается проникающая способность излучений в магнитном поле, ускоряются физико-, фото- и биохимические процессы и изменения, что в конечном счете также повышает эффективность обработки жидкости. Due to the introduction of artificial magnetic fields (MF) directly into the irradiation zone, a radiant flux, which has the character of spatially chaotic electromagnetic waves with various characteristics, interacts with ordered artificial MFs, which diversifies the spectral characteristics of radiation, contributes to the appearance of a certain directivity of the waves of the radiation spectrum. In the fluid irradiated simultaneously with magnetization, the processes of dispersion, refraction and reflection of the spectral lines of radiation between particles, cells and other fluid elements change, are diverse and ordered, and in each elementary volume of the fluid crossing the lines of force of the MP sources, the EMF variable is induced, i.e. . the penetrating power of radiation in a magnetic field increases, physical, photographic and biochemical processes and changes are accelerated, which ultimately also increases the efficiency of liquid processing.

Для реализации заявляемого способа комплексной обработки жидкости и обеспечения работоспособности устройства внутренний диаметр кварцевой кюветы может быть выбран равным 3 4 мм при ее длине, определяемой зоной облучения, в пределах 100 300 мм. To implement the proposed method for the integrated treatment of liquids and ensure the operability of the device, the inner diameter of the quartz cuvette can be selected equal to 3 4 mm with its length determined by the irradiation zone within 100 300 mm.

В качестве источников излучения оптического и ИК-диапазонов могут быть использованы неоновые лампы тлеющего разряда, например, ТН-0,2-2, светодиоды АЛ307 и др. обеспечивающие одновременное излучение оптического и ИК-диапазонов. As sources of radiation in the optical and IR ranges, neon glow discharge lamps, for example, TN-0.2-2, LEDs AL307, etc., providing simultaneous emission of the optical and IR ranges can be used.

В качестве источника УФ излучения могут быть использованы ртутные лампы типа ДРБ-8, ДРЛ-250 и др. Mercury lamps like DRB-8, DRL-250, etc. can be used as a source of UV radiation.

В качестве постоянного 5 и переменного 6 источников магнитных полей могут быть использованы постоянные магниты и/или электромагниты, расположенные вдоль кюветы 2 на расстоянии, обеспечивающем напряженность в зоне потока жидкости не более 50 мТл, что является границей оптимального диапазона для эффективного лечебного действия непосредственно магнитных полей на живые клетки биологических жидкостей. Permanent magnets and / or electromagnets located along cell 2 at a distance providing tension in the liquid flow zone of not more than 50 mT, which is the boundary of the optimal range for the effective therapeutic effect of directly magnetic fields, can be used as constant 5 and 6 sources of magnetic fields on living cells of biological fluids.

Корпус 1 может быть выполнен из материала, отражающего излучение, особенно УФ-диапазона, например из алюминия с полированной или матовой поверхностью. Отражательные свойства корпуса обеспечивают всестороннее облучение жидкости. The housing 1 can be made of a material that reflects radiation, especially the UV range, for example, aluminum with a polished or brushed surface. The reflective properties of the housing provide comprehensive exposure to the fluid.

Предлагаемый способ комплексной обработки жидкости и устройство для его осуществления позволяют за счет повышения абсорбции квантов излучений, разнообразия воздействующих факторов и, в конечном счете, за счет повышения эффективности обработки биологических жидкостей: крови, кровезаменителей, лекарственных и других растворов, применяемых в медицине и в ветеринарии, повысить их лечебный эффект, активизировать собственные защитные силы организма, стимулировать иммунную систему усилить другие терапевтические эффекты. The proposed method of complex fluid treatment and a device for its implementation allow by increasing the absorption of radiation quanta, a variety of influencing factors and, ultimately, by increasing the efficiency of processing biological fluids: blood, blood substitutes, drugs and other solutions used in medicine and veterinary medicine , increase their therapeutic effect, activate the body's own defenses, stimulate the immune system to strengthen other therapeutic effects.

Claims

1. A method of complex processing of a liquid by passing it through a quartz cuvette and exposing the stream to ultraviolet radiation and a magnetic field, characterized in that before processing from a continuous liquid stream in the quartz cuvette, an intermittent stream is formed using gas spaces larger than the inner diameter of the cuvette by intermittent flow is additionally affected by the radiation of the optical and infrared ranges, moreover, the processing by ultraviolet, infrared, optical ranges and m gnitnym field are simultaneously directly into a quartz cuvette location area.

2. A device for complex treatment of a liquid containing a source of ultraviolet radiation, a flowing quartz cuvette, sources of constant and alternating magnetic fields, a pipe for collecting liquid, a pipe for supplying gas, a peristaltic pump, a fluid collection unit containing a pipeline with a container for collecting liquid at the end , characterized in that it is equipped with an additional source of radiation in the optical and infrared ranges, a gas interrupter of the liquid flow, moreover, a quartz cell with axially located relative to it sources of ultraviolet infrared and optical radiation, sources of constant and alternating magnetic fields are placed inside the housing, one end of the quartz cell is connected to a gas liquid flow interrupter connected to the gas supply pipe and to the liquid intake pipe, and the other end of the cell the pipeline through a peristaltic pump is connected to a tank for collecting liquid.