УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРАЙНЕВЫСОКОЧАСТОТНОЙ (КВЧ) МОДИФИКАЦИИ ТРАНСФУЗИОННЫХ БИОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ И КРОВЕЗАМЕНЯЮЩИХ РАСТВОРОВ

Заявляемое устройство относится к медицинской технике, а именно к приборам с электромагнитным излучением диапазона крайне высоких частот (КВЧ), и может быть использовано в трансфузионной медицине для лечения гнойно-воспалительных заболеваний в хирургии.
Актуальность осуществления модификации кровезаменяющих растворов, переливаемых больным, имеет в последнее время значительный научно-практический интерес.
Установлено, что крайне высокочастотные электромагнитные излучения (КВЧ ЭМИ) оказывают нормализующее (восстанавливающее) действие на основные механизмы развития общепатологических процессов, лежащих в основе любых заболеваний, за счет активации процессов саногенеза, повышения адаптационных реакций организма, восстановления его регуляторных функций, нормализации иммунологического гомеостаза, улучшения реологических свойств крови.
В настоящее время в медицине широко применяется КВЧ-терапия (миллиметровая терапия, микрорезонансная терапия), базирующаяся на использовании низкоэнергетических КВЧ ЭМИ, вносящих незначительные, сопоставимые с тепловым шумом биологической системы, возмущения в термодинамику живого организма.
Экспериментальным путем обнаружено, что вода и водные растворы как минеральных веществ, так и органических соединений, например кровезаменяющих растворов, подвергнутые облучению ЭМИ миллиметрового диапазона, приобретают биологически активные свойства, сопоставимые
по своему лечебному эффекту непосредственному воздействию на организм КВЧ ЭМИ.
Известно устройство для микроволновой терапии по ав. св. SU 1681856, А 1, 5 А61Н 39/00, пр. 15.03.88, опубл. 07.10.91, содержащее источник электромагнитного излучения, состоящий из КВЧ-генератора ЭМИ, блоков питания и управления, а также излучатель, подключенный через гибкий диэлектрический волновод к КВЧ-генератору. В блок управления введены измеритель КВЧ-мощности и система стабилизации КВЧ-мощности. Излучатель выполнен с герметичной полостью, соединенной с источником регулируемого пониженного давления, и снабжен эластичной мембраной, ограничивающей герметичную полость излучателя со стороны рабочего торца.
Устройство-аналог позволяет при рефлексотерапии осуществлять более точное дозирование КВЧ-мощности.
Общими признаками аналога и заявляемого устройства является наличие источника электромагнитного излучения, диэлектрического волновода и излучателя. Источник электромагнитного излучения состоит из КВЧ-генератора, соединенного с блоками питания и управления.
Известно также устройство, описанное в патенте RU 2107486, С 1, 6 А61Н 39/00, A61N 5/02, пр. 1993.09.03, опубл. 1998.03.27 «Способ определения оптимального значения терапевтической частоты пациента при резонансной акупунктурной КВЧ-терапии и устройство для его осуществления».
Устройство содержит источник электромагнитного излучения, состоящий из КВЧ-генератора и блоков питания и управления, а также развязывающее устройство, волноводный тракт, индикатор и излучатель. Второй аналог позволяет устанавливать оптимальное значение терапевтических частот для проведения пунктурной КВЧ-терапии по частотной зависимости коэффициента стоячей волны (КСВ).
Общими признаками второго аналога и заявляемого устройства является наличие источника электромагнитного излучения, волновода, излучателя и индикатора. Источник электромагнитного излучения состоит из КВЧ-генератора, соединенного с блоком питания и управления.
Первый и второй аналоги имеют одинаковые недостатки, а именно, ограниченные функциональные возможности, громоздкость конструкций, а также невозможность использования их для КВЧ-модификации и одновременной трансфузии биологических жидкостей и кровезаменяющих растворов.
В качестве прототипа выбран аппарат для КВЧ-терапии по патенту RU 2005510, С 1, 5 A61N 5/04, пр. 16.07.1990, опубл. 15.01.1994, содержащий установленные в одном корпусе источник питания с блоком управления и индикации, КВЧ-генератор с аттенюатором, многоканальный делитель мощности и волноводный тракт в виде съемных диэлектрических волноводов цилиндрической формы, которые присоединены к соответствующим излучателям элементами крепления.
Прототип имеет небольшие габариты, легкосъемность деталей и узлов, что повышает удобство эксплуатации.
Общими признаками заявляемого устройства и прототипа является наличие установленных в одном корпусе блока питания с блоком управления и индикации, соединенных с источником электромагнитного излучения (КВЧ-генератором), съемного диэлектрического волновода цилиндрической формы и элемента крепления.
Недостатком прототипа являются ограниченные функциональные возможности, заключающиеся в том, что невозможно его использовать для осуществления КВЧ-модификации биологических жидкостей и кровезаменяющих растворов без существенной конструктивной доработки.
Задача, на которую направлено заявляемое устройство, заключается в следующем:
- расширение функциональных возможностей и улучшение эксплуатационных характеристик устройства, повышение удобства пользования за счет компактности конструкции и легкосъемности узлов, также возможности быстрого переноса в другое помещение;
- повышение эффективности лечения путем воздействия КВЧ-излучением на биологическую жидкость или кровезаменяющий раствор и одновременной венозной трансфузии модифицированной жидкости больному.
Техническим результатом, достигаемым при реализации заявляемого устройства, является:
- возможность осуществления КВЧ-модификации биологической жидкости или кровезаменяющего раствора за счет новой конструкции диэлектрического стержня-барабанчика с канавками по винтовой линии, в которые уложены витки полиэтиленовой трубки с протекающей по ней биологической жидкостью, что увеличивает продолжительность воздействия КВЧ ЭМИ на жидкость;
- создание режима стоячих волн благодаря отражающей способности короткозамыкателя, установленного на конце волновода;
- создание новой компоновки устройства за счет выполнения волновода из двух половинок с установленным внутри них стержнем-барабанчиком с витками полиэтиленовой трубки;
- обеспечение легкосъемности волновода за счет фиксированной установки его в элементе крепления, выполненном в виде фигурной втулки с резьбой в нижней части для закрепления на корпусе источника ЭМИ.
Для достижения технического результата в устройстве для крайневысокочастотной (КВЧ) модификации трансфузионных биологических жидкостей и кровезаменяющих растворов, содержащем установленные в корпусе блок питания с блоком управления и индикации, соединенные с источником электромагнитного излучения (КВЧ-генератором), съемный
диэлектрический волновод цилиндрической формы и элемент крепления, согласно изобретению предусмотрено следующее: оно снабжено диэлектрическим стержнем-барабанчиком цилиндрической формы, металлическим короткозамыкателем и контейнером с системой трансфузии, состоящей из соединенных с ним капельницы с иглой, полиэтиленовой трубки с регулировочным зажимом и выходной иглой, на цилиндрической поверхности стержня-барабанчика выполнены канавки по винтовой линии с шагом, равным диаметру и глубиной, равной радиусу полиэтиленовой трубки, в канавки уложены витки трубки, а на торцах стержня-барабанчика вдоль вертикальной оси выполнены цилиндрические выступы, корпус волновода выполнен разъемным и состоит из двух половинок, в одной из которых в средней части выполнена по центральной оси полуцилиндрическая удлиненная полость для размещения стержня-барабанчика, соединенная с поперечными полукруглыми пазами в верхней и нижней части половинки для ввода и вывода полиэтиленовой трубки и полуцилиндрическими удлиненными вырезами вдоль центральной оси на торцах полости для размещения выступов стержня-барабанчика, а другая половинка корпуса имеет в середине по вертикальной оси укороченную цилиндрическую полость, переходящую в прямоугольные стопорные выступы для фиксации цилиндрических выступов стержня-барабанчика и соединенные с полостью поперечные полукруглые пазы в верхней и нижней части половинки для ввода и вывода полиэтиленовой трубки, причем нижняя часть корпуса волновода выполнена конусообразной формы под углом 40°-45° к центральной оси волновода и с цилиндрическим выступом, имеющим конический вырез по центру, при этом волновод и стержень-барабанчик выполнены из фторопласта, корпус волновода с установленным внутри него стержнем-барабанчиком с витками трубки скреплен сверху металлическим короткозамыкателем в виде крышки, установлен в элементе крепления и прижат к излучателю источника ЭМИ, элемент крепления
выполнен в виде фигурной втулки, имеющей в верхней части с одной стороны полукруглый удлиненный вырез для вывода полиэтиленовой трубки, а в нижней части резьбу и закреплен на корпусе источника ЭМИ. Новые детали и узлы:
- диэлектрический стержень-барабанчик;
- металлический короткозамыкатель;
- контейнер для биологической жидкости;
- система трансфузии, состоящая из капельницы с иглой, полиэтиленовой трубки с регулировочным зажимом и выходной иглой.
Новые особенности конструктивного выполнения деталей и узлов, их геометрическая форма, соотношение размеров:
- стержень-барабанчик выполнен цилиндрической формы;
- на цилиндрической поверхности стержня-барабанчика выполнены канавки по винтовой линии с шагом, равным диаметру, и глубиной, равной радиусу полиэтиленовой трубки, на торцах стержня-барабанчика вдоль вертикальной оси выполнены цилиндрические выступы;
- короткозамыкатель выполнен в виде крышки;
- корпус волновода выполнен разъемным и состоит из двух половинок;
- в одной из половинок корпуса волновода в средней части по центральной оси выполнена полуцилиндрическая удлиненная полость для размещения стержня-барабанчика, соединенная с поперечными полукруглыми пазами в верхней и нижней части корпуса волновода для укладки входной и выходной части полиэтиленовой трубки и полуцилиндрическими удлиненными вырезами вдоль центральной оси на торцах полости для размещения выступов стержня-барабанчика;
- в другой половинке корпуса волновода в середине по вертикальной оси выполнена укороченная полуцилиндрическая полость, переходящая в прямоугольные стопорные выступы для фиксации цилиндрических
выступов стержня-барабанчика и соединенные с полостью поперечные полукруглые пазы для ввода и вывода полиэтиленовой трубки;
- нижняя часть корпуса волновода выполнена конусообразной формы под углом 40°-45° к центральной оси волновода и заканчивается цилиндрическим выступом с коническим вырезом по центру;
- элемент крепления выполнен в виде фигурной втулки, имеющей в верхней части с одной стороны полукруглый удлиненный вырез для вывода полиэтиленовой трубки, а в нижней части резьбу для закрепления на корпусе источника ЭМИ.
Новые функциональные связи, взаимное расположение, взаимодействие деталей и узлов:
- контейнер соединен с системой трансфузии;
- стержень-барабанчик установлен в цилиндрическую полость и вырезы корпуса волновода;
- в канавки стержня-барабанчика уложены витки полиэтиленовой трубки системы трансфузии;
- входная и выходная части полиэтиленовой трубки уложены в поперечные полукруглые пазы двух половинок корпуса волновода;
- нижняя часть полиэтиленовой трубки выведена из корпуса волновода через полукруглый удлиненный вырез фигурной втулки;
- обе половинки корпуса волновода с установленным внутри него в соответствующие полости, вырезы и пазы стержнем-барабанчиком с витками полиэтиленовой трубки скреплены сверху короткозамыкателем, выполненным в виде крышки;
- волновод установлен в элементе крепления в виде фигурной втулки и прижат к излучателю источника ЭМИ;
- элемент крепления в виде фигурной втулки закреплен на корпусе источника ЭМИ.
Материал, из которого выполнены детали:
- стержень-барабанчик и корпус волновода выполнены из фторопласта;
- короткозамыкатель выполнен из металла.
Контейнер с системой трансфузии необходим для одновременного осуществления КВЧ-модификации биологической жидкости или кровезаменяющего раствора и ее трансфузии больному с лечебной целью.
Выполнение стержня-барабанчика с канавками с соответствующим шагом и глубиной способствует плотному размещению в них значительного участка полиэтиленовой трубки с биологической жидкостью или кровезаменяющим раствором.
Выполнение корпуса волновода из двух половинок с полостями, вырезами и пазами необходимо для быстрой и фиксированной установки стержня-барабанчика с витками полиэтиленовой трубки внутри волновода.
Металлический короткозамыкатель скрепляет обе половинки корпуса волновода, а благодаря отражательной способности позволяет установить режим стоячих волн, что повышает эффективность КВЧ-модификации биологической жидкости.
Выполнение нижней части корпуса волновода конусообразной формы и цилиндрического выступа, примыкающего к излучателю, с коническим вырезом по центру для контакта с излучателем источника ЭМИ способствует направленной концентрации излучений КВЧ-энергии, уменьшает отражение и поглощение волн.
Элемент крепления в виде фигурной втулки обеспечивает контактное соприкосновение волновода непосредственно с излучателем КВЧ-генератора.
Новые детали и узлы, конструктивные особенности выполнения деталей и узлов, их расположение и взаимосвязь, взаимодействие между собой позволяют решить поставленную задачу - расширение функциональных
возможностей созданного устройства и повышение эффективности лечения заболеваний.
Заявляемое устройство поясняется описанием и чертежами. На фиг.1 изображен общий вид устройства (у волновода снята передняя половинка корпуса и короткозамыкатель), на фиг.2 - вид спереди волновода (передняя половинка корпуса частично убрана для пояснения входа и выхода полиэтиленовой трубки), на фиг.3 - вид сверху волновода с разрезом по А-А, на фиг.4 - вид сбоку волновода с разрезом по В-В, а на фиг.5 - разрез по С-С.
На чертежах следующие обозначения:
1 - источник электромагнитного излучения;
2 - излучатель;
3 - элемент крепления (фигурная втулка);
4 - контейнер;
5 - капельница с иглой;
6 - полиэтиленовая трубка;
7 - регулировочный зажим;
8 - выходная игла;
9 - передняя половинка корпуса волновода;
10 - задняя половинка корпуса волновода;
11 - удлиненная полуцилиндрическая полость;
12 - стержень-барабанчик;
13 - пазы;
14 - вырез для выступа стержня-барабанчика;
15 - выступ стержня-барабанчика;
16 - укороченная полуцилиндрическая полость;
17 - стопорные выступы;
18 - витки полиэтиленовой трубки;
19 - цилиндрический выступ волновода;
20 - конический вырез;
21 - короткозамыкатель;
22 - удлиненный вырез фигурной втулки.
Устройство для КВЧ-модификации трансфузионных биологических жидкостей и кровезаменяющих растворов содержит источник 1 электромагнитного излучения, состоящий из установленных в одном корпусе блока питания с блоком управления и индикации, соединенных с КВЧ-генератором (на чертежах не показано), к излучателю 2 которого прижат съемный диэлектрический волновод цилиндрической формы, помещенный в элементе 3 крепления, выполненном в виде фигурной втулки, закрепленной на корпусе источника ЭМИ.
Устройство снабжено контейнером 4 с присоединенной к нему системой трансфузии, содержащей капельницу 5 с иглой, полиэтиленовую трубку 6 с регулировочным зажимом 7 и выходной иглой 8.
Корпус волновода выполнен из фторопласта, имеет цилиндрическую форму и состоит из двух половинок: передней половинки 9 и задней половинки 10. В задней половинке 10 в средней части выполнена по центральной оси полуцилиндрическая полость 11 для размещения стержня-барабанчика 12, соединенная с поперечными полукруглыми пазами 13 в верхней и нижней части корпуса для укладки входной и выходной части полиэтиленовой трубки 6 и полуцилиндрическими удлиненными вырезами 14 вдоль центральной оси на торцах полости 11 для размещения цилиндрических выступов 15 стержня-барабанчика 12.
Передняя половинка 9 корпуса волновода имеет в середине по вертикальной оси укороченную полуцилиндрическую полость 16, переходящую в прямоугольные стопорные выступы 17 для фиксации цилиндрических выступов 15 стержня-барабанчика 12. Укороченная цилиндрическая полость 16 соединена с поперечными полукруглыми пазами 13 для ввода и вывода полиэтиленовой трубки 6.
На цилиндрической поверхности стержня-барабанчика 12 выполне-
ны канавки по винтовой линии с шагом, равным диаметру и глубиной, равной радиусу полиэтиленовой трубки, в которые уложены витки полиэтиленовой трубки 6.
Нижняя часть корпуса волновода выполнена конусообразной формы под углом 40°-45° к центральной оси волновода и с цилиндрическим выступом 19, по центру которого выполнен конический вырез 20. Обе половинки корпуса волновода сверху скреплены металлическим короткозамыкателем 21, выполненным в виде крышки. Элемент 3 крепления в виде фигурной втулки имеет в верхней части с одной стороны полукруглый удлиненный вырез 22 для вывода полиэтиленовой трубки 6 из корпуса волновода, а снизу резьбу для крепления на корпусе источника ЭМИ.
Работа устройства и пользование им осуществляется следующим образом. Устройство представляет собой компактную конструкцию, которую можно устанавливать при необходимости в палате больного, при этом пациент может находиться в сидячем или лежачем положении.
О работе устройства сигнализирует индикатор включения сети. Электромагнитные излучения КВЧ-диапазона от излучателя 2 КВЧ-генератора, поступая на диэлектрический волновод, воздействуют на биологическую жидкость, протекающую в полиэтиленовой трубке 6, расположенной в канавках стержня-барабанчика 12. Металлический короткозамыкатель 21, установленный в верхней части корпуса волновода, служит для отражения ЭМИ и создания режима стоячих волн, что повышает эффективность воздействия электромагнитных излучений на протекающую биологическую жидкость.
Для капельного введения пациенту биологической жидкости вводят в его вену иглу системы трансфузии, предварительно регулируя зажимом интенсивность потока жидкости в трубке, устанавливая тем самым заданное время проведения процедуры. Процедура продолжается в течение 1-1,5
часа. За это время пациенту вводят около 300 мл модифицированной биологической жидкости. После окончания процедуры устройство отключают нажатием кнопочного выключателя сети. Работу с устройством проводит медицинский работник, прошедший специальную подготовку.
Выполнение стержня-барабанчика с канавками по винтовой линии позволяет уложить в них до 6 витков, тем самым разместить на барабанчике часть трубки длиной 45-50 см, а выполнение цилиндрических выступов с торцевых сторон обеспечивает надежную его фиксацию внутри корпуса волновода.
Выполнение корпуса волновода из двух половинок с цилиндрическими полостями, соответствующими вырезами и пазами позволяет быстро и удобно разместить внутри волновода стержень-барабанчик с витками полиэтиленовой трубки.
Выполнение нижней части корпуса волновода конусообразной формы и цилиндрического выступа с коническим вырезом, которым волновод прижат к излучателю, обеспечивает высокую направленность энергии излучения по диэлектрическому волноводу и уменьшение потерь при отражении, что ведет к более качественной КВЧ-модификации биологической жидкости.
Контейнер с присоединенной к нему системой трансфузии необходим для одновременного осуществления модификации биологической жидкости, протекающей внутри полиэтиленовой трубки с регулированием напора с помощью зажима и ее трансфузии больному с лечебной целью.
Металлический короткозамыкатель скрепляет две половинки корпуса волновода с установленным внутри него стержнем-барабанчиком с витками трубки и одновременно создает режим стоячих волн, что повышает эффективность КВЧ-модификации биологической жидкости.
Элемент крепления в виде фигурной втулки, закрепленный на корпусе источника ЭМИ, позволяет установить волновод в вертикальном
положении, прижать его к излучателю источника ЭМИ, что создает компактную конструкцию.
Фторопласт, из которого выполнен корпус волновода и стержень-барабанчик, позволяет более качественно осуществлять модификацию биологической жидкости, так как является материалом, который слабо поглощает электромагнитные излучения.
В реализованном устройстве в качестве источника электромагнитного излучения использована излучающая головка аппарата «Аист», представляющая собой генератор КВЧ ЭМИ на лавинно-пролетном диоде.
Разработано несколько модификаций стержня-барабанчика с различными параметрами (диаметр барабанчика, количество витков).
Таким образом, заявляемое устройство значительно отличается от выбранных аналогов и прототипа, имеет более широкие функциональные возможности, улучшенные показатели и расширяет область использования КВЧ-аппаратов в медицине.
Устройство выполнено на высоком техническом уровне. Опытный образец изготовлен на предприятии.
Источники информации:
1. Ав.св.SU 1681856, A1, 5 A61H 39/00, пр.15.03.88, опубл. 07.10.91.
2. Патент RU 2107486, C1, 6 A61H 39/00, A61N 5/02, пр. 1993.09.03, опубл. 1998.07.27.
3. Патент RU 2005510, С1, 5 А61N 5/04, пр.16.07.1990, опубл. 15.01.1994, прототип.