СПОСОБ ЧРЕСКОЖНОГО ОБЛУЧЕНИЯ КРОВИ Российский патент 2000 года по МПК A61N5/67 

Изобретение относится к медицине, а именно к квантовой гемотерапии, и может быть использовано при лечении сердечно-сосудистых заболеваний. В настоящее время известны и широко используются методы экстракорпорального облучения крови в ультрафиолетовом диапазоне спектра [1], а также в синем [2], красном [3] и инфракрасном [4].

В последнее время в клинике стали применяться неинвазивные методы облучения крови [5, 6]. Однако облучение крови неинвазивно можно осуществлять только в красном и инфракрасном диапазонах спектра, поскольку эти излучения проникают в биоткань на глубину - 15-25 мм (для длины волны, равной 630-670 нм) и на глубину до 70 мм (для длины волны, равной 800-1000 нм) [7].

В то же самое время синий свет (длина волны равна 430-470 нм) проникает в кожу и подкожный слой на малую глубину (0,5-2 мм), а ультрафиолетовое излучение не проникает через кожу вообще [8].

Методы экстракорпорального облучения крови в ряде случаев не могут быть применены, например, в случае "плохих" вен или в педиатрии. Кроме того, при трансфузии крови также возможно образование тромбов.

Известно, что экстракорпоральное облучение крови синим светом (длина волны 435±10 нм) приводит к уменьшению вязкости крови и увеличению эластичности эритроцитов. Это обеспечивает успешное лечение больных с сосудистой патологией, например, с облитерирующим атеросклерозом и эндартериитом, без хирургического вмешательства. Возможно, это связано с поглощением света эритроцитами в так называемой полосе поглощения Соре (длина волны 420±30 нм) [8].

Известен способ экстракорпорального облучения крови синим светом [2], где для облучения использовали ртутную лампу с синим люминофором, излучающую в диапазоне длин волн 420-480 нм и максимумом 435,5 нм. Облучение аутокрови во время реинфузии проводили непосредственно в силиконовом шланге одноразовой системы для переливания крови с использованием аппарата "Изольда". Плотность мощности облучения 0,16 Вт/см². Облучали 150-200 мл крови в течение 30 минут. Курс лечения состоял из 5-6 процедур.

После облучения значительно снижаются концентрация гемоглобина, гематокрит, вязкость цельной крови при всех скоростях сдвига, вязкость плазмы крови. Возрастает pO₂ и содержание калия, снижается pCO₂ и содержание кальция. В плазме крови и эритроцитах возрастает концентрация ТБК позитивных субстанций. Повышается функциональная активность тромбоцитов - скорость, амплитуда агрегации и размеры агрегатов, увеличивается суспензионная стабильность.

Основным недостатком метода является необходимость отбора крови через катетер с последующей ее реинфузией после процедуры облучения.

Помимо того что экстракорпоральная методика облучения является достаточно сложной, требующей квалифицированного персонала, эти процедуры могут провоцировать тромбы, они неприемлемы также для больных с "плохими" венами и в педиатрии.

Задачей настоящего изобретения являемой неинвазивное облучение крови внутри артерии, адекватное экстракорпоральному облучению синим светом.

Поставленная задача достигается за счет инфракрасного облучения крови, сформированного лазерным импульсно-периодическим инфракрасным облучателем в виде периодической последовательности сдвоенных импульсов длительностью по 50 нс каждый с задержкой между импульсами в пределах 500-1000 нс.

При этом происходит последовательное поглощение элементами крови двух инфракрасных квантов с длиной волны, равной 840 нм, с последующим их энергетическим сложением. Суммарная энергия, соответствующая энергии кванта синего света с длиной волны 420 нм, передается фотохромным компонентам крови.

Лазерный импульсно-периодический инфракрасный облучатель крови снабжен дополнительно блоком формирования последовательности сдвоенных импульсов излучения с временной задержкой между ними 500-1000 нс.

Известно [8] , что фотоокисление хромофоров, которые входят в состав гемоглобина, проходит по следующей схеме:

где X - хромофор; X_с ^* - возбужденный синглетный хромофор; X_т ^* - возбужденный триплетный хромофор; O_2с ^* - возбужденный синглетный кислород; XO₂ - продукты окисления.

Известно, что время жизни триплетного состояния (X_т ^*) в жидкой фазе составляет около 10^-4 с [7].

Тогда если в цепочке реакций (I) после первичного акта фотовозбуждения инфракрасными квантами с длиной волны 840 нм, в период времени t << 10^-4 с произвести вторичное фотовозбуждение этими же инфракрасными квантами с длиной волны 840 нм, то триплетный хромофор (X_т), не успевший за время t << 10^-4 c девозбудиться, перейдет в более высоковозбужденное состояние (X_т ^**), энергия которого будет соответствовать энергии двух инфракрасных квантов - 2hv840, что адекватно поглощению кванта (hv420) синего света, с длиной волны 420 нм.

Схема возбуждения хромофора выглядит следующим образом:

Таким образом, можно воздействовать на кровь внутри артерии чрескожно сдвоенными импульсами инфракрасного (далее ИК) излучения. ИК - излучение хорошо проникает через биоткань и достигает артериальной крови, где энергии двух последовательных ИК-квантов суммируются, что позволяет получить такие же физиологические изменения характеристик крови, как и при облучении видимым светом с энергией кванта, равной сумме энергий двух ИК-квантов.

Блок-схема устройства инфракрасного двухимпульсного облучателя представлена на чертеже, где
1 - блок питания инфракрасного импульсного лазерного облучателя;
2 - блок формирования двух электрических импульсов возбуждения лазерного облучателя, с регулируемой задержкой между импульсами;
3 - излучатель импульсного инфракрасного лазера.

Способ осуществляется следующим образом.

Выходное окно излучателя импульсного инфракрасного лазера 3 плотно прижимается к месту проекции кубитальной вены в локтевом сгибе или к месту проекции сонной артерии.

Затем на блоке формирования сдвоенных электрических импульсов возбуждения 2 лазерного облучателя 3 устанавливается требуемое время задержки в диапазоне от 500 нс до 1000 нс, после чего на блоке питания 1 с помощью реле времени устанавливается длительность процедуры; затем блок питания 1 включается в стандартную сеть 220 В/50 Гц.

По окончании процедуры реле времени автоматически отключает блок питания 1 от сети.

Список литературы
1. Авторское свидетельство СССР N 1437038, 1988 г.

2. Карандашов В.И., Петухов Е.Б., Зродников В.С. Применение синего флуоресцентного света в фотогемотерапии. В сб.: Клиническое и экспериментальное применение новых лазерных технологий. М. - Казань, 1995, 386-387.

3. Карандашов В.И., Финько И.А., Петухов Е.Б. Изменение функциональной активности тромбоцитов при облучении крови низкоэнергетическим гелий-неоновым лазером. В сб.: Новые достижения лазерной медицины. М. - С.Петербург, 1993.

4. Гринштейн Ю. И. Механизм биологического и терапевтического действия эндоваскулярной низкоэнтенсивной лазеротерапии. Там же.

5. Зродников В.С., Карандошов В.И., Палеев Н.Р., Петухов Е.Б. Светодиодные облучатели крови. В сб. : Клиническое и экспериментальное применение новых лазерных технологий. М. - Казань, 1995.

6. Капустина Г.М., Бабенко Е.Б., Шейченко В.А. и др. Применение лазерно-терапевтического аппарата "Колокольчик-Форте" с λ = 1,26 мкм для неинвазивного облучения крови.

7. Козлов В.И., Буйлин В.А., Самойлов Н.Г. и др. Физико-химические основы фотобиологических процессов. Самара-Киев, 1993.

8. Владимиров Ю. А. , Потапенко. Физико-химические основы фотобиологических процессов. М.: Высшая школа, 1989.

Изобретение относится к медицине, а именно к фототерапии крови. Способ заключается в облучении крови инфракрасным излучением в виде периодической последовательности сдвоенных импульсов длительностью по 50 нс каждый и с временем задержки между импульсами в пределах 500-1000 нс. Облучение проводят в области проекции кублитальной вены или сонной артерии. Способ позволяет неинвазивно облучать кровь внутри артерии адекватно экстракорпоральному облучению синим светом. 1 ил.

Способ чрескожного облучения крови, заключающийся в облучении крови инфракрасным импульсным излучением, отличающийся тем, что облучение осуществляют в области проекции кубитальной вены или сонной артерии с помощью лазерного импульсного инфракрасного облучателя в виде периодической последовательности сдвоенных импульсов длительностью 50 нс каждый с временем задержки между импульсами в пределах 500 - 1000 нс.