Установка для облучения биологической жидкости Советский патент 1993 года по МПК A61M1/36 

Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для облучения биологической жидкости, например крови, преимущественно ультрафиолетовым излучением.

Цель изобретения - повышение эффективности облучения за счет обеспечения оп- тимального взаимодействия потока излучения с потоком биологической жидкости при обеспечении условия одноразового использования всех элементов экстракорпорального тракта устройства.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 и фиг.2 представлен общий вид одного из вариантов выполнения устройства (фиг. 1 - вид сбоку, фиг.2 - вид сверху); на фиг.З схематически представлен вариант выполнения устройства, снабженного элементом экранирования, в частности, при выполнении последнего в виде секций; на

фиг.4 - при различных положениях подвижной секции.

Устройство для облучения биологической жидкости, например, крови, преимущественно ультрафиолетовым излучением, содержит (фиг.1) (устройство представлено частично в разрезе) излучатель 1, имеющий цилиндрическую форму, насос 2, преимущественно перистальтического типа, и образующие экстракорпоральный тракт приспособление 3 для забора и возврата биологической жидкости, соединительные шланги 4, вспомогательную емкость 5 и фотореактор 6 проточного типа со спиральной траекторией потока, рабочий канал которого выполнен из материала, пропускающего ультрафиолетовое излучение.

Фотореактор 6 выполнен в виде набора штанг 7. размещенных параллельно и осе- симметрично по отношению к излучателю и снабженных фиксирующими элементами 8,

00 N3 СЛ СО

СО

CJ

которые размещены на штангах 7 с относительным продольным смещением по винтовой линии, коаксиальной излучателю 1, и на которых размещен рабочий канал, выполненный в виде трубчатого элемента 9, имеющего форму цилиндрической спирали и являющегося частью экстракорпорального тракта.

В рассматриваемом варианте выполнения устройства излучатель 1, штанги 7 и продольная ось цилиндрической спирали, образованной трубчатым элементом 9 фотореактора 6, ориентированы вертикально, а шаг витков цилиндрической спирали, образованной трубчатым элементом 9, превышает значение его диаметра.

По меньшей мере часть штанг 7 фотореактора 6 выполнена из электропроводного материала и скреплена с торцевой контактной пластиной 10, соединенной посредством первого контактного элемента 11 с одним из торцевых электродов 12 излучателя 1, второй торцевой электрод 13 которого соединен со вторым контактным элементом 14 (на фиг.1 условно - пунктиром - изображено электрическое соединение одной из штанг 7 и второго контактного элемента 14 с источником 15 электрического питания излучателя 1).

В рассматриваемом варианте реализации предложенного устройства фотореактор последнего снабжен отражателем 16, который имеет общую цилиндрическую форму и установлен коаксиально по отношению к излучателю 1 и цилиндрической спирали, образованной трубчатым элементом 9, причем относительно последнего отражатель 16 размещен с зазором.

Внутренняя поверхность отражателя 16 выполнена со спиральным углублением, соответствующим пространственному положению витков цилиндрической спирали, образованной трубчатым элементом 9 фотореактора 6. Отражатель 16 выполнен разь- емным в виде секций, которые установлены с возможностью их отведения от трубчатого элемента 9 фотореактора 6(конкретное конструктивное выполнение соответствующих элементов может быть различным и на чертеже не представлено). Возможен также вариант выполнения отражателя 16 съемным (в вертикальном направлении).

Излучатель 1, насос 2, штанги 7 и отражатель 16 установлены на основании 17 устройства; там же размещены элементы 18 управления и индикации режимов работы устройства.

Между излучателем 1 и штангами 7 размещен экранирующий элемент 19, который установлен за пределами активной зоны рабочего канала на участке, противоположном участку, соединенному в экстракорпоральном тракте с приспособлением для забора и возврата биологической жидкости. Экранирующий элемент 19 прикреплен к торцевой контактной пластине 10.

В зоне экранирующего элемента 19 (за пределами активной зоны рабочего канала) размещена вспомогательная емкость (для

размещения биологической жидкости, первично облученной в режиме забора), причем вспомогательная емкость выполнена в виде дополнительного трубчатого элемента 20, который имеет форму цилиндрической спи5 рали и размещен на блоках 21 фиксирующих элементов, установленных в соответствующей зоне штанг 7 (шаг размещения фиксирующих элементов в блоках 21 и шаг витков цилиндрической спирали, образованной до0 полнительным трубчатым элементом 20, примерно равны диаметру трубчатого элемента; окончание трубчатого элемента закреплено с помощью фиксатора 22).

В одном из вариантов реализации уст5 ройства (фиг.З и фиг.4) экранирующий элемент выполнен секционированным. На фиг.З представлен вариант выполнения экранирующего элемента в виде двух секций, причем первая секция 23 установлена не0 подвижно, а вторая секция 24 размещена коаксиально с первой и выполнена с возможностью перемещения - при помощи рамки 25, соединенной с подвижной секцией 24 и проходящей через отверстия 26 в

5 торцевой контактной пластине 10 (фиксация положения - за счет фрикционного взаимодействия).

На фиг.4 схематически представлено устройство при различных положениях по0 движной секции 24 экранирующего элемента, при частичном - позиция 27 - и полном - позиция 28 - экранировании трубчатого элемента 9 рабочего канала фотореактора.

5 Устройство работает следующим образом.

Для подготовки устройства к работе с помощью рамки 25 устанавливают подвижную секцию 24 экранирующего элемента в

0 нижнее положение (позиция 28 - фиг.4) и включают источник питания излучателя 1 (для достижения последним в течение соответствующего времени номинальных параметров рабочего режима)

5 Далее в устройстве устанавливают экстракорпоральный тракт, который в соответствии с предложенным техническим решением представляет собой единый комплект одноразового применения - трубку из эластичного материала, пропускающего используемое излучение, с присоединенным к ней при изготовлении приспособлением для забора и возврата биологической жидкости (указанная трубка после установки в устройство выполняет функции и шлангов 4, и трубчатых элементов рабочего канала - позиция 9 - и вспомогательной емкости - позиция 20).

Установку экстракорпорального тракта производят путем введения (известным об- разом) трубки в рабочую зону насоса 2 и далее посредством навивки трубки на фиксирующие элементы 8, размещенные по винтовой линии на штангах 7 (при этом образуются в процессе навивки трубки имею- щие форму цилиндрических спиралей трубчатые элементы 9 и 20, которые представляют собой соответственно рабочий канал фотореактора и вспомогательную емкость). Окончание трубки закрепляется с помощью фиксатора 22. После завершения установки экстракорпорального тракта устанавливают в рабочее положение отрахо- тель 16.

Перед проведением процедуры облуче- нил биологической жидкости, например кропи, производят наполнение экстракорпорального тракта вспомогательным раствором, ко р ротирующим свойства биологической жидкости в процессе облуче- НИР (например, при облучении крови используется раствор антикоагулянта), для чего приспособление 3 для забора и возврата биологической жидкости соединяют с емкостью, содержащей раствор, и включают насос 2 для работы в направлении забора.

После поступления в экстракорпоральный тракт требуемого количества вспомогательного раствора насос 2 выключают, приспособление 3 для забора и возврата биологической жидкости соединяют с биологическим обьектом (например, с кровеносным сосудом пациента) и сновз включают насос 2 в режим забора. После начала движения биологической жидкости - под действием насоса 2 - по шлангам 4 и рабочему каналу фотореактора (трубчатый элемент 9) с помощью рамки 25 производят установку в требуемое рабочее положение подвижной секции 24 экранирующего эле- мента.

Поток излучения излучателя 1 воздействует на поток биологической жидкости в рабочем канале фотореактора как непосредственно, так и после отражения от рабочей поверхности отражателя 16. причем выполненные на внутренней поверхности отражателя спиральные углубления, соответствующие пространственному положению витков цилиндрической спирали, образованной трубчатым элементом 9, обеспечивают достаточно равномерное облучение и наружной стороны рабочего канала.

После забора требуемого количества биологической жидкости и первичного ее облучения в этом режиме производят переключение направления действия насоса 2 в режим возврата, вследствие чего биологическая жидкость, накопленная в трубчатом элементе 20 как в вспомогательной емкости, проходит в обратном направлении через активную зону фотореактора (трубчатый элемент 9 в зоне, не перекрытой подвижной секцией 24 экранирующего элемента) и облучается повторно.

После завершения процедуры облучения биологической жидкости производят выключение излучателя 1 и насоса 2, отводят из рабочего положения (снимают) отражатель 16 и удаляют из устройства экстракорпоральный канал (в обратном порядке сматывают с фиксирующих элементов трубку из эластичного материала с приспособлением для забора и возврата биологической жидкости).

Выполнение отдельных элементов устройства может несколько отличаться от рассмотренного выше примера реализации предложенного технического решения (в частности, фиксирующие элементы могут быть выполнены с возможностью вращения, штанги, выполненные из электропроводного материала, могут быть заключены в трубчатые оболочки, выполненные из электроизоляционного материала, к верхнему торцу отражателя может быть присоединен чехол, выполненный из прозрачного материала, и т.д.).

Таким образом, из приведенного выше описания примера осуществления изобретения следует, что благодаря предложенному техническому решению и предложенному сочетанию его отличительных признаков достигается;

облучение как части поверхности рабочего канала фотореакгора, непосредственно обращенной к излучателю, так и остальной поверхности рабочего канала;

реализация рабочего канала в виде трубчзтого элемента практически кругового сечения, т.е. обеспечение условий течения биологической жидкости, аналогичных условиям в сосудах биологических обьектов;

сохранение неизменных условий течения облучаемой биологической жидкости вдоль псей длины активной зоны рабочего канала - вследствие реализации рабочего канала, имеющего круговое сечение, в виде цилиндрической спирали, т,е. при неизменной по всей длине рабочего канала кривизне винтовой линии, по которой размещен трубчатый элемент фотореактора;

возможность изменения длины активной зоны и возможность полного экранирования рабочего канала фотореактора, имеющего форму цилиндрической спирали;

создание по всей длине рабочего канала фотореактора близкого к оптимальному режима течения жидкости в процессе облучения (режим, пороговый между ламинарным и турбулентным течением), что оптимизирует условия взаимодействия потока излучения с потоком биологической жидкости, обеспечивает увеличение равномерности распределения по объему облучаемой биологической жидкости поглощенной дозы облучения и повышает эффективность облучения.

Одновременно с этим обеспечивается выполнение условия одноразового использования всех элементов экстракорпорального тракта, контактирующих с биологической жидкостью, и выполнение последнего в виде единого изделия.

Формула изобретения

1.Устройство для облучения биологической жидкости, преимущественно крови, ультрафиолетовым излучением, содержащее излучатель цилиндрической формы, насос и образующие экстракорпоральный тракт приспособление для забора и возврата биологической жидкости, соединительные шланги, вспомогательную емкость и фотореактор проточного типа в виде спирали, выполненной из материала, проницаемого для излучения, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности и полноты облучения за счет оптимизации взаимодействия потоков излучения и биологической жидкости, и обеспечения условий одноразового использования всех элементов экстракорпорального тракта, фотореактор включает набор штанг, размещенных параллельно и осесимметрично по отношению к излучателю, снабженных фиксирующими элементами, которые размеще- ны на штангах с относительным продольным смещением по винтовой линии, коаксиальной излучателю, спираль фотореактора размещена на этих элементах и выполнена в виде трубки, полость которой служит рабочим каналом для жидкости и является частью экстракорпорального тракта.

2.Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что шаг витков спиральной трубки фотореактора больше величины диаметра

витков, а трубка выполнена с поперечным сечением, близким к круглому.

3.Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что излучатель, штанги и продольная ось спирали, образованной трубкой, расположены вертикально.

4.Устройство поп,1,отличающее- с я тем, что часть штанг фотореактора выполнена из электропроводного материала и

снабжена торцевой контактной пластиной, соединенной посредством контактного элемента с одним из торцевых электродов излучателя, а другой торцевой электрод также снабжен контактным элементом и соединен

с ним.

5.Устройство по пп.1 и 2, отличающее с я тем, что содержит дополнительно отражатель излучения цилиндрической формы, установленной коаксиально излучателю

и спирали и с зазором по отношению к последней.

6.Устройство по пп. 1,2 и 5, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, чго внутренняя поверхность отражателя выполнена со спиральным углублением, соответствующим пространственному положению витков спирали, образованной трубкой.

7.Устройство по пп. 1,2.5 и 6, о т л и ч а- ю щ е е с я тем, что отражатель выполнен в

виде отдельных секций, установленных с возможностью перемещения относительно трубки.

8.Устройство по п. 1,отличаю щее- с я тем, что между излучателем и штангами

фотореактора дополнительно размещен экранирующий элемент, установленный за ак- тивнбй зоной рабочего канала трубки на участке фотореактора, противоположно расположенном участку соединения экстракорпорального тракта с приспособлением для забора и возврата биологической жидкости.

9.Устройство по пп.1 и 8, отличающее с я тем, что экранирующий элемент

выполнен из отдельных секций, при этом по меньшей мере одна из секций установлена с возможностью продольного перемещения относительно излучателя и штанг и полного, или частичного экранирования активной зоны рабочего канала трубки фотореактора.

10.Устройство по п.1, о т л и ч а ю ще е- с я тем, что вспомогательная емкость выполнена в виде трубчатого элемента, имеющего форму цилиндрической спирали и

размещенного на фиксирующих элементах штанг за активной зоной рабочего канала трубки фотореактора.

Использование: техническая медицина, обработка биологических жидкостей, преимущественно крови, облучением, например, ультрафиолетовым. Сущность изобретения: устройство содержит проточный трубчатый реактор, излучатель, приспособления для забора и возврата биологической жидкости и насос. Фотореактор включает набор штанг с фиксирующими элементами, размещенными на них, трубка фотореактора размещена на этих элементах. Устройство также содержит отражатели излучения, экранирующий элемент и вспомогательную емкость в виде цилиндрической спирали, также размещенную на фиксирующих элементах штанг за активной зоной рабочего канала фотореактора. 9 з.п.ф-лы, 4 ил.

фие.2

J±L

/$и

АЛ

о о

$

в/С

о о

о о

26

L

S

/L

26

23 /

О

о о

°- °

о

о

о

о

О

17

фие.з

1825313

4i

25

10

23

1

27

2в

Of

О

о

Нh

фс/&.&

г:

17