CN102068723A

CN102068723A - 光动力疗法灭活在体血液病原微生物的治疗装置

Info

Publication number: CN102068723A
Application number: CN 201010614994
Authority: CN
Inventors: 李迎新; 阴慧娟; 董霞
Original assignee: Institute of Biomedical Engineering of CAMS and PUMC
Current assignee: Institute of Biomedical Engineering of CAMS and PUMC
Priority date: 2010-12-30
Filing date: 2010-12-30
Publication date: 2011-05-25

Abstract

一种光动力疗法灭活在体血液病原微生物的治疗装置，包括激光光源、设置在壳体内为治疗装置提供电能的驱动电源、与体外循环通路相连接的照射仓和与照射仓连接的光敏剂泵；壳体内还设置有控制光敏剂泵和激光光源功率密度的控制面板，控制面板与照射仓之间连接有荧光探测器，控制面板与激光光源之间连接有的光源控制电路，壳体前侧面设置有与控制面板和驱动电源连接的操作面板。本发明的光动力疗法灭活在体血液病原微生物的治疗装置，对血液进行光动力疗法处理，灭活血液内的病原微生物。由于治疗装置内部设置有控制光敏剂泵和激光光源功率密度的控制面板，可以根据荧光探测器的反馈信号，实时调控光敏剂的剂量和激光光源的功率密度，治疗效果稳定，且操作方便。

Description

光动力疗法灭活在体血液病原微生物的治疗装置

技术领域

本发明属于激光医疗器械领域，具体是一种用于灭活在体血液中病原微生物的激光治疗装置。

背景技术

光动力方法灭活病原微生物主要是应用光敏剂在激光激发下发生光化学反应，产生的单线态氧或自由基氧化损伤靶组织分子结构，从而将病原体灭活的原理实现的。目前，对血液中病原微生物进行光动力方法灭活的技术主要是针对体外血液组织的，如血浆制品、红细胞浓缩液和白细胞浓缩液等。

中国专利CN101468206A公开了一种“体外循环血液中病毒灭活方法及其应用”，其包括下述步骤：第一，全血源中加入抗凝剂，建立全血源循环系统；第二，将抗凝全血抽入血浆分离装置，分离后，红细胞直接泵回全血源，血浆进入混合输送泵；第三，同时向混合输送泵中加入光敏剂亚甲蓝，亚甲蓝与血浆混合后泵入血浆盛载器；第四，光照仪对血浆盛载器中混合的血浆进行光照灭活，灭活后血浆泵入光敏剂去除装置；第五，光敏剂去除装置吸附亚甲蓝，灭活后血浆抽回全血源；第六，重复第二步骤至第五步骤，直至全血源中病毒含量降低99.99％。此方法可以批量地、流水性以及循环处理血液，运用无菌和与外界隔离的一次性密闭系统进行处理，处理后的血浆回到全血源，可以直接用于输送到生物体。

中国专利CN2631512Y公开了“血浆病毒在线循环灭活装置”，包括光照仪，置于其中的血浆盛载器，置于血浆盛载器进血管之前的泵，以及置于血浆盛载器的出血管之后的光敏剂去除装置。光照仪包括托板、发光板、散热板、风扇，其前线增加了泵，使血浆和光敏剂可以方便混合并按需求速度输入光照仪中进行病毒灭活，后线加入光敏剂去除装置以吸附残留在血浆中的光敏剂。如此，处理后的血浆可以直接用于输送到生物体；而且可以批量地、流水性以及循环处理血浆，实现实时在线对血浆进行病毒灭活。

中国专利CN2664661Y公开的是“一次性血液病毒灭活装置”，它包括插袋针、光照袋、血液贮存袋、病毒灭活剂添加器及吸附过滤器，病毒灭活剂添加器包括装有固态病毒灭活剂的玻璃管和封装在玻璃管两头的胶塞及内置插瓶针，固态病毒灭活剂使用的是将光敏剂溶液经冷冻干燥或低温真空干燥而成蓬松的固态光敏剂。采用玻璃管和丁基胶塞，不吸附固态光敏剂且密封性能好，可长期保存，光敏剂含量稳定不分解，蓬松的固态光敏剂在使用时可迅速溶解于需要灭活的血液中，生产时可与整套装置一起进行湿热高温灭菌消毒。

上述的方法和技术主要出于对输血安全的考虑，保证输入人体的血液制品不含能够经血液传播的病原微生物。但是这些技术针对的是静态的血液而不是体内流动的血液，故此不能用于在体血液病原微生物的灭活。

中国专利CN1317038C公开的是“体外循环在体血液的病毒灭活装置”，包括设置的连接导线和激发光源，为了容纳在体动态带病毒血浆及光敏剂的管路，该装置为一侧形成有豁口、其内为管状光辐照腔的光照筒体，光照筒体形成有阵列光照孔的内壁与外壳结合为一体并构成内部的环状空间，环状空间内设置经导线连接的复数个激发光源，且激发光源分布设置在内壁的阵列光照孔上。而且，阵列光照孔上设置的是其光波的波长与管路中的光敏剂产生的光化学反应的激发光源。此灭活装置用于临床，即直接对具体的病人(肝炎、艾滋病、非典等病人)进行在体血液的体外循环照射，使得病毒灭活后的血液直接进入人体。上述技术设计了体外循环通路中环形照射的激发光源装置，虽然能够进行灭活在体血液病原微生物的操作，但是因为直接对管路进行照射，照射面积较小，治疗效果不稳定。

发明内容

本发明是为了解决现有技术中利用光动力疗法对在体血液中病原微生物进行灭活的装置疗效不稳定、不能进行实时调控的技术问题，而提供一种能够实时调控的光动力疗法灭活在体血液病原微生物的治疗装置。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

本发明的光动力疗法灭活在体血液病原微生物的治疗装置，包括激光光源、设置在壳体内为治疗装置提供电能的驱动电源、与体外循环通路相连接的照射仓和与照射仓连接的光敏剂泵；壳体内还设置有控制光敏剂泵和激光光源功率密度的控制面板，驱动电源与照射仓之间连接有荧光探测器，控制面板与激光光源之间连接有的光源控制电路，壳体前侧面设置有与控制面板和驱动电源连接的操作面板。

所述的激光光源为设置在光照板上的阵列式LED光源。

所述的光照板有两块，分别设置在照射仓的左右两侧，每块光照板与照射仓相对的一面设置有阵列式LED光源。

所述的控制面板采用基于ARM的嵌入式工控机作为控制芯片。

所述的照射仓是由医用级聚四氟乙烯塑料制成的一次性照射仓；照射仓为密闭的长方体形状,照射仓的上侧壁和下侧壁上设置有用于与体外循环通路连接的多种型号的管路接口。

所述的照射仓的左侧壁和右侧壁为平整的照光平面。

所述的照射仓的前侧壁或后侧壁上设置有两个接口，两个接口分别通过连接管路与光敏剂泵和荧光探测器连接。

所述的操作面板为触摸屏式操作面板。

所述的壳体由钢质材料制成。

所述的壳体和两块光照板设置在底座上，底座上两光照板之间的位置设置有用于放置照射仓的卡槽。

本发明具有的优点和积极效果是：

本发明的光动力疗法灭活在体血液病原微生物的治疗装置，与体外循环机配合使用，利用体外循环机将患者血液引出体外，对体外循环的血液进行光动力疗法处理，灭活血液内的病原微生物，处理后的血液再回输患者体内。由于本发明的治疗装置内部设置有控制光敏剂泵和激光光源功率密度的控制面板，可以根据荧光探测器的反馈信号，实时调控光敏剂的剂量和激光光源的功率密度，治疗效果稳定，且操作方便，临床医生稍加培训，即能使用。

附图说明

图1是本发明灭活在体血液病原微生物的治疗装置的立体结构图；

图2是本发明的照射仓的立体结构图；

图3是本发明的治疗装置的结构原理图;

图4是本发明的控制芯片内的控制程序流程图。

附图中主要部件符号说明：

1：壳体 2：底座 3：光照板

4：卡槽 5：照射仓 6：管路接口

7：LED光源 8：连接导线 9：连接管路

10：操作面板 11：光敏剂泵接口 12：荧光探测器接口

13：控制面板 14：荧光探测器 15：光敏剂泵

16：光源控制电路 17：驱动电源 18：体外循环机

19：激光光源。

具体实施方式

以下参照附图及实施例对本发明进行详细的说明。本发明中与现有技术相同的部件使用了相同的符号。

图1是本发明灭活在体血液病原微生物的治疗装置的立体结构图；图2是本发明的照射仓的立体结构图；图3是本发明的治疗装置的结构原理图。如图1至图3所示，本发明的光动力疗法灭活在体血液病原微生物的治疗装置，包括激光光源19，设置在壳体1内的荧光探测器14、光敏剂泵15、控制激光光源功率密度和光敏剂计量的控制面板13和为治疗装置提供电能的驱动电源17，连接在驱动电源17与激光光源19之间的光源控制电路16，设置在壳体1前侧面的操作面板10和与体外循环通路相连接的照射仓5。光源控制电路16通过连接导线8与激光光源19相连接。荧光探测器14一端与照射仓5连接，另一端与控制面板13连接。光敏剂泵15一端与控制面板13连接，另一端与照射仓5连接。

激光光源19为设置在光照板3上的阵列式LED光源7。光照板3有两块，分别设置在照射仓5的左右两侧，每块光照板3与照射仓5相对的一面设置有阵列式LED光源7。

上述的壳体1由钢质材料制成。壳体1和两块光照板3设置在底座2上，底座2上两光照板之间的位置设置有用于放置照射仓5的卡槽4。壳体1前侧面的操作面板10为触摸屏式操作面板。

照射仓5是由医用级聚四氟乙烯塑料制成的一次性照射仓。照射仓为密闭的长方体形状，照射仓的上侧壁和下侧壁上设置有用于与体外循环通路连接的多种型号的管路接口6。照射仓的左侧壁和右侧壁为平整的照光平面。照射仓的前侧壁或后侧壁上设置有光敏剂泵接口11和荧光探测器接口12。光敏剂泵接口11通过连接管路9与光敏剂泵15连接，荧光探测器接口12通过连接管路9与荧光探测器14连接。

控制面板13采用基于ARM的嵌入式工控机作为控制芯片，用于控制光敏剂泵的泵速和激光光源的功率密度。图4是本发明的控制芯片内的控制程序流程图。如图4所示，治疗装置开始工作，首先通过操作面板设定光敏剂泵的泵速，向光敏剂泵输出泵速控制信号，启动光敏剂泵。荧光探测器探测到血液中光敏剂的荧光信号，控制芯片识别该信号，并与设定在控制程序中的阈值进行比对，如果高于该阈值，系统不反应；如果低于该阈值，则调高泵速，直到荧光信号高于或等于设定的阈值。程序再向光敏剂泵输出控制信号的同时，也向驱动电源输出控制信号，控制驱动电源的电流和激光光源的功率密度以及工作时间。

使用本发明的光动力疗法灭活在体血液病原微生物的治疗装置时，首先打开电源，将照射仓5安装在两光照板3之间的卡槽4内，打开光敏剂泵15，向光敏剂泵15中添加光敏剂，在操作面板10上设置光敏剂泵的泵速。然后将由体外循环机18控制的体外循环管道与照射仓5上侧壁和下侧壁上相应的接口连接，按体外循环操作规程建立循环通路。启动治疗装置，开始点滴光敏剂，根据荧光探测器14的反馈信息实时调控光敏剂泵的泵速。在操作面板10上设置激光的功率密度和照射时间，启动照光，即可进行光动力治疗。治疗结束后，依次关闭光敏剂泵及激光电源，并按体外循环操作规程关闭体外循环通路。

本发明的治疗装置的工作原理如下：光动力疗法利用激光照射激发与血液中病原微生物结合的光敏剂，受激发的光敏剂发生光化学反应，产生活性氧物质，破坏病原微生物的生物大分子，从而达到灭活病菌的目的。在合适的光敏药物浓度和照光剂量的配伍下，光动力敏化效应只能灭活病原微生物，而对血液中的正常细胞无影响，这对于目前无有效清除方法的血液病原微生物(如人免疫缺陷病毒(HIV)、肝炎病毒(HBV)等)具有绝对的灭活优势。本发明的治疗装置与体外循环机配合使用，利用体外循环机将患者血液引出体外，对体外循环的血液进行光动力疗法处理，处理后的血液再回输患者体内。具体如下：按照常规方法建立体外循环后，启动治疗装置，在操作面板上设置光敏剂泵泵速，光敏剂泵即向照射仓中喷射一定剂量的光敏剂，光敏剂与血液混合，并按照设定速度持续点滴光敏剂，保持治疗过程中血液中光敏剂药物浓度的稳定。打开激光光源，按照设定的剂量进行照光，激发与血液中病原微生物结合的光敏剂，发生光动力反应，达到灭活病原微生物的目的。与此同时，照射仓上荧光探测器将获取的血液中光敏剂的荧光信号输送到控制芯片中，转化为光敏剂的浓度信号，当该浓度信号低于系统预设值时，系统报警，医务人员可适当调整光敏剂泵泵速，使血液内光敏剂的浓度达到有效治疗浓度。待治疗结束后，在操作面板上依次点击结束，关闭光敏剂泵和激光光源，最后关闭整个治疗装置。然后按照体外循环操作规程关闭体外循环通路，治疗结束。

Claims

1.一种光动力疗法灭活在体血液病原微生物的治疗装置，包括激光光源（19）、设置在壳体（1）内为治疗装置提供电能的驱动电源（17）、与体外循环通路相连接的照射仓（5）和与照射仓（5）连接的光敏剂泵（15）；其特征在于：壳体（1）内还设置有控制光敏剂泵（15）和激光光源（19）功率密度的控制面板（13），控制面板（13）与照射仓（5）之间连接有荧光探测器（14），驱动电源（17）与激光光源（19）之间连接有的光源控制电路（16），壳体（1）前侧面设置有与控制面板（13）和驱动电源（17）连接的操作面板（10）。

2.根据权利要求1所述的光动力疗法灭活在体血液病原微生物的治疗装置，其特征在于：激光光源（19）为设置在光照板（3）上的阵列式LED光源（7）。

3.根据权利要求2所述的光动力疗法灭活在体血液病原微生物的治疗装置，其特征在于：光照板（3）有两块，分别设置在照射仓（5）的左右两侧，每块光照板与照射仓相对的一面设置有阵列式LED光源（7）。

4.根据权利要求1所述的光动力疗法灭活在体血液病原微生物的治疗装置，其特征在于：控制面板（13）采用基于ARM的嵌入式工控机作为控制芯片。

5.根据权利要求1所述的光动力疗法灭活在体血液病原微生物的治疗装置，其特征在于：照射仓（5）是由医用级聚四氟乙烯塑料制成的一次性照射仓；照射仓为密闭的长方体形状,照射仓的上侧壁和下侧壁上设置有用于与体外循环通路连接的多种型号的管路接口（6）。

6.根据权利要求3所述的光动力疗法灭活在体血液病原微生物的治疗装置，其特征在于：照射仓（5）的左侧壁和右侧壁为平整的照光平面。

7.根据权利要求4或5所述的光动力疗法灭活在体血液病原微生物的治疗装置，其特征在于：照射仓（5）的前侧壁或后侧壁上设置有两个接口，两个接口分别通过连接管路（9）与光敏剂泵（15）和荧光探测器（13）连接。

8.根据权利要求1所述的光动力疗法灭活在体血液病原微生物的治疗装置，其特征在于：所述的操作面板（10）为触摸屏式操作面板。

9.根据权利要求1所述的光动力疗法灭活在体血液病原微生物的治疗装置，其特征在于：所述的壳体（1）由钢质材料制成。

10.根据权利要求3所述的光动力疗法灭活在体血液病原微生物的治疗装置，其特征在于：所述的壳体（1）和两块光照板（3）设置在底座（2）上，底座上两光照板之间的位置设置有用于放置照射仓（5）的卡槽（4）。