CN116271299A - 分光装置及血液透析系统 - Google Patents

Abstract

一种分光装置及血液透析系统，分光装置包括激光光源、空心柱状套件及多条光纤。空心柱状套件具有外周面、内周面及拟轴线，其中内周面位于外周面与拟轴线之间。多条光纤设置于空心柱状套件的内周面与外周面之间。每一光纤具有朝向空心柱状套件的拟轴线的内侧面，且内侧面具有多个光学微结构。此外，包括上述分光装置的血液透析系统也被提出。

Description

分光装置及血液透析系统

技术领域

本发明涉及一种分光装置及血液透析系统。

背景技术

当身体因疾病导致肾脏功能衰退或丧失，无法将体内的毒素及水分排除时，可使用血液透析系统将血液引至体外循环以净化。传统的血液透析系统除了血液净化功能外，未能提供其它附加功能。一般而言，肾脏病患的血液循环、调节免疫功能亦不佳。若能在肾脏病患使用血液透析系统时一并活化血液，将可更进一步地促进肾脏病患的健康。

发明内容

本发明提供一种分光装置，能有效分散激光光束。

本发明的分光装置包括激光光源、空心柱状套件及多条光纤。空心柱状套件具有外周面、内周面及拟轴线，其中内周面位于外周面与拟轴线之间。多条光纤设置于空心柱状套件的内周面与外周面之间。每一光纤具有朝向空心柱状套件的拟轴线的内侧面，且内侧面具有多个光学微结构。

本发明的血液透析系统包括血液透析器、第一血液管路、第二血液管路及上述的分光装置。血液透析器具有血液输入端和血液输出端。第一血液管路连接于血液输入端。第二血液管路连接于血液输出端。第二血液管路的一部分设置于分光装置的空心柱状套件中，且空心柱状套件的内周面位于空心柱状套件的外周面与第二血液管路的一部分之间。分光装置的每一光纤具有朝向第二血液管路的一部分的内侧面，且内侧面具有多个光学微结构。

附图说明

图1为本发明一实施例的血液透析系统的示意图。

图2为本发明一实施例的分光装置的示意图。

图3为本发明一实施例的分光装置的光纤导管、光纤耦合器、空心柱状套件、光纤及反射元件的放大示意图。

图4为本发明一实施例的分光装置的空心柱状套件及光纤的剖面示意图。

图5为本发明一实施例的光纤的剖面示意图。

图6为本发明另一实施例的分光装置的光纤导管、空心柱状套件、光纤及反射元件的放大示意图。

图7为本发明又一实施例的光纤的剖面示意图。

图8为本发明再一实施例的光纤的剖面示意图。

附图标记说明：

10：血液透析系统

100：血液透析器

102：血液输入端

104：血液输出端

106：透析液输入端

108：透析液输出端

200：第一血液管路

202、204、302、304、802、804、902、904：端

300：第二血液管路

306：一部分

400：动脉压力监视器

500：血液帮浦

600：静脉压力监视器

700：气泡监视器

800：第一透析液管路

900：第二透析液管路

1000：透析液源

1002：浓缩液源

1004：逆渗透水源

1006：集中帮浦

1100：加热器

1200：透析液帮浦

1300：分光装置

1310：激光光源

1320：空心柱状套件

1320-1：第一部分

1320-2：第二部分

1322：外周面

1324：内周面

1326：拟轴线

1330、1330B、1330C、1364、1364A：光纤

1332：内侧面

1332a、1332aB、1332aC：光学微结构

1336：端面

1340：光纤耦合器

1342：输入端

1344：输出端

1350：反射元件

1360：光纤导管

1362：锥状接头

B：血液

L：激光光束

W：透析液

R1：第一容置空间

R2：第二容置空间

z：长度方向

具体实施方式

现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。

应当理解，当诸如层、膜、区域或基板的元件被称为在另一元件“上”或“连接到”另一元件时，其可以直接在另一元件上或与另一元件连接，或者中间元件可以也存在。相反，当元件被称为“直接在另一元件上”或“直接连接到”另一元件时，不存在中间元件。如本文所使用的，“连接”可以指物理及/或电性连接。再者，“电性连接”或“耦合”可以是二元件间存在其它元件。

本文使用的“约”、“近似”、或“实质上”包括所述值和在本领域普通技术人员确定的特定值的可接受的偏差范围内的平均值，考虑到所讨论的测量和与测量相关的误差的特定数量(即，测量系统的限制)。例如，“约”可以表示在所述值的一个或多个标准偏差内，或±30％、±20％、±10％、±5％内。再者，本文使用的“约”、“近似”或“实质上”可依光学性质、蚀刻性质或其它性质，来选择较可接受的偏差范围或标准偏差，而可不用一个标准偏差适用全部性质。

除非另有定义，本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。将进一步理解的是，诸如在通常使用的字典中定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关技术和本发明的上下文中的含义一致的含义，并且将不被解释为理想化的或过度正式的意义，除非本文中明确地这样定义。

图1为本发明一实施例的血液透析系统的示意图。

请参照图1，血液透析系统10包括血液透析器100、第一血液管路200及第二血液管路300。血液透析器100又可称人工肾脏。血液透析器100具有血液输入端102和血液输出端104。第一血液管路200的一端202连接于人体的动脉。第一血液管路200的另一端204连接于血液透析器100的血液输入端102。第二血液管路300的一端304连接于血液透析器100的血液输出端104。第二血液管路300的另一端302连接于人体的静脉。第一血液管路200、血液透析器100及第二血液管路300形成一血液回路。通过所述血液回路可将自人体流出的血液B输送至血液透析器100进行血液透析，再将经过血液透析的血液B送回人体。

在本实施例中，血液透析系统10还可包括连接于第一血液管路200的动脉压力监视器400及血液帮浦500和连接于第二血液管路300的静脉压力监视器600及气泡监视器700，但本发明不以此为限。

血液透析器100还具有透析液输入端106与透析液输出端108。血液透析系统10还包括第一透析液管路800及第二透析液管路900。第一透析液管路800的一端802连接于透析液源1000。第一透析液管路800的另一端804连接于血液透析器100的透析液输入端106。第二透析液管路900的一端904连接于血液透析器100的透析液输出端108。第二透析液管路900的另一端902连接至排水口。第一透析液管路800、血液透析器100及第二透析液管路900形成透析液回路。通过所述透析液回路可将来自于透析液源1000的透析液W输送至血液透析器100进行血液透析，再将经血液透析的透析液W排放至排水口。

在本实施例中，透析液源1000可包括透析浓缩液源1002及逆渗透水源1004。在本实施例中，透析液源1000还可包括连接于透析浓缩液源1002的集中帮浦1006。在本实施例中，血液透析系统10还可包括连接于第一透析液管路800的加热器1100和连接于第二透析液管路900的透析液帮浦1200，但本发明不以此为限。

值得注意的是，血液透析系统10还包括设置于第二血液管路300上的分光装置1300。分光装置1300用以将激光光束分散，以使激光光束充分照射第二血液管路300中的血液B。因此，肾脏病患在利用血液透析系统10进行体外血液净化的同时，还可一并活化血液B，促进健康。详细而言，通过激光光束的照射，可刺激血液B中的红血球，增加红血球携氧率、修复表面受损能力及提高膜变形能力，进而改善血液循环及微循环；通过激光光束的照射，还可刺激血液B中的白血球，维持标准白血球数量、提升B-lymphocyte、T-lymphocyte免疫调节及吞噬效果，进而调节免疫及提高抗病菌能力；通过激光光束的照射，还可刺激血液B中的血小板，降低血小板在血管中凝集，进而降低血液浓稠度及改变血流。

图2为本发明一实施例的分光装置的示意图。图3为本发明一实施例的分光装置的光纤导管、光纤耦合器、空心柱状套件、光纤及反射元件的放大示意图。图4为本发明一实施例的分光装置的空心柱状套件及光纤的剖面示意图。

请参照图1、图2及图3，分光装置1300包括激光光源1310，用以发出激光光束L。举例而言，在本实施例中，激光光束L的中心波长为例如是632.8nm，但本发明不以此为限。

请参照图1、图2、图3及图4，分光装置1300还包括空心柱状套件1320。空心柱状套件1320具有外周面1322、内周面1324及拟轴线1326，其中内周面1324位于外周面1322与拟轴线1326之间。空心柱状套件1320的外周面1322与内周面1324围出第一容置空间R1，以设置光纤1330。空心柱状套件1320的内周面1324围出第二容置空间R2，以设置第二血液管路300的一部分306。

当分光装置1300应用在血液透析系统10中时，第二血液管路300的一部分306是设置于空心柱状套件1320中，且空心柱状套件1320的内周面1324位于空心柱状套件1320的外周面1322与第二血液管路300的一部分306之间。举例而言，在本实施例中，空心柱状套件1320包括可开合的第一部分1320-1及第二部分1320-2，而第二血液管路300的一部分306可夹设于空心柱状套件1320的第一部分1320-1与第二部分1320-2之间。然而，本发明不以此为限，在其它实施例中，第二血液管路300的一部分306也可以其它方式设置于空心柱状套件1320中。

图5为本发明一实施例的光纤的剖面示意图。请参照图3、图4及图5，分光装置1300还包括多条光纤1330，设置于空心柱状套件1320的内周面1324与外周面1322之间。每一光纤1330具有朝向第二血液管路300的一部分306的内侧面1332，且内侧面1332具有多个光学微结构1332a。举例而言，在本实施例中，光学微结构1332a的截面可呈三角形。然而，本发明不以此为限，在其它实施例中，光学微结构1332a的截面也可呈其它形状，例如但不限于：弓形、不规则状、楔型等。

请参照图1、图2及图3，在本实施例中，血液透析系统10还包括光纤耦合器1340，具有输入端1342及输出端1344。激光光源1310光耦接至光纤耦合器1340的输入端1342，且光纤耦合器1340的输出端1344光耦接至多条光纤1330。

激光光源1310用以发出激光光束L，激光光束L按序传递至光纤耦合器1340的输入端1342、光纤耦合器1340的输出端1344及多条光纤1330内。传递至多条光纤1330内的激光光束L的全反射被光纤1330的光学微结构1332a破坏，而使激光光束L朝向空心柱状套件1320的拟轴线1326传递。因此，激光光源1310发出的激光光束L可被分散到血液透析系统10的第二血液管路300的一部分306上，进而照射及活化由第二血液管路300流回人体的血液B。

在本实施例中，分光装置1300还可进一步包括反射元件1350，其中每一光纤1330具有远离光纤耦合器1340的端面1336，且反射元件1350设置于端面1336上。反射元件1350可将大致上沿着光纤1330的长度方向z传向光纤1330外的激光光束L反射回光纤1330内部，进而使激光光束L从光学微结构1332a所在的光纤1330的内侧面1332出射，以提升激光光束L的使用效率。

在本实施例中，血液透析系统10还可包括光纤导管1360，光耦接于激光光源1310与光纤耦合器1340之间。光纤导管1360具有锥状(Taper)接头1362。锥状接头1362的设计使光纤导管1360可容易地接于光纤耦合器1340，而不易折损。在本实施例中，光纤导管1360可选择性地具有用以传递激光光束L的一条光纤1364，在光纤导管1360的光纤1364内传递的激光光束L可通过光纤耦合器1340分散至空心柱状套件1320内的多条光纤1330，但本发明不以此为限。

在此必须说明的是，下述实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，下述实施例不再重述。

图6为本发明另一实施例的分光装置的光纤导管、空心柱状套件、光纤及反射元件的放大示意图。请参照图6，在本实施例中，光纤导管1360A可选择性地具有用以传递激光光束的多条光纤1364A，且光纤导管1360A的多条光纤1364A可分别与空心柱状套件1320内的多条光纤1330光耦接。

图7为本发明又一实施例的光纤的剖面示意图。在图7的实施例中，光纤1330B的光学微结构1332aB的截面可呈弓形。光纤1330B也可应用在前述的血液透析系统10的分光装置1300中。

图8为本发明再一实施例的光纤的剖面示意图。在图8的实施例中，光纤1330C的光学微结构1332aC的截面可呈不规则状。光纤1330C也可应用于前述的血液透析系统10的分光装置1300。在未示出的一实施例中，光纤的光学微结构的截面可呈楔形。具有截面呈楔形的光学微结构的光纤也可应用于前述的血液透析系统10的分光装置1300。

Claims (10)

1.一种分光装置，包括：

一激光光源；

一空心柱状套件，具有一外周面、一内周面及一拟轴线，其中该内周面位于该外周面与该拟轴线之间；以及

多条光纤，设置于该空心柱状套件的该内周面与该外周面之间，其中每一光纤具有朝向该空心柱状套件的该拟轴线的一内侧面，且该内侧面具有多个光学微结构。

2.如权利要求1所述的分光装置，其中该激光光源用以发出一激光光束，传递至该些光纤内的该激光光束的全反射被该些光纤的该些光学微结构破坏，而使该激光光束朝向该空心柱状套件的该拟轴线传递。

3.如权利要求1所述的分光装置，还包括：

一光纤耦合器，具有一输入端及一输出端，其中该激光光源光耦接至该光纤耦合器的该输入端，且该光纤耦合器的该输出端光耦接至该些光纤。

4.如权利要求3所述的分光装置，还包括：

一反射元件，其中每一该光纤具有远离该光纤耦合器的一端面，且该反射元件设置于该端面上。

5.如权利要求3所述的分光装置，还包括：

一光纤导管，光耦接于该激光光源与该光纤耦合器之间，其中该光纤导管具有一锥状接头。

6.一种血液透析系统，包括：

一血液透析器，具有一血液输入端和一血液输出端；

一第一血液管路，连接于该血液输入端；

一第二血液管路，连接于该血液输出端；以及

一分光装置，包括：

一激光光源；

一空心柱状套件，具有一外周面及一内周面，其中该第二血液管路的一部分设置于该空心柱状套件中，且该空心柱状套件的该内周面位于该空心柱状套件的该外周面与该第二血液管路的该部分之间；以及

多条光纤，设置于该空心柱状套件的该内周面与该外周面之间，其中每一光纤具有朝向该第二血液管路的该部分的一内侧面，且该内侧面具有多个光学微结构。

7.如权利要求6所述的血液透析系统，其中该激光光源用以发出一激光光束，传递至该些光纤内的该激光光束的全反射被该些光纤的该些光学微结构破坏，而使该激光光束朝向该空心柱状套件的一拟轴线传递。

8.如权利要求6所述的血液透析系统，其中该分光装置还包括：

一光纤耦合器，具有一输入端及一输出端，其中该激光光源光耦接至该光纤耦合器的该输入端，且该光纤耦合器的该输出端光耦接至该些光纤。

9.如权利要求8所述的血液透析系统，其中该分光装置，还包括：

一反射元件，其中每一该光纤具有远离该光纤耦合器的一端面，且该反射元件设置于该端面上。

10.如权利要求8所述的血液透析系统，其中该分光装置，还包括：

一光纤导管，光耦接于该激光光源与该光纤耦合器之间，其中该光纤导管具有一锥状接头。

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