PL227190B1

PL227190B1 - Urzadzenie do fotobiomodulacji krwi podczas krazenia pozaustrojowego

Info

Publication number: PL227190B1
Application number: PL405602(22)20131010A
Authority: PL
Inventors: Tomasz Walski; Małgorzata Komorowska; Karolina Grzeszczuk-Kuć; Karolina Grzeszczuk-Kuc; Katarzyna Gałecka; Adam Oleszko
Original assignee: Wojewódzki Szpital Specjalistyczny We Wrocławiu
Priority date: 2013-10-10
Filing date: 2013-10-10
Publication date: 2017-11-30
Also published as: PL405602A1; EP2859915A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do fotobiomodulacji krwi podczas krążenia pozaustrojowego, mające zastosowanie w chirurgii sercowo-naczyniowej, transplantacji oraz leczeniu niewydolności oddechowej lub krążeniowej.

W trakcie zabiegów chirurgicznych, bywa konieczne użycie maszyny sztuczne płuco-serce, szczególnie niezbędne do przeprowadzenia zabiegów na otwartym sercu. Stosowane do tego celu urządzenia zawierają: pompę napędzającą krew pacjenta w układzie krążenia pozaustrojowego krwi, dreny doprowadzające krew do sztucznego płuca odpowiadające za wymianę gazową (oksygenatory), wymiennik ciepła do utrzymania temperatury krwi na założonym poziomie, zbiornik kardiotomijny, hemokoncentrator, filtr krwi oraz kaniule naczyniowe łączące system z układem krążenia pacjenta.

Na bazie sztucznego płuco-serca opiera się technika ECMO (ang. Extracorporeal Membrane Oxygenation) stosowana w leczeniu odwracalnej ostrej niewydolności oddechowej oraz ostrej niewydolności krążenia, na oddziałach intensywnej terapii. W odpowiednich wariantach modyfikacji krążenia pozaustrojowego można wspomagać oddychanie chorego (ECMO żylno-żylne) bądź układ oddychania i krążenia (ECMO żylno-tętnicze). Stosowane są również układy do realizowania krążenia pozaustrojowego, służące głównie wspomaganiu wymiany gazowej ze szczególnym uwzględnieniem usuwania dwutlenku węgla Extracorporeal Lung Assist (ECLA), w których nie używa się napędu mechanicznego, a przepływ krwi jest wywołany różnicą ciśnienia krwi między tętnicą i żyłą pacjenta. Systemy pozaustrojowej oksygenacji wskazane są do stosowania w przypadkach ostrej niewydolności oddechowej lub krążeniowej, opornej na zastosowanie metod konwencjonalnych, u podłoża której leży odwracalny proces chorobowy, możliwy do wyleczenia oraz brak przeciwwskazań bezwzględnych [Grzybowski A., Urbańska E., Przybylski R., Skalski J.H.: Pozaustrojowe utlenowanie krwi (ECMO). Rozdział W: Kardiochirurgia dziecięca pod red. J. Skalskiego i Z. Religi, Wydawnictwo Śląsk, 2003, tom 1,226-243].

Oksygenator stanowiący element układu krążenia pozaustrojowego krwi służący do jej utlenowania znany jest z patentów amerykańskich nr US2934067 oraz nr US5043140. W patencie nr US8133195, został opisany oksygenator zintegrowany z wymiennikiem ciepła i filtrem krwi, który pozwala na mniejsze rozcieńczenie krwi pacjenta, wspomagające proces regeneracji pacjenta po zabiegu, a także umożliwia zmniejszenie ilości preparatów niezbędnych do transfuzji oraz leków potrzebnych do zabiegu chirurgicznego.

Znane i stosowane są różne urządzenia i sposoby umożliwiające pozaustrojową modyfikację krwi czynnikami fizycznymi oraz chemicznymi. W patencie nr US2309124 opisano urządzenie do pozaustrojowego naświetlania krwi, wykorzystujące antybakteryjne właściwości promieniowania UV. Ujawnione w zgłoszeniu patentowym nr EP1689450 urządzenie w postaci zbiornika do pozaustrojowego naświetlania krwi promieniowaniem UV, pozwala na realizację metody, polegającej na wyprowadzeniu krwi pacjenta pod wpływem ciśnienia naczyniowego do zbiornika o podłużnym kształcie, z wydrążonym otworem, w którym umieszczana jest kaseta umożliwiająca naświetlenie próbki.

Znany z patentu US4692138 blok pompy używany jako interfejs zbiornika naświetlania z pompą rolkową jest podłączony do aparatu do krążenia pozaustrojowego umożliwiającego pobranie krwi pacjenta, separację elementów morfotycznych krwi oraz dozowanie fotouczulaczy do pożądanej grupy krwinek. Naświetlenie leukocytów powoduje aktywację fotouczulacza skutkując immunosupresją. Krew zwracana jest pacjentowi, w którego organizmie dochodzi do oczyszczenia krwi z nadmiernie aktywnych komórek. Bardzo zbliżone rozwiązanie, także z zastosowaniem promieniowania UV opisano w innym amerykańskim patencie nr US4612007.

W patentach o numerach US4321918 oraz US4576143 opisano aparaturę, proces i metodę pozaustrojowego naświetlania pełnej krwi promieniowaniem X, w celu zmiany funkcji limfocytów oraz zmodyfikowania odpowiedzi immunologicznej u ludzi cierpiących na choroby autoimmunologiczne oraz w celu zahamowania odpowiedzi immunologicznej organizmu na przeszczep narządów. Promieniowanie X aplikowane jest poprzez zwinięte spiralnie dreny krążenia pozaustrojowego. Przepływ napędzany jest pompą perystaltyczną.

Znane z opisów patentowych nr US4950225 i nr US5104373 urządzenie oraz metoda do hipertermicznego, pozaustrojowego leczenia chorób przenoszonych poprzez krew, takich jak np. infekcja limfocytów T wirusem HIV-1 zawiera trzy moduły: a) hipertermiczny, b) indukujący stres mechaniczny, c) naświetlania, z których każdy może być stosowany samodzielnie bądź jednocześnie z innymi modułami, w dowolnej kolejności i kombinacji. Pobrana krew pacjenta przy pomocy jednokanałowego cewPL 227 190 B1 nika z żyły jest rozdzielona przy pomocy urządzenia do aferezy na frakcje: leukocytów, osocza i erytrocytów. Naświetlaniu promieniowaniem X i/lub UV i/lub laserowym z zakresu widzialnego i/lub podczerwieni poddane są wyłącznie leukocyty ze wskazaniem na limfocyty T. Naświetlone komórki są następnie łączone z wcześniej wydzielonymi frakcjami krwi, bądź płynami wypełniającymi objętość urządzenia i zwracane pacjentowi. Urządzenie zawiera ponadto układ do oksygenacji służący do stabilizacji pH krążącej zawiesiny komórkowej na poziomie 7,2 ± 0,1.

Urządzenie do hemodializy opisane w patencie nr US7527737, składa się z dializatora płynu dializacyjnego, linii krwi oraz źródeł promieniowania widzialnego i NIR, które rozmieszczone są równomiernie i pierścieniowo wokół linii krwi.

Znana jest z patentu nr US8535361 metoda oraz przenośny system do nieinwazyjnej terapii polegającej na naświetlaniu krwi promieniowaniem z zakresów UV-VIS-IR w celu zmniejszenia liczby rulonów erytrocytarnych i tym samym obniżenia lepkości krwi w nozdrzu pacjenta. Donosowy aplikator promieniowania elektromagnetycznego emitowanego przez laser, opisano także w zgłoszeniu patentowym nr EP2179767.

Ze zgłoszenia patentowego w trybie PCT nr WO1999016308 znane jest urządzenie oraz metoda naświetlania krwi światłem słonecznym lub odpowiednim światłem pełnospektralnym. Urządzenie to zawiera bazę, do której przyłączony jest rotujący statyw na próbkę biologiczną. W bazie umieszczone jest pokrętło wymuszające rotację statywu. Próbkę krwi pełnej lub jej frakcji umieszczoną w pojemniku transfuzyjnym, poddaje się promieniowaniu elektromagnetycznemu padającemu na rotujący preparat krwi. Przy czym promieniowanie jest pochodzenia słonecznego, bądź jego źródłem są żarówki fluorescencyjne. Żarówki zamontowane są na ramie, ponad pojemnikiem transfuzyjnym, w celu równomiernego naświetlenia wszystkich komórek, konieczne są dodatkowe czynności, związane z rotacyjnym sterowaniem preparatem. Sposób naświetlania krwi polega na pobraniu krwi pacjenta do pojemnika transfuzyjnego, zabezpieczeniu pobranego preparatu, umieszczeniu go w statywie obrotowym urządzenia do naświetlania, ekspozycji na promieniowanie słoneczne bądź pełnospektralne, reinfuzję płynu biologicznego pacjentowi. W sposobie nie stosuje się dodatkowych antykoagulantów, wychodząc z założenia, że zastosowane promieniowania elektromagnetyczne działa przeciwkrzepliwie. Opisana metoda terapii nadaje się do stosowania w leczeniu infekcji oraz chorób krążenia i tych o podłożu zapalnym, bazując głównie na leczniczych właściwościach promieniowania słonecznego.

Ochronne działanie fotochemiczne promieniowania laserowego He-Ne podczas krążenia pozaustrojowego na modelu krążenia pozaustrojowego opisano w publikacji (Itoh T., Murakami H., Orihashi K., Sueda T., Kusumoto Y., Kakehashi M., Matsuura Y., Low power laser protects human erythrocytes In an In vitro model of artificial heart-lung machines. Artif Organs. 2000; 24(11): 870-3). Krążąca zawiesina erytrocytów w układzie płuco-serca była naświetlana promieniowaniem laserowym o długości fali 632 nm o mocy wyjściowej 8,5 mW. Wiązka laserowa była skierowana na komorę do pomiaru saturacji prostopadle do kierunku przepływu zawiesiny. Podczas czterogodzinnego doświadczenia nastąpił spadek wewnątrzkomórkowego ATP oraz wzrost hemolizy. Promieniowanie spowodowało ograniczenie destrukcyjnego wpływu krążenia pozaustrojowego na krwinki czerwone. Z kolei analiza mikroskopowa SEM błon oksygenatora wykazała istotnie większą liczbę dyskocytów w próbie laserowej aniżeli w kontrolnej (odpowiednio 45% i 20%).

Nieliczne spośród znanych i stosowanych układów do obróbki krwi przeznaczone są do krążenia pozaustrojowego. Większość rozwiązań opiera się na pobraniu próby krwi z organizmu, odłączeniu preparatu od układu pobierania, modyfikacji próbki promieniowaniem i następnie jej reinfuzji.

Istotę wynalazku stanowi urządzenie do fotobiomodulacji krwi promieniowaniem R/NIR, zawierające emiter promieniowania R/NIR, naświetlający przepływającą przez oksygenator krew, podczas krążenia pozaustrojowego krwi. Urządzenie obejmuje przynajmniej jeden emiter promieniowania R/NIR, oksygenator i wymiennik ciepła. Przy czym emiter R/NIR jest usytuowany względem oksygenatora lub wymiennika ciepła w pozycji zapewniającej napromieniowanie przepływającej przez nie krwi lub jest ich integralną częścią.

Korzystnie urządzenie zawiera przynajmniej jeden filtr krwi.

W korzystnym wariancie urządzenie zawiera przynajmniej jedną pompę, najkorzystniej pompą rolkową lub odśrodkową, do wspomagania przepływu krwi.

W odmianie wynalazku oksygenator jest zintegrowany z wymiennikiem ciepła, korzystnie we wspólnej obudowie, tworząc wygodny w użyciu moduł strukturalny układu krążenia pozaustrojowego.

Ponadto w odmianie wynalazku oksygenator jest zintegrowany z wymiennikiem ciepła i filtrem krwi, ewentualnie we wspólnej obudowie, tworząc moduł strukturalny układu krążenia pozaustrojowego.

PL 227 190 B1

W innej odmianie wynalazku, oksygenator jest zintegrowany z wymiennikiem ciepła, z filtrem krwi oraz pompą wspomagającą przepływ krwi.

Emiter jako napromiennik R/NIR, zawiera przynajmniej jedno źródło światła fal e-m, emitujące promieniowanie o jednej lub wielu długościach fal z zakresu od 700 do 1500 nm. Źródło światła wybrane jest z grupy, obejmującej: diodę LED, lampę żarową, fluorescencyjną, sodową, halogenową, laserową lub inne urządzenie emitujące światło w zdefiniowanym wcześniej zakresie długości fal lub emitujące światło o innym zakresie spektralnym, które może być przetworzone na światło z zakresu od 700 do 1500 nm.

Urządzenie ma środki do mocowania emiterów w pobliżu filtra krwi, wymiennika ciepła, pompy wspomagającej przepływ krwi lub drenu transportującego krew, w celu jej dodatkowego naświetlania w układzie krążenia pozaustrojowego.

Ponadto w urządzeniu zawierającym więcej aniżeli jedno źródło fal e-m, rozkład źródeł fal w przestrzeni zdolny jest do zapewnienia równomiernego oświetlenia przepływającej krwi. Korzystnie emitery R/NIR stanowią integralną część oksygenatora lub wymiennika ciepła lub filtra krwi lub drenu, w celu bezpośredniego napromieniowania przepływającej przez nie krwi.

Korzystnie również urządzenie zaopatrzone jest w system światłowodowy, transmitujący promieniowanie R/NIR z emitera bezpośrednio do krwi przepływającej przez oksygenator lub wymiennik ciepła lub filtr krwi lub pompę lub dreny transportujące krew, zapewniając bezpośrednie napromieniowanie krwi.

W urządzeniu powierzchniowa gęstość mocy promieniowania docierającego do krwi zawiera się w granicy od 0,5 mW/cm² do 10000 mW/cm².

Korzystnie urządzenie połączone jest drenami transportującymi krew ze zbiornikiem kardiotomijnym lub z hemofiltrem.

Emitery, mogą być przyłączone na jednej bądź wielu ramach do modułu oksygenatora, uchwytu zbiornika kardiotomijnego, niezależnego statywu bądź innego uchwytu utrzymującego je w najodpowiedniejszym położeniu umożliwiającym dostarczenie promieniowania R/NIR do krwi.

Zaletą urządzenia według wynalazku jest, że zapewnia naświetlanie przepływającej przez oksygenerator krwi, promieniowaniem R/NIR, podczas krążenia pozaustrojowego krwi. Urządzenie, pozwala na wyeliminowanie konieczności pobrania krwi z organizmu, odłączenia próbki krwi od układu pobierania, modyfikacji próbki promieniowaniem R/NIR i następnie jej reinfuzji. Ważną zaletą urządzenia jest, że przynajmniej jeden emiter może mieć bezpośredni kontakt z krwią, w wariancie w którym stanowi integralną część oksygenatora lub wymiennika ciepła lub filtra krwi lub drenu.

Zaletą urządzenia jest, możliwość doprowadzenia wiązki promieniowania do krwi przepływającej nie tylko przez oksygenator ale również inne miejsce układu krążenia pozaustrojowego, takie jak wymiennik ciepła lub filtr krwi lub dreny transportujące krew na powierzchni lub bezpośrednio przy pomocy systemu światłowodowego.

Kolejną zaletą urządzenia jest, możliwość doboru źródeł światła emitującego promieniowanie o różnej mocy lub różnych długościach fal, w zależności od potrzeb. Ponadto korzystną cechą jest możliwość regulowania mocy promieniowania R/NIR w sposób ciągły bądź skokowy, a również to, że promieniowanie R/NIR może być emitowane w postaci wiązki ciągłej bądź impulsowej.

Urządzenie według wynalazku rozwiązuje problem skutków ubocznych wynikających z zastosowania układu krążenia pozaustrojowego u pacjenta.

Przedmiot wynalazku został objaśniony w przykładach wykonania i na rysunku, na którym: Fig. 1 - przedstawia schemat urządzenia do pozaustrojowego naświetlania krwi promieniowaniem R/NIR, Fig. 2 - schemat urządzenia, zawierającego moduł oksygenatora zintegrowanego z wymiennikiem ciepła, Fig. 3 - schemat urządzenia zawierającego filtr krwi, Fig. 4 - schemat urządzenia, zawierającego moduł oksygenatora zintegrowanego z wymiennikiem ciepła i filtr krwi, Fig. 5 - schemat urządzenia, zawierającego moduł oksygenatora zintegrowanego z wymiennikiem ciepła oraz filtrem krwi, Fig. 6 - schemat urządzenia, zawierającego moduł oksygenatora zintegrowanego z wymiennikiem ciepła i filtrem krwi oraz pompę, Fig. 7 - schemat urządzenia, zawierającego moduł oksygenatora zintegrowanego z wymiennikiem ciepła, z filtrem krwi i z pompą odśrodkową, Fig. 8 - schemat urządzenia, zawierającego 6 emiterów promieniowania R/NIR oraz moduł oksygenatora zintegrowanego z wymiennikiem ciepła, z filtrem krwi i z pompą odśrodkową, Fig. 9 - schemat urządzenia, zawierającego emiter promieniowania R/NIR wbudowany w moduł oksygenatora, Fig. 10 - schemat urządzenia, zawierającego system światłowodowy transmitujący promieniowanie R/NIR do obudowy

PL 227 190 B1 modułu oksygenatora, Fig. 11 - schemat urządzenia, zawierającego system światłowodowy transmitujący promieniowanie R/NIR do obudowy i wnętrza modułu oksygenatora.

P r z y k ł a d 1

Urządzenie do fotobiomodulacji krwi podczas krążenia pozaustrojowego, uwidocznione na

Fig. 1, zawiera emiter promieniowania R/NIR 1 w postaci trzech diod LED, z których pierwsza emituje fale e-m o długości 700 nm, druga fale e-m o długości 830 nm, a trzecia fale e-m o długości 1500 nm, ₂ zaś gęstość powierzchniowa mocy wynosi 10 mW/cm². Emiter 1 usytuowany jest obok oksygenatora 2, połączonego drenem 3 z wymiennikiem ciepła 4. Ponadto urządzenie zawiera dren 5 doprowadzający krew do oksygenatora 2 oraz dren 6 odprowadzający utlenowaną i ustabilizowaną termicznie krew z wymiennika ciepła 4.

W urządzeniu krew pacjenta napływa drenem 5 w kierunku zgodnym ze strzałką do oksygenatora 2, oświetlanego promieniowaniem R/NIR, przez diody LED 1, w którym podlega fotobiomodulacji. Krew kierowana jest następnie do wymiennika ciepła 4, z którego naświetlona, utlenowana oraz stabilizowana termicznie krew drenem 6, zgodnie z kierunkiem oznaczonym strzałką odprowadzana jest do pacjenta.

P r z y k ł a d 2

Fig. 2, zbudowane jak w przykładzie 1, z tą różnicą, że zawiera emiter promieniowania R/NIR 1 w postaci lampy halogenowej z filtrem pasmowo-przepuszczającym w zakresie R/NIR, emitujący fale e-m o długościach mieszczących się w zakresie 700 - 1500 nm i gęstości powierzchniowej mocy ₂ mW/cm². Emiter 1 usytuowany jest nad modułem oksygenatora zintegrowanego z wymiennikiem ciepła 7 we wspólnej obudowie.

W urządzeniu krew pacjenta napływa drenem 5 w kierunku zgodnym ze strzałką do modułu oksygenatora zintegrowanego z wymiennikiem ciepła 7, który jest oświetlany promieniowaniem R/NIR, wywołującym efekt fotobiomodulujący. Następnie naświetlona, utlenowana oraz stabilizowana termicznie krew przepływa drenem 6, zgodnie z kierunkiem oznaczonym strzałką, w kierunku pacjenta.

P r z y k ł a d 3

Urządzenie do fotobiomodulacji krwi podczas krążenia pozaustrojowego, uwidocznione na Fig. 3, jak w przykładzie 1, z tą różnicą, że zawiera emiter promieniowania R/NIR 1 w postaci 10 laserów, z których 4 emitują promieniowanie o długości fali 755 nm, 3 kolejne - promieniowanie o długości fali 810 nm, 2 - promieniowanie o długości fali 1064 nm oraz 1 - promieniowanie o długości fali ₂

1320 nm, a całkowita, powierzchniowa gęstość mocy nie przekracza 10000 mW/cm . Lasery 1 usytuowane są wokół oksygenatora 2, połączonego drenem 3 z wymiennikiem ciepła 4, połączonym drenem 6 z filtrem krwi 8.

W urządzeniu krew pacjenta napływa drenem 5 w kierunku zgodnym ze strzałką do oksygenatora 2, który jest oświetlany promieniowaniem R/NIR 1. Krew przepływa przez wymiennik ciepła 4, a następnie przez filtr krwi 8. Naświetlona, utlenowana oraz stabilizowana termicznie krew przepływa zgodnie z kierunkiem oznaczonym strzałką w kierunku pacjenta.

P r z y k ł a d 4

Urządzenie do fotobiomodulacji krwi podczas krążenia pozaustrojowego, uwidocznione na Fig. 4, jak w przykładzie 2, z tą różnicą, że zawiera emiter promieniowania R/NIR 1 w postaci lampy żarowej, połączonej z filtrem pasmowo-przepuszczającym dla R/NIR, emitującej fale e-m o długości 700 - 1100 nm oraz lampy fluorescencyjnej emitującej fale e-m o długości 700 - 850 nm. Lampy usytuowane są z obu stron modułu oksygenatora zintegrowanego z wymiennikiem ciepła 7, połączonego z filtrem krwi 8. Bezpośrednie naświetlenie przepływającej krwi mocą o gęstości powierzchniowej mW/cm² w przypadku lampy żarowej oraz 1,5 mW/cm² w przypadku lampy fluorescencyjnej wywołuje efekt fotobiomodulujący.

P r z y k ł a d 5

Urządzenie do fotobiomodulacji krwi podczas krążenia pozaustrojowego, uwidocznione na Fig. 5, jak w przykładzie 2, z tą różnicą, że zawiera emiter promieniowania R/NIR 1 w postaci lampy składającej się z diod LED emitujących promieniowanie z zakresu widzialnego 370 - 500 nm, które padając na materiał luminescencyjny powodują emisję promieniowania z zakresu R/NIR z maksimum ₂ intensywności dla długości fali 1064 nm oraz o powierzchniowej gęstości mocy równej 0,5 mW/cm². Źródła światła usytuowane są z czterech stron modułu oksygenatora zintegrowanego z wymiennikiem ciepła 7 i z filtrem krwi 8.

PL 227 190 B1

P r z y k ł a d 6

Fig. 6, jak w przykładzie 5, z tą różnicą, że zawiera emiter promieniowania R/NIR 1 w postaci jednej ₂ diody LED, emitującej fale e-m o długości 700 nm i gęstości powierzchniowej mocy 100 mW/cm², usytuowanej w pobliżu modułu oksygenatora zintegrowanego z wymiennikiem ciepła 7 i filtrem krwi 8. Urządzenie zawiera ponadto pompą rolkową 9, usytuowaną przed oksygenatorem i połączoną z nim drenem 10.

W urządzeniu krew pacjenta napływa drenem 5 do pompy 9, która drenem 10 napędza przepływ krwi do modułu oksygenatora zintegrowanego z wymiennikiem ciepła 7 i filtrem krwi 8, co skutku₂ je bezpośrednio naświetleniem przepływającej krwi mocą o gęstości powierzchniowej 0,5 mW/cm², wywołując efekt fotobiomodulujący. Następnie naświetlona, utlenowana oraz stabilizowana termicznie krew płynie w kierunku pacjenta.

P r z y k ł a d 7

Urządzenie do fotobiomodulacji krwi podczas krążenia pozaustrojowego, uwidocznione na Fig. 7, jak w przykładzie 6, z tą różnicą, że zawiera emiter promieniowania R/NIR 1 w postaci lampy sodowej połączonej z filtrem promieniowanie R/NIR, emitujący fale e-m o długości w zakresie 700 ₂

750 nm i gęstości powierzchniowej mocy 1000 mW/cm². Emiter 1 usytuowany jest równolegle do modułu oksygenatora zintegrowanego z wymiennikiem ciepła 7, z filtrem krwi 8 i z pompą odśrodkową 9. Naświetlenie przepływającej krwi wywołuje efekt fotobiomodulujący.

P r z y k ł a d 8

Urządzenie do fotobiomodulacji krwi podczas krążenia pozaustrojowego, uwidocznione na Fig. 8, jak w przykładzie 7, z tą różnicą, że zawiera 6 emiterów promieniowania R/NIR 1, składających się z 3 diod LED każdy. Przy czym emitery 1 usytuowane są obok modułu oksygenatora zintegrowanego z wymiennikiem ciepła 7 i z filtrem krwi 8 oraz wokół drenu 6. Ponadto dwa emitery, emitują fale ₂ e-m o długości 750 nm i gęstości mocy 30 mW/cm², następne dwa emitują fale e-m o długości 830 nm ₂ i gęstości mocy 15 mW/cm², a pozostałe dwa emitują fale e-m o długości fali 950 nm i gęstości mocy mW/cm².

P r z y k ł a d 9

Fig. 9, zawiera emiter promieniowania R/NIR 1 w postaci czterech diod LED emitujących promienio₂ wanie R/NIR o długości fali 700 nm i powierzchniowej gęstości mocy 0,5 mW/cm², usytuowanych w module oksygenatora zintegrowanego z wymiennikiem ciepła 11.

W urządzeniu krew pacjenta napływa drenem 5 do modułu oksygenatora zintegrowanego z wymiennikiem ciepła oraz emiterem 11, w kierunku zgodnym ze strzałką. Ze względu na integrację emitera z oksygenatorem w jednej obudowie, krew jest bezpośrednio naświetlana promieniowaniem R/NIR przez diody LED, wywołując efekt fotobiomodulujący. Następnie naświetlona, utlenowana oraz stabilizowana termicznie krew płynie zgodnie z kierunkiem oznaczonym strzałką w kierunku pacjenta.

P r z y k ł a d 10

Urządzenie do fotobiomodulacji krwi podczas krążenia pozaustrojowego, uwidocznione na Fig. 10, zawiera emiter promieniowania R/NIR 1 w postaci trzech laserów, których promieniowanie jest transmitowane systemem światłowodowym 12, bezpośrednio naświetlającym krew promieniowaniem ₂

R/NIR, falami e-m o długości zakresie 810 nm i powierzchniowej gęstości mocy równej 150 mW/cm², do wnętrza modułu oksygenatora zintegrowanego z wymiennikiem ciepła 13.

P r z y k ł a d 11

Urządzenie do fotobiomodulacji krwi podczas krążenia pozaustrojowego, uwidocznione na Fig. 11, jak w przykładzie 10, z tą różnicą, że zawiera dwa emitery promieniowania R/NIR 1, z których pierwszy stanowią 2 diody LED o długości fali 700 nm połączone systemem światłowodowym 12 umożliwiającym bezpośrednie naświetlanie krwi promieniowaniem R/NIR w module oksygenatora zintegrowanego z wymiennikiem ciepła 13, a drugi ma 4 lasery emitujące fale o długości 810 nm, których promieniowanie jest transmitowane systemem światłowodowym 12 do powierzchni modułu oksygenatora zintegrowanego z wymiennikiem ciepła 13 naświetlając krew promieniowaniem R/NIR falami e-m o długości zakresie 810 nm. Powierzchniowa gęstość mocy dla emitera zbudowanego z diod LED 22 wynosi 50 mW/cm², a dla emitera w którego skład wchodzą lasery wynosi 100 mW/cm².

PL 227 190 B1

Wykaz oznaczeń na rysunku

- emiter promieniowania R/NIR

- oksygenator

- dren łączący oksygenator z wymiennikiem ciepła

- wymiennik ciepła

- dren doprowadzający krew do oksygenatora

- dren odprowadzający krew z urządzenia

- moduł oksygenatora zintegrowanego z wymiennikiem ciepła

- filtr krwi

- pompa

- dren łączący pompę z oksygenatorem

- emiter wbudowany w moduł oksygenatora zintegrowanego z wymiennikiem ciepła

- systemem światłowodowy

- moduł oksygenatora zintegrowanego z wymiennikiem ciepła z systemem światłowodowym

Claims

Urządzenie do fotobiomodulacji krwi podczas krążenia pozaustrojowego, obejmujące emiter promieniowania, oksygenator, wymiennik ciepła i dreny transportujące krew, znamienne tym, że urządzenie zawiera przynajmniej jeden emiter promieniowania R/NIR (1), oksygenator (2) i wymiennik ciepła (4), przy czym emiter R/NIR (1) jest usytuowany względem oksygenatora (2) lub wymiennika ciepła (4) w pozycji zapewniającej napromieniowanie przepływającej krwi.

Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera przynajmniej jeden filtr krwi (8). Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera przynajmniej jedną pompę (9), korzystnie pompą rolkową lub odśrodkową, do wspomagania przepływu krwi.

Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że oksygenator jest zintegrowany z wymiennikiem ciepła (7).

Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że oksygenator jest zintegrowany z wymiennikiem ciepła (7) i filtrem krwi (8).

Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że oksygenator jest zintegrowany z wymiennikiem ciepła (7), z filtrem krwi (8) i pompą (9).

Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że emiter (1) zawiera przynajmniej jedno źródło światła fal e-m, emitujące promieniowanie o jednej lub wielu długościach fal z zakresu od 700 do 1500 nm.

Urządzenie według zastrz. 1 albo 7, znamienne tym, że źródło światła wybrane jest z grupy, obejmującej: diodę LED, lampę żarową, fluorescencyjną, sodową, halogenową, laserową lub inne urządzenie emitujące światło o jednej lub wielu długościach fal z zakresu od 700 do 1500 nm lub emitujące światło o innym zakresie spektralnym, które może być przetworzone na światło z zakresu od 700 do 1500 nm.

Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że rozkład źródeł fal e-m w przestrzeni zdolny jest do zapewnienia równomiernego oświetlenia przepływającej krwi.

Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że jest wyposażone w emitery (1) naświetlające filtr krwi (8) lub wymiennik ciepła (4) lub pompę (9) wspomagającą przepływ krwi lub dreny transportujące krew.

Urządzenie według zastrz. 1 albo 2 albo 3 albo 4 albo 5 albo 6, znamienne tym, że emitery R/NIR (1) stanowią integralną część oksygenatora (2) lub wymiennika ciepła (4) lub filtra krwi (8) lub modułu oksygeneratora (7) lub drenu lub pompy (9) wspomagającej przepływ krwi. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2 albo 3 albo 4 albo 5 albo 6, znamienne tym, że zaopatrzone jest w system światłowodowy (12), transmitujący promieniowanie R/NIR z emitera (1) bezpośrednio do krwi przepływającej przez oksygenator (2) lub wymiennik ciepła (4) lub filtr krwi (8) lub moduł oksygeneratora (7) lub pompę (9) lub dreny transportujące krew. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2 albo 3 albo 4 albo 5 albo 6, znamienne tym, że zaopatrzone jest w system światłowodowy (12), transmitujący promieniowanie R/NIR z emitera (1)

PL 227 190 B1 do powierzchni oksygenatora (2) lub wymiennika ciepła (4) lub filtra krwi (8) lub modułu oksygeneratora (7) lub pompy (9) lub drenu transportującego krew.

14. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że powierzchniowa gęstość mocy promie22 niowania docierającego do krwi zawiera się w granicy od 0,5 mW/cm² do 10000 mW/cm².

15. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że połączone jest drenami transportującymi krew ze zbiornikiem kardiotomijnym.

16. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że połączone jest drenami transportującymi krew z hemofiltrem.