RU2027449C1 - Device for irradiation of blood - Google Patents

Device for irradiation of blood Download PDF

Info

Publication number
RU2027449C1
RU2027449C1 SU4857743A RU2027449C1 RU 2027449 C1 RU2027449 C1 RU 2027449C1 SU 4857743 A SU4857743 A SU 4857743A RU 2027449 C1 RU2027449 C1 RU 2027449C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
blood
tube
radiation
laser
reflector
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.А. Залецкий
М.И. Катаев
В.Б. Усачев
В.И. Колобаев
Т.Т. Калинина
П.Г. Швальб
Original Assignee
Научно-исследовательский институт газоразрядных приборов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-исследовательский институт газоразрядных приборов filed Critical Научно-исследовательский институт газоразрядных приборов
Priority to SU4857743 priority Critical patent/RU2027449C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2027449C1 publication Critical patent/RU2027449C1/en

Links

Images

Landscapes

  • External Artificial Organs (AREA)
  • Infusion, Injection, And Reservoir Apparatuses (AREA)

Abstract

FIELD: laser technology; medicine. SUBSTANCE: diffuser and cassette provided with central hole are disposed between laser 8 and reflector in series. Transparent tube of system for blood transfusion is put along the spiral in central hole. As a result, blood is subjected to laser radiation for prolonged period of time and area of surface under radiation is increased due to application of direct and reflected radiation. Reflector is made in form of a cone which has vertex angle for maximal application of laser radiation. Cassette is made in form of extended frame with three internal links. Tube is closed by transparent wall at the side being opposite to links. The wall is provided with groove which permits to fix tube inside cassette. Input and output parts of the tube are fixed inside grooves of frame which is at some distance from center of the wall. EFFECT: improved efficiency of blood radiation; reduced losses of radiation. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к лазерной технике и может быть использовано в различных областях биологии и медицины для облучения крови, клеток суспензированных в жидкостях, жидких лекарственных препаратов и т.п. The invention relates to laser technology and can be used in various fields of biology and medicine for irradiating blood, cells suspended in liquids, liquid drugs, etc.

Известно устройство для облучения крови, содержащее источник светового излучения и емкость, выполненную в виде установленной наклонно кварцевой трубки с двух сторон закрытой пробками со штуцерами и установленной параллельно оси источника светового излучения, а верхняя пробка содержит патрубок [1]. A device for irradiating blood is known, comprising a light source and a container made in the form of an inclined quartz tube closed on two sides with plugs and fittings and mounted parallel to the axis of the light source, and the upper tube contains a pipe [1].

Недостатком устройства является то, что источником излучения является ультрафиолетовый облучатель, который имеет широкий спектральный диапазон длин волн (от 0,2 до 0,4) мкм с разной спектральной плотностью энергетической силы света от долей мВт до десятков Вт. The disadvantage of this device is that the radiation source is an ultraviolet irradiator, which has a wide spectral range of wavelengths (from 0.2 to 0.4) microns with different spectral densities of the energy intensity of light from fractions of mW to tens of watts.

Конструктивное выполнение устройства в виде колбы с пробками делает устройство неэффективным, так как облучению подвержена только кровь, протекающая непосредственно перед ультрафиолетовым облучателем, в то же время кровь в толще столба и на противоположном конце не облучается из-за наличия рассеивающих и поглощающих свойств крови. The design of the device in the form of a flask with plugs makes the device ineffective, since only blood flowing directly in front of the ultraviolet irradiator is exposed to radiation, at the same time, blood in the column and at the opposite end is not irradiated due to the dispersing and absorbing properties of blood.

Кроме того, слой крови, ближний к облучателю из-за наличия больших плотностей излучения на некоторых спектральных линиях подвергается частичному гемолизу, а после применения устройства все его элементы, которые контактируют с кровью, необходимо подвергать стерилизации. In addition, the blood layer closest to the irradiator, due to the presence of high radiation densities on some spectral lines, undergoes partial hemolysis, and after using the device, all its elements that come into contact with blood must be sterilized.

Известно также устройство для облучения крови, содержащее линейный источник излучения и окружающую его емкость в виде змеевика [2]. Емкость образована канавкой, расположенной на внутренней поверхности цилиндрического корпуса, и притертым к нему наружной поверхностью съемным стаканом, выполненным из проницаемого для излучения материала. Стакан относительно корпуса герметизирован уплотнителем. Источник излучения расположен соосно со стаканом. Корпус снабжен внешним кожухом с системой для пропускания теплоносителя. A device for irradiating blood is also known, containing a linear radiation source and the surrounding capacity in the form of a coil [2]. The container is formed by a groove located on the inner surface of the cylindrical body, and a removable cup made of radiation-permeable material ground to it by the outer surface. The glass relative to the housing is sealed with a sealant. The radiation source is aligned with the glass. The housing is equipped with an external casing with a system for passing coolant.

Недостатком устройства является также применение ультрафиолетового облучателя с разной спектральной плотностью энергетической силы света, расположенного по продольной оси цилиндрического стакана, внутри которого подвергают кровь, движущуюся вокруг облучателя, длительному воздействию, что приводит к гемолизу крови. A disadvantage of the device is the use of an ultraviolet irradiator with different spectral density of the energy intensity of light located along the longitudinal axis of the cylindrical glass, inside which the blood moving around the irradiator is exposed to prolonged exposure, which leads to hemolysis of the blood.

Устройство полностью не гарантирует заражение вирусом гепатита и ВИЧ. The device does not fully guarantee infection with hepatitis virus and HIV.

Кроме того, устройство конструктивно выполнено сложно, так как требует специальной подгонки наружной поверхности цилиндрического стакана к емкости, образованной винтовой канавкой, а при сборке устройство требует обеспечение герметичности емкости для крови с помощью дополнительных уплотнителей, что снижает оперативность при его применении и требует проверки на герметичность. In addition, the device is structurally difficult, since it requires special adjustment of the outer surface of the cylindrical glass to the container formed by a helical groove, and during assembly, the device requires ensuring the tightness of the blood container using additional seals, which reduces the efficiency of its use and requires a leak test .

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является аппарат для гемостимуляции крови, содержащий систему переливания крови с прозрачными стенками и систему облучения, выполненную в виде лазера, гибкого световода и параболического отражателя, установленного вокруг системы, а световод выполнен в виде жгута волокон, выходные концы которых расположены вокруг сосуда по окружности и ориентированы параллельно его оси [3]. The closest in technical essence to the claimed device is a device for hemostimulation of blood, containing a blood transfusion system with transparent walls and an irradiation system made in the form of a laser, a flexible fiber and a parabolic reflector installed around the system, and the fiber is made in the form of a bundle of fibers, output ends which are located around the vessel in a circle and oriented parallel to its axis [3].

Разветвление излучения лазера с помощью жгута волокон позволяет увеличить зону облучения, преобразовав ее в кольцо, а фокусировка излучения к оси сосуда параболическим отражателем повышает плотность излучения к центру сосуда. Branching the laser radiation with a fiber bundle allows you to increase the irradiation zone by converting it into a ring, and focusing the radiation to the axis of the vessel with a parabolic reflector increases the radiation density to the center of the vessel.

Недостатком известного устройства является следующее. A disadvantage of the known device is the following.

Лазерное излучение, вводимое в зону облучения с помощью жгута волокон, теряет мощность на каждом элементе жгутового волокна и при одной и той же мощности на входе волоконного жгута на выходе его разветвленных частей будет разная плотность мощности излучения, что при фиксированном параболическом отражателе не позволит сосредоточить всю плотность излучения к оси сосуда, а тем самым полная фокусировка излучения на ось не получится. В то же время, облучая кровь в капельнице и в шприце, добиться высокой эффективности облучения трудно, так как в первом случае время нахождения крови в зоне воздействия излучения кратковременное, а в другом случае облучаться будет только кровь, близлежащая к стенкам шприца, что непременно потребует увеличения плотности мощности и, как следствие, увеличение мощности приведет ближайший слой крови к еще большему гемолизу. Laser radiation introduced into the irradiation zone using a fiber bundle loses power on each element of the fiber bundle and, at the same power at the input of the fiber bundle, there will be different radiation power density at the output of its branched parts, which, with a fixed parabolic reflector, will not allow to concentrate the whole radiation density to the axis of the vessel, and thereby full focusing of radiation on the axis will not work. At the same time, irradiating blood in a dropper and in a syringe, it is difficult to achieve high irradiation efficiency, since in the first case the time spent by the blood in the radiation exposure zone is short-lived, and in the other case only blood adjacent to the walls of the syringe will be irradiated, which will certainly require increase in power density and, as a result, increase in power will lead the nearest blood layer to even greater hemolysis.

Цель изобретения - повышение эффективности облучения крови за счет снижения потерь энергии излучения. The purpose of the invention is to increase the efficiency of blood irradiation by reducing radiation energy loss.

Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве для облучения крови, содержащем оптически связанные лазер, отражатель и прозрачную для лазерного излучения емкость системы переливания крови, между лазером и отражателем последовательно установлены рассеиватель и кассета с центральным кольцом, а емкость системы переливания крови выполнена в виде трубки и уложена по спирали вокруг центрального кольца, при этом отражатель выполнен в виде конуса с углом при вершине α , определяемым из соотношения α = 180°- arcctg

Figure 00000001
, где l - расстояние от вершины конуса до кассеты; d - диаметр центрального отверстия кассеты.This goal is achieved by the fact that in the known device for irradiating blood containing an optically coupled laser, a reflector and a transparent for laser radiation capacity of the blood transfusion system, a diffuser and a cassette with a central ring are sequentially installed between the laser and the reflector, and the capacity of the blood transfusion system is made in the form tube and laid in a spiral around the central ring, while the reflector is made in the form of a cone with an angle at the apex α, determined from the relation α = 180 ° - arcctg
Figure 00000001
where l is the distance from the top of the cone to the cartridge; d is the diameter of the Central hole of the cartridge.

Кроме того, кассета выполнена в виде рамки, а центрально установленное опорное кольцо соединено с одной стороны со стенками кассеты перемычками, а с другой стороны кассета закрыта прозрачной пластиной с отверстием для ввода трубки, при этом входная и выходная части трубки зафиксированы в пазах удаленной от центра части рамки. In addition, the cassette is made in the form of a frame, and a centrally mounted support ring is connected on one side to the walls of the cassette by jumpers, and on the other hand, the cassette is closed by a transparent plate with an opening for the introduction of the tube, while the input and output parts of the tube are fixed in grooves remote from the center parts of the frame.

Использование кассеты с центральным кольцом и отражателя в виде конуса, необходимых для формирования отраженного лазерного излучения, и уложенной по спирали трубки системы переливания крови, позволяет увеличить площадь облучаемой поверхности, увеличить время воздействия излучения на кровь, использовать как прямое, так и отраженное от отражателя излучение. The use of a cassette with a central ring and a reflector in the form of a cone, which is necessary for the formation of reflected laser radiation, and a spiral tube of a blood transfusion system, allows to increase the irradiated surface area, increase the time of exposure to blood, use both direct and reflected radiation from the reflector .

Выполнение отражателя в виде конуса с углом при вершине α = 180°- arcctg

Figure 00000002
позволяет все излучение использовать для облучения. При таком угле α отраженное излучение, не попадающее на облучаемую трубку, сведено до минимума. Все это повышает эффективность облучения крови.Performing a cone-shaped reflector with an apex angle of α = 180 ° - arcctg
Figure 00000002
Allows all radiation to be used for irradiation. At such an angle α, reflected radiation that does not fall on the irradiated tube is minimized. All this increases the efficiency of blood irradiation.

Кроме того, выполнение кассеты в виде рамки с центральным кольцом, которое перемычками соединяется со стенками кассеты, и использование прозрачной для лазерного излучения пластины с отверстием позволяют плотно уложить и зафиксировать трубку системы переливания в кассете. In addition, the implementation of the cartridge in the form of a frame with a central ring, which is connected by jumpers to the walls of the cartridge, and the use of a laser-transparent plate with a hole allow you to tightly lay and fix the tube of the transfusion system in the cartridge.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленное устройство соответствует критерию "новизна". Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия". Comparative analysis with the prototype shows that the claimed device meets the criterion of "novelty." Comparison of the proposed solution not only with the prototype, but also with other technical solutions in this technical field did not allow us to identify in them the features that distinguish the claimed solution from the prototype, which allows us to conclude that the criterion of "significant differences".

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 - общий вид устройства; на фиг. 3 изображена кассета с уложенной трубкой системы переливания крови (капельницы). In FIG. 1 shows a block diagram of a device; figure 2 - General view of the device; in FIG. 3 shows a cassette with a tube placed in a blood transfusion system (dropper).

Устройство для облучения крови содержит установленные последовательно лазер 1, рассеиватель 2, кассету 3 с уложенной по спирали прозрачной трубкой 4 емкости системы переливания крови. Отражателем 5 является конусообразное зеркало, вершина которого направлена к кассете 5. Рассеивателем 2 в устройстве служит, например, отрицательная линза. Кассета выполнена в виде рамки 6 с тремя внутренними перемычками 7, жестко соединяющими стенки рамки 6 с ограничивающим центральное отверстие опорным кольцом 8, на которое по спирали уложена трубка 4 системы переливания крови, закрытая с противоположной от перемычек 7 стороны прозрачной пластиной 9 с отверстием 10 для ввода трубки 4, при этом входная и выходная части трубки зафиксированы в пазах 11 удаленной от центра стенки рамки 6. Отверстие 10 и опорное кольцо 8 выполнены так, чтобы трубка 4 не пережималась при укладке. Угол при вершине конуса отражателя определяется соотношением
α = 180°- arcctg

Figure 00000003
, где l - расстояние от вершины конуса до кассеты;
d - диаметр центрального отверстия кассеты.The device for irradiating blood contains sequentially installed laser 1, diffuser 2, cassette 3 with a transparent tube 4 placed in a spiral tube capacity of the blood transfusion system. Reflector 5 is a cone-shaped mirror, the apex of which is directed to the cartridge 5. The diffuser 2 in the device is, for example, a negative lens. The cassette is made in the form of a frame 6 with three internal jumpers 7, rigidly connecting the walls of the frame 6 with a support ring 8 bounding the central hole, onto which the tube 4 of the blood transfusion system is laid in a spiral, closed on the opposite side of the jumpers 7 with a transparent plate 9 with an opening 10 for the input of the tube 4, while the input and output parts of the tube are fixed in the grooves 11 of the frame 6 wall removed from the center. The hole 10 and the support ring 8 are made so that the tube 4 is not pinched during installation. The angle at the apex of the reflector cone is determined by the ratio
α = 180 ° - arcctg
Figure 00000003
where l is the distance from the top of the cone to the cartridge;
d is the diameter of the Central hole of the cartridge.

Кассета 3 с уложенной трубкой 4 системы переливания крови устанавливается внутри корпуса 12, а система переливания крови подсоединяется к флакону либо контейнеру для хранения крови. The cassette 3 with the tube 4 of the blood transfusion system installed is installed inside the housing 12, and the blood transfusion system is connected to a vial or a container for storing blood.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Лазерное излучение проходит через рассеиватель 2 и пoпадает на трубку 4 с кровью. Часть излучения пaдает на трубку 4, а другая проходит через центральное отверстие кольца 8 в кассете 3 и, отражаясь от конического отражателя 5, падает на трубку 4 с другой стороны. Угол при вершине конуса выбирают из соотношения
α = 180°- arcctg

Figure 00000004
.Laser radiation passes through the diffuser 2 and enters the tube 4 with blood. Part of the radiation falls on the tube 4, and the other passes through the central hole of the ring 8 in the cassette 3 and, reflected from the conical reflector 5, falls on the tube 4 on the other side. The angle at the apex of the cone is chosen from the relation
α = 180 ° - arcctg
Figure 00000004
.

При этом угле достигается наиболее эффективное использование мощности лазерного излучения. Например, если угол при вершине конуса 5 больше α , то часть отраженной мощности вновь пройдет через центральное отверстие в кассете 3 и не попадет на трубку 4. Если угол при вершине конуса будет меньше α , то ближайшие к центральному отверстию витки трубки 4 не будут облучаться со стороны отражателя. At this angle, the most efficient use of laser radiation power is achieved. For example, if the angle at the apex of the cone 5 is greater than α, then part of the reflected power will again pass through the central hole in the cassette 3 and will not fall onto the tube 4. If the angle at the apex of the cone is less than α, then the turns of the tube 4 closest to the central hole will not be irradiated from the reflector.

Заявляемое устройство обеспечивает вследствие спиральной укладки трубки системы переливания крови и возвратно-поступательного движения крови между как прямым, так и отраженным лазерным излучениями более эффективную гемостимуляцию крови. The inventive device provides due to the spiral laying of the tube of the blood transfusion system and the reciprocating movement of blood between both direct and reflected laser radiation, more effective hemostimulation of blood.

Кроме того, в устройстве увеличивается площадь облучаемой поверхности за счет использования прямого и отраженного лазерного излучения, что также повышает эффективность облучения. А применение одноразового комплекта переливания крови без нарушения его стерильности и необходимой стерилизации перед употреблением исключает возможность внесения инфекции в кровь. In addition, the device increases the area of the irradiated surface due to the use of direct and reflected laser radiation, which also increases the irradiation efficiency. And the use of a disposable set of blood transfusion without violating its sterility and the necessary sterilization before use eliminates the possibility of introducing infection into the blood.

В то же время применение съемной кассеты, в которую укладывается часть трубки одноразового комплекта для переливания крови, позволяет производить быструю замену последнего в процессе лечения, что уменьшает время для проведения процедур, так как не требует стерилизации, а тем самым повышает производительность. At the same time, the use of a removable cassette, in which part of the tube of the disposable blood transfusion kit is placed, allows for quick replacement of the latter during the treatment process, which reduces the time for procedures, since it does not require sterilization, and thereby increases productivity.

Кроме того, конструкция устройства позволяет использовать его в качестве дополнительного модуля с аппаратурой комплексной сорбционной терапии (типа АКТ-3), аппаратурой внепочечного очищения крови (типов СГД 1-УБ, СГД8-У) без каких-либо конструктивных переделок, расширяя их возможность для гемостимуляции крови. In addition, the design of the device allows you to use it as an additional module with complex sorption therapy equipment (type AKT-3), extrarenal blood purification equipment (types SRD 1-UB, SRD8-U) without any structural alterations, expanding their ability to blood haemostimulation.

Применяя при лечении облученную кровь для больных с рядом заболеваний, например, ишемии сердца, острых воспалительных заболеваний желчных путей и поджелудочной железы, наступает выраженный клинический эффект, а тем самым укорачивается время лечения и пребывания больного в стационаре. Applying the irradiated blood for the treatment of patients with a number of diseases, for example, cardiac ischemia, acute inflammatory diseases of the biliary tract and pancreas, a pronounced clinical effect occurs, and thereby shortens the treatment time and the patient’s hospital stay.

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЛУЧЕНИЯ КРОВИ, содержащее оптически связанные лазер, отражатель и прозрачную для лазерного излучения емкость системы переливания крови, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности облучения крови за счет снижения потерь энергии излучения, между лазером и отражателем последовательно установлены рассеиватель и кассета с центрально расположенным кольцом, а емкость системы переливания крови выполнена в виде трубки и уложена по спирали вокруг кольца, при этом отражатель выполнен в виде конуса с углом при вершине α , определяемым из отношения
Figure 00000005

где l - расстояние от вершины конуса до кассеты;
d - диаметр центрального отверстия кассеты.1. DEVICE FOR IRRADIATION OF BLOOD, containing an optically coupled laser, a reflector and a transparent for laser radiation capacity of the blood transfusion system, characterized in that, in order to increase the efficiency of irradiation of blood by reducing radiation energy loss, a diffuser and a cartridge are installed in series between the laser and the reflector with a centrally located ring, and the capacity of the blood transfusion system is made in the form of a tube and is laid in a spiral around the ring, while the reflector is made in the form of a cone with an angle at the top not α determined from the relation
Figure 00000005

where l is the distance from the top of the cone to the cartridge;
d is the diameter of the Central hole of the cartridge. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что кассета выполнена в виде рамки, соединенной с одной стороны с кольцом перемычками, а с другой стороны рамка закрыта прозрачной пластиной с отверстиями для ввода и вывода концов трубки, при этом входная и выходная части трубки зафиксированы в пазах удаленной от центра части рамки. 2. The device according to p. 1, characterized in that the cassette is made in the form of a frame connected on one side to the ring with jumpers, and on the other hand the frame is closed with a transparent plate with holes for input and output of the ends of the tube, while the input and output parts of the tube fixed in the grooves of the part of the frame remote from the center.
SU4857743 1990-08-07 1990-08-07 Device for irradiation of blood RU2027449C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4857743 RU2027449C1 (en) 1990-08-07 1990-08-07 Device for irradiation of blood

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4857743 RU2027449C1 (en) 1990-08-07 1990-08-07 Device for irradiation of blood

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2027449C1 true RU2027449C1 (en) 1995-01-27

Family

ID=21531307

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4857743 RU2027449C1 (en) 1990-08-07 1990-08-07 Device for irradiation of blood

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2027449C1 (en)

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР N 1393438, кл. A 61N 5/06, 1988. *
2. Авторское свидетельство СССР N 1449133, кл. A 61N 5/06, 1989. *
3. Авторское свидетельство СССР N 1498505, кл. A 61N 5/06, 1989. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI75495C (en) Apparatus for stimulating biological processes related to cellul is activity.
CA2265507C (en) Intracorporeal light treatment of blood
US5554855A (en) Photopolymerization reactor and small-sized light irradiator for dental use
CA1253115A (en) Apparatus and methods for treating cells with radiation
CA2221289A1 (en) Apparatus for the irradiation of body fluids by ultraviolet light
RU2027449C1 (en) Device for irradiation of blood
SU1410994A1 (en) Apparatus for ultraviolet irradiation of liquid
SU1498505A1 (en) Apparatus for hemistimulation
RU2044551C1 (en) Method of treating viral diseases by irradiating blood flowing in tube by laser
SU1393438A1 (en) Apparatus for irradiation of blood
SU1710076A1 (en) Device for ultraviolet irradiation of blood
RU2160897C1 (en) Device for studying photodynamic in vitro activity of photosensitizers
SU1669453A1 (en) Device for irradiating liquids
RU2028811C1 (en) Unit for irradiating blood
SU1768182A1 (en) Method and device for uv-irradiation of blood
RU2053813C1 (en) Device for blood irradiation with ultraviolet rays
SU1697854A1 (en) Device for irradiating blood with ultraviolet radiation
CN85103131A (en) Laser irradiation apparatus for high pressure oxigen cabin
SU1606128A1 (en) Device for irradiation of difficult available parts of organism
RU7883U1 (en) DEVICE FOR IRRADIATION OF BLOOD WITH MONOCHROMATIC LIGHT
RU2063180C1 (en) Medical laser device
ANALYZER Moscow MEDITSINSKAYA TEKHNIKA In Russian No 6, Nov-Dec 83 (manuscript received 25 Oct 82) pp 11-16 LATYPOV, ZZ and SKVORTSOVA, N. 0., Ail-Union Scientific Research and Design Institute of Medical Laboratory Technology, Leningrad [Abstract] A laser counter of biological cells and transparent particles in
RU2237938C1 (en) Ionizing radiation source
SU1733012A1 (en) Dish for liquid radiation
RU2055610C1 (en) Device for irradiating liquids