RU227361U1

RU227361U1 - Blood irradiation device

Info

Publication number: RU227361U1
Application number: RU2023123922U
Authority: RU
Inventors: Георгий Борисович Шарков; Тарас Владимирович Бондаренко; Василий Вячеславович Михайлов; Степан Александрович Полихов
Original assignee: Георгий Борисович Шарков
Filing date: 2023-09-15
Publication date: 2024-07-17

Abstract

Настоящая полезная модель относится к области обработки компонентов крови, донорских органов и цельной крови (далее – «донорская кровь») в целях инактивации донорского материала для предотвращения иммунной реакции реципиента против трансплантата (реакция трансплантат против хозяина, далее – «РТПХ»). А именно инактивации с помощью рентгеновского или гамма-излучения. Устройство облучения крови представляет собой рентгеновский облучатель, состоящий из контейнера для облучаемых пакетов цилиндрической формы, расположенного на вращающейся платформе, приводимой в движение электродвигателем и механизмом перемещения, и защитных от рентгеновского излучения стенок, при этом платформа располагается на кронштейне, который линейно перемещается вверх и вниз с помощью винтовой передачи с переменной скоростью по спирали перпендикулярно оси рентгеновского излучения, которое генерируется рентгеновской трубкой. Технический результат: улучшение равномерности и объема облучения образцов ионизирующим рентгеновским излучением. This utility model relates to the field of processing blood components, donor organs and whole blood (hereinafter referred to as “donor blood”) in order to inactivate the donor material to prevent an immune reaction of the recipient against the graft (hereinafter referred to as “GVHD”). Namely, inactivation using X-ray or gamma radiation. The blood irradiation device is an X-ray irradiator consisting of a container for irradiated cylindrical packages located on a rotating platform driven by an electric motor and a moving mechanism, and walls protecting from X-ray radiation, while the platform is located on a bracket that moves linearly up and down using a helical gear with variable speed in a spiral perpendicular to the axis of the X-ray radiation that is generated by the X-ray tube. Technical result: improved uniformity and volume of irradiation of samples with ionizing X-ray radiation.

Description

Настоящая полезная модель к области обработки компонентов крови, донорских органов и цельной крови (далее – «донорская кровь») в целях инактивации донорского материала для предотвращения иммунной реакции реципиента против трансплантата (реакция трансплантат против хозяина, далее – «РТПХ»). А именно инактивации с помощью рентгеновского или гамма-излучения.This utility model is for the field of processing blood components, donor organs and whole blood (hereinafter referred to as “donor blood”) in order to inactivate the donor material to prevent the recipient’s immune reaction against the graft (hereinafter referred to as “GVHD”). Namely, inactivation using X-ray or gamma radiation.

Из существующего уровня техники известно устройство CN104307060, которое представляет собой рентгеновский облучатель крови, содержащий рентгеновский блок, вращающийся несущий диск, корпус для защиты от рентгеновского излучения, воздушно-водяной охладитель, интерфейс "человек-машина" и промышленный персональный компьютер. Рентгеновский аппарат содержит металлокерамическую рентгеновскую трубку, генератор высокого напряжения и кабель высокого напряжения; рентгеновская трубка и вращающийся несущий диск расположены внутри камеры облучения, закрытой рентгенозащитным корпусом. Контейнер для крови установлен на вращающемся несущем диске. Вращающийся несущий диск приводится во вращение двигателем. На пути рентгеновского излучения, испускаемого рентгеновской трубкой, добавляется фильтр. Вместо радиоизотопов в качестве источника излучения используется рентгеновский аппарат; для облучателя требуется значительно меньше защитных материалов, чем для гамма-облучателя; облучатель небольшой и портативный и генерирует рентгеновское излучение только при необходимости; устраняются угрозы безопасности; также устраняется проблема утилизации ядерных отходов. Недостатками данного технического решения является отсутствие дополнительного вертикального перемещения контейнера для облучаемых объектов.From the existing state of the art, the device CN104307060 is known, which is an X-ray blood irradiator containing an X-ray unit, a rotating carrier disk, an X-ray protection housing, an air-water cooler, a human-machine interface and an industrial personal computer. The X-ray apparatus contains a metal-ceramic X-ray tube, a high voltage generator and a high voltage cable; The X-ray tube and the rotating carrier disk are located inside the irradiation chamber, closed by an X-ray protective housing. The blood container is mounted on a rotating carrier disk. The rotating carrier disk is driven by a motor. A filter is added in the path of the X-rays emitted by the X-ray tube. Instead of radioisotopes, an X-ray machine is used as a radiation source; the irradiator requires significantly less protective materials than a gamma irradiator; the irradiator is small and portable and generates X-ray radiation only when necessary; security threats are eliminated; The problem of nuclear waste disposal is also eliminated. The disadvantages of this technical solution are the lack of additional vertical movement of the container for irradiated objects.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является CN206652034, которое представляет собой устройство для облучения крови одним источником рентгеновского излучения, включающее в себя корпус корпуса прибора и стойку для установки, но на боковой стенке корпуса прибора имеется дверца открытого типа для отображения экрана, соответственно, в корпусе прибора: находиться рядом с отделением экрана дисплея и может быть оснащен компьютером, а компьютер подключен к экрану дисплея, одна сторона компьютера оснащена генератором высокого напряжения, и передняя часть генератора высокого напряжения снабжена экраном радиационного резонатора, соединяет рентгеновскую трубку со стороны экрана радиационного резонатора, а генератор высокого напряжения соединен с рентгеновской трубкой, и рентгеновская трубка закрыта защитной крышкой лампы наружу, быть снабжен механизмом вращения стакана для крови и экранирующим блоком, которые соединяются вместе в экране радиационной полости, и может быть снабжен стаканом для крови в механизме вращения стакана для крови, равным и компьютерным корпусом, подключенным к компьютеру, генератору высокого напряжения. Рентгеновская трубка и экран радиационного резонатора, компьютер, генератор высокого напряжения, экран радиационного резонатора - все это закреплено в верхней части стойки. Полезная модель раскрывает устройство для облучения крови одним источником рентгеновского излучения, которое решило проблему неоднородности текущего излучения с помощью одной рентгеновской трубки. Недостатками данного технического решения является отсутствие дополнительного вертикального перемещения контейнера для облучаемых объектов.The closest to the claimed technical solution is CN206652034, which is a device for irradiating blood with one source of X-ray radiation, including a device housing body and a stand for installation, but on the side wall of the device body there is an open door for displaying a screen, respectively, in the housing instrument: located near the display screen compartment and can be equipped with a computer, and the computer is connected to the display screen, one side of the computer is equipped with a high voltage generator, and the front of the high voltage generator is equipped with a radiation cavity screen, connects the X-ray tube on the side of the radiation cavity screen, and a high voltage generator is connected to the X-ray tube, and the X-ray tube is closed with a lamp protection cover outward, be provided with a blood cup rotation mechanism and a shielding block, which are connected together in the radiation cavity screen, and can be provided with a blood cup in the blood cup rotation mechanism, equal and computer case connected to the computer, high voltage generator. The X-ray tube and radiation cavity screen, computer, high voltage generator, radiation cavity screen are all mounted on the top of the rack. The utility model discloses a device for irradiating blood with a single source of X-ray radiation, which solved the problem of inhomogeneity of current radiation using a single X-ray tube. The disadvantages of this technical solution are the lack of additional vertical movement of the container for irradiated objects.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является CN205073369, которое представляет собой облучатель крови, он включает в себя источник рентгеновского излучения, множество используемых для размещения контейнера с кровью и приведения каждого контейнера в движение независимо друг от друга, множество колец контейнера устанавливают интервал между источниками рентгеновского излучения, и каждый средний уровень контейнера к источнику рентгеновского излучения. Облучатель крови проходит через каждое независимое вращение контейнера для загрузки крови, которые приводное кольцо водителя наматывает на источник рентгеновского излучения, что может эффективно повысить эффективность использования рентгеновского излучения источника рентгеновского излучения. Одновременное прохождение положительного и отрицательного излучения через каждый контейнер по очереди позволяет полностью улучшить однородность облучения крови по направлению к источнику рентгеновского излучения. Кроме того, управляя поочередно положительным и отрицательным параметрами каждого контейнера, преобразователь принимает рентгеновское излучение, при условии обеспечения однородности облучения, что позволяет сократить время однократного облучения, снизить энергопотребление (потребление рабочей энергии рентгеновской трубки и потребление энергии на рассеивание тепла системой охлаждения). от однократного облучения до эксплуатационных расходов оборудования наконец-то удалось снизить. Недостатками данного технического решения является отсутствие дополнительного вертикального перемещения контейнера для облучаемых объектовThe closest to the claimed technical solution is CN205073369, which is a blood irradiator, it includes an X-ray source, many used to place a container with blood and set each container in motion independently of each other, many container rings set the interval between the X-ray sources , and each middle level of the container to the X-ray source. The blood irradiator passes through each independent rotation of the blood loading container, which the driver drive ring winds onto the X-ray source, which can effectively improve the X-ray utilization efficiency of the X-ray source. The simultaneous passage of positive and negative radiation through each container in turn completely improves the uniformity of blood irradiation towards the X-ray source. In addition, by alternately controlling the positive and negative parameters of each container, the converter receives X-ray radiation, provided that the irradiation is uniform, which reduces the time of single irradiation and reduces energy consumption (the operating energy consumption of the X-ray tube and the energy consumption for heat dissipation by the cooling system). from single exposure to equipment operating costs have finally been reduced. The disadvantages of this technical solution are the lack of additional vertical movement of the container for irradiated objects

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение равномерности облучения компонентов крови, донорских органов и т.п. рентгеновским ионизирующим излучением за счёт перемещения вращающегося вокруг своей оси цилиндрического контейнера с облучаемыми объектами вдоль оси вращения и перпендикулярно оси излучения.The task to be solved by the claimed utility model is to increase the uniformity of irradiation of blood components, donor organs, etc. X-ray ionizing radiation due to the movement of a cylindrical container rotating around its axis with irradiated objects along the axis of rotation and perpendicular to the axis of radiation.

Данная задача решается за счет того, что рентгеновский облучатель, состоящий из источника рентгеновского излучения, контейнера цилиндрической формы для облучаемых пакетов, механизма перемещения контейнера и защитными от рентгеновского излучения стенками, отличающийся тем, что контейнер перемещается с переменной скоростью по спирали перпендикулярно оси излучения рентгеновской трубки. Благодаря возможности вертикального перемещения излучатель способен обрабатывать контейнеры большего объема, что не только обеспечивает большую равномерность облучения, но и повышает объемы обрабатываемых материалов.This problem is solved due to the fact that an X-ray irradiator consisting of an X-ray source, a cylindrical container for irradiated packages, a mechanism for moving the container and walls protective from X-ray radiation, characterized in that the container moves at a variable speed in a spiral perpendicular to the radiation axis of the X-ray tube . Thanks to the possibility of vertical movement, the emitter is able to process containers of larger volume, which not only ensures greater uniformity of irradiation, but also increases the volume of processed materials.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является улучшение равномерности и объема облучения образцов ионизирующим рентгеновским излучением.The technical result provided by the given set of features is an improvement in the uniformity and volume of irradiation of samples with ionizing X-ray radiation.

Сущность полезной модели заключается в том, что устройство облучения крови представляет собой рентгеновский облучатель, состоящий из контейнера для облучаемых пакетов цилиндрической формы, расположенного на вращающейся платформе, приводимой в движение электродвигателем и механизмом перемещения, и защитных от рентгеновского излучения стенок, при этом платформа располагается на кронштейне, который линейно перемещается вверх и вниз с помощью винтовой передачи с переменной скоростью по спирали перпендикулярно оси рентгеновского излучения, которое генерируется рентгеновской трубкой.The essence of the utility model is that the blood irradiation device is an X-ray irradiator consisting of a container for irradiated cylindrical packages located on a rotating platform driven by an electric motor and a movement mechanism, and walls protective from X-ray radiation, while the platform is located on a bracket that is moved linearly up and down by a helical gear at a variable speed in a spiral perpendicular to the axis of the x-ray radiation that is generated by the x-ray tube.

Для обеспечения требования по облучению в диапазоне 25-50 Гр, пакеты с донорской кровью помещают под рентгеновское или гамма-излучение на время, соответствующее мощности излучения. Важным требованием к конструкции облучателя донорской крови (далее – «облучатель») является равномерность дозы в вышеуказанных пределах. То есть вся донорская кровь, облучённая в одном сеансе, должна получить дозу в этом диапазоне. Для этого в конструкции облучателя предусматривают либо перемешивание донорской крови, либо смещение пакетов относительно источника излучения.To meet the irradiation requirement in the range of 25-50 Gy, bags of donor blood are placed under X-ray or gamma radiation for a time corresponding to the radiation power. An important requirement for the design of a donor blood irradiator (hereinafter referred to as the “irradiator”) is dose uniformity within the above limits. That is, all donor blood irradiated in one session should receive a dose in this range. To do this, the design of the irradiator provides for either mixing of donor blood or displacement of the bags relative to the radiation source.

Известен облучатель на основе гамма-источника BioBeam, где пакеты с донорской кровью помещаются в цилиндрический контейнер, который вращается вокруг своей оси, перпендикулярной оси гамма-излучения. Заявленная равномерность дозы составляет 25%. An irradiator based on the BioBeam gamma source is known, where bags of donor blood are placed in a cylindrical container that rotates around its axis perpendicular to the axis of gamma radiation. The stated dose uniformity is 25%.

Недостатками этого облучателя являются:The disadvantages of this irradiator are:

использование радиационного источника (Cs137), что требует как дополнительного лицензирования деятельности эксплуатирующей организации и дополнительных мероприятий по оснащению помещений и радиационному контролю, так и регулярной перезарядки источника;the use of a radiation source (Cs137), which requires both additional licensing of the operating organization and additional measures for equipping premises and radiation control, as well as regular recharging of the source;

большая – 25% - неравномерность дозы.large - 25% - dose unevenness.

Известен и другой облучатель, основанный на рентгеновском излучении – RADGIL2 (патент EP2412388A1). В нём пакеты также укладываются в цилиндрический контейнер, но облучаются не гамма-источником, а источником рентгеновского излучения (рентгеновская трубка). Преимущество по сравнению с облучателями на базе гамма-источников заключается в большей безопасности (при выключении электропитания, излучение пропадает) и отсутствии требований к помещению, обращению с радиоактивными источниками. Недостатком данного облучателя является неравномерность облучения на концах контейнера и малый объём контейнера – 1.8 л.Another irradiator based on X-ray radiation is also known - RADGIL2 (patent EP2412388A1). In it, the packages are also placed in a cylindrical container, but are irradiated not by a gamma source, but by a source of X-ray radiation (X-ray tube). The advantage compared to irradiators based on gamma sources is greater safety (when the power is turned off, the radiation disappears) and the absence of requirements for the premises and handling of radioactive sources. The disadvantage of this irradiator is the unevenness of irradiation at the ends of the container and the small volume of the container - 1.8 liters.

Полезная модель описывает компоновку рентгеновского облучателя, используемого для облучения компонентов крови и цельной крови ионизирующим излучением, а также других объектов, таких, как например донорские органы, в которых требуется равномерность дозы облучения. Облучатель оснащён источником рентгеновского излучения и контейнером, в который помещаются облучаемые образцы. Механизм движения контейнера линейно перемещает и вращает образцы в контейнере относительно источника рентгеновского излучения, и позволяет нивелировать неравномерность интенсивности источника рентгеновского излучения и полученной образцами дозы излучения, тем самым достигать лучшей равномерности облучения образцов. Ось спирали смещения контейнера перпендикулярна оси излучения источника.The utility model describes the layout of an X-ray irradiator used to irradiate blood components and whole blood with ionizing radiation, as well as other objects, such as donor organs, in which uniformity of the radiation dose is required. The irradiator is equipped with an X-ray source and a container in which the irradiated samples are placed. The container movement mechanism linearly moves and rotates the samples in the container relative to the X-ray source, and makes it possible to level out the unevenness of the intensity of the X-ray source and the radiation dose received by the samples, thereby achieving better uniformity of irradiation of the samples. The axis of the container displacement spiral is perpendicular to the radiation axis of the source.

На фиг. 1 представлена схема сборки устройства облучения крови, содержащей элементы: In fig. Figure 1 shows a diagram of the assembly of a blood irradiation device containing the elements:

1 - контейнер для облучаемых пакетов, 1 - container for irradiated packages,

2 - вращающаяся платформа, 2 - rotating platform,

3 - кронштейн, 3 - bracket,

4 - винтовая передача, 4 - helical gear,

5 - рентгеновское излучение, 5 - X-ray radiation,

6 - рентгеновская трубка6 - X-ray tube

Устройство облучения крови представляет собой рентгеновский облучатель, состоящий из контейнера для облучаемых пакетов 1 цилиндрической формы, расположенного на вращающейся платформе 2, приводимой в движение электродвигателем и механизмом перемещения, и защитных от рентгеновского излучения 5 стенок, при этом платформа располагается на кронштейне 3, который линейно перемещается вверх и вниз с помощью винтовой передачи 4 с переменной скоростью по спирали перпендикулярно оси рентгеновского излучения 5, которое генерируется рентгеновской трубкой 6.The blood irradiation device is an X-ray irradiator consisting of a cylindrical container for irradiated packages 1, located on a rotating platform 2 driven by an electric motor and a moving mechanism, and 5 walls protective from X-ray radiation, while the platform is located on a bracket 3, which is linear moves up and down using a helical gear 4 at a variable speed in a spiral perpendicular to the axis of X-ray radiation 5, which is generated by the X-ray tube 6.

Работает устройство следующим образом. Полезная модель направлена на повышение равномерности облучения компонентов крови, донорских органов и т.п. рентгеновским ионизирующим излучением за счёт перемещения вращающегося вокруг своей оси цилиндрического контейнера с облучаемыми объектами вдоль оси вращения и перпендикулярно оси излучения.The device works as follows. The utility model is aimed at increasing the uniformity of irradiation of blood components, donor organs, etc. X-ray ionizing radiation due to the movement of a cylindrical container rotating around its axis with irradiated objects along the axis of rotation and perpendicular to the axis of radiation.

Поскольку интенсивность рентгеновского излучения спадает по мере увеличения угла распространения излучения от его оси, то и мощность дозы облучения, получаемая облучаемыми объектами, расположенными напротив оси излучения будет спадать при увеличении расстояния от оси. Увеличить равномерность облучения предлагается с помощью перемещения пакетов в направлении, перпендикулярном оси излучения. Тем самым, пакеты, расположенные на периферии от максимума интенсивности облучения, на время сдвигаются к центру. Снижение равномерности дозы из-за поглощения излучения в толще облучаемых пакетов крови компенсируется вращением контейнера с пакетами вокруг своей оси.Since the intensity of X-ray radiation decreases as the angle of propagation of radiation from its axis increases, the radiation dose rate received by irradiated objects located opposite the radiation axis will decrease with increasing distance from the axis. It is proposed to increase the uniformity of irradiation by moving the packages in the direction perpendicular to the radiation axis. Thus, packets located on the periphery of the maximum irradiation intensity temporarily shift toward the center. The decrease in dose uniformity due to radiation absorption in the thickness of the irradiated blood bags is compensated by rotation of the container with the bags around its axis.

Claims

A blood irradiation device, characterized in that it is an X-ray irradiator consisting of a container for irradiated cylindrical packages located on a rotating platform driven by an electric motor and a moving mechanism, and walls protective from X-ray radiation, while the platform is located on a bracket that moves linearly up and down by a helical gear with variable speed in a spiral perpendicular to the axis of the X-ray radiation that is generated by the X-ray tube.