Установка для облучения биологической жидкости

 

Использование: техническая медицина, обработка биологических жидкостей, преимущественно крови, облучением, например , ультрафиолетовым. Сущность изобретения: устройство содержит проточный трубчатый реактор, излучатель, приспособления для забора и возврата биологической жидкости и насос. Фотореактор включает набор штанг с фиксирующими элементами, размещенными на них, трубка фотореактора размещена на этих элементах. Устройство также содержит отражатели излучения, экранирующий элемент и вспомогательную емкость в виде цилиндрической спирали, также размещенную на фиксирующих элементах штанг за активной зоной рабочего канала фотореактора. 9 з.п.ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю А 61 М 1/36

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ф1 ,, tvú

- ° " ., 1,:.

1(4 . - л

К ПАТЕНТУ (21) 4954722/13 (22) 28.06.91 (46) 30,06:93. Бюл. М 24 (76) B,Ï. Занин, В.А. Паур и Л.А. Верещагин (56) Авторское свидетельство СССР

М 1447380, кл. А 61 N 5/06, 1988.

Авторское свидетельство СССР

М 1449133, кл. А 61 N 5/06, 1989.

Патент США N 4321919, кл. А 61 М 1/03, 1982, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЛУЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЖИДКОСТИ (57) Использование: техническая медицина, обработка биологических жидкостей, преИзобретение относится к медицинской технике и предназначено для облучения биологической жидкости, например крови, преимущественно ультрафиолетовым излучением.

Цель изобретения — повышение эффективности облучения за счет обеспечения оптимального взаимодействия потока излучения с потоком биологической жидкости при обеспечении условия одноразового использования всех элементов экстракорпорального тракта устройства.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 и фиг.2 представлен общий вид одного из вариантов выполнения устройства (фиг.1 — вид сбоку, фиг,2 — вид сверху): на фиг.3 схематически представлен вариант выполнения устройства, снабженного элементом экранирования, в частности, при выполнении последнего в виде секций; на

„, Ж,, 1825313 А3

2 т имущественно крови, облучением, например, ультрафиолетовым, Сущность изобретения: устройство содержит проточный трубчатый реактор, излучатель, приспособления для забора и возврата биологической жидкости и насос. Фотореактор включает набор штанг с фиксирующими элементами, размещенными на них, трубка фотореактора размещена на этих элементах. Устройство также содержит отражатели излучения, экранирующий элемент и вспомогательную емкость в виде цилиндрической спирали, также размещенную на фиксирующих элементах штанг за активной зоной рабоче о канала фотореактора. 9 з.п.ф-лы, 4 ил. фиг,4 — при различных положениях подвижной секции, Устройство для облучения биологической жидкости. например, крови, преимущественно ультрафиолетовым излучением, содержит (фиг.1) (устройство представлено частично в разрезе) излучатель 1, имеющий цилиндрическую форму, насос 2, преимущественно перистальтического типа, и образующие экстракорnоральный тракт приспособление 3 для забора и возврата биологической жидкости, соединительные шланги 4, вспомогательную емкость 5 и фотореактор 6 проточного типа со спиральной траекторией потока, рабочий канал которого выполнен иэ материала, пропускающего ультрафиолетовое излучение, Фотореактор 6 выполнен в виде набора штанг 7, размещенных параллельно и осесимметрично по отношению к излучателю и снабженных фиксирующими элементами 8, 1825313

55 которые размещены на штангах 7 с относительным продольным смещением по винтовой линии, коаксиальной излучателю 1. и на которых размещен рабочий канал, выполненный в виде трубчатого элемента 9, имеющего форму цилиндрической спирали и являющегося частью экстракорпорального тракта.

В рассматриваемом варианте выполнения устройства излучатель 1, штанги 7 и продольная ось цилиндрической спирали, образованной трубчатым элементом 9 фотореактора 6, ориентированы вертикально. а шаг витков цилиндрической спирали, образованной трубчатым элементом 9, превышает значение его диаметра.

По меньшей мере часть штанг 7 фоторе актора 6 выполнена из электропроводного материала и скреплена с торцевой контактной пластиной 10, соединенной посредством первого контактного элемента 11 с одним из торцевых электродов 12 излучателя 1, второй торцевой электрод 13 которого соединен со вторым контактным элементом

14 (на фиг.1 условно — пунктиром — изображено электрическое соединение .одной из штанг 7 и второго контактного элемента 14 с источником 15 электрического питания излучателя 1).

В рассматриваемом варианте реализации предложенного устройства фотореактор последнего снабжен отражателем 16, который имеет общую цилиндрическую форму и установлен коаксиально по отношению к излучателю 1 и цилиндрической спирали, образованной трубчатым элементом

9, причем относительно последнего отражатель 16 размещен с зазором.

Внутренняя поверхность отражателя 16 выполнена со спиральным углублением, соответствующим пространственному положению витков цилиндрической спирали, образованной трубчатым элементом 9 фотореактора 6, Отражатель 16 выполнен разьемным в виде секций, которые установлены с возможностью их отведения от трубчатого элемента 9 фотореактора 6(конкретное конструктивное выполнение соответствующих элементов может быть различным и на чертеже не представлено). Возможен также saриант выполнения отражателя 16 съемным (в вертикальном направлении).

Излучатель 1, насос 2, штанги 7 и отражатель 16 установлены на основании 17 устройства; там же размещены элементы 18 управления и индикации режимов работы устройства.

Между излучателем 1 и штангами 7 размещен экранирующий элемент 19, который установлен за пределами активной зоны рабочего канала на участке, противоположном участку, соединенному в экстракорпоральном тракте с приспособлением для забора и возврата биологической жидкости. Экранирующий элемент 19 прикреплен к торцевой контактной пластине 10.

В зоне экранирующего элемента 19 (за пределами активной эоны рабочего канала) размещена вспомогательная емкость (для размещения биологической жидкости, первично облученной в режиме забора), причем вспомогательная емкость выполнена в виде дополнительного трубчатого элемента 20, который имеет форму цилиндрической спирали и размещен на блоках 21 фиксирующих элементов, установленных в соответствующей зоне штанг 7 (шаг размещения фиксирующих элементов в блоках 21 и шаг витков цилиндрической спирали, образованной дополнительным трубчатым элементом 20, примерно равны диаметру трубчатого элемента; окончание трубчатого элемента закреплено с помощью фиксатора 22).

В одном из вариантов реализации устройства (фиг.3 и фиг,4) экранирующий элемент выполнен секционированным. На фиг.3 представлен вариант выполнения экранирующего элемента в виде двух секций, причем первая секция 23 установлена неподвижно, а вторая секция 24 размещена коаксиально с первой и выполнена с возможностью перемещения — при помощи рамки 25, соединенной с подвижной секцией 24 и проходящей через отверстия 26 в торцевой контактной пластине 10 (фиксация положения — за счет фрикционного взаимодействия).

На фиг.4 схематически представлено устройство при различных положениях подвижной секции 24 экранирующего элемента, при частичном — позиция 27 — и полном — позиция 28 — экранировании трубчатого элемента 9 рабочего канала фотореактора.

Устройство работает следующим образом.

Для подготовки устройства к работе с помощью рамки 25 устанавливают подвижную секцию 24 экранирующего элемента в нижнее положение (позиция 28 — фиг,4) и включают источник питания излучателя 1 (для достижения последним в течение соответствующего времени номинальных параметров рабочего режима)

Далее в устройстве устанавливают экстракорпоральный тракт, который в соответствии с предложенным техническим решением представляет собой единый комплект одноразового применения — трубку из эластичного материала, пропускающего ис1825313 пользуемое излучение, с присоединенным к ней при изготовлении приспособлением для забора и возврата биологической жидкости (указанная трубка после установки в устройство выполняет функции и шлангов 4, и трубчатых элементов рабочего канзла— позиция 9 — и вспомогательной емкости— позиция 20), Установку экстракорпоральнаго тракта производят путем введения (известным образом) трубки в рабочую зону насоса 2 и далее посредством навивки трубки на фиксирующие элементы 8, размещенные па винтовой линии на штангах 7 (при этом образуются в процессе навивки трубки име ощие форму цилиндрических спиралей трубчатые элементы 9 и 20, которые представляют собой соответственно рабочий канал фотореактора и вспомогательную емкость), Окончание трубки закрепляется с помощью фиксатора 22. После завершения установки экстракорпаральнога тракта устанавливают в рабочее положение отражатель 16.

Перед проведением процедуры облучения биологической жидкости, например крови. производят наполнение экстракорпоральнаго тракта вспомогательным раствором, коррегирующим свойства биологической жидкости в процессе облучения (нзпример, при облучении крови используется раствор антикаагулянта), для чего приспособление 3 для забора и возврата биологической жидкости соединяют с емкостью. содержащей раствор, и вкл ача ат насос 2 для работы в направлении забора.

Г1осле наступления в экс грзкарпарзл ьный тракт требуемого количества вспомогательного раствора насос 2 выключают, приспособление 3 для забора и возврата биологической жидкости соединяют с биалогическил» обьектам (напримср, с кровеносным сосудом пациента) и снова включают насос 2 в режим забора. После начала движения биологической жидкости— под действием насоса 2 — по шлангам 4 и рабочему каналу фатореакторз (трубчатый элемент 9) с помощью рзл ки 25 производят установку в требуемое рабочее положение подвижной секции 24 экранирующега элемента.

Поток излучения излучателя 1 воздействует на поток биологической жидкости в рабочем канале фотореактара как непосредственно, так и после отражения от рабочей поверхности отражателя 1б, причем выполненные на внутренней поверхности отражателя спиральные углубления, соответствующие пространственному положению витков цилиндрической спирали, об40 описания примера осуществления изобретения следует, что благодаря предло45

5

35 разованной трубчатым элементом 9, обеспечивают достаточно равномерное облучение и наружной стороны рабочего канала.

Г1осле забора требуемого количества биологической жидкости и первичного ее облучения в этом режиме производят переключение направления действия насоса 2 в режим возврата, вследствие чего биологическан жидкость, накопленная в трубчатом элементе 20 как в вспомогательной емкости, проходит в обратном направлении через активную зону фотореактора (трубчзтый элемент 9 в зоне, не перекрытой подвижной секцией 24 экранирующего элемента) и облучается повторно.

Г1осле завершения процедуры облучения биологической жидкости производят выключение излучателя 1 и насоса 2, отводят из рабочего положения (снимают) отражатель 1б и удаляют из устройства экстракорпоральный канал (в обратном порядке сматывают с фиксирующих элементов трубку из эластичного материала с приспособлением для забора и возврата биологической жидкости).

Выполнение отдельных элементов устройства может несколько отличаться от рассмотренного выше примера реализации предложенного технического рсшсния (в частности, фиксирующие элементы могут быть выполнены с возможностью вращения, штанги, выполненные из электроправаднога материала, могут быть заключены в трубчатыс оболочки, выполненные из электроизаляционного материала, к верхнему торцу отражателя л ажет быть присоединен чехол, выполненный из прозрачного материала, и т.д.).

Таким образам, из приведенного выше женному техническому решению и предложенному сочетанию его отличительных признаков достигается; облучение как части поверхности рабочего канала фотореактора, непосредственна обращенной к излучателю, так и остальной поверхности рабочего канала; реализация рабочега канала в виде трубчатого элемента практичсски кругового сечения, т,е. обеспечение условий течения биологической жидкости, аналогичных условиям в сосудах биологических объектов; сохранение неизменных условий течения аблучаемой биологической жидкости вдоль всей длины активной зоны рабочего канала — вследствие реализации рабочего канала, име.ащего круговое сечение, в виде цилиндрической спирали, т.е, при неизменной па всей длине рабочего кана l3 кривиз1825313 не винтовой линии, по которой размещен трубчатый элемент фотореактора: воэможность изменения длины активной эоны и возможность полного экранирования рабочего канала фотореактора, имеющего форму цилиндрической спирали; создание по всей длине рабочего канала фотореактора близкого к оптимальному режима течения жидкости в процессе облучения (режим, пороговый между ламинарным и турбулентным течением), что оптимизирует условия взаимодействия потока излучения с потоком биологической жидкости, обеспечивает увеличение равномерности распределения по объему облучаемой биологической жидкости поглощенной дозы облучения и повышает эффективность облучения.

Одновременно с этим обеспечивается выполнение условия одноразового использования всех элементов экстракорпорального тракта, контактирующих с биологической жидкостью, и выполнение последнего в виде единого изделия.

С>ормулп изобретения

1.Устройство для облучения биологической жидкости, преимущественно крови, ультрафиолетовым излучением, содержащее излучатель цилиндрической формы, насос и образующие экстракорпоральный тракт приспособление для забора и возврата биологической жидкости, соединительные шланги, вспомогательную емкость и фотореактор проточного типа в виде спирали, выполненной иэ материала. проницаемогодля излучения, отл и чающее с я тем, что, с целью повышения эффективности и полноты облучения эа счет оптимизации взаимодействия потоков излучения и биологической жидкости, и обеспечения условий одноразового исполь ования всех элементов экстракорпорального тракта, фотореактор включает набор штанг. размещенных параллельно и осесимметрично по отношению к излучателю, снабженных фиксирующими элементами. которые размещены на штангах с относительным продольным смещением по винтовой линии, коаксиальной излучателю, спираль фотореактора размещена на этих элементах и выполнена в виде трубки, полость которой служит рабочим каналом для жидкости и является частью экстракорпорального тракта.

2.Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что шаг витков спиральной трубки фотореактора больше величины диаметра

55 витков, а трубка выполнена с поперечным сечением, близким к круглому.

3,Устройство поп.1, отл и ча ющеес я тем, что излучатель, штанги и продольная ось спирали, образованной трубкой, расположены вертикально, 4,Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что часть штанг фотореактора выполнена из электропроводного материала и снабжена торцевой контактной пластиной, соединенной посредством контактного элемента с одним иэ торцевых электродов излучателя, а другой торцевой электрод также снабжен контактным элементом и соединен с ним.

5 Устройство по пп.1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что содержит дополнительно отражатель излучения цилиндрической формы, установленной коаксиально излучателю и спирали и с зазором по отношению к последней, 6.Устройство по пп,1,2 и 5, о т л и ч а ющ е е с я тем, что внутренняя поверхность отражателя выполнена со спиральным углублением, соответствующим пространственному положению витков спирали, образованной трубкой.

7.Устройство по пп.1,2,5 и б, о т л и ч аю щ е е с я тем, что отражатель выполнен в виде отдельных секций, установленных с воэможностью перемещения относительно трубки.

8.Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что между излучателем и штангами фотореактора дополнительно размещен акранирующий элемент, установленный за активнЬй зоной рабочего канала трубки на участке фотореактора. противоположно расположенном участку соединения экстракорпорального тракта с приспособлением для забора и возврата биологической жидкости.

9.Устройство по пп.1 и 8, о т л и ч а ющ е е с я тем, что экранирующий элемент выполнен иэ отдельных секций, при этом по меньшей мере одна иэ секций установлена с возможностью продольного перемещения относительно излучателя и штанг и полного, или частичного экранирования активной зоны рабочего канала трубки фотореактора.

10.Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что вспомогательная емкость выполнена в виде трубчатого элемента, имеющего форму цилиндрической спирали и размещенного на фиксирующих элементах штанг за активной зоной рабочего канала трубки фотореактора.

1825313

17

f5

14

1825313

Составитель Л,Верещагин

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М. Куль

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина. 101

Заказ 2229 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5