Устройство для светового облучения биологических объектов

 

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для облучения различных тканей и полостей организма световым облучением. Целью изобретения является повышение эффективности устройства за счет экономии энергии. Цель достигается использованием в качестве входной поверхности излучения источника 1 света боковой поверхности проксимального участка световода 5, который размещается в светособирающем корпусе 6. Люминесцирующие добавки, размещенные в сердцевине проксимального участка световода, переизлучают падающее на боковую поверхность излучения, которое захватывается в полное внутреннее отражение. Форма светособирающего корпуса 6 выбрана в виде сферы или цилиндра с М-образным продольным сечением. 3 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для облучения различных тканей и полостей организма световым излучением, например в хирургии для профилактики гнойно-воспалительных осложнений.

Известно устройство для светового облучения биологических объектов, содержащее источник некогерентного света, оптически сопряженный через линзу, расположенную на большем торце конусного светосборника с входной поверхностью проксимального конца световода, закрепленного на меньшем торце конусного светосборника, а дистальный конец световода выполнен с возможностью оптического сопряжения с облучаемым объектом.

Недостатком известного устройства для облучения является его малая эффективность, обусловленная использованием в качестве входной поверхности только торцевой поверхности световода, представляющей собой очень малую часть общей внутренней поверхности светосборного конуса. За счет лучевого нагрева поверхности конуса происходят значительные потери энергии. Кроме того известное устройство не обеспечивает ту плотность энергии, которая часто необходима для получения физиотерапевтического эффекта.

Целью изобретения является повышение эффективности устройства за счет введения излучения через боковую поверхность световода.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для светового облучения объектов, преимущественно биологических, содержащем источник некогерентного света, размещенный в корпусе, оптическую систему передачи излучения источника света на входную поверхность, соединенного со светосборником проксимального участка световода, дистальный конец которого выполнен с возможностью оптического сопряжения с облучаемым объектом, в качестве входной поверхности дополнительно использована боковая поверхность проксимального участка световода, расположенного внутри светосборника и выполненного по крайней мере из одного оптоволокна, в сердце - вине которого размещены люминесцирующие добавки.

Светосборник может быть выполнен в виде светоотражающего покрытия, нанесенного на поверхность корпуса светосборника, составленного из моноволокон проксимального участка световода. Светосборник может быть выполнен либо в виде сферы, либо в виде цилиндра, форма продольного сечения которого М-образная. Светосборник может быть выполнен с входной диафрагмой, контур которой органичен, например, торцевыми поверхностями моноволокон или участками периметра торцевых поверхностей оптоволокон проксимального участка световода.

Сущность заключается в следующем. В сердцевину проксимального участка световода, выполненного из оптоволокон, введены люминесцирующие добавки. Сердцевины оптоволокон могут бвыть выполнены из материала, являющегося твердым раствором органического люминофора в полимерной матрице, например полистироле. Излучение источника света, попадая на боковую поверхность оптоволокон, проходит сквозь прозрачную оболочку и изотропно переизлучается на люминесцирующих добавках. При этом происходит "захват" части преобразованного излучения в полное внутреннее отражение на границе свердцевина - оболочка оптоволокна. Использование в качестве входной поверхности боковой поверхности оптоволокна, значительно превосходящей по площади тоpцевую поверхность световода, позволяет более эффективно осуществлять сбор и передачу световой энергии к дистальному концу и далее к облучаемому объекту, при этом уменьшаются радиационные потери на излучение частей световодного тракта. Еще больший эффект обеспечит выполнение корпуса светосборника из моноволокон с люминесцирующими добавками с наружным покрытием корпуса слоем материала, препятствующего выходу света из светосборника. Корпус светосборника выполняют в той форме, которая обеспечивает максимальный светосбор при минимальных размерах и потерях на отражении света.

На фиг. 1 схематически показано предлагаемое устройство для светового излучения; на фиг. 2 - устройство для облучения со светосборником в виде сферы; на фиг. 3 - устройство для облучения со светосборником в виде цилиндра с М-образным сечением.

Устройство для светового облучения биологических объектов содержит источник некогерентного света 1, размещенный в светоотражающем корпусе 2, оптическую систему 3 передачи излучения источника 1 на входную поверхность проксимального участка 4 световода 5. Проксимальный участок 4 может быть размещен в светоотражающем корпусе 6 или образовать указанный корпус из склеенных оптоволокон (см. фиг. 2, 3). В этом случае внешняя поверхность корпуса покрывается зеркальным для внутреннего объема покрытием 7. Входная диафрагма светосборника может быть ограничена торцевыми поверхностями 8 оптоволокон (см. фиг. 2) или участками 9 периметров торцевых поверхностей (см. фиг. 3). Дополнительный конец 10 световода 5 выполнен с возможностью оптического сопряжения с объектом облучения 11.

Устройство для светового облучения биологических объектов работает следующим образом. Излучение источника 1 света с помощью корпуса 2 и оптической системы 3 концентрируется на входной диафрагме светосборника 6. При этом оно попадает на торцевые и боковые поверхности оптоволокон 4, далее проникает сквозь прозрачную оболочку оптоволокон, переизлучается на люминесцирующих добавках и передается по световоду 5 к его дистальному концу 10. Световод 5 может быть выполнен из обычных моноволокон без люминесцирующих добавок. Дистальный конец 10 вводят в полость организма или иной объем, в котором находится облучаемый объект 11, и осуществляют процесс облучения до набора необходимой дозы.

Предлагаемое устройство позволяет существенно увеличить плотность световой энергии, вводимой в световод и довести эту величину до значений ≈20 мВт при ширине спектрального диапазона 70 мм и диаметре моноволокна d 0,5 мм. С учетом того факта, что порог терапевтического воздействия составляет, как правило ≈1 мВт, предлагаемое устройство гарантирует получение тех энергетических характеристик, которые обеспечивают физиотерапевтический эффект даже в неблагоприятных условиях или в экстремальных ситуациях. (56) Авторское свидетельство СССР N 1118371, кл. А 61 N 5/06, 1982.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВЕТОВОГО ОБЛУЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ, содержащее источник некогерентного излучения, размещенный в корпусе и оптически сопряженный через диафрагму корпуса с входной поверхностью световода, при этом проксимальный участок световода соединен с корпусом, а дистальный конец выполнен с возможностью оптического сопряжения с облучаемым объектом, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности устройства за счет введения излучения через боковую поверхность световода, последний выполнен по крайней мере из одного оптоволокна, в сердцевине которого размещены люминесцирующие добавки, а его проксимальный участок расположен в корпусе представляющем собой светосборник.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что светосборник образован проксимальными участками пучка оптоволокон, на внешнюю поверхность которых нанесено зеркальное покрытие.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что светосборник выполнен в виде сферы, с входной диафрагмой, контур которой ограничен торцевыми поверхностями оптоволокон проксимального участка световода.

4. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что светосборник выполнен в виде фигуры, форма продольного сечения которой М-образная, с входной диафрагмой, контур которой ограничен участками периметра торцевых поверхностей оптоволокон проксимального участка световода.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3