Устройство для облучения световым потоком биологических объектов

 

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для облучения внутренних полостей организма и тканей некогерентным светом. Целью изобретения является повышение достоверности информации об интенсивности облучающего света и увеличение эффективности устройства. Цель достигается тем, что в сердцевину проксимального участка световода внесены люминесцирующие добавки, которые переизлучают падающий на боковую поверхность свет источника. Излучение захватывается в полное внутреннее отражение и передается к дистальному концу световода для облучения и к торцу проксимального участка для контроля интенсивности с помощью фотоприемного устройства. 4 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для облучения внутренних полостей организма и тканей некогерентным светом.

Известно устройство для облучения световым потоком объектов, преимущественно биологических, содержащее источник света, оптически сопряженный с входной поверхностью проксимального участка световода, дистальный конец которого выполнен с возможностью оптического сопряжения облеченным объектом, и светочувствительный элемент (фотоприемник для измерения интенсивности облучающего света, установленный на проксимальном участке световода).

Недостатком известного устройства является то, что контрольным параметром для регулировки освещения служит не интенсивность излучения распространяющегося в световоде, а интенсивность света, отраженного от облучаемого объекта, например от стенки внутренней полости. Интенсивность отраженного света зависит от многих параметров, в частности от стабильности положения дистального конца световода, от расстояния до облучаемого участка ткани, от коэффициента отражения света данным участком. Поэтому объективный контроль за дозой облучения по интенсивности отраженного света затруднен. Кроме того при нахождении дистального конца световода в непрозрачной жидкости (кровь, эксудат) регистрация отраженного света вообще невозможна.

Целью изобретения является повышение достоверности информации об интенсивности облучающего света и увеличение эффективности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для облучения световым потоком объектов, преимущественно биологических, содержащем источник света, в частности с блоком регулировки интенсивности, оптически сопряженный с выходной поверхностью проксимального участка световода, дистальный конец которого выполнен с возможностью оптического сопряжения с облучаемым объектом, и фотоприемник для фиксации величины освещенности объекта, установленный на проксимальном участке световода. В качестве входной поверхности проксимального участка световода использована боковая поверхность части световода, сердцевина которой снабжена люминесцирующими добавками, проксимальный конец световода размещен внутри оболочки источника света и ограничен герметичными вводами, входная поверхность фотоприемника, размещенного вне оболочки источника света, оптически сопряжена с торцевой поверхностью проксимального конца световода. В качестве источника света в устройстве может быть использован газоразрядный источник. Для большей эффективности оболочка источника света может быть покрыта светоотражающим слоем, зеркальным для внутреннего объема источника. Кроме этого для повышения эффективности ту часть световода, которая размещена в оболочке источника можно выполнить в виде цилиндрической спирали, расположенной соосно оболочке. Длина спирали не превышает длины межэлектродного промежутка.

Сущность изобретения заключается в следующем. В сердцевину участка световода, запаянного в оболочку источника света, введены люминесцирующие добавки. Сердцевины может быть изготовлена из материала, являющегося твердым раствором органического люминофора в полимерной матрице, при следующей концентрации люминофором: кумарин-6 ≈ 0,16-0,25 г/л; ДСМ ≈ 0,06-0,08 г/л; РОРОР ≈ 0,02 г/л. Излучение разряда источника света проходит через прозрачную оболочку по площади, значительно превосходящую торцевую поверхность, и попадает в сердцевину волокна. Люминесцирующие добавки преобразуют (изотропно переизлучают) свет источника в излучении фотолюминесценции добавок, спектральный максимум которого смещен в сторону более длинных волн, при этом обеспечивается "захват" части преобразованного излучения в полное внутреннее отражение на границе сердцевина-оболочка. Половина захваченного излучения передается на дистальный конец световода для облучения объекта, а другая половина передается на фотоприемник на проксимальном конце для измерения интенсивности облучающего света.

Облучение источником света боковой поверхности активного участка (с люминесцирующими добавками) световода освобождает проксимальный торец световода и дает принципиально новую возможность прямого замера интенсивности света, распространяющегося в световоде, поскольку свет, испускаемый добавками, передается на полном внутреннем отражении симметрично как в сторону дистального, так и в сторону проксимального конца световода.

Покрытие оболочки газоразрядного источника света слоем зеркальным для внутреннего объема и выполнение проксимального участка световода, размещенного в оболочке прибора, в виде спирали соосно оболочке и расположенным в области разряда, значительно повышает эффективность устройства.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство для облучения световым потоком объектов содержит источник света 1 с электродами 2, соединенными с клеммами 3 для подключения к источнику питания. В оболочку источника 1 света через герметичные соединения 4 впаян проксимальный участок 5 световода 6, сердцевина которого снабжена люминесцирующими добавками 7. Дистальный конец 8 световода 6 выполнен с возможностью введения в полость организма, где находится облучаемый участок 9 ткани, а торец 10 проксимального участка 5 световода 6 размещен перед входной поверхностью фотоприемника 11.

Устройство работает следующим образом.

Дистальный конец 8 световода 6 размещен над облучаемым объектом 9. От источника питания на электроды 2 подается напряжение зажигания разряда. Излучение разряда источника света 1 попадает на боковую поверхность проксимального участка 5 световода 6, переизлучается люминесцирующими добавками 7 и распространяется к дистальному концу 8 для облучения и к проксимальному торцу 10 для измерения интенсивности и дозы с помощью фотоприемника 11. Возможные изменения параметров светового пучка измеряются с помощью фотоприемника 11. Устройство может также обеспечивать регистрацию момента набора заданной дозы облучения.

Предложенное устройство позволяет обеспечить экономию энергии источника света за счет увеличения площади чувствительной поверхности световода (площадь боковой приемной поверхности значительно превосходит площадь торцевой приемной поверхности прототипа) и значительно повышает точность контроля интенсивности и набранной дозы облучения, что в ряде случаев имеет решающее значение при облучении внутриполостных органов человека. (56) Патент ФРГ N 2558012, кл. А 61 В 1/04, 1977.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЛУЧЕНИЯ СВЕТОВЫМ ПОТОКОМ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ, содержащее источник света, оптически сопряженный с входной поверхностью проксимального участка световода, дистальный конец которого выполнен с возможностью оптического сопряжения с облучаемым объектом, и фотоприемник интенсивности облучающего света, установленный на проксимальном участке световода, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения интенсивности облучающего светового потока, увеличения эффективности за счет введения излучения через боковую поверхность световода, последний выполнен по крайней мере из одного оптоволокна, в сердцевине которого размещены люминесцирующие добавки, проксимальный конец его расположен внутри оболочки источника света и ограничен герметичными вводами, а фотоприемник установлен так, что его входная поверхность оптически сопряжена с торцевой поверхностью проксимального участка световода.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве источника излучения использован газоразрядный источник света.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что оболочка источника света покрыта зеркальным для внутреннего объема слоем.

4. Устройство по пп. 1 - 3, отличающееся тем, что проксимальный участок световода, размещенный в цилиндрической оболочке источника света, выполнен в виде цилиндрической спирали, установленной соосно с оболочкой.

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что длина спирали не превышает длину межэлектродного промежутка газоразрядного источника света.

РИСУНКИ

Рисунок 1