Аппарат для облучения биологических жидкостей

 

Изобретение относится к медицинской технике. Цель: охлаждение фотореактора для исключения перегрева облучаемых биологических жидкостей без изменения спектра используемой ультрафиолетовой составляющей излучения с одновременной обработкой ультрафиолетовым излучением потока газовой среды. Сущность изобретения: аппарат содержит источник 1 излучения, фотореактор 2, отражатель 3, выполненный в виде оболочки с внутренней поверхностью, имеющей форму эллиптического цилиндра, в фокусных зонах которого размещены источник 1 излучения и фотореактор 2, и приспособление 5 для создания потока газовой среды. В оболочке 4 отражателя 5 выполнены отверстия 6, 7, соединенные с подводящим и отводящим каналами 8, 9, причем, по меньшей мере, один из них соединен с приспособлением 5 для создания потока газовой среды. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно, к устройствам для облучения биологических жидкостей, в частности, крови и ее продуктов, оптическим излучением, преимущественно с использованием ультрафиолетовой части спектра излучения.

Уровень техники в области, к которой относится заявленной изобретение, характеризуется следующими данными.

Для осуществления процесса облучения биологических жидкостей оптическим излучением с использованием в качестве основного воздействия ультрафиолетовой части спектра излучения разработаны различные виды аппаратов, основанные на применении выпускаемых промышленностью источников излучения, спектр излучения которых наряду с ультрафиолетовой частью спектра характеризуется наличием и инфракрасного излучения. Последнее оказывает дополнительное тепловое воздействие на биологические жидкости, что приводит к нарушениям условий безопасности (например, в связи с возможностью тепловой коагуляции при ультрафиолетовом облучении крови) и снижению эффективности основного воздействия.

Известна система для фотоактивации биологических жидкостей, в которой предусмотрены средства измерения температуры облучаемой биологической жидкости [1] однако данное техническое решение предусматривает лишь контроль указанного параметра.

Известно устройство для ультрафиолетового облучения биологических жидкостей, в частности, микробных и вирусных суспензий, содержащее источник излучения, который имеет несколько ультрафиолетовых ламп с отражателями, фотореактор (камеру облучения) и съемные теплофильтры [2] Вместе с тем, с использованием теплофильтров связано изменение интенсивности потока излучения в ультрафиолетовой части спектра, что приводит к снижению параметров основного воздействия.

Известны также аппараты (системы) для облучения биологических жидкостей, в частности, крови и ее продуктов, оптическим излучением с использованием ультрафиолетовой части спектра, содержащие источник излучения, имеющий цилиндрическую форму, фотореактор и отражатель, выполненный в виде оболочки с внутренней поверхностью, имеющей форму эллиптического цилиндра [3, 4] В первом из этих известных устройств предусмотрено использование фильтра (для целей изменения спектрального состава используемого ультрафиолетового излучения), во втором устройстве какие-либо средства предохранения активной зоны фотореактора от перегрева отсутствуют.

В качестве прототипа заявляемого изобретения может рассматриваться система, содержащая источник излучения, фотореактор и отражатель, выполненный в виде оболочки, внутренняя поверхность которой имеет форму эллиптического цилиндра. При этом источник излучения заключен в камеру, образованную двумя коаксиальными цилиндрами из материала, пропускающего используемое излучение, между которыми проходит поток охлаждающей жидкости (также пропускающей используемое излучение) [5] Недостатком этого известного технического решения является снижение интенсивности воздействия, обусловленное неизбежным поглощением части излучения коаксиальными цилиндрами камеры и охлаждающей жидкостью (в данной системе излучение ультрафиолетовой части спектра не используется).

Принимая во внимание изложенное, задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в реализации мер, обеспечивающих как возможность охлаждения фотореактора при исключении поглощения излучения в ультрафиолетовой части спектра, так и одновременно возможность воздействия ультрафиолетовым излучением на газовую среду (например, на воздушную среду) для ее стерилизации (озонирования, ионизации) с обеспечением возможности соответствующего дальнейшего использования этой газовой среды.

Сущность заявляемого изобретения состоит в следующем.

Аппарат для облучения биологических жидкостей, в частности, крови и ее продуктов, оптическим излучением, преимущественно с использованием ультрафиолетовой части спектра, содержащий источник излучения, фотореактор и отражатель, выполненный в виде оболочки с внутренней поверхностью, имеющей форму эллиптического цилиндра, в фокусных зонах которого размещены источник излучения и фотореактор, снабжен приспособлением для создания потока газовой среды, оболочка отражателя аппарата выполнена с отверстиями, размещенными преимущественно на участках, близких к фокусным зонам отражателя, указанные отверстия соединены с подводящим и отводящим каналами и при этом, по меньшей мере, одно из отверстий соединено соответствующим каналом с приспособлением для создания потока газовой среды.

При этом, отверстия оболочки могут быть размещены на участках пересечения с последней продольной плоскости симметрии отражателя, проходящей через его фокусные зоны, а отражатель может быть размещен с вертикальной его продольной плоскости симметрии.

Наряду с этим, отверстия оболочки отражателя, размещенное на участках, близких к источнику излучения, могут быть выполнены в зонах пересечения продольной оси источника излучения с основаниями эллиптического цилиндра, образующие внутреннюю поверхность оболочки отражателя.

Кроме того, длина источника излучения может превышать длину отражателя и в зонах источника излучения, выступающих за пределы отражателя, к последнему могут быть присоединены дополнительные камеры, соединенные промежуточными каналами с отводящим каналом, и, по меньшей мере, в одной из дополнительных камер может быть размещен формирователь потока газовой среды.

При этом, формирователь потока газовой среды может быть выполнен в виде спирального элемента, внутренние поверхности дополнительных камер и/или поверхности спиральных элементов формирователей потока газовой среды могут быть выполнены из материала, отражающего ультрафиолетовое излучение.

Технический результат, достигаемый при осуществлении заявляемого изобретения, состоит в том, что в аппарате обеспечивается охлаждение фотореактора и источника излучения (без изменения спектрального состава ультрафиолетовой составляющей излучения) и одновременно осуществляется воздействие на газовую (воздушную) среду ультрафиолетовым излучением, в результате чего производится стерилизация газовой среды, которая после этого может использоваться в соответствующих целях, а при необходимости при использовании газовой среды, включающей кислород, возможно получение озона.

Наличие причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения и достигаемым техническим результатом непосредственно вытекает из приведенного выше описания.

Сущность примера осуществления заявляемого изобретения поясняется чертежами: на фиг. 1 представлен поперечный разрез аппарата; на фиг. 2 изображен продольный разрез аппарата (в одном из возможных его выполнений), Аппарат для облучения биологических жидкостей, в частности, крови и ее продуктов, оптическим излучением, преимущественно с использованием ультрафиолетовой части спектра, содержит источник 1 излучения, фотореактор 2, отражатель 3, выполненный в виде оболочки 4 с внутренней поверхностью, имеющей форму эллиптического цилиндра, в фокусных зонах которого размещены источник 1 излучения и фотореактор 2, приспособление 5 для создания потока газовой среды.

В оболочке 4 отражателя 5 на участках, близких к фокусным зонам, (на участках пересечения с оболочкой 4 продольной плоскости симметрии отражателя 5, проходящей через его фокусные зоны) выполнены отверстия 6, 7, соединенные с подводящим каналом 8 и отводящим каналом 9, причем подводящий канал 8 соединен с приспособлением 5 для создания потока газовой среды (отражатель 5 может быть размещен с вертикальной ориентацией его плоскости продольной симметрии).

В одном из возможных исполнений аппарата отверстия в оболочке 4 со стороны источника 1 излучения размещены в зонах 10, 11 пересечения продольной оси 12 источника 1 излучения с основаниями 13, 14 эллиптического цилиндра, образующего внутреннюю поверхность отражателя 5. При этом длина источника 1 излучения с основаниями 13, 14 эллиптического цилиндра, образующего внутреннюю поверхность отражателя 5 и в этом случае в зонах источника 1 излучения, выступающих за пределы отражателя 5, размещены дополнительные камеры 15, 16, которые соединены промежуточными каналами 17, 18 с отводящим каналом 9, которые имеют преимущественно цилиндрическую форму и в которых размещены формирователи потока газовой среды, выполненные в виде спиральных элементов 19, 20. При этом внутренние поверхности камер 15, 16 и поверхности спиральных элементов 19, 20 выполнены из материала, отражающего ультрафиолетовое излучение.

Аппарат работает следующим образом.

При включении источника 1 излучения и приспособления 5 для создания потока газовой среды поток оптического излучения, используемый для облучения ультрафиолетовой частью спектра (и другими составляющими излучения), после отражения от внутренней поверхности 4 отражателя 3 воздействует на фотореактор 2 и облучаемую жидкость, а формируемый во внутренней полости отражателя 4 поток газовой среды в направлении от подводящего канала 8 к отводящему каналу 9 обеспечивает отвод тепловой энергии от фотореактора 2, нагреваемого инфракрасной составляющей спектра излучения источника 1, чем предотвращается перегрев биологической жидкости, проходящей в процессе облучения через фотореактор 2.

Одновременно, во внутренней полости отражателя 4 осуществляется воздействие ультрафиолетовым излучением на поток газовой среды, проходящего от подводящего канала 8 к отводящему каналу 9, в результате чего производится стерилизация газовой среды (чем обеспечивается возможность ее использования для соответствующих целей). В случае использования газовой среды, имеющей в своем составе кислород, одновременно происходит образование озона, который, в частности, может быть использован для дополнительного воздействия на облучаемую жидкость (в соответствующем приспособлении).

Работа представленного на фиг. 2 выполнения аппарата происходит аналогичным образом, однако, при прохождении газовой среды в дополнительных камерах 15, 16 осуществляется дополнительная обработка газовой среды ультрафиолетовым излучением (с многократным взаимодействием потока излучения с потоками газовой среды благодаря формированию спиральных траекторий последних в дополнительных камерах в результате действия спиральных элементов 19, 20 и вследствие многократных отложений ультрафиолетового излучения от поверхности спиральных элементов 19, 20 и внутренних поверхностей дополнительных камер 15, 16. При этом потоки газовой среды из дополнительных камер 15, 16 поступают в отводящий канал 9 через промежуточные каналы 17, 18 (в данном выполнении аппарата одновременно с увеличением эффективности воздействия ультрафиолетовым излучением на поток газовой среды улучшаются условия охлаждения концевых зон источника 1 излучения).

Формула изобретения

1. Аппарат для облучения биологических жидкостей, в частности крови и ее продуктов, оптическим излучением, преимущественно с использованием ультрафиолетовой части спектра, содержащий источник излучения, фотореактор и отражатель, выполненный в виде оболочки с внутренней поверхностью, имеющей форму эллиптического цилиндра, в фокусных зонах которого размещены источник излучения и фотореактор, отличающийся тем, что он снабжен приспособлением для создания потока воздушной среды, оболочка отражателя выполнена с отверстиями, размещенными преимущественно на участках, близких к фокусным зонам отражателя, и отверстия соединены с подводящим и отводящим каналами, при этом по меньшей мере одно из отверстий соединено соответствующим каналом с приспособлением для создания потока газовой среды.

2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что отверстия оболочки размещены на участках пересечения с последней продольной плоскости симметрии отражателя, проходящей через его фокусные зоны.

3. Аппарат по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что отражатель размещен с вертикальной ориентацией его продольной плоскости симметрии.

4. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что отверстия оболочки отражателя, размещенные на участках, близких к источнику излучения, выполнены в зонах пересечения продольной оси источника излучения с основаниями эллиптического цилиндра, образующего внутреннюю поверхность оболочки отражателя.

5. Аппарат по пп.1 и 4, отличающийся тем, что длина источника излучения превышает длину отражателя и в зонах источника излучения, выступающих за пределы отражателя, к последнему присоединены дополнительные камеры, соединенные промежуточными каналами с отводящим каналом.

6. Аппарат по пп.1, 4 и 5, отличающийся тем, что по меньшей мере в одной их дополнительных камер размещен формирователь газовой среды.

7. Аппарат по пп.1, 4 6, отличающийся тем, что формирователь потока газовой среды выполнен в виде спирального элемента.

8. Аппарат по пп.1, 4 7, отличающийся тем, что внутренние поверхности дополнительных камер и/или поверхности спиральных элементов формирователей потока газовой среды выполнены из материала, отражающего ультрафиолетовое излучение.

РИСУНКИ

Рисунок 1