Устройство для ультрафиолетового облучения крови животных (аутотрансфузии фотомодифицированной крови)

Изобретение относится к ветеринарной технике и может быть использовано для точного дозирования ультрафиолетового излучения (УФИ), в частности, при применении медицинской технологии - аутотрансфузии ультрафиолетом облученной крови (АУФОК). Устройство содержит подставку, на которой располагаются терапевтический блок. Терапевтический блок состоит из газоразрядного источника УФИ со стартером и индуктивным балластом и системы для приема и облучения крови одноразового использования, содержащей кюветы, пункционную иглу, гибкие трубки и емкость для приема крови. Емкость для приема крови может устанавливаться выше или ниже места пунктирования вены. В терапевтический блок дополнительно введены управляющая панель и микроконтроллер (МК), фотодатчик УФИ, соединенный с входом специализированного аналогового цифрового преобразователя, блок управления и коммутации. Использование изобретения позволит расширить функциональные возможности устройства для лечения животных. 1 ил.

 

Изобретение относится к ветеринарной технике и может быть использовано для точного дозирования ультрафиолетового излучения (УФИ), в частности, при применении медицинской технологии аутотрансфузии ультрафиолетом облученной крови (АУФОК).

Изобретение позволяет обеспечивать заранее заданную в цифровой форме величину дозы УФ-излучения независимо от изменения рабочей температуры, колебания напряжения в сети, старения арматуры газоразрядных ламп, потери вакуума и прочих факторов, приводящих к изменению интенсивности излучения.

Широко известно устройство для облучения крови путем пропускания ее до и после смешивания с антикоагулянтом через плоскую кювету, облучаемую ультрафиолетом (а.с. на изобретение №1042758, МПК 7 A61N 5/06, от 17.02.1982, опубл. 23.09.1983). Этот способ лежит в основе большого количества устройств.

Известно устройство для ультрафиолетового облучения крови (патент на изобретение №2169022, МПК 7 A61N 5/06, от 1999.12.14, опубл. 2001.06.20), состоящее из корпуса с установленной в нем ультрафиолетовой лампой, блоком питания и механизмом крепления физиологической системы, включающей кварцевый капилляр, связанный трубками с пункционной иглой и приемной емкостью, насос для перекачки воздуха, фотоэлементы для контроля плотности оптической среды в системе и управления электронными часами, дополнительную емкость для раствора со стабилизатором крови и капельницей с регулятором проходного сечения трубки.

Имеются другие варианты построения устройств АУФОК. Но все они обеспечивают значения доз, имеющих приблизительный, оценочный характер.

Наиболее близким к заявленному объекту по технической сущности является устройство для ультрафиолетового облучения крови животных, содержащее подставку, на которой располагаются терапевтический блок, состоящий из газоразрядного источника УФИ со стартером и индуктивным балластом и кюветы, входящей в систему для приема и облучения крови, содержащую также гибкие трубки с пункционной иглой и приемную емкость для сбора крови, причем приемная емкость устанавливается выше или ниже места пунктирования вены так, чтобы кровь при взятии и при возвращении в вену шла самотеком (Механизмы влияния облученной ультрафиолетовыми лучами крови на организм человека и животных. Сб. науч. тр. / Под ред. Ганелиной И.Е., Самойловой К.А. - Л.: Наука, 1986, - 264 с.).

Однако данное устройство не позволяет воздействовать на кровь точно определенной дозой УФИ, а при повторных процедурах воспроизвести заданный режим облучения.

Задачей настоящего изобретения является расширение функциональных возможностей устройства для ультрафиолетового облучения крови животных за счет применения технологии АУФОК, обеспеченной высокой точностью дозирования УФИ.

Указанная задача достигается тем, что в устройство для ультрафиолетового облучения крови животных, включающее подставку, на которой располагаются терапевтический блок, состоящий из газоразрядного источника УФИ со стартером и индуктивным балластом, и систему для приема и облучения крови одноразового использования, содержащую кюветы, пункционную иглу, гибкие трубки и емкость для приема крови, установленную с возможностью перемещения и фиксации относительно места пунктирования вены, в терапевтический блок дополнительно введены управляющая панель, микроконтроллер (МК), фотодатчик УФИ, специализированный аналоговый цифровой преобразователь и блок управления и коммутации (АЦП), причем фотодатчик УФИ размещен в зоне облучаемого газоразрядной лампой объекта и соединен с входом специализированного аналогового цифрового преобразователя, выход которого подключен к микроконтроллеру, а микроконтроллер сообщен с блоком управления и коммутации и управляющей панелью.

Изобретение поясняется прилагаемым чертежом, где приведена функциональная схема устройства для ультрафиолетового облучения крови животных.

Предлагаемое устройство содержит подставку 1, выполненную в виде стойки, и систему для приема и облучения крови одноразового использования. Причем на стойке расположен терапевтический блок 2, состоящий из газоразрядного источника со стартером 3 и индуктивным балластом 4, фотодатчик УФ-излучения 5, соединенный с входом специализированного АЦП 6, выход которого подключен к микроконтроллеру 7, сигнал от которого поступает на блок управления и коммутации 8, и управляющая панель 9.

Система для приема и облучения крови одноразового использования содержит две кюветы 10, пункционную иглу 11, емкость для приема крови 12 и гибкие трубки 13 (от систем типа ПК 11-01, ПК 11-05).

Микроконтроллер содержит центральный процессор, оперативную память и периферийные устройства (каналы ввода-вывода, таймер и т.п.).

На управляющей панели находятся дисплей 14, клавиатура ввода данных 15, кнопка "Пуск-Стоп" 16 и переключатель "Включить-Выключить" 17.

Блок управления и коммутации состоит из электронного ключа коммутации (оптопары) и двух защитных диодов, включенных параллельно ключу, для предохранения от электрического пробоя импульсами напряжения, возникающими между электродами лампы в моменты ее зажигания.

Для фиксации положения емкости 12 служит зажим 18.

Для автоматического учета времени процедуры МК также реализует функцию секундомера.

Фотодатчик УФИ представляет собой известную схему (Бузанова Л.К., Глиберман А.Я. Полупроводниковые фотоприемники. М.: Энергия, 1975, 65 с.) включения фотодиода в режиме короткого замыкания, для обеспечения которого между выходом операционного усилителя и инвертирующим входом его включено сопротивление отрицательной обратной связи. При этом выходной сигнал схемы будет равен произведению тока короткого замыкания фотодиода и величины этого сопротивления.

Ток короткого замыкания пропорционален энергетической освещенности (закон Столетова). Таким образом, если произвести интегрирование выходного сигнала операционного усилителя в цифровой форме, то возникает возможность осуществления дозирования энергии ультрафиолетового излучения и, следовательно, самого излучения.

При включении устройства подается напряжение питания на схему за счет переходных процессов в индуктивном балласте 4, в момент разрыва цепи при срабатывании стартера возникает импульс напряжения, обеспечивающий зажигание лампы 3.

Электрический сигнал, пропорциональный величине падающего на фотодиод светового потока УФИ с фотодатчика 5, находящегося в зоне облучаемого газоразрядной лампой 3 объекта, поступает на вход специализированного АЦП 6, который интегрирует поступающий сигнал в реальном масштабе времени.

Специализированное АЦП 6, реализующее процедуру импульсного интегрирования текущего значения мощности потока, падающего на фотодиод фотодатчика УФИ в течение определенного периода времени, определяемого (заданной в цифровой форме) величиной дозы излучения (путем квантования по ватт-секундной площади выходного сигнала фотодатчика), преобразует результат текущего интегрирования в последовательность импульсов, поступающих на МК.

Счетчик импульсов, программно реализуемый МК, подсчитывает количество импульсов текущего значения дозы. Ведущая программа МК постоянно сравнивает его с заранее заданным значением дозы, хранимым в памяти МК. При совпадении значений доз ведущая программа МК выдает сигнал на блок управления и коммутации 8, который отключает питание источника УФИ, и облучение крови УФИ прекращается. Текущее значение дозы, а также время процедуры отображается на экране дисплея 14.

Устройство для ультрафиолетового облучения крови животных работает следующим образом.

Перед началом процедуры одноразовая система для приема и облучения крови заполняется антикоагулянтом для улучшения запуска устройства, источник УФИ прогревается, на клавиатуре ввода данных в диалоговом режиме предварительно устанавливаются режим облучения (количество крови в зависимости от назначения), единица дозы облучения и значение дозы [М], Дж/м² или Дж/кг (Грей), вводятся масса тела животного [кг], коэффициент поглощения [а_v] и плотность крови [ρ] и ряд других исходных данных, необходимых для процедуры.

МК проводит контроль функционирования устройства.

Приемная емкость для крови, в которой содержится антикоагулянт, с помощью зажима 18 устанавливается ниже места пункции вены, так, чтобы кровь при заборе шла через устройство самотеком.

Животное фиксируется, иглой пунктируется вена, включается терапевтический блок. Кровь по гибким трубкам, через кюветы, где происходит облучение, поступает в приемную емкость. Одновременно с началом процедуры облучения крови включается дозатор. После набора расчетного количества крови в приемной емкости процедура приостанавливается режимом "Стоп" кнопки "Пуск-Стоп". Емкость устанавливается с помощью зажима 18 выше места пункции вены, так, чтобы кровь при возврате в вену шла самотеком. Режимом "Пуск" кнопки "Пуск-Стоп" продолжается процедура облучения, кровь тем же путем возвращается обратно в вену.

Данное устройство для ультрафиолетового облучения крови животных позволяет в случае необходимости прервать, а затем продолжить процедуру облучения крови УФИ, при этом устройством обеспечивается облучение крови в выбранном диапазоне излучения в соответствии с цифровым значением заранее заданной дозы. МК вычисляет поглощенную дозу излучения по формуле

M=P·t·a_v/ρ, [Дж/кг],

где Р [Вт/м²] - плотность потока лучевой энергии, проникающего в среду;

t [с] - время экспозиции;

a_v [1/м] - коэффициент поглощения (оптическая плотность среды);

ρ [кг/м³] - плотность крови.

Микроконтроллер может вычислить среднюю мощность экспозиционной дозы [Вт/кг], а также ряд других требуемых параметров.

Использование предлагаемого устройства позволяет осуществлять:

- задание величины дозы, причем доза облучения задается заранее в цифровой форме, что дает возможность добиться величины ожидаемого эффекта;

- количественную оценку поглощенной дозы;

- воспроизводимость и повторяемость результатов взаимодействия излучения с кровью.

Устройство для ультрафиолетового облучения крови животных, включающее подставку, на которой располагаются терапевтический блок, состоящий из газоразрядного источника УФИ со стартером и индуктивным балластом и систему для приема и облучения крови одноразового использования, содержащую кюветы, пункционную иглу, гибкие трубки и емкость для приема крови, установленную с возможностью перемещения и фиксации относительно места пунктирования вены, отличающееся тем, что в терапевтический блок дополнительно введены управляющая панель, микроконтроллер, фотодатчик УФИ, специализированный аналоговый цифровой преобразователь и блок управления и коммутации, причем фотодатчик УФИ размещен в зоне облучаемого газоразрядной лампой объекта и соединен с входом специализированного аналогового цифрового преобразователя, выход которого подключен к микроконтроллеру, а микроконтроллер сообщен с блоком управления и коммутации и управляющей панелью.