Ультрафиолетовый облучатель крови

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт физики имени Б.И. Степанова Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Краснобаев Александр Борисович Рябцев Павел Андреевич Стригоцкая Екатерина Сергеевна(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт физики имени Б.И. Степанова Национальной академии наук Беларуси(57) Ультрафиолетовый облучатель крови, содержащий источник ультрафиолетового излучения, перистальтический насос, кювету в виде трубки из биологически инертного полимерного материала, отличающийся тем, что кювета помещена в зажим круглой формы,состоящий из двух частей, соединенных между собой петлей и защелкой, в первой части которого на ребрах, расположенных по радиусу через каждые 90, выполнены направляющие щели, а между ними через каждые 90 на таких же ребрах выполнены пазы для укладки кюветы в форме плоской спирали и создания пережатий в двух взаимно перпендикулярных направлениях через каждые 45, при этом щели выполнены с возможностью точечно пережимать кювету посередине диаметра, фиксируя ее в зажиме и формируя ее профиль в одном направлении, вторая часть зажима на ребрах, расположенных напротив ребер с пазами, содержит выступы, имеющие возможность входить в пазы первой части зажима при его закрытии, и пережимают кювету, формируя ее профиль в перпендикулярном направлении, высота щелей и пазов соответствует диаметру трубки. 80902012.04.30 Полезная модель относится к области медицинской техники и может быть использована при лечении сердечно-сосудистых, онкологических, аллергических и других заболеваний, при которых положительно сказывается облучение крови ультрафиолетовым (УФ) излучением. Известен УФ-облучатель крови 1, содержащий источник УФ-излучения и кювету,который в донной части кюветы имеет нагревательный элемент, а в верхней части охлаждающий. Благодаря конвекционному перемешиванию крови в кювете повышается равномерность распределения дозы УФ-облучения. Известен УФ-облучатель крови 2, содержащий источник УФ-излучения и кювету. Кювета выполнена в виде двух сваренных торцами коаксиальных кварцевых цилиндров, в зазоре между которыми установлена спиральная перегородка, приваренная к внутреннему и внешнему цилиндрам. При прохождении крови через спиралеобразную кювету улучшается равномерность УФ-облучения за счет турбулизации потока крови. Известен УФ-облучатель крови 3, содержащий источник УФ-излучения и кювету. Кювета образована спиралевидной канавкой на внутренней поверхности цилиндрического металлического корпуса и притертой к ней наружной поверхностью съемного стакана,выполненного из материала, прозрачного для УФ-излучения. Известен УФ-облучатель крови 4, содержащий источник УФ-излучения, кювету и шприц для прокачивания крови. Кювета образована внутренней стенкой непрозрачного внешнего стакана и наружной стенкой внутреннего стакана, на которой выполнены кольцевые канавки радиальной формы, обеспечивающие турбулентное движение потока крови. Источник УФ-излучения установлен во внутреннем стакане, выполненном из материала, прозрачного для УФ-излучения, и соединенном с наружным стаканом с помощью уплотнительной прокладки. Наиболее близким к заявленному является УФ-облучатель крови 5, содержащий перистальтический насос, источник УФ-излучения и кювету в виде многоходовой полимерной прозрачной трубки, установленной в зажиме. Трубка устанавливается в прямые направляющие, а по краям зажима установлены полукруглые направляющие с плоскими стенками. Недостатками являются малая эффективность перемешивания крови, проходящей через кювету, а также низкий коэффициент использования источника УФ-излучения из-за применения протяженных облучателей цилиндрической формы с круговой диаграммой излучения, при которой на уложенную в зажим трубку попадает не более 40 излучения. Задачей предлагаемой полезной модели является создание устройства, обеспечивающего высокую степень эффективности УФ-облучения за счет эффективного перемешивание крови в кювете и высокого коэффициента использования источника УФ-излучения. Для выполнения поставленной задачи создан ультрафиолетовый облучатель крови,содержащий источник ультрафиолетового излучения, перистальтический насос, кювету в виде трубки из биологически инертного полимерного материала. Кювета помещена в зажим круглой формы, состоящий из двух частей, соединенных между собой петлей и защелкой. В первой части зажима на ребрах, расположенных по радиусу через каждые 90,выполнены направляющие щели, а между ними через каждые 90 на таких же ребрах выполнены пазы для укладки кюветы в форме плоской спирали и создания пережатий в двух взаимно перпендикулярных направлениях через каждые 45. При этом щели выполнены с возможностью точечно пережимать кювету посередине диаметра, фиксируя ее в зажиме и формируя ее профиль в одном направлении. Вторая часть зажима на ребрах, расположенных напротив ребер с пазами, содержит выступы, имеющие возможность входить в пазы первой части зажима при его закрытии, и пережимают кювету, формируя ее профиль в перпендикулярном направлении, высота щелей и пазов соответствует диаметру трубки. Сущность полезной модели поясняется фиг. 1-5. 80902012.04.30 На фиг. 1 показана конструкция кассеты, на фиг. 2 изображена кассета с заправленной в нее трубкой-кюветой, на фиг. 4 показано расположение ультрафиолетовых светодиодов относительно кюветы, где 1 - первая часть зажима 2 - выступ 3 - паз 4 - щель 5 - вторая часть зажима 6 - зажим 7 - кювета 8 - ультрафиолетовый светодиод 9 - ребро. На фиг. 3 показана форма сечения кюветы после ее установке в зажиме. На фиг. 5 показана скорость течения потока крови на различных участках кюветы. Кювета выполнена в виде трубки из биологически инертного полимерного материала и уложена в зажим круглой формы в направляющие в виде пазов специальной формы, расположенных на ребрах по радиусу через каждые 45. Такая конструкция обеспечивает высокоэффективное перемешивание крови при ее движении. Тонкая конструкция ребер формирователей пазов оставляет открытой для источников УФ-излучения более 80 трубки. Все это и должно обеспечивать высокую степень эффективности УФ-облучения. Зажим состоит из двух частей круглой формы, соединенных между собой петлей с одной стороны и защелкой с противоположной. Кювета укладывается на одной из половин зажима в направляющие. Направляющие в виде пазов специальной формы расположены по радиусу зажима через каждые 45 таким образом, что уложенная в них трубка представляет собой двумерную спираль. Форма пазов на направляющих чередуется на каждом витке спирали. Через каждые 90 расположены пазы, формирующие профиль пережатия в вертикальной плоскости в форме восьмерки. Между ними, тоже через 90, расположены пазы, в которых совместно с направляющими, расположенными на второй части зажима,при его закрытии формируются пережатия в горизонтальной плоскости также в форме восьмерки. Устройство работает следующим образом. Зажим 6 состоит из двух частей первой части 1 и второй части 5, которые соединены между собой петлей с одной стороны и защелкой с противоположной (позиции не указаны). Кювета 7 укладывается в щели 4 и пазы 3, расположенные на ребрах 9 первой части 1 зажима 6. Щели 4 точечно пережимают кювету 7 посередине сечения, фиксируя ее в зажиме 6 и формируя ее сечение в вертикальной плоскости в форме восьмерки. Выступы 2 на ребрах 9 второй части 5 зажима 6 входят в пазы 3 первой части 1 зажима 6 при ее закрытии и пережимают кювету 7, формируя ее сечение в горизонтальной плоскости также в форме восьмерки. Кровь прокачивается через кювету 7 с переменным сечением с помощью перистальтического насоса (позиция не указана). Ультрафиолетовые светодиоды 8 облучают кювету 7, расположенную в зажиме 6. На фиг. 3 показана форма сечения кюветы, пережатой в зажиме. Подобная форма сечения кюветы в форме восьмерки обеспечивает лучшую турбулизацию потока крови. Для пережима кюветы и формирования ее сечения в горизонтальной плоскости используются пазы 3 (фиг. 2) и выступы 2 на ребрах 9 второй части 5 зажима кассеты 6. В закрытом состоянии зажим обеспечивает необходимую форму сечения кюветы, чередуя горизонтальные и вертикальные щели, таким образом, улучшая перемешивание крови в кювете. На каждое кольцо кюветы приходится четыре горизонтальных и четыре вертикальных щели. Скорость течения крови на участках кюветы с большим сечением меньше, чем на участках с меньшим сечением (фиг. 5). Также чередование горизонтальных и вертикальных 3 80902012.04.30 щелей в зажиме обеспечивает дополнительное вращение потока крови. Образовавшееся турбулентное движение крови обеспечивает ее интенсивное перемешивание. В результате облучению подвергается весь объем крови, проходящий через кювету. Достигнутая равномерность распределения дозы УФ-облучения по массе крови устраняет резкое превышение локальных значений поглощающей дозы над средними значениями. Это позволит повысить безопасный энергетический уровень УФ воздействия. За счет замедленного движения крови на участках с большим сечением кюветы повышается также степень облучения крови. Форма, ширина щелей и пазов, расстояние между ними определяются формой кюветы (фиг. 3), необходимой для обеспечения наилучшего перемешивания крови и равномерности облучения. Исполнение зажима, в котором кювета располагается в виде плоской спирали, обеспечивает значительно больший коэффициент использования УФ-излучения. Диаметр зажима определяется длиной кюветы. При использовании в качестве источника УФ-излучения светодиодов поток излучения имеет конусообразную форму и подобная компоновка кюветы является оптимальной. Расстояние от зажима до ультрафиолетовых светодиодов выбирается исходя из диаметра зажима и расходимости излучения ультрафиолетовых светодиодов для достижения максимального коэффициента использования источника излучения. На фиг. 4 показано расположение ультрафиолетовых светодиодов 8 относительно кюветы 7. В качестве источника излучения используются два ультрафиолетовых светодиода световой мощностью 250 мВт на длине волны 365 нм. Коэффициент пропускания кюветы для этой длины волны составил 0,5 и не изменялся при длительном воздействии на нее УФизлучения. Коэффициент использования источника УФ-излучения составил 30 . Прокачка крови через кювету осуществлена с помощью стандартного перистальтического насоса. Задача решена за счет эффективного использования источников УФ-излучения и лучшего перемешивания крови турбулизацией потока в кювете с переменным сечением, образованной сжатием кюветы зажимом. УФ-облучатель обеспечивает более равномерную облученность всей массы крови, проходящей через кювету. Применение в качестве кюветы стандартной трубки, а также простота ее замены позволяют использовать одноразовую систему УФ-облучения крови и ее компонентов. Предложенная полезная модель обеспечивает более равномерное по объему облучение крови, проходящей через кювету, позволяет увеличить коэффициент использования источника излучения при применении одноразовой системы кровотока. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5