УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЛУЧЕНИЯ ЖИДКИХ И/ИЛИ ГАЗООБРАЗНЫХ, НАПРИМЕР, БИОЛОГИЧЕСКИХ СРЕД

Полезная модель относится к медицинской технике, а именно к средствам для облучения электромагнитным излучением различных жидких и/или газообразных, сред и может быть использована для облучения воды, водных растворов, жидких пищевых продуктов, биологических жидкостей, особенно таких как кровь и плазма крови, при лечении сердечно-сосудистых заболеваний, септических состояний и других заболеваний при которых проводится облучение крови, обеззараживания выдыхаемого воздуха инфекционных больных в условиях медицинских стационаров.
Известно устройство для терапевтического облучения биологических жидких сред (US 6586172, 2003), предназначенное для инактивации микроорганизмов в биологических жидкостях, в котором жидкость под действием перистальтического насоса перемещается по проточной системе, зигзагообразно установленной в горизонтальной плоскости в модуле облучателя, представляющего собой установленные в шахматном порядке на двух уровнях ультрафиолетовые лампы. Для достижения равномерного облучения крови в проточной системе на уровне источников излучения установлены элементы, создающие эффект перемешивания потока. Недостатком данного устройства является недостаточная степень предохранения элементов крови от теплового и механического воздействия при движении по проточной системе и невозможность использования одноразовых элементов в системах контактирующих с биологическими средами.
Известно устройство для облучения крови ультрафиолетовыми лучами(RU 2053813, 1996), в корпусе которого установлена одноразовая проточная кювета из термопластичной пластмассы, на внутренней
поверхности которой имеются ребра, формирующие линии тока крови по кювете, с прозрачной для УФ-излучения пластиной в виде окна. Кювету прижимают с помощью упоров наружной поверхностью окна к прижимной пластине из кварцевого стекла модуля облучателя. В известном устройстве используются одноразовые шланги и проточная кювета, однако, постоянность зазора в кювете не обеспечивается из-за прогиба кюветы, что приводит к изменению гидравлического сопротивления в канале и, в конечном итоге, к нестабильности дозы облучения по потоку. Кроме того, конструкция известного устройства не предусматривает возможности регулирования параметров потока крови в зависимости от требований к дозе облучения.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является устройство для экстракорпоральной обработки крови (RU 2145898, 2000), содержащее модуль облучателя, перистальтический насос, соединительные шланги, контейнер для сбора крови и проточная кювета. Модуль облучателя включает горизонтально установленные блоки излучателей с источниками ультрафиолетового излучения, между прозрачными для ультрафиолетового излучения параллельными пластинами которых в фиксированном зазоре установлена кювета, прижимаемая пластиной, выполненной с ребрами жесткости. Для создания избыточного давления на выходе из кюветы, чтобы избежать неравномерности и несплошности, выделения растворенных газов из крови, используются регулируемый по высоте держатель трубки для крови или регулируемый гидравлический зажим. Такое конструктивное решение значительно ограничивает диапазон по скоростям, расходам, исходному количеству обрабатываемой жидкости и его типу. Кроме того, наличие фиксированного зазора между прозрачными пластинами и невозможность перемешивания жидкости в кювете при работе в статическом режиме, а также необходимость использования специально выполненных для данного устройства кювет, ограничивают диапазон применения устройства.
Предлагаемая полезная модель направлена на устранение перечисленных выше недостатков, повышение производительности устройства без снижения терапевтических требований к облучаемой среде и расширение диапазона облучаемых сред.
Технический результат достигаемый при использовании изобретения заключается в повышении равномерности и точности дозирования облучения за счет возможности с высокой точностью регулирования параметров проточной системы и модуля облучателя, что так же позволяет расширить диапазон облучаемых сред, и, дополнительно, - в повышении стерильности проведения процедуры при облучении за счет использования одноразовых стандартных проточных элементов.
Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что в устройстве для облучения биологических сред содержащем контейнер соединенный одноразовыми шлангами с перистальтическим насосом и проточной кюветой, установленной в зазоре между пластинами блоков излучателей в модуле облучателя, дополнительно имеются блок управления и приспособление для обработки воздушной среды, каждый из блоков излучателей включает вертикально установленные в ряд, между крышкой и прозрачной для излучения пластиной, источники излучения, при этом прозрачные пластины блоков установлены с возможностью регулирования усилия прижима и величины зазора, а на проточную одноразовую кювету наложен шаблон для образования лабиринтного канала в ней, к блоку управления подключены инфракрасные датчики температуры потока в кювете, перистальтический насос, шланги, одноразовый контейнер, блок управления и вентилятор установлены в корпусе, снабженном панелью управления и контроля, а модуль облучателя установлен в окне корпуса, при этом блоки облучателя выполнены в виде открывающихся наружу створок окна.
Корпус блока облучателя снабжен отверстиями для подвода охлаждающего воздуха, а приспособление для обработки воздушной среды является вентилятором охлаждения.
Один из блоков модуля облучателя установлен с возможностью колебательных движений.
На фиг.1 представлена принципиальная схема устройства. На фиг.2 изображен модуль облучателя в разрезе.
Устройство для облучения жидких и/или газообразных, например биологических, сред содержит одноразовый контейнер для сбора или подачи среды 1 (фиг.1), перистальтический насос 2 с возможностью реверса и регулируемой величиной расхода, одноразовую кювету 3 и модуль облучателя 5, соединенные одноразовыми соединительными шлангами 4.
Модуль облучателя 5 состоит из двух блоков, внешнего 7 и внутреннего 6, установленных в окне 9 корпуса 8 устройства (фиг.2). Каждый блок имеет несколько (например 10) вертикально установленных в ряд источников излучения 10, в качестве которых могут использоваться ультрафиолетовые лампы, лампы синего, инфракрасного и других диапазонов излучения, а так же их комбинации. Одна из сторон каждого блока выполнена в виде пластины 11 толщиной 3-4 мм из прозрачного для соответствующего диапазона излучения материала, например из кварцевого стекла для УФ-излучения, а вторая является крышкой 12 блока. Дополнительно, корпус каждого блока имеет отверстия для подвода к источникам излучения охлаждающего воздуха, подаваемого вентилятором (на рисунках не показан). Блоки 6, 7 прикреплены к корпусу 8 оппозитными вертикальными сторонами с возможностью поворота в узлах крепления и представляют собой открывающиеся наружу створки в окне 9 корпуса. Блок может иметь элементы (на рисунках не показано) предназначенные для создания его колебательных движений и, тем самым, лучшего перемешивания жидкости или газа в кювете во время облучения, особенно при статическом режиме работы.
Между прозрачными пластинами 11 блоков 6, 7 размещается проточная одноразовая кювета 3, выходное и входное отверстие которой соединены одноразовыми шлангами 4 с перистальтическим насосом 2 и контейнером 1 для сбора или подачи обрабатываемой среды. Вертикальная установка кюветы не требует создания дополнительного давления на ее выходе. Зазор между пластинами и усилие прижима пластин регулируются упорами внутреннего блока, при этом величина зазора может составлять от 0,3 до 10 мм. Большее уменьшение толщины зазора приводит к снижению производительности устройства, что делает его неэкономическим.
Толщина облучаемого слоя крови задается путем изменения расстояния между пластинами, а площадь облучаемого слоя крови может изменяться в зависимости от площади поверхности используемой кюветы.
Одноразовая кювета представляет собой эластичный мешок из полимерного материала. Лабиринтный проточный канал в кювете формируется с помощью накладываемого на нее со стороны блока шаблона. Набор шаблонов позволяет изменять скорость течения потока среды и время ее обработки облучением при одном и том же типе кюветы. В то же время благоприятная с точки зрения гидравлического сопротивления форма каналов обеспечивает ламинарное течение потока без застойных зон, пузырей и завихрений, что, в частности, предотвращает травму составляющих элементов обрабатываемой среды, например эритроцитов крови, и возможность отклонений от заданной дозы облучения.
Корпус устройства 8 заключает в себе контейнер 1, перистальтический насос 2, соединительные шланги 4, приспособление для обработки воздушной среды, представляющее собой вентилятор, и блок управления (на рисунке не показаны), при этом панель управления и контроля размещена на корпусе устройства и снабжена дисплеем. Блок управления регулирует работу источников излучения, перистальтического насоса, при этом контроль за заданными параметрами процесса облучения осуществляется системой управления температурным режимом протекающей
через модуль облучателя среды, выполненной в виде датчиков инфракрасного излучения установленных на крышках блоков и связанных с блоком управления. В предлагаемом устройстве отсутствует контактное тепловое взаимодействие среды с нагретыми элементами блоков (прозрачные пластины, крышки и т.д.), что предотвращает ее частицы от теплового разрушения.
Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом:
Подготовленная к облучению среда с помощью перистальтического насоса подается по одноразовым шлангам на вход модуля облучателя. Поступающие жидкость и/или газ заполняют кювету, установленную в зазоре между прозрачными для воздействующей длины волны пластинами блоков с источниками излучения. Величину зазора настраивают заранее, при подготовке устройства к облучению определенной среды с заранее заданной дозой облучения, так же как и заранее выбирают тип шаблона, накладываемого на кювету. Облучение среды в кювете осуществляется с двух сторон, излучателями обоих блоков. Для лучшего перемешивания жидкости и/или газа периодически блоки модуля облучателя перемещаются относительно друг друга, чтобы не «травмировать» обрабатываемые жидкости, при этом возникает колебательное движение прижатой к ним кюветы, заполненной средой. Управление перемещением может осуществляться сигналом с блока управления на соответствующие исполнительные элементы блоков.
Установленный в корпусе устройства блок управления работает в статическом, динамическом и ручном режимах. В статическом режиме осуществляется облучение поступившей в кювету среды определенного объема, в динамическом режиме среда циркулирует между кюветой и контейнером в течение определенного времени, при этом возможно и проведение реверса потока, ручной режим используется так же и для настройки и проверки систем устройства.
После окончания процесса облучения внешний блок откидывается и кювета может быть заменена. Внутренний блок откидывается только при замене ламп или иных деталей блока.
Предлагаемое устройство позволяет достигнуть высокой степени равномерности и точности дозирования облучения при простоте конструкции и эксплуатации как кюветы, так и всего модуля облучателя, при широком использовании одноразовых элементов проточной системы, позволяющих достигнуть необходимого уровня стерильности проведения процедуры.