專利名稱：一種紫外線光量子血管內(nèi)照射治療機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療器械，特別提供了一種可在體內(nèi)對(duì)循環(huán)血液進(jìn)行紫外線光量子照射治療的儀器，即一種紫外線光量子血管內(nèi)照射治療機(jī)。
應(yīng)用紫外線光量子在體外進(jìn)行的對(duì)人體血細(xì)胞進(jìn)行照射，以達(dá)到防病治病的目的，早在本世紀(jì)初就應(yīng)用于臨床，稱之為紫外線照射充氧自血回輸療法(Ultraviolet BloodIrradiation and Oxygenation簡(jiǎn)稱UBIO)，本世紀(jì)20～30年代抗生素發(fā)明前，UBIO在美國(guó)首先得到推廣和普及，1928年Hancock VK等在臨床首次成功地應(yīng)用紫外線照射自血回輸法搶救兩例因膿毒血癥流產(chǎn)和腦膿腫而瀕死的患者。從此引起全球?qū)υ摲ǖ年P(guān)注，并將其廣泛用于各種化膿性感染，病毒性及類病毒感染疾病的治療，臨床證明該法可防止膿毒血癥的擴(kuò)散，降低術(shù)后化膿性感染并發(fā)癥及死亡率。即使對(duì)磺胺耐藥的葡萄球菌菌血癥患者也有明顯療效?？股匕l(fā)明后，因其在臨床上的大量應(yīng)用，該療法曾一度被談忘，但是由于抗生素耐藥菌株的不斷增多，雖有許多新型的抗菌素問(wèn)世，因產(chǎn)生耐藥性或有變態(tài)反應(yīng)，器官毒性及菌群失調(diào)等副作用，且對(duì)病毒無(wú)效，致使該療法再次引起國(guó)內(nèi)外臨床醫(yī)師的重視。紫外線照射充氧自血回輸療法的過(guò)程是抽取患者自身靜脈血，成人每次200ml，小兒按每公斤體重2～4ml，嬰幼兒約30～50ml，裝入無(wú)菌血袋，袋內(nèi)有抽血總量1/5～1/4的2.5％枸橡酸鈉抗凝，之后置于血液紫外線照射充氧治療儀，經(jīng)紫外線照射同時(shí)充氧3～5分鐘，繼續(xù)通氧5分鐘，回輸入無(wú)菌血袋后，再經(jīng)靜脈回輸給患者，紫外線波長(zhǎng)為240～360nm，照射劑量一般為10J/cm2血液，隔日操作一次，4～6次為一療程，最多可達(dá)20次。該療法目前存在的一個(gè)較突出的問(wèn)題是治療過(guò)程繁鎖，出現(xiàn)感染的機(jī)會(huì)多。同時(shí)治療成本較高。
目前應(yīng)用光量子在體內(nèi)進(jìn)行的血管內(nèi)循環(huán)血照射療法只有低能量He-Ne激光血管內(nèi)照射血液療法(In travascularlaser Irradiation of Blood簡(jiǎn)單稱ILIB)，在我國(guó)是1990年由廣洲第一軍區(qū)大學(xué)王鐵丹教授領(lǐng)導(dǎo)研制的，應(yīng)用于臨床只有3～4年時(shí)間，該治療機(jī)已獲得國(guó)家專利。其特點(diǎn)是采用了波長(zhǎng)為632.8nm的紅外線，當(dāng)然其生物學(xué)作用相應(yīng)于紫外線要小許多。
本發(fā)明的目的在于提供一種紫外線光量子血管內(nèi)照射治療機(jī)，其操作簡(jiǎn)單，可以減少治療過(guò)程中的感染機(jī)會(huì)，降低治療成本。
本發(fā)明提供了一種紫外線光量子血管內(nèi)照射治療機(jī)，主要由光源1，光纖導(dǎo)光系統(tǒng)2和留置光針3串接構(gòu)成，其特征在于(a)選用波長(zhǎng)范圍在180nm～400nm的光源；(b)所有光通路均采用透紫外光的硅玻璃制作。
根據(jù)患者病癥的不同及治療需要可以在光源1與光纖2之間，加入濾過(guò)器4?；蚬庠?與光纖2之間加入由石英透鏡組成的輸出光強(qiáng)度調(diào)節(jié)器5。
本發(fā)明所提供的紫外光量子血管內(nèi)照射治療機(jī)其包括的三個(gè)主要部分具體描述如下1.光源系統(tǒng)本發(fā)明采用的是180～400nm的紫外光源，按1979年WHO(世界衛(wèi)生組織)的標(biāo)準(zhǔn)，紫外線劃分為短波紫外線180～280nm
中波紫外線280～320nm長(zhǎng)波紫外線320～400nm其中各段紫外線的主要生物學(xué)作用是不同的，短波紫外線用于殺菌，中、長(zhǎng)波段紫外線是臨床治療上較常采用的。現(xiàn)有的光源主要有下面幾種①水冷式高壓汞燈(結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2)是全波段紫外線，波長(zhǎng)范圍230～400nm，并以長(zhǎng)中波紫外線為主，是臨床治療上較為理想的波段，但由于有水冷系統(tǒng)，設(shè)備較復(fù)雜，價(jià)格較昂貴。
②冷光低壓汞燈(結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3)波長(zhǎng)范圍253.7～400nm以短波段紫外線為主，殺菌作用強(qiáng)，消炎及其它作用相對(duì)弱，但由于沒(méi)有水冷系統(tǒng)，設(shè)備簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，且輸出光源強(qiáng)度不穩(wěn)定。
③紫外激光器(連續(xù))只能產(chǎn)生短波紫外線，波長(zhǎng)單一，其中氬離子(Ar)產(chǎn)生244nm紫外光，氦鎘(He-Cd)產(chǎn)生235nm紫外光。
2.光導(dǎo)纖維導(dǎo)光系統(tǒng)主要包權(quán)-----與光源相連的連接頭21(結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4)為帶卡口和螺紋的金屬套筒；-----石英光導(dǎo)纖維22(結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5)兩端膨大，其中一端與連接頭21相適應(yīng)，另一端帶螺紋并且尾端有環(huán)狀凸出23，以對(duì)光針3進(jìn)行定位；-----與血管內(nèi)留置光針3相連的連接頭34(結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖6)為帶內(nèi)螺紋的金屬套筒，尾端帶彈簧壓片。
3.留置光針及穿刺用套管針留置光針3(結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖7)粗端與石英光導(dǎo)纖維22尾端的環(huán)狀凸出23相適應(yīng)，細(xì)端可插入套管針6內(nèi)。
穿刺用套管針6(結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖8)有市售，包括金屬內(nèi)芯61及留置血管內(nèi)外套62。
通過(guò)本發(fā)明所提供的紫外線光量子血管內(nèi)治療機(jī)，將紫外線光量子直接引入體內(nèi)，減少了許多原治療方法中的環(huán)節(jié)，不但仍然保持了原療法中的許多優(yōu)異療效，并且操作簡(jiǎn)單，減少了感染機(jī)會(huì)，縮短了總的治療時(shí)間，降低了治療成本，也更易于被患者接受。下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
附

圖1紫外線光量子血管內(nèi)照射治療機(jī)原理框圖附圖2水冷式高壓汞燈結(jié)構(gòu)原理示意圖附圖3冷光低壓汞燈結(jié)構(gòu)原理示意圖附圖4與光源相連的連接頭結(jié)構(gòu)示意圖附圖5石英光導(dǎo)纖維結(jié)構(gòu)示意圖附圖6與血管內(nèi)留置光針相連的連接頭結(jié)構(gòu)示意圖附圖7留置光針結(jié)構(gòu)示意圖附圖8穿刺用套管針結(jié)構(gòu)示意圖附圖9一種紫外線光源血管內(nèi)照射治療機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖附圖10一種水冷全波段紫外線光源血管內(nèi)照射治療機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖附圖11一種簡(jiǎn)化的紫外線血管內(nèi)照射治療機(jī)光源連接處結(jié)構(gòu)示意圖附圖12為紫外光透過(guò)血管路徑分析實(shí)施例1儀器結(jié)構(gòu)見(jiàn)附圖9，由光源1，光纖導(dǎo)光系統(tǒng)2，留置光針3串接而成，選用南京玻璃纖維研究設(shè)計(jì)院第三研究所產(chǎn)的純石英光學(xué)纖維，其它參數(shù)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下(一)紫外線光量子血管內(nèi)治療機(jī)有關(guān)參數(shù)1.光源采用的是水冷式全波段紫外線燈，發(fā)光功率200W波長(zhǎng)范圍254-436nm2.光纖系統(tǒng)石英光纖直徑0.9mm，長(zhǎng)度1.5M，光源連接端與留置光針連接端按圖設(shè)計(jì)。光纖參數(shù)透過(guò)波長(zhǎng)范圍(250～400nm)每米透過(guò)率85-98％。
3.血管穿刺及留置光針血管穿刺套管針采用美國(guó)產(chǎn)直徑1.0mm，長(zhǎng)55mm，留置光針直徑0.9mm，內(nèi)緣石英光纖直徑0.7mm。
4.檢測(cè)紫外線光量子輸出強(qiáng)度(1)光強(qiáng)度測(cè)定經(jīng)檢測(cè)治療前360nm波段，輸出功率為20.5μw治療一個(gè)小時(shí)后，光纖撥出血管(前有血膜)輸出功率為13.3μw(2)生物劑量(MED)測(cè)定采用Kromayer Hanovia 10S型水冷式全波段紫外線燈作對(duì)照，采用7號(hào)石英治療頭(長(zhǎng)90cm，直徑1.0cm)經(jīng)測(cè)定1個(gè)生物劑量所用的時(shí)間，紫外光量子血管內(nèi)治療機(jī)(最低光強(qiáng))約比對(duì)照多用15～20倍時(shí)間。
(二)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私庠撝委煓C(jī)的操作可行性及各項(xiàng)物理參數(shù)的穩(wěn)定性、可靠性，初步觀察對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的某些影響情況1.操作過(guò)程(1).打開(kāi)光源開(kāi)關(guān)，予熱10分鐘(2)用無(wú)菌生理鹽水沖洗留置光針上的消毒殘液，備用。
(3)常規(guī)皮膚消毒后取較粗的兔耳靜脈沿靜脈走行，將穿刺用套管針插入血管，見(jiàn)回血后壓緊套管針前端抽出金屬針芯，將套管針?biāo)芰贤馓坠芰糁糜谘軆?nèi)。
(4)將已備用的血管內(nèi)留置光針插入已在血管內(nèi)的套管針?biāo)芰贤馓變?nèi)。
(5)打開(kāi)輸出開(kāi)關(guān)(6)調(diào)整留置光針角度，確定無(wú)誤后常規(guī)固定。
(7)治療結(jié)束后，將套管針外套及留置光針一同撥出壓迫止血3分鐘，治療結(jié)束。
2.動(dòng)物實(shí)驗(yàn)材料方法取北京純種健康大耳白兔6只，體重2.75～3.0公斤，雌性開(kāi)始治療前檢測(cè)血常規(guī)及血液流變學(xué)指標(biāo)，動(dòng)物治療前經(jīng)氫胺酮麻醉，按上述操作將留置光針插入兔耳靜脈血管，治療時(shí)間60分鐘，每日一次，5次為一療程，治療結(jié)束后再檢測(cè)血常規(guī)及血液流變學(xué)指示。
3.動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果(1)6只兔血常規(guī)檢查，治療前后未見(jiàn)明顯改變。
(2)兔耳光照區(qū)血管在治療中治療后肉眼及鏡下未見(jiàn)凝血，血栓，等其它改變。治療后取六只兔局部治療區(qū)耳靜脈經(jīng)病理檢查也未見(jiàn)損傷改變。
(3)血液流變學(xué)指標(biāo)改變情況見(jiàn)表6例兔血流流變學(xué)治療前后值均數(shù)(X)
由于例數(shù)少，無(wú)法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理4.紫外線血管內(nèi)照射循環(huán)血，血管損傷情況分析在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中從肉眼、鏡下及最后取兔耳進(jìn)行病理檢查，在紫外線照射區(qū)血管未見(jiàn)損傷性改變其原因主要是血液對(duì)紫外線良好吸收所致。
為了控討正常人全血對(duì)紫外線的透過(guò)率，進(jìn)行了紫外線血液透過(guò)性實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)下表(以360nm長(zhǎng)波紫外線為對(duì)象)正常人全血紫外線透過(guò)情況全血厚度(mm)測(cè)得光強(qiáng)度(mw.cm2) 透過(guò)率*參照值**8.063100％一層血膜約***(0.01-0.02) 4.157 51.6％0.055 0.2473.1％0.080 0.059 0.73％0.11 0.020 0.25％*透過(guò)率＝測(cè)得光強(qiáng)度/參照值×100％**參照值為沒(méi)有血液介質(zhì)時(shí)測(cè)得的透過(guò)兩片石英玻璃片的紫外光強(qiáng)度***在兩片石英玻璃片間滴數(shù)滴全血然后壓緊兩石英片時(shí)的殘留血液厚度。
以上結(jié)果說(shuō)明紫外線對(duì)全血的透過(guò)率是相當(dāng)?shù)偷?，一根發(fā)絲粗細(xì)的厚度(0.07mm)約可損失99％光紫外光量子。另外從治療情況分析光在血管內(nèi)需有一段走倚才能達(dá)到血管壁，而光要通過(guò)這段距離時(shí)幾乎全部被吸收了。如圖12所示。光針石英31；光針外保擴(kuò)層32；(金屬制約0.1mm)血管壁71；血管內(nèi)72；經(jīng)光針的光量子照到血管壁時(shí)需經(jīng)過(guò)的最短距離。另外在d這段距離間充滿著流動(dòng)的全血。
附d的計(jì)算設(shè)光纖轉(zhuǎn)輸?shù)呐R界角θ，與光軸的夾角為α?，F(xiàn)已知傳輸光纖，一般情況下其臨界角θ都在70°～80°以上因此與光軸夾角α為20°-10°以下的光線才能在芯內(nèi)傳輸，假設(shè)α為20°，b為0.1mm。
即紫外光量子在離開(kāi)光針后最少要經(jīng)約3倍于光纖外保護(hù)層厚的距離才能到達(dá)血管壁、故光量子在經(jīng)過(guò)這段距離時(shí)被血細(xì)胞已基本吸收了。
實(shí)施例2儀器結(jié)構(gòu)見(jiàn)附圖10，采用的仍然是水冷式全波段紫外線光源，為了增加輸出強(qiáng)度，在光纖前設(shè)計(jì)了一由石英玻璃制成的凸透鏡作為光強(qiáng)度調(diào)節(jié)器，為適應(yīng)患者的不同病癥，光強(qiáng)度調(diào)節(jié)器前又設(shè)計(jì)了一光濾過(guò)器，光濾過(guò)器為可隨時(shí)更換的一組濾鏡，可濾過(guò)不同波長(zhǎng)紫外線，為日本保谷有色光學(xué)玻璃型號(hào)分別為UV-22，UV-28，UV-30，UV-32，UV-34，UV-36。
實(shí)施例3采用冷龜?shù)蛪汗療糇鳛楣庠?，光源與光纖的連接處也采用了一種簡(jiǎn)單化的設(shè)計(jì)見(jiàn)附圖1，其它與實(shí)施例1相同，此種設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是造價(jià)低，易于推廣。
實(shí)施例4采用紫外激光He-cd作為光源，其它均同實(shí)施例1，可用作醫(yī)療實(shí)驗(yàn)槳特殊治療。
UBIO療法是在充氧條件下進(jìn)行的紫外線照射，在非充氧條件下在體外進(jìn)行的血細(xì)胞照射產(chǎn)生的對(duì)血液流變學(xué)的影響，也已有學(xué)者進(jìn)行了研究，得出了與充氧條件下一樣的結(jié)論。有些學(xué)者甚至認(rèn)為UBIO療法是至今為止改善血液流變性最好的方法，本發(fā)明通過(guò)6只兔的實(shí)驗(yàn)，也初步看到了對(duì)改善血粘度的作用。
本發(fā)明提出的紫外線光量子血管內(nèi)循環(huán)血照射療法應(yīng)用于臨床，與UBIO比有，操作簡(jiǎn)便 如同靜脈注射，輸液)減少污染機(jī)會(huì)，降低治療成本(約為UBIO療法的1/2-1/3)，病人易接受，有利于推廣等優(yōu)點(diǎn)。除了在嚴(yán)重感染性疾病上的應(yīng)用外在防治缺血性心腦血管病上的作用是不言而喻的。
權(quán)利要求
1.一種紫外線光量子血管內(nèi)照射治療機(jī)，主要由光源(1)，光纖導(dǎo)光系統(tǒng)(2)和置留光針(3)串接構(gòu)成，其特征在于(a)選用波長(zhǎng)范圍在180nm～400nm的光源；(b)所有光通路均采用透紫外光的硅玻璃制成。
2.按權(quán)利要求1所述紫外線光量子血管內(nèi)照射治療機(jī)，其特征在于在光源(1)與光纖(2)之間，加入濾過(guò)器(4)。
3.按權(quán)利要求1，2所述紫外線光量子血管內(nèi)照射治療機(jī)，其特征在于光源(1)與光纖(2)之間加入由石英透鏡組成的輸出光強(qiáng)度調(diào)節(jié)器(5)。
全文摘要
一種紫外線光量子血管內(nèi)照射治療機(jī)，主要由光源、光纖導(dǎo)光系統(tǒng)和置留光針串接構(gòu)成。其特征在于選用波長(zhǎng)范圍在180nm～400nm的光源；所有光通路均采用透紫外光的硅玻璃制成。本發(fā)明操作簡(jiǎn)單，可以減少治療過(guò)程中的感染機(jī)會(huì)，降低治療成本。
文檔編號(hào)A61M1/36GK1159955SQ9611516
公開(kāi)日1997年9月24日 申請(qǐng)日期1996年3月20日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月20日
發(fā)明者張志強(qiáng), 倪晨涵 申請(qǐng)人:張志強(qiáng)