本發(fā)明屬于醫(yī)療器械技術(shù)領域，尤其涉及一種體外血液光動力學治療裝置。

背景技術(shù)：

光敏劑多具有卟啉環(huán)結(jié)構(gòu)，在一定波長激光的激發(fā)下，可以釋放能量，釋放的能量可使周圍的氧氣氧化，生成活性很強的單線態(tài)氧，這些活性很強的單線態(tài)氧可以氧化生物大分子，造成不可逆的損傷，產(chǎn)生很強的細胞毒作用。目前主要的光敏劑多為含有卟啉結(jié)構(gòu)的化合物，第二代光敏劑如5-氨基酮戊酸、血卟啉單甲醚、鋅酞箐等；第三代光敏劑是將光敏劑和能靶向腫瘤細胞表面的抗體或配體結(jié)合起來，具有主動靶向功能的特點。

光動力學治療是基于光敏劑可被機體內(nèi)腫瘤細胞選擇性的攝取，對體內(nèi)含有光敏劑的部位用特定波長的激光照射，激活其中的光敏劑，通過光化學反應對攝取的腫瘤細胞產(chǎn)生強的殺傷效果。光敏劑經(jīng)靜脈注射后，在24～48h內(nèi)會被體內(nèi)充分吸收和代謝，并潴留在腫瘤細胞內(nèi)。

對于直接生長在表皮的腫瘤或皮膚性病，借助于表面輻射的激光即可產(chǎn)生治療效果；對于消化系統(tǒng)系部位的腫瘤，借助于微型光纖等微創(chuàng)技術(shù)同樣可以產(chǎn)生療效。因此，傳統(tǒng)的光動力學治療技術(shù)通常治療皮膚性疾病，以及生長在皮膚和消化系統(tǒng)系表面部位的腫瘤，對于血液瘤的治療則很少涉及。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種體外血液光動力學治療裝置。本發(fā)明提供的裝置發(fā)光效率高、功耗極低，能夠?qū)崿F(xiàn)對血液的光治療，還能夠有效去除治療產(chǎn)生的細胞裂解物及單線態(tài)氧，對血液瘤的治療有很好的促進作用。

本發(fā)明提供了包括血液進管、抗凝劑泵、血泵、激光治療模塊、血液灌流器和血液出管；還包括設置在所述血液出管中的溫度調(diào)節(jié)器、設置在所述激光治療模塊的導入管出口端的第一壓力調(diào)節(jié)器、設置在所述激光治療模塊的導出管入口端的第二壓力調(diào)節(jié)器、設置在所述血液灌流器的出口端的第三壓力調(diào)節(jié)器以及設置在所述血液出管中的空氣檢測器和靜脈血路管夾；所述激光治療模塊包括照射腔、激光激發(fā)裝置和散熱裝置，所述照射腔中的透明區(qū)域正對激光激發(fā)裝置中的光源出口部位，所述散熱裝置設置在所述激光激發(fā)裝置一側(cè)；所述激光激發(fā)裝置發(fā)射出的光波長為660～670nm，光照強度為4～8J/cm²；

所述血液進管中設置有抗凝劑泵，血液進管的出口端與血泵的入口端連通，血泵的出口端與激光治療模塊的導入管入口端連通，激光治療模塊導入管出口端與所述照射腔入口端連通；所述照射腔出口端與激光治療模塊導出管入口端連通，激光治療模塊導出管出口端與血液灌流器的入口端連通，血液灌流器的出口端與血液出管的入口端連通；

所述血液進管的入口端和血液出管的出口端分別設置有穿刺，用于與體內(nèi)血管連接。

優(yōu)選的是，所述抗凝劑泵內(nèi)設有流量記錄器。

優(yōu)選的是，所述激光激發(fā)裝置為垂直照射腔面發(fā)射的半導體激光器，所述半導體激光器包括光源出口端、有源層、諧振腔和熱枕層；所述有源層由量子阱組成；所述諧振腔由p-DBR和n-DBR組成，所述p-DBR的反射面正對照射腔的透明區(qū)域。

優(yōu)選的是，所述照射腔為扁平狀結(jié)構(gòu)，照射腔的透明區(qū)域的材質(zhì)為玻璃纖維摻雜聚苯乙烯，所述照射腔的非透明區(qū)域的材質(zhì)為聚丙烯酸酯。

優(yōu)選的是，所述血液灌流器的內(nèi)部材質(zhì)為偶聯(lián)有超氧化物歧化酶的大孔吸附型樹脂。

優(yōu)選的是，所述溫度調(diào)節(jié)器控制血管出口血液溫度為36.5～37.5℃。

優(yōu)選的是，所述壓力調(diào)節(jié)器將激光治療模塊的血液流速控制在10～30mL/min；所述血液灌流器出口端的第三壓力調(diào)節(jié)器內(nèi)部設有靜脈壺，所述靜脈壺底部路網(wǎng)截留血液中的顆粒物質(zhì)；所述網(wǎng)的孔徑為40μm。

本發(fā)明提供了一種體外血液光動力學治療裝置。本發(fā)明采用體外血循環(huán)技術(shù)，將血液抽出后，在體外經(jīng)波長為660～670nm，光照強度為4～8J/cm²，的光化學治療后，再通過血液灌流器去除治療產(chǎn)生的細胞裂解物及單線態(tài)氧，經(jīng)過治療后的血液輸回到體內(nèi)，能夠?qū)崿F(xiàn)對血液瘤血液的高效治療。

附圖說明

圖1為本發(fā)明說明書提供的體外血液光動力學治療裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明說明書提供的激光治療模塊的立體示意圖；

圖3為本發(fā)明說明書提供的激光激發(fā)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明提供了包括血液進管、抗凝劑泵、血泵、激光治療模塊、血液灌流器和血液出管；還包括設置在所述血液出管中的溫度調(diào)節(jié)器、設置在所述激光治療模塊的導入管出口端的第一壓力調(diào)節(jié)器、設置在所述激光治療模塊的導出管入口端的第二壓力調(diào)節(jié)器、設置在所述血液灌流器的出口端的第三壓力調(diào)節(jié)器以及設置在所述血液出管中的空氣檢測器和靜脈血路管夾；所述激光治療模塊包括照射腔、激光激發(fā)裝置和散熱裝置，所述照射腔中的透明區(qū)域正對激光激發(fā)裝置中的光源出口部位，所述散熱裝置設置在所述激光激發(fā)裝置一側(cè)；所述激光激發(fā)裝置發(fā)射出的光波長為660～670nm，光照強度為4～8J/cm²；

所述血液進管中設置有抗凝劑泵，血液進管的出口端與血泵的入口端連通，血泵的出口端與激光治療模塊的導入管入口端連通，激光治療模塊導入管出口端與所述照射腔入口端連通；所述照射腔出口端與激光治療模塊導出管入口端連通，激光治療模塊導出管出口端與血液灌流器的入口端連通，血液灌流器的出口端與血液出管的入口端連通；

所述血液進管的入口端和血液出管的出口端分別設置有穿刺，用于與體內(nèi)血管連接。

在本發(fā)明中，所述體外血液光動力學治療裝置是利用體外循環(huán)通路的方式進行體外血液的光動力學治療。

圖1為本發(fā)明提供的體外血液光動力學治療裝置結(jié)構(gòu)示意圖，其中：1為抗凝劑泵，2為血泵，3為激光治療模塊導入管，4為激光治療模塊導出管，5為照射腔，6為激光激發(fā)裝置，7為散熱裝置，8為透明區(qū)域，9為血液灌流器，10為血液進管，11為血液出管，12為第一壓力調(diào)節(jié)器，13為第二壓力調(diào)節(jié)器，14為第三壓力調(diào)節(jié)器，15為溫度調(diào)節(jié)器，16為空氣檢測器，17為靜脈血路管夾。

圖2為激光治療模塊的立體示意圖。其中，3為激光治療模塊導入管，4為激光治療模塊導出管，5為照射腔，6為激光激發(fā)裝置，7為散熱裝置，8為透明區(qū)域。激光治療模塊導入管和導出管分別連接在照射腔的兩端，激光激發(fā)裝置一端的光源出口端(圖中實線圓形區(qū)域)緊貼著照射腔的透明區(qū)域，發(fā)出的激光束形成相應的圓形照射區(qū)(圖中虛線圓形區(qū)域)，流經(jīng)照射腔的血液將會被照射，散熱裝置設置在所述激光激發(fā)裝置一側(cè)。

圖3為激光激發(fā)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，18為光源出口端，21為有源層，19為p-DBR，20為n-DBR，19和20共同組成諧振腔，22為熱枕層。

在本發(fā)明中，所述抗凝劑泵內(nèi)設有流量記錄器，用于測量血液進管處流過的液體流量，當血流總量為人體血液總量時，停止從血液進管處的進血。在本發(fā)明中，所述抗凝劑泵液用于調(diào)控在血液中抗凝劑的添加。

在本發(fā)明中，所述血泵的工作原理為滾壓式，泵管的內(nèi)徑為8mm，血流量范圍是8～400mL/min，優(yōu)選的，血流量控制在10～20mL/min。在治療過程中，整個循環(huán)管路的血流量都由血泵調(diào)節(jié)。

在本發(fā)明中，所述激光治療模塊導入管和激光治療模塊導出管由聚丙烯酸酯材料制成，所述聚丙烯酸酯為醫(yī)用級別。本發(fā)明所述激光治療模塊導入管和激光治療模塊導出管與照射腔平滑連接。

在本發(fā)明中，所述照射腔為扁平狀結(jié)構(gòu)，照射腔的基本材質(zhì)是聚二甲基硅氧烷，具有良好的光學透明性能，其中非透明區(qū)域外表面用錫紙覆蓋，剩下未被覆蓋的區(qū)域為透明區(qū)域，透明區(qū)域正對著激光激發(fā)裝置光源出口端，大小和激光激發(fā)裝置光源出口端的照射面積一致。

在本發(fā)明中，所述激光激發(fā)裝置為垂直照射腔面發(fā)射的半導體激光器，由有源層、諧振腔、熱枕層組成；所述有源層由量子阱組成，是激光的產(chǎn)生區(qū)域；所述諧振腔由p-DBR和n-DBR組成，使得在有源層內(nèi)產(chǎn)生的激光，在諧振腔內(nèi)反射和擴大得到一個圓形激光束，所述p-DBR的反射面正對照射腔的透明區(qū)域。在本發(fā)明中，所述激光激發(fā)裝置輸出的激光波長穩(wěn)定，發(fā)射出的光波長為660～670nm，優(yōu)選為663nm，激光質(zhì)量高，能耗損失小，激光激發(fā)裝置光照強度為4～8J/cm²，優(yōu)選為6J/cm²。

在本發(fā)明中，所述散熱裝置用于激光激發(fā)裝置的散熱，散熱裝置設置在所述激光激發(fā)裝置一側(cè)，具體設置在激光激發(fā)裝置的熱枕層一側(cè)，與激光激發(fā)裝置在空間上緊密相連，散熱裝置采用類似風扇的形式，風扇葉片正對著激光激發(fā)裝置的熱枕部，通過風扇葉片的旋轉(zhuǎn)，及時吸走激光激發(fā)裝置產(chǎn)生的熱量，用來維持激光激發(fā)裝置的正常運行。

在本發(fā)明中，所述血液灌流器外觀呈圓柱形，兩端分別是進口和出口，外部材質(zhì)為陶瓷，內(nèi)部的材質(zhì)優(yōu)選以苯乙烯-二乙烯苯樹脂作為基質(zhì)材料，采用戊二醛交聯(lián)法在其表面偶聯(lián)超氧化物歧化酶。使用時，將進口端朝下，出口端朝上，垂直放置。

在本發(fā)明中，所述血液進管和血液出管由超低密度聚乙烯制成。血液進管長優(yōu)選為50cm，血液出管長優(yōu)選為60cm，內(nèi)徑優(yōu)選為1.02mm。

在本發(fā)明中，所述溫度調(diào)節(jié)器設置在所述血液出管內(nèi)，用于控制血管出口血液溫度為36.5～37.5℃。

在本發(fā)明中，所述壓力調(diào)節(jié)器是通過壓力控制血液的流速，本發(fā)明將激光治療模塊的血液流速控制在10～30mL/min，以保證血液在照射腔透明區(qū)域的照射強度和1～5min的照射時間，達到治療效果，并避免對血液中正常細胞和成分的損害；

所述血液灌流器出口端的第三壓力調(diào)節(jié)器內(nèi)部設有靜脈壺，靜脈壺底部路網(wǎng)截留血液中的顆粒物質(zhì)；所述網(wǎng)的孔徑為40μm。

在本發(fā)明中，所述血液出管內(nèi)設置有空氣監(jiān)測器和靜脈血路管夾，所述空氣檢測器利用超聲波探測的原理，當氣泡通過血液管路時，該部位的空氣監(jiān)測器會報警。

在本發(fā)明中，所述靜脈血路管夾通常處于開放狀態(tài)，血液在管路中正常流動，當接到空氣監(jiān)測器的報警時，靜脈管路夾會轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)閉狀態(tài)，將所在部位的血液管路夾死，同時，停止血泵轉(zhuǎn)動。此時，調(diào)節(jié)第三壓力調(diào)節(jié)器，降低局部管路壓力，使氣泡回流入靜脈壺頂端。再打開靜脈管路夾，使除去氣泡后的血液繼續(xù)在管路中流動。

本發(fā)明在使用裝置前，在血液瘤患者中靜脈注射光敏劑，經(jīng)過12～24h的吸收和代謝后，光敏劑會選擇性地被血液瘤細胞所攝取。在本發(fā)明中，所述光敏劑優(yōu)選為血卟啉，所述光敏劑的注射劑量優(yōu)選為5mL/kg。

所述裝置在使用時，將血液進管入口端的穿刺刺入患者動脈，動脈血液流入血液進管后，調(diào)節(jié)抗凝劑泵在血液中注入抗凝劑。在本發(fā)明中，所述抗凝劑泵提供的抗凝劑量為血液量的九分之一。

加入抗凝劑后，血液經(jīng)血泵由激光治療模塊導入管流入照射腔，經(jīng)激光照射后，再由激光治療模塊導出管流出，照射腔兩端分別有壓力調(diào)節(jié)器，通過調(diào)節(jié)照射腔兩端的壓力，使血液流經(jīng)照射腔流速減慢，延長血液在透明區(qū)域的激光照射時間。在本發(fā)明中，所述血液在照射腔中的流速優(yōu)選為10～30mL/min，更優(yōu)選為10～20mL/min；所述血液在透明區(qū)域的激光照射時間優(yōu)選為1～5min，更優(yōu)選為2min。

由激光治療模塊導出管流出的血液再經(jīng)過血液灌流器，去除治療過程中產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物和細胞裂解物(如核酸、氨基酸等)以及單線態(tài)氧；血液灌流器凈化后流出的血液經(jīng)空氣檢測器檢測血液中是否存在氣泡，如果存在氣泡，則啟用靜脈血路管夾夾住管路，阻止氣泡回流入體內(nèi)，同時，血液出管上游設有溫度調(diào)節(jié)器，通過監(jiān)控將整個血液出管中的溫度維持在37℃±0.5℃。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。