RU2054189C1 - Light-guide for illumination of biological objects - Google Patents

Abstract

FIELD: medical devices. SUBSTANCE: flexible light-guide is designed as whole-stretched cylindrical rod, which diameter is 0.5- 14.0 mm and which is made from polymer-luminophore mix in ratio 1.0:10.0. EFFECT: increased efficiency, uniform illumination, lesser pain, increased safety, facilitated use, easy sterilization, increased reliability.

Description

Translated fromRussian

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для лечения заболеваний с внутриполостной и поверхностной локализацией патологических процессов в различных областях: оториноларингологии, урологии, гастроэнтерологии, проктологии, гинекологии. The invention relates to medicine and can be used to treat diseases with intracavitary and superficial localization of pathological processes in various fields: otorhinolaryngology, urology, gastroenterology, proctology, gynecology.

В последние годы широкое развитие приобрело использование безмедикаментозной коррекции состояния организма человека. Это возможно, в частности, путем лечения различных заболеваний методом рефлексо- и физиотерапии. При этом используются, например, излучающие устройства, обеспечивающие разные параметры воздействия на патологический очаг. Рабочим органом такого назначения являются световоды. In recent years, the use of drug-free correction of the state of the human body has gained widespread development. This is possible, in particular, by treating various diseases using reflex and physiotherapy. When this is used, for example, radiating devices that provide different parameters of the impact on the pathological focus. The working body of this purpose are optical fibers.

Известны различные конструкции световодов в лазерных медицинских устройствах (авт. св. N 1494279). Аппарат для лазерной терапии предлагает гибкий стекловолоконный световод, к торцу которого с помощью оптически прозрачного клея прикреплен наконечник, выполненный в виде фокона со сферической головкой, снабженной диэлектрическим покрытием. Фокон и сферическая головка выполнены монолитно. Источником излучения является гелий-неоновый лазер с длиной волны 0,63 мкм и выходной мощностью 20 мВт. Диэлектрическим покрытием наконечника служат двуокись циркония и двуокись кремния. Покрытие многослойно. Аппарат используется для лечения ЛОР-органов. При лечении, например, тонзиллита после пункции боковой стенки носа под нижней носовой раковиной вводят дренаж и световод с наконечником для одномоментного облучения слизистой оболочки гайморовой пазухи. К недостаткам световода следует отнести сложность конструкции, неудобство для больного в использовании, т.к. он выполнен жестким, неравномерность излучения. There are various designs of optical fibers in laser medical devices (ed. St. N 1494279). The device for laser therapy offers a flexible fiberglass fiber, to the end of which with the help of optically transparent glue is attached a tip made in the form of a focon with a spherical head provided with a dielectric coating. The focone and the spherical head are made integral. The radiation source is a helium-neon laser with a wavelength of 0.63 microns and an output power of 20 mW. The dielectric coating of the tip is zirconia and silicon dioxide. The coating is multilayer. The device is used to treat ENT organs. In the treatment of, for example, tonsillitis after a puncture of the lateral wall of the nose, a drainage and a light guide with a tip are introduced under the lower nasal concha for simultaneous irradiation of the maxillary sinus mucosa. The disadvantages of the fiber include the design complexity, inconvenience for the patient to use, because It is made tough, uneven radiation.

Известен также световод, используемый для светолечения внутренних органов (авт.св. 1510165). Он введен в катетер соосно, полость между торцом и концом световода заполнена пластичным прозрачным светорассеивающим веществом. В качестве светорассеивающего пластичного вещества используются полимеры, желатин, смолы или материалы на их основе с добавками. Световод может быть одно- или многожильным и позволяет использовать его в том числе для труднодоступных очагов поражения. Also known is a light guide used for phototherapy of internal organs (ed. St. 1510165). It is inserted coaxially into the catheter, the cavity between the end and the end of the fiber is filled with a plastic transparent light-scattering substance. As a light-scattering plastic substance, polymers, gelatin, resins or materials based on them with additives are used. The light guide can be single or multi-strand and allows using it also for hard to reach lesions.

По мнению авторов, инструмент позволяет обеспечить облучение протяженных патологических органов, снизить травматичность процедур. According to the authors, the tool allows for the irradiation of extended pathological organs, to reduce the invasiveness of procedures.

Однако размеры устройства, в частности катетера, составляющий 5,0-20,0 мм, доставляют при введении в полые патологические очаги или дискомфорт или травматичность. Кроме того, устройство в техническом исполнении достаточно сложно. Интенсивность светорассеяния неравномерна, что снижает терапевтический эффект воздействия. However, the dimensions of the device, in particular the catheter, comprising 5.0-20.0 mm, are delivered upon insertion into hollow pathological foci or discomfort or trauma. In addition, the device in technical performance is quite complicated. The light scattering intensity is uneven, which reduces the therapeutic effect of exposure.

Известен световод, который рекомендуется для использования в лазерной терапии, фоторадиационной терапии, биостимуляции. Источником излучения является также лазер. Световод выполнен волоконным и имеет оптическую насадку с люминесцентным веществом. Излучение поступает в волоконный световод, а из него в оптическую насадку прозрачный медицинский катетер с заизолированным дистальным концом, на конце которого содержится люминесцентное вещество. В качестве люминесцентного вещества используют краситель родамин 6 Ж, растворенный в клее или компаунде для сохранения эластичности катетера. Коэффициент пропускания лазерного излучения, вышедшего из световода, не более 10% Световод может быть применен для облучения сферических (мочевой пузырь, желудок) и трубчатых органов (пищевод, мочеиспускательный канал). Используют в том числе катетер с протяженным излучателем [1] К недостаткам устройства следует отнести сложность изготовления. Световод дорогостоящий, т.к. волоконный, его использование не обеспечивает равномерность свечения по длине патологического участка, световод имеет рассеивающие центры фонового излучения; больной вынужден принимать процедуру, находясь в вертикальном положении. Known fiber, which is recommended for use in laser therapy, photoradiation therapy, biostimulation. The source of radiation is also a laser. The fiber is made of fiber and has an optical nozzle with a luminescent substance. The radiation enters the optical fiber, and from it into the optical nozzle a transparent medical catheter with an insulated distal end, at the end of which there is a luminescent substance. As a luminescent substance, the dye rhodamine 6 G is used, dissolved in glue or compound to maintain the elasticity of the catheter. The transmittance of the laser radiation emerging from the fiber is not more than 10%. The fiber can be used to irradiate spherical (bladder, stomach) and tubular organs (esophagus, urethra). They also use a catheter with an extended emitter [1]. The disadvantages of the device include the complexity of manufacturing. The light guide is expensive because fiber, its use does not provide uniform illumination along the length of the pathological section, the fiber has scattering centers of background radiation; the patient is forced to take the procedure, while in an upright position.

Целью изобретения является повышение терапевтического эффекта воздействия при использовании световода. The aim of the invention is to increase the therapeutic effect of exposure when using a fiber.

К задачам следует отнести: равномерность светового воздействия на патологический очаг; упрощение конструкции световода; снижение стоимости световода; создание лучших условий для обслуживания больного и работы персонала. The tasks include: uniformity of light exposure to the pathological focus; simplification of the design of the fiber; reduction in fiber cost; creating better conditions for patient care and staff work.

Сущностью предложения является выполнение эластичного световода из смеси полимера с люминесцентным веществом до 10% весового соотношения. При необходимости использования точечного воздействия или изменения площади воздействия световод может быть снабжен съемным непрозрачным кожухом (металлическим, полимерным). The essence of the proposal is the implementation of an elastic fiber from a mixture of polymer with a luminescent substance up to 10% by weight. If it is necessary to use a point effect or change the area of influence, the light guide can be equipped with a removable opaque casing (metal, polymer).

В зависимости от потребности люминесцентное вещество может быть избрано с различной длиной волны 0,4-0,8 мкм. Длины волн различных люминофоров известны (Волоконно-оптические датчики. М. Энергоатомиздат, 1991). Depending on the need, the luminescent substance can be selected with different wavelengths of 0.4-0.8 microns. The wavelengths of various phosphors are known (Fiber optic sensors. M. Energoatomizdat, 1991).

Световод не требует дорогостоящих лазеров, т.к. при его эксплуатации можно использовать некогерентный свет. Не требует световолоконного материала. Для производства световода достаточно дешевое полимерное сырье. The fiber does not require expensive lasers, because during its operation, incoherent light can be used. Does not require fiber optic material. For the production of a fiber, cheap polymer raw materials are sufficient.

Новым в предложении является изготовление световода заодно с люминофором, световод обеспечивает излучение волн в достаточно широком диапазоне, что позволяет расширить область его применения. New in the proposal is the manufacture of a fiber along with a phosphor, the fiber provides wave radiation in a fairly wide range, which allows to expand the scope of its application.

Изобретательский уровень не вызывает сомнения, т.к. предложение неочевидно. Изготовление подобных световодов принципиально отличается от известных и обеспечивает равномерность излучения по всей длине. По сравнению с известными световодами его стоимость в 100-150 раз дешевле, он значительно проще, т.к. конструктивно оформлен как буж, без включения каких-либо дополнительных элементов. В отличии от световодов, используемых в лазеротерапии, в данном случае для обеспечения свечения световода используют легко доступный белый свет. Inventive step is not in doubt, because the offer is not obvious. The manufacture of such fibers is fundamentally different from the known ones and ensures uniformity of radiation along the entire length. Compared with the known optical fibers, its cost is 100-150 times cheaper, it is much simpler, because structurally designed as a bougie, without the inclusion of any additional elements. In contrast to the optical fibers used in laser therapy, in this case, easily accessible white light is used to ensure the glow of the optical fiber.

Серийное применение бесспорно. Опытная партия световодов изготовления ЕПО "Фирн". Проведены клинические испытания, которые показали исключительную перспективность изобретения. Serial application is undeniable. An experimental batch of optical fibers manufactured by EPO Firn. Clinical trials have been carried out, which showed the exceptional promise of the invention.

Световод изготавливают следующим образом. Емкость заполняют пластичной массой и органическим растворителем. В качестве пластмассы могут быть использованы метилакрилатные смолы. В смесь добавляют люминесцентное вещество, например родамин 6 G. Соотношение компонентов пластмассы и красителя должно быть соответственно 1-5-100. Массу тщательно перемешивают и пропускают через отверстие в днище емкости и фильеру, формируя световод диаметром 0,5-15,0 мм. При этом происходит испарение растворителя и отвердение полимера. Световод наматывают на барабан. The light guide is made as follows. The container is filled with a plastic mass and an organic solvent. As plastic, methyl acrylate resins can be used. A luminescent substance, for example, rhodamine 6 G, is added to the mixture. The ratio of the components of the plastic to the dye should be 1-5-100, respectively. The mass is thoroughly mixed and passed through an opening in the bottom of the container and the die, forming a fiber with a diameter of 0.5-15.0 mm. In this case, evaporation of the solvent and hardening of the polymer occurs. The light guide is wound on a drum.

Полученный световод обладает люминесцентными свойствами благодаря равномерно распределенному люминофору в пластмассе. The resulting fiber has luminescent properties due to the uniformly distributed phosphor in the plastic.

При облучении световода с торца белым светом от лампы накаливания мощностью до 150 Вт происходит интенсивное люминисцентное излучение от всей боковой поверхности световода волн длиной 0,4-0,8 мкм. Длина волны (от ультрафиолетовой до инфракрасной) соответствует свойствам светоизлучения красителя, входящего в состав конкретного световода. Интенсивность излучения от боковой поверхности световода равномерно распределена по всей длине, что обеспечивает равномерное дозирование света по всему патологическому участку. Диаметр световода (0,5-14,0 Омм) и его эластичность обеспечивают высокое качество при использовании, удобство, простоту, экономичность. When the fiber is irradiated from the end with white light from an incandescent lamp with a power of up to 150 W, intense luminescent radiation occurs from the entire side surface of the waveguide with a wavelength of 0.4-0.8 μm. The wavelength (from ultraviolet to infrared) corresponds to the light emitting properties of the dye, which is part of a particular fiber. The radiation intensity from the side surface of the fiber is uniformly distributed along the entire length, which ensures uniform dosing of light throughout the pathological area. The diameter of the fiber (0.5-14.0 Ohm) and its elasticity provide high quality when using, convenience, simplicity, efficiency.

По мнению заявителей, световод не требует дополнительных пояснений на эскизах, т.к. представляет собой лишь цельнотянутый буж. Длина и диаметр его могут быть подобраны в соответствии с методикой и патологическим участком. According to the applicants, the light guide does not require additional explanation on the sketches, as represents only a seamless bougie. Its length and diameter can be selected in accordance with the methodology and the pathological site.

Световод снабжен набором экранов (трубочек-кожухов) разной длины, диаметр которых превышает диаметр самого световода на 1 мм. The fiber is equipped with a set of screens (tubes, casings) of different lengths, the diameter of which exceeds the diameter of the fiber itself by 1 mm.

П р и м е р. Больной Р. 46 лет, страдает язвенной болезнью желудка и двенадцатиперстной кишки в течение 13 лет. Для лечения использован аппарат МОС-1 со световодом, выполненным из смеси полимера и красителя родамина 6 G. Спектр излучения световода 0,58-0,65 мкм, длина 1200 мм, диаметр 5 мм. При фиброгастроскопии обнаружена язва двенадцатиперстной кишки, диаметром 0,6 см и в области угла желудка на малой кривизне, размерами 1,2 х 0,6 х х 1,5. Произведено 3 облучения язвы инфракрасным светом с дозой Е 1 Дж/см² с периодичностью каждая последующая процедура через 3 дня. В конце лечения произведена контрольная фиброгастроскопия. Установлена полная эпителизация язвенной кишки. Выписан из стационара через 7 дней пребывания. После заживления в лабораторных условиях проведена контрольная рН-метрия через 2 месяца. Больной чувствует себя хорошо, жалоб нет. Эффект стойкий.PRI me R. Patient R., 46 years old, suffers from peptic ulcer of the stomach and duodenum for 13 years. An MOS-1 apparatus with a fiber made of a mixture of polymer and dye rhodamine 6 G was used for treatment. The emission spectrum of the fiber was 0.58-0.65 μm, length 1200 mm, diameter 5 mm. With fibrogastroscopy, a duodenal ulcer was found, with a diameter of 0.6 cm and in the region of the angle of the stomach at the lesser curvature, with dimensions of 1.2 x 0.6 x 1.5. 3 ulcers were irradiated with infrared light with a dose of E 1 J / cm² at intervals of each subsequent procedure after 3 days. At the end of treatment, control fibrogastroscopy was performed. Established complete epithelialization of the ulcer. Discharged from the hospital after 7 days of stay. After healing in the laboratory, a control pH-metry was performed after 2 months. The patient feels well, no complaints. The effect is persistent.

Световод может использоваться в поликлиниках, больницах, санаторно-курортных учреждениях, на дому. The light guide can be used in clinics, hospitals, sanatoriums, at home.

Проведение процедур с использованием предлагаемого световода позволяет сократить или полностью исключить использование медикаментозных препаратов при лечении сердечно-сосудистых, аллергических, невротических, желудочно-кишечных заболеваний. Carrying out procedures using the proposed fiber allows you to reduce or completely eliminate the use of medications in the treatment of cardiovascular, allergic, neurotic, gastrointestinal diseases.

Claims (1)

Translated fromRussian

СВЕТОВОД ДЛЯ ОБЛУЧЕНИЯ БИООБЪЕКТОВ, содержащий оптическое волокно и люминесцентное вещество, отличающийся тем, что оптическое волокно выполнено цельнотянутым из смеси, включающей метилакрилатную смолу и до 10% люминесцентного вещества. A light guide for irradiating bioobjects containing optical fiber and a luminescent substance, characterized in that the optical fiber is made seamless from a mixture comprising methyl acrylate resin and up to 10% luminescent substance.