Устройство для лечения злокачественных опухолей

Устройство для лечения злокачественных опухолей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к медицинской технике, а более конкретно, к терапевтическим устройствам для лечения злокачественных опухолей путем облучения лазерным излучением, направленным на разрушение аномальных клеток без нарушения жизнедеятельности здоровых клеток.

Уровень данной области техники характеризует устройство для лазерной терапии по патенту на изобретение RU 2122873, A 61 N 5/067, 1998 г., которое содержит блок питания, связанный с ним микропроцессорный блок управления, к которому подключен оптический блок с полупроводниковыми лазерными диодами. Излучение лазерных диодов с помощью волоконно-оптического преобразователя сводится воедино для ввода на вход сменного волоконно-оптического инструмента.

Сменный волоконный инструмент выполнен для облучения кожных покровов и внутренних органов как транскутанным, так и эндоскопическим способом.

Полупроводниковые лазерные диоды излучают на длинах волн 0,63-0,67 мкм и 0,81-0,84 мкм соответственно, что относится к видимой и инфракрасной (ИК)-областям спектра.

Описанное устройство обеспечивает комбинированное или автономное воздействие лазерным излучением видимой и ИК-областями спектра.

Недостатком этого устройства являются ограниченные функциональные возможности по варьированию режимами работы при проведении фотодинамической терапии и термотерапии, а также их последовательностью, что снижает эффективность и увеличивает продолжительность лечения.

Отмеченные недостатки устранены в устройстве для лечения злокачественных опухолей по патенту на полезную модель RU 26428, А 61 N 5/06, 2002 г., которое по числу совпадающих признаков выбрано в качестве наиболее близкого аналога.

Известное устройство содержит блок питания, микропроцессорный блок управления, генератор лазерного излучения на полупроводниковых лазерных диодах, один канал которого генерирует лазерное излучение в видимом диапазоне со спектрами, совпадающими со спектрами поглощения фотосенсибилизаторов, другой - в ближней ИК-области оптического диапазона, волоконно-оптический преобразователь, оснащенный как минимум одним оптическим разъемом, и световод, на дистальном конце которого смонтирован сменный диффузор.

Устройство дополнительно снабжено генератором тактовых импульсов, управляемым микропроцессорным блоком, выход которого связан с входами обоих каналов генератора лазерного излучения, и температурным сенсором, связанным с микропроцессорным блоком управления, другой вход которого связан с узлом ввода данных.

Генератор тактовых импульсов выполнен с возможностью отдельного или совместного функционирования каждого из его каналов по заданному закону в режиме широтно-импульсной модуляции.

Сменный диффузор на дистальном конце световода обеспечивает подведение излучения в зону пораженного участка биоткани наиболее эффективно.

Температурный сенсор предназначен для поддержания заданных температуры и времени нагрева пораженной биоткани.

Порт программирования с каналом последовательности кода RS-232 обеспечивает калибровку температурного сенсора.

Недостатком известного устройства является неудовлетворительная эффективность лечения из-за вероятностного нагрева зоны поражения, потому что затруднительно точно определить очаг опухоли при интегральной оценке места расположения биоткани с повышенной температурой. Установлено, что температура пораженной ткани при прочих равных условиях на 1-2 градуса С выше температуры здоровой ткани (см. Материалы 1-го Международного Конгресса, LASER & HEALTH, Limessol, Cyprus, 1997 г.).

По этой причине увеличивается продолжительность операции для обработки всей зоны, где выявлена опухоль.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение эффективности лечения идентифицированной по месторасположению злокачественной опухоли при сокращении времени направленного лазерного излучения.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном устройстве для лечения злокачественных опухолей, содержащем связанный с процессором оптический блок, включающий два излучателя, генерирующих лазерное излучение в видимом диапазоне и ближней ИК-области оптического диапазона соответственно, подведенных через разъем преобразователя к волоконно-оптическому световоду, несущему на дистальном конце сменный диффузор, температурный сенсор, источник питания, порт программирования, блок ввода данных и дисплей, согласно изобретению, температурный сенсор выполнен в виде коаксиально распределенных термодатчиков, подключенных к процессору и закрепленных на торцах оптоволокон, помещенных с возможностью продольного перемещения в наклоненных к периферии каналах наконечника полой иглы, причем в центральном канале наконечника полой иглы расположен с возможностью продольного перемещения эндоскоп, связанный через процессор с контрольным монитором.

Отличительные признаки повысили оперативность направленного лечения непосредственно злокачественной опухоли за счет ее диагностирования, то есть выявления места расположения пораженных клеток опосредовано, по температуре и визуально аппаратурного точного выявления посредством телескопического температурного сенсора, компактно совмещенного с эндоскопом.

Изобретение позволяет совместить связанный через процессор с видиоконтрольным монитором эндоскоп воедино с температурным сенсором, что характеризует его как новый многофункциональный инструмент, компактный, технологически удобный для оперативного проведения объективной диагностики места расположения опухоли визуально, дифференцируя опухоль по дискретным показаниям датчиков температурного сенсора, исследующего весь пораженный участок биоткани, и в режиме реального времени, согласно видеоизображению на мониторе, по контролируемым параметрам осуществлять направленное лазерное излучение в выбранном режиме.

Закрепление термодатчиков на торцах гибких оптоволокон, помещенных в направляющих их разведения, выполненных в виде наклоненных к периферии каналов наконечника корпуса эндоскопа, при продольной подаче оптоволокон вдоль инструментальной иглы обеспечило автоматическое радиальное выдвижение сенсора с расширением площади исследования.

Пространственное объединение термодатчиков с эндоскопом, связанных через процессор с видиоконтрольным прибором, позволяет по уровню повышенной температуры дискретных измерений визуально идентифицировать месторасположение пораженного участка биоткани, к которому непосредственно перемещается диффузор световода от генератора излучений для локальной интенсивной терапии.

Предложенная конструкция температурного сенсора представляет собой компактный трасформер мануального управления, который в собранном виде размещается в габаритах трубчатого корпуса серийного эндоскопа.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность является достаточной для достижения новизны качества, неприсущей признакам в разобщенности, то есть поставленная задача решена не суммой эффектов, а сверхэффектом от суммы существенных признаков.

Сущность предложенного изобретения поясняется чертежом, на котором изображено:

на фиг.1 - блок-схема устройства;

на фиг.2 - температурный сенсор в разрезе, исходное положение;

на фиг.3 - то же, рабочее положение.

Устройство для лазерной диагностики и терапии онкологии содержит процессор 1, который связан с оптическим блоком 2, который включает блок 3 буферного управления излучателями 4 и 5, выполненными в виде полупроводниковых лазерных диодов, генерирующих излучение соответственно в видимом диапазоне (длина волны 0,6-0,7 мкм) и в ближней ИК-области оптического диапазона (0,97-1,06 мкм).

Блок 3 буферного управления выполнен с возможностью автономного или совместного функционирования лазерных излучателей 4, 5 по програмно-аппаратурному обеспечению широтно-импульсной модуляции.

Поскольку устройство оснащено излучателем 4 видимого диапазона длины волн, то проведение лечебной процедуры инфракрасным излучателем 5 сопровождается визуализацией зоны воздействия излучением с длиной волны 0,97-1,06 мкм.

Кроме того, поскольку лазерное облучение в видимом диапазоне длин волн само по себе оказывает лечебное воздействие, то процедура, по сути дела, проводится сразу на двух длинах волн при различных параметрах излучения в ИК и видимом диапазонах, что расширяет технологические возможности способа и повышает эффективность воздействия.

Генерируемое каждым лазерным излучателем 4, 5 излучение с помощью волоконно-оптического преобразователя 6 сводится воедино для подачи через оптический разъем 7 на световод 8, оснащенный на дистальном конце сменным диффузором 9, посредством которого обеспечивается доставка излучения в область пораженного биологического участка 10 локализованной опухоли 11 (фиг.1).

Использование сменного диффузора 9 позволяет применять устройство в оториноларингологии, гастростроэнтерологии, рефлексотерапии, спортивной медицине, пульманологии, гинекологии, общей хирургии, стоматологии, ортопедии и травматологии.

Для диагностики патологии и точного определения места локализации пораженных клеток, имеющих повышенную температуру, в устройстве используется температурный сенсор 12, коммутирующийся с процессором 1.

Температурный сенсор 12 (фиг.2 и 3) включает комплект высокопрецизионных волоконно-оптических термодатчиков 13, закрепленных на торцах оптоволокон 14 (кварцевых диаметром 0,4-0,6 мм), размещенных в инструментальной наконечнике 15, закрепленном на полой стандартной игле 16.

Оптоволокна 14 с возможностью продольного перемещения установлены в наклоненных к периферии под углом 30° каналах 17, распределенных в наконечнике 15.

Оптоволокна 14 связаны через процессор 1 (фиг.1) с жидкокристаллическим индикатором 18 (дисплеем).

По центру иглы 16 (фиг.2, 3), в сквозном отверстии наконечника 15, с возможностью относительного продольного перемещения смонтирован эндоскоп 19.

Устройство включает связанные с процессором 1 (фиг.1) вторичный источник питания 20, блок 21 с пультом ввода данных, порт 22 программирования RS-232 и контрольный монитор 23, с которым через процессор 1 связан эндоскоп 19.

Функционирует устройство следующим образом. После включения блока 20 питания с порта 22 проводят установку требуемых режимов и параметров излучения:

- выбор и настройка непрерывного и/или импульсного излучения для режима гипотермии (интенсивной термотерапии);

- выбор и настройка непрерывного и/или импульсного излучения для режима фото динамической терапии;

- настройка параметров на экране дисплея 18 (выбор мощности излучения,

времени воздействия, уровень температуры, длительность импульсов, скважности, значения модуляции, числа импульсов).

Для измерения и поддержания в автоматическом режиме заданной температуры области воздействия на биоткань, а также точного определения места нахождения опухоли 11 через катетер вводят температурный сенсор 12 с комплектом высокопрецизионных волоконно-оптических датчиков 13, числом не менее трех, которые входят в цепь обратной связи процессора 1, совместно с эндоскопом 19.

По результатам показаний температуры каждого датчика 13 выявляется точное место расположения опухоли 11 пораженного участка 10 биоткани, которое фиксируется на контрольном мониторе 23.

После этого к локализованной опухоли 11 подводят световод 8 с диффузором 9 на дистальном конце и проводят лечебный сеанс лазерного излучения, контролируя время и температуру нагрева с помощью температурного сенсора 12, который включен в систему автоматического управления режимами работы излучателей 4, 5.

Оператор во время лечебного сеанса лазерной терапии имеет возможность контролировать весь процесс, то есть проводить мониторинг и корректировку с помощью дисплея 18, на котором отображаются следующие характеристики: подводимая мощность выбранного излучателя 4, 5, температура прогрева пораженного участка 10 биологического объекта, выбор типа лазерного излучения.

Предложенное устройство позволяет выявлять и локализовать с высокой степенью точности участки опухолевой ткани, проводить внутриполостное модулированное лазерное облучение пораженного участка, одновременно осуществляя эндоскопический контроль, и автоматически корректировать процесс облучения.

Все это в целом заметно повышает эффективность направленной терапии онкологии и сокращает время лечения.

Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого изобретение явным образом не следует для специалиста по лазерной терапии, показал, что оно не известно, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления инструмента для диагностики и лечения злокачественных опухолей можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.

1. Устройство для лечения злокачественных опухолей, содержащее связанный с процессором оптический блок, включающий два излучателя, генерирующих лазерное излучение в видимом диапазоне и ближней ИК-области оптического диапазона, соответственно, подведенных через разъем преобразователя к волоконно-оптическому световоду, несущему на дистальном конце сменный диффузор, температурный сенсор, источник питания, порт программирования, блок ввода данных и дисплей, отличающееся тем, что температурный сенсор выполнен в виде коаксиально распределенных термодатчиков, подключенных к процессору и закрепленных на торцах оптоволокон, помещенных с возможностью продольного перемещения в наклоненных к периферии каналах наконечника полой иглы.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в центральном канале наконечника полой иглы расположен с возможностью продольного перемещения эндоскоп, связанный через процессор с контрольным монитором.