CN101987229A

CN101987229A - 光动力治疗肿瘤系统

Info

Publication number: CN101987229A
Application number: CN2010105393155A
Authority: CN
Inventors: 吕征; 杨基春; 张国光; 曹志永; 董晓曦; 舒展
Original assignee: TIANJIN BINGHAI INDUSTRIAL PARK HUAYI PHOTOELECTRICITY TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: TIANJIN BINGHAI INDUSTRIAL PARK HUAYI PHOTOELECTRICITY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2010-11-11
Filing date: 2010-11-11
Publication date: 2011-03-23

Abstract

本发明涉及一种光动力治疗肿瘤系统，其特征是：主要由系统控制器、激光导光装置、激光功率检测装置、血流血氧监测装置和光动力肿瘤治疗机构成，所述系统控制器包括相互连接的工控机和单板机，所述单板机分别与激光导光装置、激光功率检测装置、血流血氧监测装置连接。有益效果：采用专用导光装置和检测装置，使之与光动力治疗机联合，形成光动力治疗肿瘤系统。根据检测、监测和治疗三位一体的光动力治疗系统原理，使医生能够准确知道病灶处(肿瘤体内)的氧含量、光敏剂浓度和激光剂量，解决医生在治疗肿瘤过程的盲目性，有效提高肿瘤的光动力治疗疗效的效果。

Description

光动力治疗肿瘤系统

技术领域

本发明属于医疗器械，尤其涉及一种光动力治疗肿瘤系统。

背景技术

尽管国际上对光动力疗法深入研究有了重大的突破，为恶性肿瘤的治疗、病毒性和病菌性疾病的治疗提供新的技术和途径，但在国际技术范畴领域，仍存在阻碍光动力疗法进一步完善的关键技术，还缺少与光动力疗法配套技术，还未形成光动力治疗系统。光动力治疗效果的一个关键性因素在于激光是否能准确传导于肿瘤病变组织部位，因此对不同部位和不同疾病，需要配置不同的光传输系统和相应的监测和检测技术，以便于医生临床操作和使用，否则医生在治疗过程中并不知道病灶处（肿瘤体内）的氧含量、光敏剂浓度；不能准确掌握激光剂量，因此实际上是盲目治疗，大大降低了光动力治疗肿瘤的疗效。肿瘤种类繁多，病患者身体情况各有不同，需要采用不同功率的激光照射。国内有关医用激光光动力治疗装置的研制及应用研究的文献报道较多。其中，检出的部分文献涉及如：刘端祺（北京军区总医院），刘慧龙，等.《光动力学疗法治疗上消化道癌的临床研究》中国激光医学杂志，2007，16(4)：223-227；由激光基质晶体Nd∶YAP或Nd∶YVO₄激光晶体、特殊光学谐振腔、倍频晶体LBO或KTP、泵浦光源和驱动源、导光光导纤维、光纤笔组成的670.7 nm或671 nm的激光治疗机。中国科学院福建物质结构研究所《一种激光治疗机》：中国，1335117[P]. 2002-02-13，由半导体激光器、驱动电源、激光耦合系统、导光用光导纤维等组成的670 nm LD激光治疗机。陶文基，黄玉峰《半导体大功率激光光动力肿瘤治疗仪》中国，1352997[P]. 2002-06-12，主要由半导体激光器、光源电流调节器、光功率检测显示器、电子定时显示、报警器、过流保护器及稳压电源组成的大功率激光动力肿瘤治疗仪；北京科电微波电子有限公司. 《一种艾拉光动力医用激光治疗仪》：中国，200963186[P]2007-10-24由激光集成组件、激光驱动电源、控制系统和辅助系统等组成的艾拉光动力半导体可见光连续波医用激光治疗仪；郑成福. 前列腺疾病治疗装置及其制造方法：中国，101002698[P]. 2007-07-25包括主机光源或电源装置、安装有光源发射极的导管和控温系统的前列腺疾病治疗装置等内容的报道。目前亟待解决激光的传输方式比较单一的问题。临床亟待开发出一种根据检测、监测和治疗三位一体的光动力治疗系统原理，使医生能够准确知道病灶处（肿瘤体内）的氧含量、光敏剂浓度和激光剂量，解决医生在治疗肿瘤过程的盲目性，有效提高肿瘤的光动力治疗疗效的光动力治疗肿瘤系统。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中的不足，提供一种光动力治疗肿瘤系统，采用专用导光装置和检测装置，使之与光动力治疗机联合，形成光动力治疗肿瘤系统。根据检测、监测和治疗三位一体的光动力治疗系统原理，使医生能够准确知道病灶处（肿瘤体内）的氧含量、光敏剂浓度和激光剂量，解决医生在治疗肿瘤过程的盲目性，有效提高肿瘤的光动力治疗疗效的效果。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现，一种光动力治疗肿瘤系统，其特征是：主要由系统控制器、激光导光装置、激光功率检测装置、血流血氧监测装置和光动力肿瘤治疗机构成，所述系统控制器包括相互连接的工控机和单板机，所述单板机分别与激光导光装置、激光功率检测装置及血流血氧监测装置连接。

所述激光功率检测装置主要由分别与单板机连接的功率密度计、血流量计和血氧计构成。

所述激光导光装置主要由依次连接的光纤接口、光纤传导部分和光纤头部构成，所述光纤头部的形状设有：点状光纤、扩束光纤、直接插入和套针插入的柱状光纤及球状光纤。

有益效果：采用专用导光装置和检测装置，使之与光动力治疗机联合，形成光动力治疗肿瘤系统。根据检测、监测和治疗三位一体的光动力治疗系统原理，使医生能够准确知道病灶处（肿瘤体内）的氧含量、光敏剂浓度和激光剂量，解决医生在治疗肿瘤过程的盲目性，有效提高肿瘤的光动力治疗疗效的效果。通过获取治疗前后的病理数据和检测数据，来制作光动力治疗肿瘤的数据库，并以此制定光动力治疗肿瘤临床规范，为医生提供临床规范指导，使医学界治疗肿瘤更加规范化。该系统可用于皮肤癌食道癌、肺癌、乳腺癌、头颈肿癌、肝癌、膀胱癌和肠胃癌等恶性肿瘤。

附图说明

图1是本发明的连接结构原理图；

图2是本发明的流程框图；

图3是本发明的外观示意图；

图4是本发明各装置的连接原理图。

具体实施方式

以下结合较佳实施例，对依据本发明提供的具体实施方式详述如下：详见附图，一种光动力治疗肿瘤系统，主要由系统控制器、激光导光装置、激光功率检测装置、血流血氧监测装置和光动力肿瘤治疗机构成，所述系统控制器包括相互连接的工控机和单板机，所述单板机分别与激光导光装置、激光功率检测装置、血流血氧监测装置连接。所述激光功率检测装置主要由分别与单板机连接的功率密度计、血流量计和血氧计构成。所述激光导光装置主要由依次连接的光纤接口、光纤传导部分和光纤头部构成，所述光纤头部的形状设有：点状光纤、扩束光纤、直接插入和套针插入的柱状光纤及球状光纤。

（1）激光导光装置

针对人体不同部位、不同肿瘤的情况，按照光动力治疗的特点，开发系统专用的导光装置。该装置由光纤接口、传导部分和光纤头部组成，传导部分为光导纤维，光纤头部采用可拆卸方式，针对人体不同肿瘤治疗采用不同出光方式的光纤头部。并开发出点状光纤（适用于体表癌及堵塞管道的肿瘤）、扩束光纤（带微镜头，可扩大照射范围）、柱状光纤（可插入肿瘤组织中进行照射，包括直接插入和套针插入，适用于块状肿瘤或较深部的肿瘤）、球状光纤（可以向四周发光，适用于膀胱癌、鼻咽癌）。

该装置可对人体不同部位不同种类的肿瘤提供不同的激光，提高了光动力疗法的针对性，提高了疗效，使光动力肿瘤的治疗种类可以大大增加。开发的光纤具有精度高，适用性强的优势，光纤导光效率>90%，光纤光缆直径<1.2mm，数值孔径>0.22。

（2）激光功率检测装置

为便于临床医生掌握激光剂量，控制疗效的一致性，本项目针对不同部位、不同肿瘤的情况，按照光动力治疗的特点，开发光动力治疗肿瘤的专用的激光功率密度检测仪。该仪器能与治疗系统的控制器相连。在使用中设置一定的功率密度值后，将激光导光头放在功率密度监测装置位置，其距离应和治疗时激光导光头与肿瘤之间的距离一致，功率密度计可测得实际功率密度，将反馈传输给工控机和单片机，通过工控机和单片机对激光器电流进行自动调整，使激光器的激光功率密度达到设定值。

该激光功率密度仪测量范围1mW/cm²～100W/cm²，测量精度为1mW/cm²，误差在2%以下，精度高，可满足光动力治疗肿瘤的不同激光功率密度的测量需求；

（3）血流血氧监检测装置

开发血流血氧监检测装置：该装置采用激光散斑无创非接触测量，测量病灶部位附近相关组织的血流和血氧，从而可间接测量病灶处（肿瘤体内）的氧含量、光敏剂浓度，并利用这些信息反馈控制激光治疗机的输出，使治疗参数和剂量响应治疗的需要，以取得更好的疗效。

（4）光动力肿瘤治疗机

该光动力肿瘤治疗机，通过特定波长的激光照射附着在肿瘤细胞上的光敏剂，。使之与人体组织大分子产生细胞毒直接杀死肿瘤细胞，并可使肿瘤的血瘤组织缺血死亡，因此达到光动力治疗肿瘤的目的。

技术指标

（1）激光波长与输出功率：635nm/2000mW以上

（2）工作方式：连续输出

（3）激光功率密度：50mW/cm2-500mW/cm2,精度10%

（4）血流血氧测量：2-800cm/秒，测量分辨率：1%

浓度：35%-100%，测量精确度:±3%

工作原理：人机界面工控机通过数据传输线与单片机链接，单片机不仅能接收工控机的指令，还能将激光功率密度检测装置和血流血氧监测装置的信息反馈给工控机，从而达到对病灶情况的实时监控。通过工控机使单片机分别控制功率密度监测装置、激光器系统和血流血氧监测装置。同时功率密度检测装置和血流血氧监测装置，分别将检测和监测到的信息反馈给单片机，使其能够和工控机上下通讯。工控机通过单片机进行对激光器系统出光的控制。血流血氧监测装置接有监测探头，为血流血氧装置和控制系统反馈信息。激光器系统还应根据人体不同部位、不同肿瘤连接相应的道光装置。

工作过程：详见图2，医生在对患者进行诊断和治疗时，首先，启动光动力治疗肿瘤系统，对机器进行预热。医生对患者注射光敏剂，打开血流血氧监测装置，间接的对光敏剂进行监测，当血流血氧值达到治疗需求时，选择相应的导光装置和导光头，并与激光器接口耦合。设置激光功率密度，控制激光器系统出光，将激光导光头放在功率密度监测装置检测位置，其距离应和治疗时激光导光头与肿瘤之间的距离一致，功率密度计可测得实际功率密度，将反馈传输给工控机和单片机，通过工控机和单片机对激光器电流进行自动调整，使激光器的激光功率密度达到设定值。当激光功率密度达到设定功率密度时，对患者病灶处进行照射治疗。在治疗过程中，血流血样监测装置会时时监测血流血氧值，当血流血氧值不能达到治疗值时，工控机会根据血流血样监测装置反馈回的信息控制激光器停止出光，治疗结束后，医生关机。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims

1.一种光动力治疗肿瘤系统，其特征是：主要由系统控制器、激光导光装置、激光功率检测装置、血流血氧监测装置和光动力肿瘤治疗机构成，所述系统控制器包括相互连接的工控机和单板机，所述单板机分别与激光导光装置、激光功率检测装置及血流血氧监测装置连接。

2.根据权利要求1所述的光动力治疗肿瘤系统，其特征是：所述激光功率检测装置主要由分别与单板机连接的功率密度计、血流量计和血氧计构成。

3.根据权利要求1所述的光动力治疗肿瘤系统，其特征是：所述激光导光装置主要由依次连接的光纤接口、光纤传导部分和光纤头部构成，所述光纤头部的形状设有：点状光纤、扩束光纤、直接插入和套针插入的柱状光纤及球状光纤。