CN106422087A - 体内植入式光动力治疗仪 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种体内植入式光动力治疗仪：包括植入人体的照射单元以及外置式的光源模块，所述照射单元包括依次连接的瘤腔发光体、可弯曲金属管以及光源转接盒，可弯曲金属管内设置有用于形成光源转接盒与瘤腔发光体之间光传输通路的植入光纤，光源转接盒包括盒体、设置于盒体上的光源接口以及设置于盒体内的光反射机构；所述光源模块包括激光源、用于连接激光源与光源接口的光源光纤以及用于调节激光源的调节钮；所述光反射机构通过将激光源发射的激光由光源接口反射至植入光纤，从而实现激光对瘤腔的照射。本发明中照射单元与体积较大的光源部分分离，可植入皮下，照射深度较深，且适用于进行多次光动力治疗的过程。

Description

体内植入式光动力治疗仪
技术领域
本发明涉及一种外科手术用的医疗器械，特别是一种体内植入式光动力治疗仪。
背景技术
人脑胶质瘤是人类中枢神经系统最常见的恶性肿瘤，传统的治疗方法治愈率低，复发率高、预后极差，因此迫切需要寻找新的治疗方法。光动力疗法(photodynamictherapy，PDT)治疗恶性肿瘤是近20年兴起并不断发展的新技术，经过国内外学者大量实验及临床探索，证明PDT对恶性肿瘤有显著的治疗作用，并研制了许多新型光敏剂和激光设备。但是均只能进行术中单次照射，且照射深度仅在5-10mm，而胶质瘤细胞往往在肿瘤周围20mm最易复发，单次照射对延缓肿瘤复发及延长生存期非常有限。
文献报道，恶性胶质瘤术后腔边缘肿瘤复发是患者预后不佳的主要原因。对拟行胶质瘤切除的患者，术前给予一定量的光敏剂，胶质瘤被切除后以一定波长的激光对瘤腔边缘进行照射，即可达到杀伤残存肿瘤细胞的目的。并且有证据表明胶质瘤细胞具有高度摄取光敏剂的能力，比其他肿瘤细胞对PDT更敏感。目前临床上使用的血卟啉衍生物等光敏剂皮肤毒性大，经常需要避光数周，对正常脑组织的损伤作用也有报道。
传统的PDT是利用集聚在肿瘤中的外源光敏剂吸收激光后，启动光动力反应产生活性产物扑杀肿瘤组织。而5-ALA介导的PDT则完全不同，5-ALA作为新一代光敏剂，是人体生理过程血红素合成中的基本原料原卟啉的前体，对肿瘤有高度的选择性，已被用于多种肿瘤的PDT。在正常组织中5-ALA转变成原卟啉后。在亚螯合物酶的作用下，再与铁离子结合成血红素。而在肿瘤组织中亚螯合物酶活性低，如有原卟啉产生，则不能有效的将之转变为血红素，将导致原卟啉在肿瘤细胞内集聚。因此如果输入外源原卟啉前体5-ALA，则可在肿瘤中内源性生成原卟啉，作为内源光敏剂的原卟啉，在波长为372-440nm的激光照射下可导致肿瘤细胞死亡。据此，输入5-ALA即可启动光动力反应，介导PDT。
原卟啉对肿瘤组织敏感性高、特异性强，吸收光谱的吸收峰值位于红光区，可以利用该波长范围激光辐射对组织的穿透力强的优势，提高照射深度，并且，原卟啉半衰期短、代谢快、毒副作用小，尤其皮肤光敏作用轻，给药途径简单，全身和局部给药均可，而且可以反复多次治疗。5-ALA介导的PDT只在国外少部分单位实施过，还没有全面推广，主要原因在于单次照射治疗疗效一般，而多次照射肿瘤周围组织，则可以显现出明显的治疗疗效，但目前光动力治疗仪通常都是外置式的，缺乏可以进行多次照射的体内照射设备，无法满足肿瘤切除术后多次进行PDT的需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种体内植入式光动力治疗仪。
为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：
该光动力治疗仪包括可植入人体的照射单元以及外置式的光源模块，所述照射单元包括依次连接的瘤腔发光体、可弯曲金属管以及光源转接盒，可弯曲金属管内设置有用于形成光源转接盒与瘤腔发光体之间光传输通路的植入光纤，光源转接盒包括盒体、设置于盒体上的光源接口以及设置于盒体内的光反射机构；所述光源模块包括激光源、用于连接激光源与光源接口的光源光纤以及用于调节激光源功率的调节钮；所述激光源发射的激光通过光反射机构由光源接口反射至植入光纤，并通过瘤腔发光体向外输出，从而实现激光对瘤腔的照射。
所述光反射机构采用固定角度的反射镜。
或者，所述光反射机构包括反射镜、摇臂、摇臂控制模块以及支臂，反射镜可转动的支撑在支臂上，摇臂的一端与反射镜相连，另一端与摇臂控制模块相连，支臂支撑反射镜的位置与摇臂连接反射镜的位置位于反射镜上的不同位置点处，摇臂采用曲柄结构，摇臂控制模块包括用于驱动摇臂动作的往复运动单元。
所述光动力治疗仪还包括定时器以及温敏报警模块；
定时器的工作时序为：
T1阶段，当激光源开始工作后，定时器同步启动并开始计时；定时器计时时间达到预定时间后，定时器第一次清零；
T2阶段，定时器第一次清零后再次启动并开始计时，直至激光源停止工作时，定时器第二次清零；
温敏报警模块的工作时序为：
A1阶段，激光源工作达到预定时间时，温敏报警模块启动温度感测，若在感测时间内检测到温度变化信号，则报警，若未检测到温度变化信号，则在感测时间结束时报警，并停止温度感测；
A2阶段，激光源停止工作时，报警结束。
所述报警包括发出报警声以及发出无线报警信号。
所述瘤腔发光体是由透光硬质塑料制成的球形或长条状壳体结构，壳体结构表面呈磨砂状，可漫反射光线。
所述盒体上设置有用于将光源转接盒固定在胸壁皮下的底座；所述可弯曲金属管上设置有用于将可弯曲金属管固定在皮下的固定器。
所述激光源的激光波长范围是300-640nm。
本发明的有益效果体现在：
本发明所述光动力治疗仪将照射单元与光源模块分开为两个部分，照射单元包括的光纤、光源转接盒均可植入体内，可在需要进行光动力治疗时，与外部的光源模块快速连接，并通过置于瘤腔的发光体输出一定波长和强度的激光，对切除瘤组织周围进行照射，不仅照射深度较深，而且适用于进行多次光动力治疗的过程。
进一步的，通过设置温敏报警模块、摇臂控制模块以及摇臂等组件，在治疗时间结束时，切换激光光路，并利用激光自身能量，通过温敏报警模块在现场或者通过无线通信发出警报信号，及时提醒医务人员或患者关闭光源并结束光动力治疗。
进一步的，通过时序控制，可以实现自动化控制。
附图说明
图1是本发明所述照射单元的结构示意图；
图2是本发明所述光源模块的结构示意图；
图3是本发明的植入手术示意图；
图4为本发明一个实施例中光源转接盒的结构示意图；
图5为上述实施例中激光源的工作流程图；
图中：1.发光体，2.固定器，3.可弯曲金属管，4.植入光纤，5.光源转接盒，6.光源接口，7.反射镜，8.底座，9.光源模块，10.调节扭，11.插头，12.光源光纤，13.瘤腔，14.摇臂，15.支臂，16.摇臂控制模块，17.温敏报警模块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。
参见图1以及图2，本发明所述体内植入式光动力治疗仪包括植入人体的照射单元以及外置式(人体外)的光源模块9，所述外置式的光源模块9主要包括波长范围是300-640nm的激光源，还具有用于输出激光的光源光纤12、用于调节激光源功率的调节钮10以及用于连接外部电源的带插头11的电缆，激光源封装在壳体内，调节钮10位于壳体上，光源光纤12、电缆自壳体内引出。根据术腔体积大小(计算公式V＝1/6πab2，a代表最长径，b代表最短径)，通过调节钮10对输出功率进行调节(20～40W)，以获得功率密度200mW/cm2的激光。所述照射单元包括依次连接的发光体1、可弯曲金属管3以及光源转接盒5，光源转接盒5上具有底座8以及用于连接光源光纤12的光源接口6，光源转接盒5内设置有反射镜7，反射镜7可以采用固定设置方式，反射镜7与光源接口6输入光方向通常呈45度角，将由光源光纤12(经光源接口6)输入的体外光源反射至可弯曲金属管3内设置的植入光纤4中。并由植入光纤4传输至发光体1。发光体1可设计成球形或长条状，具体根据术中情况选择不同的形状。发光体1由透光硬质塑料制成，表面磨砂状，可漫反射光线。
参见图3，通过手术，将发光体1置入颅内术腔(瘤腔13)内，将可弯曲金属管3弯曲一定弯度(根据植入位置)，用固定器2将可弯曲金属管3固定在皮下，可弯曲金属管3通过皮下隧道连接于固定在胸壁皮下的光源转接盒5，底座8固定在胸壁肌筋膜层，缝合胸壁皮肤后露出光源接口6于体表。当需要进行光动力治疗时，连接光源模块9的插头11至电源，将光源光纤12连接光源接口6，用调节扭10调节激光输出功率(调节范围0-40W)到需要的参数值，启动激光源。
参见图4，当采用多次光动力治疗疗程时，无论是在医院或其他场所，患者的治疗过程需要得到严格的控制，并方便医护人员或看护人员工作(无需在治疗期间持续值守)，为此，特别提出了以下改进的光源转接盒。即在如图1所示的光源转接盒中增加摇臂14、支臂15以及摇臂控制模块16。所述支臂15固定在光源转接盒内，反射镜7支撑在支臂15上，并可绕支撑点(记为A点)转动一定角度，摇臂14一端连接反射镜7(连接点记为B点，A、B为反射镜上的不同两点)，摇臂14另一端连接摇臂控制模块16，摇臂14可以采用曲柄结构，将摇臂控制模块16内微型升降单元的上下运动转变为反射镜7的转动。为实现摇臂自动控制，所述体内植入式光动力治疗仪还包括控制器、温敏报警模块17，温敏报警模块17位于光源转接盒内，控制器与激光源的控制电路、温敏报警模块17及摇臂控制模块16相连。
参见图5，当激光源启动并工作(工作指发射激光)后，利用激光源的工作信号驱动控制器自带的定时器开始计时，计时期间，反射镜7按照上述角度固定位置，将光源传递至发光体1，计时结束时(达到预定治疗时间)，定时器清零后再次启动计时，控制器使微型升降单元动作(同时使温敏报警模块17启动温度感测)，微型升降单元通过摇臂14使反射镜7转动一定角度，将激光反射到温敏报警模块17，导致该模块中的温敏元件产生变化信号，从而引发该模块中的报警电路工作，报警电路一方面发出蜂鸣，另一方面发射无线信号到体外，从而可以将治疗达到预定时间的信息传递到离病人较远的地方，例如医院的值班室或者手机等移动终端上，从而提醒相关人员关闭激光源，或者在计时时长达到给定警戒时间(警戒时间通常短于治疗时间)后自动(通过控制器即可实现)关闭激光源，结束报警，同时定时器清零。当下次再次启动激光源时，微型升降单元首先使得反射镜7回到原来位置，确认复位后(或启动后延迟若干秒，认为复位完成)，激光源再次工作，并继续将光传输给发光体1。

Claims (8)

1.一种体内植入式光动力治疗仪，其特征在于：该光动力治疗仪包括可植入人体的照射单元以及外置式的光源模块(9)，所述照射单元包括依次连接的瘤腔发光体(1)、可弯曲金属管(3)以及光源转接盒(5)，可弯曲金属管(3)内设置有用于形成光源转接盒(5)与瘤腔发光体(1)之间光传输通路的植入光纤(4)，光源转接盒(5)包括盒体、设置于盒体上的光源接口(6)以及设置于盒体内的光反射机构；所述光源模块(9)包括激光源、用于连接激光源与光源接口(6)的光源光纤(12)以及用于调节激光源功率的调节钮(10)；所述激光源发射的激光通过光反射机构由光源接口(6)反射至植入光纤(4)，并通过瘤腔发光体(1)向外输出，从而实现激光对瘤腔(13)的照射。
2.根据权利要求1所述一种体内植入式光动力治疗仪，其特征在于：所述光反射机构采用固定角度的反射镜(7)。
3.根据权利要求1所述一种体内植入式光动力治疗仪，其特征在于：所述光反射机构包括反射镜(7)、摇臂(14)、摇臂控制模块(16)以及支臂(15)，反射镜(7)可转动的支撑在支臂(15)上，摇臂(14)的一端与反射镜(7)相连，另一端与摇臂控制模块(16)相连，支臂(15)支撑反射镜(7)的位置与摇臂(14)连接反射镜(7)的位置位于反射镜(7)上的不同位置点处，摇臂控制模块(16)包括用于驱动摇臂(14)动作的往复运动单元。
4.根据权利要求1所述一种体内植入式光动力治疗仪，其特征在于：所述光动力治疗仪还包括定时器以及温敏报警模块(17)；
定时器的工作时序为：
T1阶段，当激光源开始工作时，定时器同步启动并开始计时；定时器计时时间达到预定时间后，定时器第一次清零；
T2阶段，定时器第一次清零后再次启动并开始计时，直至激光源停止工作时，定时器第二次清零；
温敏报警模块(17)的工作时序为：
A1阶段，激光源工作达到预定时间后，温敏报警模块(17)启动温度感测，若在感测时间内检测到温度变化信号，则报警，若未检测到温度变化信号，则在感测时间结束时报警，并停止温度感测；
A2阶段，激光源停止工作时，报警结束。
5.根据权利要求4所述一种体内植入式光动力治疗仪，其特征在于：所述报警包括发出报警声以及发出无线报警信号。
6.根据权利要求1所述一种体内植入式光动力治疗仪，其特征在于：所述瘤腔发光体(1)是由透光硬质塑料制成的球形或长条状壳体结构，壳体结构表面呈磨砂状，可漫反射光线。
7.根据权利要求1所述一种体内植入式光动力治疗仪，其特征在于：所述盒体上设置有用于将光源转接盒(5)固定在胸壁皮下的底座(8)；所述可弯曲金属管(3)上设置有用于将可弯曲金属管(3)固定在皮下的固定器(2)。
8.根据权利要求1所述一种体内植入式光动力治疗仪，其特征在于：所述激光源的激光波长范围是300-640nm。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109011149A (zh) * 2018-09-04 2018-12-18 清华大学 植入式医疗器械的固定装置、加工方法和植入式医疗器械
CN112451859A (zh) * 2020-11-23 2021-03-09 昆明医科大学 一种脑胶质瘤光动力直接照射治疗装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6238426B1 (en) * 1999-07-19 2001-05-29 Light Sciences Corporation Real-time monitoring of photodynamic therapy over an extended time
US20090222067A1 (en) * 2008-03-03 2009-09-03 Richard Toselli Endoscopic delivery of red/nir light to the substantia nigra to treat parkinson's disease
US20110125077A1 (en) * 2009-11-25 2011-05-26 Medtronic, Inc. Optical stimulation therapy
US20120259393A1 (en) * 2011-04-08 2012-10-11 Alim Louis Benabid Implantable Device for Optically Stimulating the Brain of a Person or an Animal
CN104434141A (zh) * 2014-11-05 2015-03-25 中国科学院深圳先进技术研究院 一种小型动物绝望行为测试装置
KR101559927B1 (ko) * 2014-02-28 2015-10-14 비손메디칼 주식회사 체내 삽입용 레이저 조사 장치

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6238426B1 (en) * 1999-07-19 2001-05-29 Light Sciences Corporation Real-time monitoring of photodynamic therapy over an extended time
US20090222067A1 (en) * 2008-03-03 2009-09-03 Richard Toselli Endoscopic delivery of red/nir light to the substantia nigra to treat parkinson's disease
US20110125077A1 (en) * 2009-11-25 2011-05-26 Medtronic, Inc. Optical stimulation therapy
US20120259393A1 (en) * 2011-04-08 2012-10-11 Alim Louis Benabid Implantable Device for Optically Stimulating the Brain of a Person or an Animal
KR101559927B1 (ko) * 2014-02-28 2015-10-14 비손메디칼 주식회사 체내 삽입용 레이저 조사 장치
CN104434141A (zh) * 2014-11-05 2015-03-25 中国科学院深圳先进技术研究院 一种小型动物绝望行为测试装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109011149A (zh) * 2018-09-04 2018-12-18 清华大学 植入式医疗器械的固定装置、加工方法和植入式医疗器械
CN109011149B (zh) * 2018-09-04 2021-01-08 清华大学 植入式医疗器械的固定装置、加工方法和植入式医疗器械
CN112451859A (zh) * 2020-11-23 2021-03-09 昆明医科大学 一种脑胶质瘤光动力直接照射治疗装置

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