CN107213554A - 一种介入用的液态光传导装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种介入用的液态光传导装置，包括内部为一空腔的导管，所述导管的一端设有尾鞘，导管的另一端设有能够注射液体介质和传导激光的液体‑激光耦合器；所述尾鞘上设有出口；所述导管内壁上镀有金属反射层，所述导管内能够传输液体介质，激光能够在金属反射层包裹的液体中进行传输，并通过尾鞘传出。本发明通过Seldinger动脉插管技术将激光和液体药物引入动脉直达病变部位，激光通过金属反射层包裹的液体药物导管传导，药物及激光从肿瘤内部的血管通道抵近治疗，能够使光敏剂及激光直接作用于深部肿瘤，增强治疗效果，减轻毒副作用。

Description

一种介入用的液态光传导装置

技术领域

本发明涉及医学领域中的介入放射学技术领域，具体涉及一种介入用的液态光传导装置。

背景技术

1953年，Seldinger氏首先报导了用穿刺针经皮股动脉穿刺插入导管的方法。这种闭式插管技术不阻断插入血管(动脉或静脉)的血流，出血少,使局部合并症由8％降到1.3％，从而使导管技术在诊断放射学及介入放射学，即手术放射学的不同领域里发挥丁广泛的作用。例如目前广泛采用的颈外动脉插管术，在头颈部恶性肿瘤术前可以采用化学药物治疗，给药途径以动脉插管直接推注药物到肿瘤区，或采用有抗肿瘤药物的微球，自动脉推置于肿瘤部位，而后缓慢释放药物，则其疗效更佳。待肿瘤局限或缩小后，则可进一步行手术切除。

光动力疗法(Photodynamic Therapy，PDT)是利用光动力效应进行疾病诊断和治疗的一种新技术。其作用基础是光动力效应。这是一种有氧分子参与的伴随生物效应的光敏化反应。其过程是，特定波长的激光照射使组织吸收的光敏剂受到激发，而激发态的光敏剂又把能量传递给周围的氧，生成活性很强的单态氧，单态氧和相邻的生物大分子发生氧化反应，产生细胞毒性作用，进而导致细胞受损乃至死亡。相比传统疗法，光动力疗法的优势有：1.创伤很小：借助光纤、内窥镜和其他介入技术，可将激光引导到体内深部进行治疗，避免了开胸、开腹等手术造成的创伤和痛苦。2.治疗区域的选择性：PDT疗法的主要攻击目标是光照区的病变组织，对病灶底部和周边的正常组织无损伤，这种选择性杀伤行为是其他常规手段所无法做到的。由于光敏剂只被病变细胞吸收并保留，无全身毒性，作用光波不为正常组织吸收，所以治疗只针对病变组织而保证正常组织细胞无损伤。3.有效性：光动力作用能引起的血管损伤及由此导致的病变组织局部的缺血缺氧，最终杀灭病变部位。并且由于治疗过程基于较强的药物定位效应。自动产生于所有肿瘤、病毒疣、疱疹、增生血管以及眼底黄斑等部位，与此同时又能增强机体本身的免疫机制，防止复发或转移，治疗彻底、无复发，可以彻底根治。4.无耐药、毒副作用：由于制剂本身无毒，进入人体后很快被代谢，不在体内产生蓄积，机体也不会对光敏制剂产生耐药抗药性。因此，光动力疗法可以反复使用。5.灵活性：光动力疗法不受其他治疗方法限制，可以完全独立使用也可以与其他疗法联合使用。6.无创性：对发病器官上皮结构和胶原支架的损伤小，使创面愈合后保持器官外形和功能的完整性。治疗无需手术，无需病人住院，治疗时间短、无创伤，无痛苦。

由于光动力疗法主要波长集中于600多纳米的红光波段，此波段在人体内吸收损耗大，一般只能传输几毫米至数十毫米量级，对于一些深层肿瘤，无法起到有效的光动力治疗作用；同时，光敏剂药物通过静脉注射进入血液循环系统，在到达病变部位之前通过血液循环遍及全身，在肿瘤补位富集程度较小且对正常组织易具有副作用。本发明提出了一种介入用液态光传导系统，通过Seldinger动脉插管技术将激光和液体药物引入动脉直达病变部位，激光通过金属包裹的液体药物导管传导，药物及激光从肿瘤内部的血管通道抵近治疗，能够使光敏剂及激光直接作用于深部肿瘤，增强治疗效果，减轻毒副作用。

发明内容

有鉴于此，针对Seldinger动脉插管技术的导管无法传递光能，以及光动力治疗无法抵近体内病变部位的不足，本发明提出一种介入用的液态光传导装置，构成光能和药物同时输送的管道，药物及激光从肿瘤内部的血管通道抵近治疗，能够使光敏剂及激光直接作用于深部肿瘤，增强治疗效果，减轻毒副作用。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种介入用的液态光传导装置，包括内部为一空腔的导管，其所述导管的一端设有尾鞘，导管的另一端设有能够注射液体介质和传导激光的液体-激光耦合器；所述尾鞘上设有出口；所述导管内壁上镀有金属反射层，所述导管内能够传输液体介质，激光能够在金属反射层包裹的液体中进行传输，并通过尾鞘传出。

进一步地，所述尾鞘为具有弧度的弯曲状结构，且该尾鞘由与导管连接的一端至自由端逐渐变细，即从封闭端到自由端，其呈弯曲收缩形状，外径越来越小；

弯曲状的所述尾鞘的凹面所在的一侧(即收缩侧或内侧)设有能够释放液体介质和传出激光的出口；

弯曲状的所述尾鞘的向外凸出的一侧(即外侧或延伸侧，)为平滑的曲面。

进一步地，所述尾鞘采用能够传递光的、透明的柔性高分子材料制成，如透明的高分子聚合物等，则使得光不仅能够从出口导出，同时也能够从整个透明的尾鞘导出。

进一步地，所述导管的外围设有包裹该导管、并能够减少血液阻力的亲水层。

进一步地，所述亲水层的材料为高分子聚合物，该高分子聚合物包括聚四氟乙烯。

进一步地，所述导管的外壁切割有花纹结构以增强所述导管的柔性，该花纹结构包括螺旋状花纹或纵向条形花纹。

进一步地，所述液体-激光耦合器上设有激光入口、液体入口以及与所述导管连接的对接口，所述激光入口与所述对接口在同一轴线上；

所述激光入口与能够发射激光的激光器连接。

进一步地，所述液体入口的开口方向与所述激光入口和对接口所在的轴线垂直。

进一步地，所述激光入口与所述对接口之间设有能够将激光输送至对接口处的激光通道，激光再通过对接口进入所述导管中进行传输；

所述液体入口与所述对接口之间设有能够将液体介质输送至对接口处的液体通道，液体介质再通过对接口进入所述导管中。

进一步地，所述激光通道上沿着激光传递方向设有透明介质封闭层和能够聚焦激光的透镜。

进一步地，所述导管为由金属制成的金属导管或由非金属材料制成的非金属导管，所述非金属材料包括聚合物和石英等。

进一步地，所述金属反射层为银层。

进一步地，所述液态光传导装置的长度为0.5m-2m，其直径为0.2mm-1mm，所述导管的内径为0.25～0.35mm，所述导管外壁所切割的花纹深度小于0.2mm。

本发明至少具有以下有益效果：

本发明给出了一种介入用的液态光传导装置，通过Seldinger动脉插管技术将激光和液体药物引入动脉直达病变部位，激光通过金属反射层包裹的液体药物导管传导，药物及激光从肿瘤内部的血管通道抵近治疗，能够使光敏剂及激光直接作用于深部肿瘤，增强治疗效果，减轻毒副作用。且该光传导装置整体可弯曲、旋转，方便在内体传递。

附图说明

图1是本发明实施例所述的液态光传导装置的整体结构示意图；

图2是本发明实施例所述的液态光传导装置的横截面示意图；

图3是本发明实施例所述的液态光传导装置末端的结构示意图；

图4是本发明实施例所述的液态光传导装置末端的剖面示意图；

图5是本发明实施例所述的含有纵向条形花纹的导管的部分结构示意图；

图6是本发明实施例所述的含有纵向条形花纹的光传导装置的部分结构示意图；

图7是本发明实施例所述的含有纵向条形花纹的光传导装置的部分结构示意图；

图8是本发明实施例所述的液体-激光耦合器的立体结构示意图；

图9是本发明实施例所述的液体-激光耦合器的剖面示意图；

图10是本发明实施例所述的液体-激光耦合器的另一个剖面示意图；

图11是本发明实施例所述的液体-激光耦合器省略部分结构的剖面示意图；

图12是本发明实施例所述的尾鞘位于血管内部的示意图。

1、导管，2、尾鞘，3、液体-激光耦合器，4、亲水层，5、空腔，6、金属反射层，11、纵向条形花纹，21、外侧，22、内侧，31、激光入口，32、液体入口，33、对接口，34、激光通道，35、液体通道，100、血管，101、血管壁，221、出口，341、透明介质封闭层，342、透镜。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通方法人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1～11所示，一种介入用的液态光传导装置，包括导管1、尾鞘2和液体-激光耦合器3，其主体为采用金属制成的导管1，如采用不锈钢材料制成；该导管1内部为一空腔5结构，该空腔5内可传递液体介质和激光，液体介质可为生理盐水、光敏剂等；导管1的内壁镀有金属反射层6，减小激光在导管1内传输的损耗，则该导管内能够传输液体介质，激光能够在金属反射层6包裹的液体中进行传输，并通过尾鞘2释放至患病处。所述导管的外围设有包裹该导管的亲水层4，该亲水层4能够增强该装置的血液通过性，减少血液阻力；所述亲水层4的材料为高分子聚合物，如采用聚四氟乙烯等高分子聚合物。

所述导管的一端设有尾鞘2，导管的另一端设有能够注射液体介质和传导激光的液体-激光耦合器3；

如图3～4所示，所述尾鞘2为具有弧度的弯曲状结构，其弯曲度为形成了大约1/5～2/5个圆，且该尾鞘2由与导管连接的一端至自由端逐渐变细，即从封闭端到自由端，其呈弯曲收缩形状，外径越来越小，则尾鞘2的最末端呈一小尖；该弯曲收缩的构型有利于通过血管分叉。

弯曲状的所述尾鞘2的向外凸出的一侧(即外侧21或延伸侧，)为平滑的曲面；而在弯曲状的所述尾鞘2的凹面所在的一侧(即收缩侧或内侧22)设有一切口，即为能够释放液体介质的出口221，该出口221同时也能传出部分激光。

所述尾鞘2采用能够传递光的、透明的柔性高分子材料制成，如透明的高分子聚合物等，如聚四氟乙烯聚合物等，该材料柔软且透明，使尾鞘2在使用过程中，可在原有基础上发生变形，如弯曲变形等。且透明的高分子聚合物使得激光不仅能够从出口221导出，同时也能够从整个透明的尾鞘2导出。在光传导装置的尾端设置透明的柔性高分子材料尾鞘，能够有效保护导管的尾端和血管内壁。

如图3～7所示，为了增强所述导管的柔性或柔软度，可通过激光加工方式在该导管的外壁进行花纹切割，即切割花纹结构，使得整个光传导装置可以通过人体内较为曲折的血管。该花纹结构包括螺旋状花纹(即环形螺旋)或纵向条形花纹11，螺旋状花纹如图3～4所示，纵向条形花纹11如图5～7所示，其中，为了更清楚显示纵向条形花纹11，图5只有导管1结构，省略了其他结构层。

如图8～11所示，其中，图11中省略了透明介质封闭层341和透镜342，液体-激光耦合器3设置于液态光传导装置的最外端，即设置于留在体外的一端，所述液体-激光耦合器3上设有激光入口31、液体入口32以及与所述导管连接的对接口33，所述激光入口31与所述对接口33在同一轴线上，则方便光的直线传递。

所述激光入口31与能够发射激光的激光器连接，所述激光入口31与所述对接口33之间设有能够将激光输送至对接口33处的激光通道34，激光再通过对接口33进入所述导管中进行传输；激光通道34为直线通道，方便光的传递；所述激光通道34上沿着激光传递方向设有能够封闭激光入口31的透明介质封闭层341和能够聚焦激光的透镜342。则使用时，激光器发射激光，激光进入激光通道34中，经过透明介质封闭层341后再通过透镜342聚光，然后传输到导管的空腔5中进行传递，最后从尾鞘2出传出液态光传导装置。透镜342和透明介质封闭层341的材料可以为K9玻璃、树脂(丙烯基二甘醇碳酸酯)材料等。透明介质封闭层341能够隔断液体和激光通道，杜绝了液体进入激光通道中，同时能够透光。

所述液体入口32从侧面引入，即液体入口32的开口方向与所述激光入口31和对接口33所在的轴线垂直。所述液体入口32与所述对接口33之间设有能够将液体介质输送至对接口33处的液体通道35，该液体通道35为一个微通道，液体介质从液体入口32引入，再经过液体通道35进入所述导管中进行传输。

激光入口31和液体入口32互不影响，可独立工作也可同时工作。通过该液体-激光耦合器3可以同时将液体和激光引入导管。

所述导管内的液体介质的折射率约为1.33。

所述液态光传导装置的长度为0.5m-2m，其直径为0.2mm-1mm，所述导管的内径为0.25～0.35mm，整体可弯曲、旋转，所述导管外壁所切割的花纹深度小于0.2mm。

作为进一步优选的实施方式，所述金属反射层6为银反射层，即导管内壁镀有银膜。

作为进一步优选的实施方式，所述尾鞘2上的切口或出口221所在的面垂直于该切口或出口221处弯曲状尾鞘的切线。

实施例2

实施例1中的导管还可以由非金属材料制成非金属导管，如采用聚合物或石英等制成。

具体实施时，可采用内径为0.3mm，外径为0.5mm的306不锈钢导管作为主体，内壁镀银膜，外壁切割为环形螺旋状花纹切割，切割深度小于0.2mm；导管空腔5内液体折射率为1.33，激光在液体及导管内壁反射下传输至尾鞘。尾鞘采用透明热缩型聚合物材料紧密包裹于导管外壁，尾鞘弯曲并逐渐变细，尾鞘与导管可一体成型；所述尾鞘的尖端，即最外侧的自由端的直径可以与所述导管内空腔5的直径一致，甚至更小，具体根据实际情况而定；该结构的尾鞘起到保护导管和血管的作用；尾鞘透明可透过激光并具有药物输出的出口221。且尾鞘2整体看呈“C”型，在有利于在血管内选择方向性示意，并在遇到血管100分叉时通过旋转选择方向，柔软的尾鞘2会在原有基础上进行适当的弯曲变形起到对整体的引导作用，如图12所示，图中灰色阴影部分为血管壁101。采用液体-激光耦合器3作为体外接入端，该液体-激光耦合器3的激光入口具有封闭液体的透明介质密封层传输激光，通过透镜342进行聚焦耦合；液体通过侧面微通道引导进入导管内。

具体使用时，该液态光传导装置的整体可弯曲、旋转，通过Seldinger动脉插管技术，在尾鞘的引导下进入血管抵达病变部位。具体地，在血管内光动力肿瘤治疗中，例如引入光敏剂和红色激光进入肝脏肿瘤内血管，首先通过本装置连接药物注射装置和红色激光器，通过经皮穿刺血管并在临床影像引导下，将光纤导管插至病变部位。光敏剂药物通过液体通道35进入导管中进行传导，最终通过尾鞘的出口引入至肿瘤部位，红色激光通过液体及导管内壁反射下传输，通过透明的尾鞘照射在已注射光敏药物的肿瘤瘤体，使瘤体内的光敏药物发生光化学反应产生单态氧继而引发肿瘤瘤体的坏死及凋亡，从而达到治疗肿瘤的目的。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种介入用的液态光传导装置，包括内部为一空腔的导管，其特征在于：所述导管的一端设有尾鞘，导管的另一端设有能够注射液体介质和传导激光的液体-激光耦合器；

所述尾鞘上设有出口；

所述导管内壁上镀有金属反射层，所述导管内能够传输液体介质，激光能够在金属反射层包裹的液体中进行传输，并通过尾鞘传出。

2.根据权利要求1所述的介入用的液态光传导装置，其特征在于：所述尾鞘为具有弧度的弯曲状结构，且该尾鞘由与导管连接的一端至自由端逐渐变细；

弯曲状的所述尾鞘的凹面所在的一侧设有能够释放液体介质和传出激光的出口；

弯曲状的所述尾鞘的向外凸出的一侧为平滑的曲面。

3.根据权利要求2所述的介入用的液态光传导装置，其特征在于：所述导管的外围设有包裹该导管、并能够减少血液阻力的亲水层。

4.根据权利要求3所述的介入用的液态光传导装置，其特征在于：所述尾鞘采用能够传递光的、透明的柔性高分子材料制成以使所述激光能够从整个透明的尾鞘导出；

所述亲水层的材料为高分子聚合物，该高分子聚合物包括聚四氟乙烯。

5.根据权利要求4所述的介入用的液态光传导装置，其特征在于：所述导管的外壁切割有花纹结构以增强所述导管的柔性，该花纹结构包括螺旋状花纹或纵向条形花纹。

6.根据权利要求5所述的介入用的液态光传导装置，其特征在于：所述液体-激光耦合器上设有激光入口、液体入口以及与所述导管连接的对接口，所述激光入口与所述对接口在同一轴线上；

所述激光入口与能够发射激光的激光器连接。

7.根据权利要求6所述的介入用的液态光传导装置，其特征在于：所述激光入口与所述对接口之间设有能够将激光输送至对接口处的激光通道，激光再通过对接口进入所述导管中进行传输；

所述液体入口与所述对接口之间设有能够将液体介质输送至对接口处的液体通道，液体介质再通过对接口进入所述导管中。

8.根据权利要求7所述的介入用的液态光传导装置，其特征在于：所述激光通道上沿着激光传递方向设有透明介质封闭层和能够聚焦激光的透镜。

9.根据权利要求8所述的介入用的液态光传导装置，其特征在于：所述液体入口的开口方向与所述激光入口和对接口所在的轴线垂直；

所述导管为由金属制成的金属导管或由非金属材料制成的非金属导管，所述非金属材料包括聚合物和石英；

所述金属反射层为银层。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的介入用的液态光传导装置，其特征在于：所述液态光传导装置的长度为0.5m-2m，其直径为0.2mm-1mm，所述导管的内径为0.25～0.35mm，所述导管外壁所切割的花纹深度小于0.2mm。