CN1072971C - 光疗装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于光疗的其内装有辐射散射粒子的光学地传输的纤维端部装置。在一个实施例中，公开了具有反射端盖的散射器。当辐射通过光纤端部传输时，一部分辐射沿光纤端部长度方向按圆柱形(或部分圆柱形)图形散射。初次通过端部未散射的辐射可以由至少一个装置的反射面反射并通过端部返回。在第二次通过时，剩余的辐射(或至少返回的辐射的大部分)再遇到提供再次辐射的散射的散射器。散射介质和反射端盖相互作用，以便在端部装置的整个长度上提供基本上均匀的(或其它预定的)激光辐射的轴向分布。在另一个实施例中，公开了用于散射来自光纤的辐射的散射圈装置。还公开了用后即弃的外壳，作为限制器械穿刺的一体的限制装置。本发明的装置可用于不同的医学目的，同样也用于医疗器械的消毒。

Description

光疗装置
                     发明背景
本发明涉及光疗技术领域，更具体地，涉及使用光纤或其它柔性的光波导把幅射输送到所瞄准位置的方法和装置。
纤维光学的光疗在用于各种疾病的诊断和治疗上正日益俱增。例如，在外科领域，红外激光幅射通常通过装有光学传输纤维的手持器械传输到手术位置，以便凝固血液或切割组织。类似的纤维光学传输系统也用于内窥镜或基于导管的器械，以便把用于治疗的幅射引入体腔内。美国专利US-4,336,809(Clark)和美国重颁专利RE-34,544(Spears)公开了血卟啉染料和类似物在癌组织中选择地积累，且这种积累可以在蓝光幅射下通过特征荧光检测。这些专利进一步教导已经吸收染料的癌组织可以优选地通过在光疗期间由染料分子吸收的幅射(典型地是高强度的红光)破坏。
其他人也提出用光纤传输幅射，以便治疗关节硬化症。例如，美国专利US-4,878,492(Sinofsky等)。公开了用红外幅射在气球血管成形术时加热血管，以便融化血管内皮衬和密封表面。光纤传送幅射的另一种应用在美国专利US-5,053,033(Clark)中公开，它的教导是紧接血管成形术的再狭窄可以通过把UV幅射施加到血管成形术部位上抑制，以便杀死平滑肌细胞，否则所述的细胞响应血管成形术对血管壁引起损伤。
尽管如此，有许多问题限制了纤维光学光疗技术的发展。典型地，光学纤维只能从它们端面发射光线，由此，所发射的光线往往被聚焦，或者充其量也不过按圆锥形的图形发散，因此只有在光纤远端前面很小的区域被照射。小的暴露区域限制了光疗可使用的能量，因为必须防止目标组织的过热。
尽管已经提出“侧向发射”光纤，以便在光疗时有更大的适应性，但这种途径仍不能使大范围的组织均匀地幅射，且在要求边界均匀性的情况也不适合于使用。因为侧向发射光纤暴光有限的区域，它们对缓和“热点”问题的作用很小，该问题限制了通过光纤传输到治疗部位的幅射强度。
还有人提出用于光纤的发散端，以便增加被幅射的范围，和/或减少过分暴露的可能性。然而，发散端对于许多治疗目的并不能满足，因为它们制造复杂，和/或因为幅射不可能充分地均匀散射以减少“热点”问题。已有技术的发散端不可能传输高能量的幅射。例如，在10瓦或更高的数量级，以便促进光凝或其它。
这就存在着需要更好的用于纤维光学光疗的装置。更具体地，发散的光纤端部装置应该满足在该技术领域长期期望的需要，所述的装置可以相对于光纤轴在径向上(例如，侧向)提供周边(或大角度)的暴光区域，而没有热点。此外，小于360°的水平角的照射或幅射发散装置应该符合在光疗外科最低副反应方面的需要是特别重要的。同样地，提供渐次变化的或广阔传播的曝光图形的，或其它预定光分布图形的发散装置也应符合特殊的需要。还有，使用时可以增大纵向幅射量并提供更大的适应性的发散光纤端部装置也可符合在光疗方面的需要。
在其它应用方面，光疗器械可以用于治疗电心律失常。在这种使用情况下，具有纤维光学部件的导管通过主动脉送入病人的心内。当在心内时，导管由其外壳上的电接点或其它导管元件读出电脉冲，以便定位心律失常源。一旦定位，光疗组件启动，以便“消融”部分的心内壁。通过凝固位于心律失常源附近的组织，因此，将减少病人的心再继续经受心律失常的可能性。
在其它应用上，激光幅射可以与在病人心内的导管器械联系起来使用，以便增加心肌缺氧区域的血流量。在这种操作过程中，激光幅射用来在心肌上形成许多小孔，由此，缺氧的组织用来自心室腔的血液呼吸。
在所有这些应用中，都存在着病人的内组织，特别是心损伤的可能性，如果发射光的光纤过深地插入病人组织的话。更特殊地，对心肌而言，心壁穿孔具有非常危险的后果。
因此，这就存在需要更好的用于纤维光学光疗的装置。更具体地，可以“停止”光学纤维对病人组织穿孔的装置在最低副反应的光疗外科领域中有特别重要的需要。而且，手术时例如在快速搏动的心的腔室内能协助稳定光疗器械的装置也特别有用。
在其它的应用方面，光疗装置可用于消毒医用器械的腔体，例如，内窥镜装置是一种复杂而昂贵的医疗器械，它使内科大夫可以观察内部组织和结构，这些器械典型地是重复使用的，因此，必须在每次用后消毒。此外，因为许多内窥镜每天要多次使用，所以，器械的消毒必须快速地在繁忙的诊所内完成。
传统地，内窥镜是用化学浴的方式消毒，其内腔或者是浸泡在消毒液中，或者是用消毒液冲洗。
令人遗憾地，常规技术有时效果低下。消毒液不可能渗透整个内腔，或者不足以达到所要求的灭菌效果的强度。此外，内窥镜的腔体具有积累的由细胞组成的残渣，它们不可能简单地冲洗掉，且这些残渣可能隐藏微生物，它们在清洗过程中不受破坏。
因此，这就存在着需要更好的对内窥镜器械的内腔消毒的方法和装置。能够保证更有效的灭菌作用的和/或能更快的对器械腔体消毒的方法和装置将满足该技术领域长期渴望的要求。
发明概述
本发明公开了用于发散来自光纤的幅射的方法和装置，以便为光疗提供更大的曝光区域。所述的方法和装置特别适于用作基于纤维光学的医用激光系统的一部分。本发明进一步为曝光区域的主要部分提供基本上是均匀的或者其它的预定的能量分布图形。本发明在构成和实现用于光学纤维的圆周的，广阔地传播的，渐次变化的和/或侧向发射端组件特别有用，以便使激光相对于光纤的轴在一个或多个径向向外的图形上幅射。在此使用术语“光纤”包含各种形状和大小的光学传输波导。
按照本发明的一个方面，所公开的光学传输纤维端部结构具有幅射散射粒子(particle)和一个发射端。当幅射通过光纤端传播时，幅射被散射。幅射每次遇到散射粒子时都将偏移，直到一些幅射超过内反射的临界角并逸出光纤端部。初次经过光纤端部时未出射的幅射由至少一个端表面反射并经光纤端部返回。在第二次通过时，残余的幅射(或者这次返回的幅射的主要部分)再次遇到提供进一步径向幅射散射的散射器。
在一个实施例中，公开了一种用于散射来自光纤的幅射的散射端部装置，该装置包括一个可与光纤远端对准的、并适合于接纳光纤远端的、用于通过光纤传播光线时起到波导作用的光传输筒状壳体装置还包括一个反射端盖和装在其内的光散射媒质，这样，通过所说的光纤传播的光线遇到散射媒质，且一部分光线通过所述的外壳向外泄漏，而另一部分光线通过散射媒质并由端盖反射，以便通过所说的散射媒质可再传输。
装置的反射面也可以改进，以便产生非圆柱形的或非球面的曝光图形。所公开的反射结构控制由散射端发出的光线的水平展开。这些技术和结构允许水平曝光的角度，例如，为270°,180°,甚至更小的角度。在此使用术语“大角度曝光”，以便说明具有大于90°的水平角的部分圆柱形(或部分球形)的曝光图案。
按照本发明的另一个方面，装散射器的数量和/或散射端部的长度是可以控制的，这样，初始的和反射路径的散射幅射束是互补的。通过正确地选择这些参数，沿至少一部分光纤端长度的累积的能量密度或流量可以变得均匀。由此，本发明提供一种用于生物学结构和类似结构的均匀圆柱形幅射的机构。
在本发明的另一个实施例中，装有散射器的数量是可以变化的，以便产生渐次变化的或者另外变化的曝光图形。例如，多个散射器可以装在扩散装置远端部分内，以便产生递增的曝光图形。作为一种变换，透明的特富隆(teflon)杆可以传输到远端的反射镜，以便产生增加远离光纤处的强度。
在本发明的再一个方面，公开了用于扩展扩散幅射的轴向范围，和/或用于允许纤维或纤维子集选择触发的成束技术和结构，以便在光纤端部附近实现病人组织区域或区段的特定位置的光疗。这种成束的系统也可以用于把两个或多个不同波长的幅射传送到治疗位置上，由此，由多个治疗波长提供协同作用，或者使不同波长的诊断和治疗幅射能以一个单一的过程完成。
在本发明的又一个方面中，公开了用于发射端部装置的新颖材料和结构，以便缓和或降低端部和邻近的组织段之间的粘结接触的可能性。本发明的这个方面在与内窥镜和/或基于导管的光疗的结合上特别有用，以便保证发射端部不会在治疗过程意外地粘结到体腔或血管上。在一个优选实施例中，公开了作为用于端部密封和/或外包覆或涂覆的优选材料的含氟聚合物材料，如Taflon材料等，以便在治疗过程中抑制端部装置和生物组织间的粘结接触。更优选地，Teflon材料是TeflonFEP材料(一种聚全氟代乙烯-丙烯共聚物)。其它Teflon材料，如TeflonPFA(一种聚四氟乙烯与全氟烷氧基侧链的聚合物)，和TeflonPTFE(聚四氟乙烯)也是在一定的应用中有用的。
在本发明的再一个方面公开了一种新颖的散射器结构，该结构使紫外(UV)和红外(IR)幅射的散射比已有技术的结构具有更高的效率。所公开的充填液体的散射器装置，更特殊地，使用氧化氘和其它的重水溶液的结构能以较低的损耗和最低的端部发热传输IR光。还公开了用于UV光传输的散射器的蒸馏水悬浮液。
在本发明的另一个方面，公开了用于最低化副反应的光疗外科的新的治疗方案。例如，公开了用于治疗前列腺癌和类似的疾病的方案，在该方案中，散射端部装置置于癌组织或人体结构附近，用散射光加热和选择性地破坏癌变组织或发育异常的组织。此外，本发明还可以用于人体管(导)的封闭，和/或已经残缺的或破坏的管(导)和阀之间的连接件的重建。而且，药剂、植入结构，或缝合材料的光激活都可以被本发明的散射装置有益地作用。按照本发明的又一个用途，在此所公开的光疗装置可以用于消毒医疗器械。
在本发明的又一个方面，公开了多个能起到散射器作用的光学传输纤维的端部装置。两个或多个光纤端部装置被打成圈，该圈产生一个广阔传播较均匀的照射图形。使用“成圈状”或“折叠的”光纤，多个光纤可以按彼此连接的方式配置，以便产生一个具有增强能量密度而又防止了“热点”的几何曝光图形。
这种圈状的散射器可以装在内窥器械或导管内。散射元件起初按收缩状态(大部分在器械主体内)配置，然后藉助控制线或类似物按展开结构重新配置。由此，两个或多个处于展开结构的圈可以产生一个“类似于球形”的散射装置，或者，如果进一步展开，圈可以形成一个“心形”结构。由此，本发明使相对小的器械能放大以投射一个广阔的曝光范围。
每个单个的圈包括一个光传输的管状壳体，该壳体与光纤的远端对准且适于接纳该远端，并对于光通过光纤传播起到波导的作用。在一个实施例中，管状的外壳是一个用散射介质充填的中空管，光纤连接对它们每一端上。通过光纤传播的光进入外壳的相对端，且在到达另一端之前被散射。在另一个实施例中，装置可以连接单根光纤，且进一步包括一个端盖和装在外壳内的光散射介质，这样，通过光纤传播的光进入散射介质，部分的光通过外壳向外泄漏。在带盖装置的一个实施例中，端盖是一个简单的限制器，且基本上所有的光线在到达限制器之前最终都被散射。在另一个实施例，端盖包括一个反射表面，这就使得，当光通过光纤传播时，其一部分起初由散射介质散射并径向地出射，而另一部分经散射介质并由端盖反射，以便再次通过散射介质传输。
在本发明的又一个方面，可以控制安装的散射器的数量和/或散射圈的长度，这就使得，初始和反射路迹的幅射的散射是互补的。通过正确的选择参数沿至少一部分光纤端部长度的流量或累积的能量密度可以变得均匀。
在本发明的再一个方面，公开了用在与散射装置连接的一次性外壳，外层的外壳围绕整个光学传输装置，并保证产生幅射的元件不能与患者身体结构直接接触。这就允许器械能再用。只有围绕装置的外壳需要在每次用后丢弃。
本发明还公开了具有一体的限制器的光疗器械，该装置限制光纤端部穿过。在一个优选的实施例中，一个带凹槽的外壳围绕内部的光纤配置，带凹槽的外壳是如此构成的，在刺入人体组织时，折迭成展开形状。当外壳后面加压并展开时，光学传输装置有较大的截面积，这样防止在预定所要求的距离之外刺入器械。
本发明在限制光学传输纤维的刺入上特别有用，因此，减少刺入体腔或组织的可能性。本发明在把“烧触的(ablative)”激光幅射装置置入心的心室内是特别有用的，当实现修正心律不齐的激光烧蚀手术时，或当经过皮肤对心进行血管再通术时。在这些类型的手术中，外科大夫设法部分地穿刺心肌，而不会整个地穿刺心壁。本发明的限制器装置在光疗时限制穿刺深度并使光学传输端部稳定。
本发明所公开的结构表示把治疗幅射朝远处的治疗部位输送的实际步骤。本发明的散射装置的结构允许输送在10瓦级或更高能量水平的幅射。事实上，散射端部装置已经成功地构成把超过100瓦的能量以散射图案输送到治疗部位的结构，大夫能快速、均匀地对大面积组织进行治疗。
本发明还公开了用于对内窥器械的内腔消毒的方法和装置。使用散射的紫外幅射消毒器械腔的内表面。紫外幅射可以通过一个或多个具有耦合了光散射装置的光纤传送。器械通过把对细胞有毒性的幅射传输到内腔表面的操作，以便消毒在器械腔内可能存在的生物剂。
在本发明的这个方面公开了内腔消毒装置，该装置具有能够传输紫外幅射的光传输纤维。该装置还包括一个耦合到光纤上的散射器装置，以便散射来自光纤的紫外幅射。所说的光纤和散射器足够的小，以便把它们装在内窥镜的腔内。装置还包括幅射装置，用于产生紫外幅射和把幅射耦合到光纤上。
消毒的紫外幅射优选范围的波长在大约400到200纳米之间，更优选的在300到200纳米之间，最优选的在280到240纳米之间。这种幅射可以由激光源提供，如氩离子激光器或准分子激光器(如氦氯准分子激光器)。作为一种变换，固态激光器也可以与频率调制元件连接使用。例如，红外幅射源可以用来与两个倍频晶体连接，它们共同操作，以便在紫外频谱区产生四倍频的幅射束。在另一个变换的实施例中，简单的紫外闪光灯也可以作为光源并与光纤耦合使用。
光纤可以是任何已有技术的光传输元件，包括，例如，石英玻璃。在此使用术语“光纤”包含不同形状和大小的光学传输波导。
在一个实施例中，散射端部可以用于与光纤连接，以便把散射的对细胞有毒性的幅射传输到内腔。散射纤维端部的结构可以由在合适的传输介质中搭载的幅射散射粒子构成。作为一种变换，散射端部可以由任何合适的散射光的介质充填的管状件构成，而无需特殊的散射器。例如，充填水和醋酸的较长的管也可以起到散射介质的作用。在这个实施例中，不需要移动散射端部。而装置可以用于对腔体的主要部分或整个长度一起消毒。
在本发明的又一个方面，公开了用于散射端部装置的新材料和新结构，所述的散射端装置进一步缓和和降低端部和附近的腔壁间粘结接触的可能性。本发明的这个方面在保证散射端部不会意外地粘结到器械内腔上或在腔体内的残渣上是特别有用的。在一个实施例中，公开了氟聚合物材料，例如Teflon等作为一种优选的材料用于端部的外壳，这是因为它们具有低的粘结接触特性，高紫外传输率和低的折射率。
在本发明的再一个方面，所公开的一次性外壳用于与紫外消毒光纤和散射器装置连接使用。外壳围绕整个光学传输装置，且保证产生幅射的部件不会与器械的腔体或可能存在于腔内的残渣直接接触。这就不仅仅使医生可重复地使用内窥镜，而且使消毒器械可再用。只需要在每次使用后遗弃包住消毒装置的外壳。作为一种变换，一次性的外壳/散射器可以与可再用的光纤连接使用。由此，用光散射介质充填的一次性外壳可以装到可再用的光纤上，并用来完成器械消毒。当这种程序完成后，因此，外壳和其内的散射介质可以丢弃。
在本发明的再一个方面，公开了用于实现器械消毒的方案。这些方法典型地包括把紫外幅射装置装在器械的腔体内，然后推动消毒装置通过腔体，这就使得整个内表面用对细菌有毒性的幅射光浴了。该方法还包括使用一次性外壳，来环绕消毒器械，并推动它通过内腔，然后在消毒程序结束后丢弃。
在此使用术语“内窥器械”和“内窥镜”，所描述的是一种总的器械类别，用于观察体内结构或在体内进行手术，它包括膀胱镜，支气管镜，后穹隆镜(Culpascepes)，直肠镜、喉镜，导管，关节镜，和其它内窥镜等。
下面将结合一些优选的实施例来说明本发明。然而，应该明白，对于本专业的技术人员可以做出各种变换和改进，但这些都没有脱离本发明的精神和范围。
附图简述
本发明从下面结合附图所作说明将可以更全面的理解，附图有：
图1是按照本发明包含光纤和散射端部装置的光疗装置的剖面图；
图2是按照本发明包含多个光纤和散射端部装置的光疗装置的另一个剖面图；
图2A是沿图2的A-A剖面线的图2中的光纤散射端部装置的剖面图；
图3是按照本发明包含多个光纤和散射端部装置的光疗装置的又一个剖面图，其中光纤在所述的装置中具有不同端点；
图3A是图3的光纤端部的透视图；
图4是按照本发明包含一个多层叠置的散射器管件的光疗装置的又一个剖面图；
图5是按照本发明包含纵向反射镜，以便在散射端部装置内提供水平选择性的光疗装置的又一个剖面图；
图5A是沿图5的A-A剖面线的图5的光纤散射端部装置的剖面图；
图6A是按照本发明的在散射端部装置中用的另一种反射镜结构的剖面图；
图6B是按照本发明的在散射端部装置中用的又一种反射镜结构的剖面图；
图7A，7B和7C是图解说明对于不同的散射器载荷浓度的相对密度和光纤端面的轴向距离间的关系；
图8是按照本发明对于配置在散射端部装置内不同位置的反射镜的轴向位置与强度的关系图；
图9是按照本发明的一个实际的散射端部装置的轴向位置与强度的关系图；
图10是按照本发明的两个散射端部装置的水平强度分布图，其中之一提供圆柱形的曝光图形，另一个提供半圆柱形图形；
图11是TeflonFEP的传输频谱图，用以说明传输率和波长的关系；
图12是按照本发明的另一个光疗装置的剖面图，该装置具有两个充填不同散射介质的腔室，以便实现增长的散射图形；
图13是按照本发明的圈形散射器的示意透视图；
图14A是圈形散射器处于散射元件完全收缩状态时的侧视图；
图14B是类似于图14A的侧视图，其中圈形散射器的元件处于部分展开状态；
图14C是器械的又一个侧视图，其中圈形散射器元件处于完全展开状态；
图14D是器械的又一个侧视图，其中完全展开状态的圈形散射器元件用控制线部分地收缩成“心形”散射器；
图15A是供图13的装置用的光纤散射端部装置的剖视图；
图15B是图15A的圈形散射器的强度和轴向距离的关系图；
图16是供图13所示装置用的另一种光纤散射端部装置的剖视图；
图17是把本发明作为内窥镜系统的一部分使用时的示意图；
图18是按照本发明的光纤和散射端部装置的又一个剖视图，它还使用了一次性外壳；
图19是按照本发明的光疗装置的远端和一体的限制器装置的示意透视图；
图20是说明图19的光疗装置的剖视图；
图21是把本发明作为导管或内窥系统的一部分的示意图；
图22A说明在与人体器官或体腔表面接触之前在初始位置展开的本发明的光疗装置；
图22B进一步说在开始刺入人体组织后的图22A的装置；
图22C进一步示意的说明图22A的光疗装置的刺入，其中限制器机构已部分使用；
图22D是进一步说明图22A的装置，其中限制器装置已完全使用；
图23是按照本发明的用于消毒医疗器械的光疗装置的示意图；
图24是供图23的消毒装置使用的光纤散射端部装置的剖视图；
图25是按照本发明的光纤和散射端部装置的剖视图，其中还使用了一次性外壳。
详细描述
图1所示的光纤散射端部装置10包括具有光传输芯14、包覆层16和外缓冲层18的光纤12。光纤芯14的端面插入外壳20内，所述的外壳包含具有特殊的散射粒子24的散射介质22。介质22优选的具有大于外壳20的折射率。在外壳20的远端，装有一个带镜面反射器28的端塞26。
通过光纤芯14传播的光线传输到散射介质22内并沿装置10的长度按圆柱形的图形散射。光每次遇到散射粒子时，它都将偏折，且在某些位置上，净偏折超过在外壳20和介质22间的界面上的内反射的临界角，当这种情况发生时，光将出射。光在初次通过端部时不能出射的部分则通过反射镜28反射并经端部装置返回。在第二次通过时，剩余的幅射(或者至少是返回的幅射的大部分)再遇到散射器22，该散射器再使光向四周散射。
图2和图2A所示的是另一个散射端部装置40，它具有与图1所示基本相同的元件，除了光纤束12A-12E的配置以外。每个光纤芯被暴露并把光传输到散射介质22内。
图2A是图2的装置的剖视图，它示出了光纤束12A-12E，外壳20，散射介质22和反射镜28的配置。
图3和图3A示出了又一种散射端部装置40，它具有与图1所示的基本相同的元件，除了光纤束12A-12E的配置以外。每个光纤芯都被暴露在散射器介质22内并把光线传输到其内，但是每个光纤端接在外壳20的不同位置上，由此，形成扩展的轴向散射。
图3A是图3的光纤束的透视图，说明光纤束12A-12E在外壳内的位置。
图4所示是另一种散射器端部装置50，其中，使用一种多层的叠层件作为散射器管20，由此，最内层22包裹散射器介质22，围绕最内层20A的是中间层20B，第三层20C是围绕前两层20A和20B形成。这种结构允许使用不同聚合物成管材料，和/或允许引入着色的或腐蚀的结构能作为管20的一部分。
图5所示是散射端部装置60的另一个实施例，它由纵向的反射器条62组成。正如图5A的剖面图进一步说明的，纵向反射器62可以在叠层结构中，例如层20和层30之间，作为部分的层或箔元件形成。图5和图5A所示的纵向反射器62与散射器介质共同工作，以便产生大约为180°的水平曝光图形，然而，应该看到，其它的曝光角度可以简单地通过加宽(或变窄)反射镜元件62向周围扩展实现。可以构成不同变换的反射镜结构。例如，反射镜可以装在外壳的外面，或者可以作为涂层而不是箔元件形成。而且，纵向反射镜可以无需反射端面28使用，如果不需要增强轴向均匀性。
图6A所示是用于端部反射镜的又一种结构。如图所示，端部反射镜28A有一个对散射介质呈凸形的表面，由此改变了曝光图形。图6B也示出了另一种用于端部反射镜的结构，其中反射面是位于塞26的远端而不是其近端面。在这个实施例中，塞26是一个光学传输件，反射表面28B是一个凹形表面。在该实施例中，充填件29也可以位于管20的端部。
图7A-图7C说明不同的散射器浓度对端部装置的散射图形的影响。装入散射器介质的散射器粒子的最佳浓度当然是随管的直径、管的长度、波长以及其它因素变化。然而，最佳的浓度可以很快地实验确定。图7A说明加载过多的散射器(粒子)的情况，大多数的光在进入散射器管立即被散射。图7B说明散射器介质太少的情况，亮点出现在反射镜附近。图7C所示是本发明的优选实施例，其中，散射器的浓度和反射镜的位置是这样选择的，即光是在基本均匀的轴向图案上散射。
应该明白，散射器管的长度(亦即光纤端面和反射镜间的距离)也影响散射的幅射的均匀性。图8所示是在给定光源、管的直径，散射器浓度的情况下，反射镜的位置是如何改变曝光图形的。当管伸长且光纤和反射镜之间的距离增加时，可以看到在均匀性上的下降。对于具体应用的最佳尺寸可以实验地确定。
图9是本发明的一个优选实施例的强度图，类似于图1所示的光纤端部装置具有一个用硅酮和二氧化钛散射混合物充填并有一个镀铝的反射镜的盖的TeflonFEP管状壳体(外径大约为0.5mm，内径大约为0.25mm)。散射介质按20份清洁的硅酮(MastersilTM配方151-清洁由新泽西州Hackensack的Masterbond公司提供)与一份充填硅酮的二氧化钛(按MastersilTM配方151-白，也由Masterbond提供)混合配制。其结果是形成一个在整个25mm的长度上均匀地传输633纳米红光的散射端部装置。
图10说明用于本发明的两个实施例的水平曝光图形。由方块组成的图形表示由类似于图1所示的光纤端部装置向外散射的光的强度。这种水平曝光图案基本是各向异性的。由钻石形组成的图形表示用类似于图5所示的光纤端部装置向外散射的光的强度，这种水平曝光图形实际上是半圆柱形的。
适合于把散射装置连接到具有外径大约为500微米到1000微米玻璃色层或聚合物包层的光纤上的典型制造工艺由从光纤端部剥去缓冲层开始，亦即，暴露大约2-3mm的光纤内芯和它的包层(不需要从纤芯剥去包层)。在剥去之前，光纤端面优选地应该用本技术领域公知的方法准备和磨削，以减少边界或界面损失。构成用于散射器介质的外壳的透明的管状结构然后在所制备的光纤端上滑动，优选的滑过光纤端。例如，如果要求20mm的端部装置，管长约为100mm，所述的装置可滑过光纤约75mm，在光纤端面前留下约25mm的空腔。在一个优选的实施例中，外壳是TeflonFEP管，例如由Zeus Industries(新泽西州的Raritan)提供。
图11所示是TeflonFEP的传输频谱，说明这种材料非常适合于提供从红外到紫外的整个频谱的包裹散射器的材料用。
然后装置中注入担负散射器的材料硅酮，如硅酮、环氧树脂或其它的聚合物材料(假如要求固体散射物)或合适的含胶体如硅、氧化铝、或二氧化钛的散射器粒子液体，如水、或重水溶液(如果需要液体散射器。如上所述，一种典型的散射器介质由70份清洁的硅酮MastersilTM配方151-清洁，由新泽西州Hackensack的Masterbond公司提供)和1份充填硅酮的二氧化钛(MastersilTM配方151-白，也由Masterbond提供)和常规的硅酮凝固或硬化剂混合配制。管腔应该全部地用硅酮、环氧树脂或其它的载体混合物充填，以防止进入气泡。反射镜(例如，铝，金或其它涂覆的反射器塞)插入管的远端。在散射器筒远端的反射器可以淀积金属或绝缘涂层。在一个优选的实施例中使用室温硬化剂，且散射器装置可简单地能隔夜固化。
可选择地，作为最后的步骤，外Teflon套筒可以围绕装置配置，以便包裹和保护包括内散射器管和光纤端部的整个端部装置。外套筒在构成大水平角、非圆柱形散射器的结构时特别有用。在这些应用中，构造内散射装置然后沿装置的轴向配置反射条，以便阻挡光在外壳用反射镜覆盖的位置处的散射，并由此界定了一个非圆柱形的曝光图形。由反射镜周围聚集的程度将决定水平曝光图形。使用外套筒也使种类繁多的管的选择能用于散射器外壳的内部件。由此，任何透明的材料都可以用于内部管，而外Teflon套筒将仍保证接触粘结问题最小。
应该明白，上述的制造过程仅仅是说明，其它不同的方法也可以实施以构成本发明的光纤端部装置。例如，自动挤压成形法和/或注模法，都可以用于大量生产光纤及一体的散射端部装置。
组成散射端部装置的散射器的数量随载体和所要求的长度变化，因此，它可以按遇到的特殊应用调节。不同的散射器可或多或少地在特殊应用中是有用的。下面的表1说明三种不同的散射器成份的有关特性：
                  表1  散射器特性散射器成分   密度       传输的频谱g/c.c      (波长：微米)
    TiO2        4.0        .45-11SiO2        2.1        .2-7Al2O3      3.6        .2-9
在一些应用中，可以将两种或多种散射器成分混合在一起，以便获得混合的特性。
可以使用液体散射器成分，以便把光疗扩充到频谱的紫外(UV)和红外(IR)谱区。更特殊地，使用氧化氘或其它重水溶液的结构对传输IR光及降低损耗和最低的端部发热是有用的。蒸馏水悬浮液散射器可用于紫外光传输。
上述的制造技术用于生产连接到直径在100到600微米范围的光纤的散射器端部。当把光纤束连接到散射器端部上时，各个光纤甚至可以更小，例如：直径为25微米。圆柱形的光散射装置产生长为2cm到4cm的轴向曝光图形。水平曝光角对于类似图1的装置为360°，而类似图5的装置为180°。其它水平曝光图形可以通过改变图5的纵向反射镜片62的周边延伸获得。固体管是透明的Teflon，且是用上述的硅酮和微小粒子的二氧化钛混合注塑成形。灌注液体的管具有类似的结构，但含有用胶体的氧化铝或氧化硅填料的水或D2O溶液。一种典型的散射器的胶体氧化铝成分是由Johnson Matthey公司(Seabrook NewHampshire)以配方12733供给。使用时，优选的是以100∶1的水稀释，pH用醋酸中和。
图12所示是按照本发明的另一种光疗装置80，它具有两个用不同散射介质填充的腔室，以便产生一种增加的散射图形。装置80包括一个具有光传输芯14的光纤12。光纤芯14的端面插入外壳20内，所述的外壳包含一个具有第一散射介质21及特殊的散射粒子22A的第一腔室。外壳还包括一个第二腔室，该腔室具有由第二介质充填的环形空间所围绕的透明的芯23(即FEP杆或珠状物)，所述的第二介质具有不同装载密度或成分的散射22B。在外壳20的远端装有带反射镜28的端塞26。
通过光纤芯14传播的光传输到散射介质22A，并沿装置10的长度散射成圆柱形图形。每次光遇到散射粒子，它就偏折，且在某个位置上，净偏折超过在外壳20和介质21之界的界面处的内反射的临界角，当这种情况出现时，光将射出。同样地，通过第一腔室的光线传输到第二腔室23，在该腔室遇到散射器22，使更多的光被偏折。初次通过端部未出射的光由反射镜28反射并通过端部装置返回。第二次通过时，剩余的幅射(或至少返回的幅射的大部分)再遇到散射器22A和22B，它们再次对光提供向周围散射。
图13示出了又一种光疗装置100，它包括一个具有多个光散射圈114A,114B的套管112，所说的圈可以通过控制线116从器械外套112中伸出或缩回。如图所示，装置100还包括射电不能通过的区域118，该区域有利于用射线定位装置定位。尽管图中只示出了两个圈，但在某些应用场合，它可以具有更多(或更少的)圈数。
图14A-14D示意地示出了图114A和114B的使用情况。图114A所示是完全内缩模式，在该模式，圈的大部分回收在外壳112内。在图14B，控制线116已部分地向前移动，散射圈114A,114B的大部分从外壳112中向外凸出。在图14C，控制线更进一步地从外壳112中向前滑出，圈114A,114B现接近于完全展开。在图14D，控制线116在展开位置又部分地收缩，以形成“心形”散射器。
在图15A，所示为圈114的被截断的(truncated)剖面图，它连接两根光纤，每根光纤具有光传输芯120A,120B，和包覆/缓冲层129。每根光纤芯120A,120B的端面插入外壳128中，外壳含有散射介质124及可选择的特殊的散射粒子125。介质124优选的是具有比外壳128高的折射率。
图15B是如图15A所示的两根光纤的强度与径向距离的关系图。曲线121A说明第一根光纤的被散射的幅射强度与轴向长度的关系，而曲线121B表示按相反的结构已经展开的第二根光纤的类似的强度分布。这两根光纤的累积强度分布由曲线123表示。由于使用了按相反方向连接的一对光纤，人们由此可以实现接近于均匀分布的散射幅射。
类似的幅射分布图形也可以通过在个圈使用反射端盖实现，如图16所示。在该图中，示出了散射圈114的被截断的剖面图，它具有一根具有光传输芯120和包覆/缓冲层129的光纤。光纤的端面插入外壳128内，所述的外壳含散射介质124以及任意选择的特殊的散射粒子125。介质124优选地具有高于外壳128的折射率。在外壳128的远端装有端塞126。端塞可选择地装有反射镜140，以便产生类似于图15B的分布图形。
通过光纤芯120传播的光传输到散射介质中，并沿装置14的长度按圆柱形图形散射。光每次遇到散射粒子时，它将偏折，且在某个位置上，净偏折超过在外壳128和介质124之间界面处的内折射的临界角，当出现这种情况时，光将出射。外壳可以做得足够的长，以便保证实际上所有入射到外壳内的光线能在单一路径中被散射和扩散。或者，如上所述，可以在散射装置的远端安装反射镜。当使用反射镜时，通过介质124传播的光线到达反射镜140之前将至少部分地被散射。初次通过端部未出射的光将由反射镜140反射并穿过端部装置返回。第二次通过时，剩余的幅射(或至少大部分返回的幅射)再遇到散射器，该散射器再次对光线提供向周围的散射。
图17示意地示出了使用状态下的本发明的圈散射装置100，该装置耦合到一个光疗幅射源136上(例如，激光)并位于病人体内，以便进行光疗。如图17所示，散射装置可以设计成装在内窥镜132的器械通道内。内窥镜可以进一步包括一个观察装置134和/或至少还有一个用于引入含盐的冲洗液或治疗的溶液的额外通道138。作为一种变换，本发明的散射装置可以与导管型的器械结合在一起，所说的器械无需内窥镜通道的协助引入病人体内。
图18示出了围绕装置配置的外套筒(例如：Teflon材料的)，用于包住光纤112和圈形散射装置114。外壳是环绕整个光学传输装置且保证幅射产生部件不会与病人的身体直接接触，由此，器械可以再用。只有外壳150必须用后遗弃。
本发明的装置可以用于不同的治疗目的。一种应用是光动态治疗(Photodynamic therapy PDT)，一种光激活化疗的形式。按这种方式，光敏染料通过注射或其它的载体传输，这样使得，染料优选地累积在癌细胞。当已经吸收染料的细胞的合适的波长(例如：用红光)照射，发生光化学反应，产生能杀灭细胞的基团(通常地单态氧)。由此，本发明还包含使用被散射的幅射，以便活化光敏染料。本发明的一个优点是它允许通过导管、套针，中空的注射针或其它的手持器械在远处的治疗位置上以最低的副反应的方式PDT，因为散射的光纤端部装置现在可以以只有几百个微米量级的外径构成。
本发明还包括在光凝和/或癌症的血卟啉治疗和细胞增生现象(hyperplasia)方面使用散射幅射。例如，如上所述的光疗装置可以用于肝，胰或前列腺癌，或良性的前列腺增生。用于加热前列腺组织的散射幅射可以用在替代前列腺经尿道切除术，前列腺气球膨胀术或超声烧蚀(hyperthemria)。更特殊地，如上所述的定向探头特别在改进以较短的时间直接加热较多的前列腺治疗结果方面和在较大的前列腺组织区域分配幅射方面是有用的，由此提高了热疗的加热效果，且减少了围绕组织结构，如括约肌的过热损伤的危险。本发明还使肝癌和胰(头)癌能填隙(interstitial)激光凝固。所要求的效果是通过皮下注射针或类似的器械携带的散射光纤端部经皮地插入癌块中由存放的激光幅射热破坏癌组织实现。在这些步骤的每一个，治疗可以完成，而且，病人是清醒的，防止了通常如同开刀手术的麻醉。
在基于热的光疗技术中，本发明的散射光纤端部装置可以供在目标组织内大的分配热源的构造用。本发明明显地改变了在组织中热存积的速率，特别是在围绕光纤端部的范围内，在该范围内组织过热和/或碳化限制有效性并限制有效的热转换。由于幅射是由散射装置在较大的组织范围上分配，更多的组织被直接加热，且很少需要依赖通过邻近的组织的热对流和热传导把热传递到肿瘤的周围。
而且，在此公开的用于散射端部和套筒的材料由于允许高幅射传输和低吸收而进一步提高了治疗效果，由此保证了端部装置本身不会在使用中过热。此外，使用Teflon管和/或涂覆层由于防止了在使用过程中端部装置和生物组织间的端部融熔和粘结接触进一步改进了操作程序。业已发现TeflonFEP材料(聚全氟乙烯-丙烯聚合物)对于大多数的应用是优选的，因为如果它们在用散射介质充填之前被腐蚀的话，不会变色，而且TeflonPFA材料(聚四氟乙烯聚合物与全氟烷氧基侧链)和TeflonPTFE(聚四氟乙烯)和其它的含氟聚合物也可以使用。
本发明的非圆柱形的大水平角散射器也特别在治疗应用方面有用。由于定向的散射幅射，在此所公开的装置可以对大面积的组织提供治疗幅射，且也保护了敏感的组织和生物结构。例如，在前列腺治疗中，半圆柱形的或其它大水平角的散射器可以置于尿道内并转动就位，这样，前列腺经受光疗，而病人的括约肌和/或其它组织区域受到较大地保护而不受幅射的伤害。此外，非圆柱形的散射端部装置可以用于把较大剂量的幅射传输到组织上和转动，如果需要在使用时以较高的强度水平实现四周的(或部分四周)目标组织扫描。
本发明的散射端部装置可以用在其它的医学应用上，例如，热凝移植片，光反应缝合材料的激活，假肢装置的热固，用于植入的粘结剂活化等。
图19所示是按照本发明的又一种光疗装置200，它具有一个管状的外壳212和一个内部的光学传输纤维214。外壳212的远端是带凹槽的，这样，轴向压缩外壳将导致在带凹槽区域216内的撑杆伸展。
图20更详细地示出了图19的装置的远端的剖视图。所示的光学传输元件具有一个包覆层和缓冲层环绕的光传输芯222的光纤220。光纤芯222的端面插入含散射介质224及可选择的特殊的散射器粒子225的外壳228内，介质224优选地具有高于外壳228的折射率。在外壳228的远端装有端盖226，可选择地，端盖也可以装有反射镜240。端盖226可以进一步磨削成一个点230，以便有利于穿刺人体组织。
通过光纤芯222传播的光被输入散射器介质，并沿装置214的长度按圆柱形图形散射。之后，光每次遇到散射器粒子，都将偏折，且某个位置上，净偏折超过在外壳228和介质224间的界面处的内反射的临界角，当这种情况出现时，光将出射。外壳可以做得足够长，以便保证实际上所有的光线进入能在单个路径中被散射，或者如上所述，可以把反射镜装到每个散射器装置的远端。当使用反射镜时，通过介质224传播的光将至少部分地在到达反射镜240之前被散射。在初次通过端部时未出射的光将由反射镜240反射并通过端部装置返回。在第二次通过时，剩余的幅射(或至少是返回的幅射的大部分)再次遇到散射器，该散射器对光提供向四周散射。
图21示意地示出了在使用状态下的本发明的光疗装置200。具有带凹槽限制器的散射装置连接到光疗幅射源236上(例如，激光)，和装在病人的人体内，以便提供治疗。如图21所示，散射装置可以设计或装在导管232中。导管232可以进一步包括一个电传感装置234，和/或至少一个用于引入含盐的或治疗的溶液的附加通道。
图22A示意地示出了本发明的光疗装置的使用。如图所示，首先将器械定位到要求穿刺和幅射的病人人体的区段上。如图所示，装置包括一个具有带凹槽区域216的外壳212，和一个具有端部226的光学传输纤维元件214。在一个优选的实施例，光纤214和外壳212以足够的间隔构成，以便在手术过程中使含盐的或治疗的液体能够释放。更特殊地，含盐的液体冲洗光纤端部214可以在靠近治疗的位置上冷却组织表面。
图22B所示是装置200的初次穿刺，在该图中，光学的传输纤维已穿刺病人的组织，但外壳212的端部217并没有接触组织表面。
在图22C，光纤214已进一步刺入病人的组织，而外壳212刚推到靠近病人组织的位置。当器械再向前推进，带凹槽的区域216由于穿刺时施加的力开始伸展，支撑218从装置的主体径向地向外推出。
在图22D，所示的装置处于完全展开的位置，预定长度的光纤214现已刺入病人人体的组织，径向伸展的支撑218整个地已压缩到最大位置，为进一步穿刺产生了一个大的横截面的阻塞。
不同的材料可以用于制成外壳，包括，例如Teflon和其它碳氟聚合物。支撑218可以在外壳的不同位置上由轴向薄片组成。例如构成一个四支撑的限制器装置，把四根纵向切口彼此以90°的间隔插入外壳内。切口的长度决定于限制器径向伸展的程度。在一个实施例中，也可以用射电不能透过的物质(如钡或铋)充填外壳的聚合物，以便能够在血管造影术时可以观察。
在图23中，所示的光疗装置300还适用于消毒医用内窥器械332的内腔，所示的光疗装置包括一个紫外幅射源336，一根光纤312和一个散射端部装置314。
使用时，装置300用于消毒或清洁内窥器械332的内腔。具有光散射远端装置314的光纤312插入要求消毒的腔内。按照一种方法，将光纤端部通过整个器械插入，然后慢慢地向回缩。起动幅射源，以便使光通过光纤312传到散射端部装置314。当装置通过内窥镜腔338回缩时，对细菌有毒的幅射传输到内腔壁的所有部分，在内腔壁的任何残渣和沉积物同样地受到幅射，以便杀死在这些沉积物中隐藏的细菌。
图24更详细地示出了散射端部装置314，表明具有光传输芯320和缓冲层或包覆层321的光纤312。光纤芯320的端面插入装有散射介质324及任意选择的特殊的散射粒子325的外壳328内。如前述的实施例，介质324仍然具有高于外壳328的折射率。在外壳328的远端装有一个带反射镜340的端塞326。
通过光纤芯320传播的光传输到散射介质324并沿装置314的长度按圆柱形图形散射。光每次遇到散射粒子。都将偏折，且在某个位置上，净偏折超过外壳328和介质324间的界面处的内反射的临界角，当出现这种情况时，光将出射。初次通过端部未出射的光由反射镜328反射，并通过端部装置返回。当第二次通过时，剩余的幅射(或至少是返回的幅射的大部分)再次遇到散射器325，它为紫外光再提供向四周的散射。
当然，组成散射介质的散射粒子的最佳浓度随管的直径、管的长度、波长、同样还有其它因素变化。尽管如此，最佳浓度对于400-200微毫米的紫外幅射可以很容易实验确定，对于散射介质的一个优选实施例是在醋酸中悬浮的胶体状的氧化铝。应该明白，散射器管的长度(即光纤端部和反射镜之间的距离)也影响散射幅射的均匀性。
如图25所示，外Teflon套筒350可选择地作为最终步骤围绕装置安装，以便包住和保护包括内散射器管314和光纤端部312的整个端部装置。
使用时，装置插入内窥镜腔内并连接到UV光源上。起动光源，UV幅射传输到散射端部，在此散射器对腔壁的投影为一个圆柱形的曝光图形。然后，装置可在前后方向(或在两个方向)上滑动，以便用消毒的幅射对整个腔进行光浴。

Claims (54)

1．一种供光纤用的散射端部装置(10)，以便使通过所说的光纤传播的幅射散射，所说的端部装置包括一个具有适合于接收光传输光纤的第一端的光传输散射器的外壳(20)，在所说的外壳内装有光散射介质(22)，其特征在于：
在外壳内有一个反射端面(28)，这样，当连接到所说的装置内，通过光纤传播的幅射进入散射介质，一部分幅射通过所说的外壳向外散射，而其它部分通过端面反射，用于通过散射介质再传输。
2．按照权利要求1所说的装置，其中所说的介质具有高于外壳的折射率，当光遇到在介质中的散射粒子时将产生散射，并偏折一定的量，由此，偏折角超过在介质和外壳间界面处的内反射的临界角。
3．按照权利要求1所说的装置，其中装置还包括具有适合于接收光传输光纤的第一端和具有反射表面的第二端的光传输外壳，在外壳内装有光散射介质，这样，当连接到所说的装置上时，通过光纤传播的幅射进入散射介质，一部分幅射通过所说的外壳向外散射，其余的通过散射介质并由反射表面反射，用于通过所说的散射介质再传输。
4．按照权利要求1所说的装置，其中散射介质和反射端表面相互作用，以便在端部装置的整个长度上提供基本上均匀的轴向幅射分布。
5．按照权利要求1所说的装置，其中外壳包括至少两个用不同的散射介质充填的腔室，以便实现提高散射图形。
6．按照权利要求1所说的装置，其中散射介质进一步包括具有组成在其内的轻的散射粒子的聚合材料。
7．按照权利要求5所说的装置，其中粒子实际上均匀地分布在全部聚合材料中。
8．按照权利要求6所说的装置，其中聚合材料是从硅胶和环氧树脂聚合物的基团中选择。
9．按照权利要求6所说的装置，其中聚合材料固化成固体。
10．按照权利要求6所说的装置，其中散射粒子是由氧化铝，二氧化硅和二氧化钛的化合物以及它们的混合物组成的基团中选取。
11．按照权利要求1所说的装置，其中散射介质是组成在其内的轻的散射粒子的液体。
12．按照权利要求11所说的装置，其中液体是从水、重水及它们的混合物组成的基团中选取，且可选择地其中液体是pH平衡的。
13．按照权利要求1所说的装置，其中散射粒子是从氧化铝、二氧化硅和二氧化钛的化合物以及它们的混合物组成的基团中选取。
14．按照权利要求1所说的装置，其中外壳还包括幅射传输氟碳聚合物。
15．按照权利要求14所说的装置，其中幅射传输氟碳聚合物是Teflon聚合物。
16．按照权利要求14所说的装置，其中氟碳聚合物是聚全氟乙烯-丙烯共聚物。
17．按照权利要求3所说的装置，其中反射端盖还包括至少一个涂覆表面的反射镜。
18．按照权利要求17所说的装置，其中涂覆表面的反射镜是用金、铝和绝缘化合物组成的基团中选取的反射材料涂覆。
19．按照权利要求1所说的装置，其中外壳还包括至少两个幅射传输聚合物材料的筒状的同心层。
20．按照权利要求1所说的装置，其中装置还包括纵向配置的反射镜装置，用于实现具有小于360°的水平角的曝光图形。
21．按照权利要求20所说的装置，其中装置包括一个筒状外壳，装置还包括一个纵向反射镜元件，该元件保护一部分环绕的环境以免幅射，由此，产生大的水平角，且在接收来自光纤的光时产生非圆柱形曝光图形。
22．按照权利要求21所述的装置，其中反射镜元件是位于所说的外壳的两层之间的细长的，弯曲的反射镜片。
23．按照权利要求1所说的装置，其中装置还包括一个连接到所说的外壳上的光纤。
24．按照权利要求23所说的装置，其中装置还包括多个按束安排的光纤，且它们的远端端接在所说的外壳之内的不同轴向位置，以便提供一个细长的分布图形。
25．一种供光纤用的散射端部装置(100)，以便使通过所说的光纤传播的幅射散射，所说的端部装置包括适合于接纳光传输光纤的光传输散射器外壳(14)，且在外壳内装有光散射介质(22)，其特征在于圈(114)按曲线的形状配置，以便形成圈散射器。
26．按照权利要求25所说的装置，其中外壳还适合于在一端接纳第一光纤，在第二端接纳第二光纤。
27．按照权利要求25所说的装置，其中装置还包括环绕多个圈散射器的套筒。和允许圈散射器在缩回和展开两种状态下伸展。
28．按照权利要求27所说的装置，其中装置还包括用于使所说的圈散射器从缩回状态到展开状态移动的控制装置。
29．按照权利要求25所说的装置，其中散射器外壳在其内装有散射介质。
30．按照权利要求29所说的装置，其中散射介质还包括具有分散在其内的轻的散射粒子聚合物材料。
31．按照权利要求30所说的装置，其中散射粒子是从氧化铝、二氧化硅和二氧化钛的化合物及它们的混合物组成的基团中选取。
32．按照权利要求30所说的装置，其中散射外壳还包括幅射传输氟碳聚合物。
33．按照权利要求25所说的装置，其中散射器装置还包括一个反射端帽。
34．按照权利要求25所说的装置，其中装置还包括具有耦合到每一端的光纤的套筒。
35．一种供光纤用的散射端部装置(10)，以便使通过所说的光纤传播的幅射散射，所说的端部装置包括一个具有适合于接纳光传输光纤的第一端的光传输散射器外壳(20)，且在外壳内装有光散射介质(22)，其特征在于一个围绕所说的端部装置并具有带槽区域(218)的外壳(212)，该外壳能在端部装置刺入生物组织时展开。
36．按照权利要求35所说的装置，其中端部装置具有尖的远端。
37．按照权利要求35所说的装置，其中散射端部装置还包括与光纤远端适应的光传输外壳，外壳在其内装有光散射介质。
38．按照权利要求37所说的装置，其中外壳还包括一个具有反射面的端盖，这样，通过连接的光纤传输的光幅射进入散射介质，一部分幅射通过所说的外壳向外出射，而其它部分由端面反射，用于通过所说的散射介质再传输并再向外出射。
39．按照权利要求37所说的装置，其中散射介质还包括分散在其内的光散射粒子的介质。
40．按照权利要求39所说的装置，其中散射粒子是从氧化铝、二氧化硅、二氧化钛的化合物和它们的混合物组成的基团中选取。
41．按照权利要求35所说的装置，其中限制器是由射电不能透过的材料制成。
42．按照权利要求37所说的装置，其中外壳是用聚合物材料制成。
43．按照权利要求37所说的装置，其中外壳的聚合物材料是氟碳聚合物。
44．按照权利要求35所说的装置，其中端部装置和环绕的外壳由一个间隔隔开，用于在它们之间把治疗液传输到幅射位置。
45．按照权利要求1所说的装置，其中装置还包括能传输紫外幅射的，且是足够小的，能装在内窥器械的内腔内的光传输纤维；和
耦合到所说的端部装置上，用于把幅射散射在器械内腔的内壁表面上。
46．按照权利要求45所说的装置，其中光传输纤维是一种融熔的二氧化硅纤维。
47．按照权利要求45所说的装置，其中散射器装置还包括含散射介质的氟聚合物外壳。
48．按照权利要求45所说的装置，其中装置还包括幅射装置，它又包括一个在400-200纳米范围内的UV幅射源。
49．按照权利要求48所说的装置，其中幅射装置是激光器。
50．按照权利要求49所说的装置，其中激光器是氩离子激光器。
51．按照权利要求49所说的装置，其中激光器是准分子激光器。
52．按照权利要求49所说的装置，其中激光器是频率倍增的气体，液体或固体激光器。
53．按照权利要求48所说的装置，其中幅射装置是一个紫外闪光灯。
54．一种供光纤用的散射端部装置(10)，以便使通过所说的光纤传播的幅射散射，所说的端部装置包括一个具有适合于接纳光传输光纤的第一端的光传输散射外壳(20)，且在外壳内装有散射介质(22)，其特征在于有一个适合于环绕端部散射装置的一次性外壳(150)。
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