CN114222607B - 光治疗器 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种用于检查和/或治疗有机体的光治疗器(5)，其中光治疗器(5)具有微创式的刚性、半柔性或柔性的插入部(11)，插入部沿着纵向方向(L)延伸并且在其远端端部具有LED(19)，其中所述光治疗器(5)具有用于为LED(19)供电的第一电导体(61a)，第一电导体在插入部(11)中沿纵向方向(L)延伸并且在那里具有至少为光治疗器(5)横截面面积的70％的横截面面积，其中所述光治疗器(5)在插入部(11)中沿径向方向被热隔离为，使得径向热隔离朝向近端减小。

Description

光治疗器
技术领域
本公开涉及一种用于有机体的检查和/或治疗、特别是用于病理组织的光动力治疗(PDT)的光治疗器。
背景技术
众所周知，使用内窥镜是用来对人体或动物体内部进行视频拍摄，以进行医学诊断和/或治疗。在此需要持续努力的是设计尽可能薄的内窥镜插入部，以便能够看清尽可能小的空腔并尽可能少地影响到组织。
然而，内窥镜不仅用于图像或视频拍摄，而且本身也被用作诊断或治疗设备。例如，对于早期和前期恶性组织的检测和定位，可以使用荧光内窥镜，在这种检查中，组织的自然真实颜色展示并不重要，重要的是荧光激发，通过荧光激发可以将病理组织与健康组织区分开。在此，受到光辐射刺激的病理组织本身或者指示病理组织的细菌集聚可以特定地发荧光，并因此能够相对于周围的健康组织被识别性地定位。例如在光动力诊断(PDD)和/或光动力治疗(PDT)的框架下，荧光内窥镜可以借助于光敏剂或者标记物质(例如氯e6)来使用，它们选择性地集聚在病理组织上。
在光动力治疗(PDT)中，光是通过光治疗器直接施加在病理组织之上甚至是病理组织之中，以便通过局部有限集聚的光敏剂或标记物质来光诱导地促进氧自由基的形成，从而破坏病理组织，例如肿瘤。为此，激光通常被耦合到光导体中并被传导至组织。如果病理组织是平置于外表面(例如皮肤)或内表面(例如食道内表面或肠壁)上，则可以相对简单地耦出治疗光并辐射到病理组织面上。但是，如果病理组织延伸过一体积，则会因为光对组织的穿透深度有限而不能总是从“外部”有效地辐射肿瘤。在这种情况下，如果光从病理组织体积的内部尽可能各向同性地发射，则PDT特别有效。为此，必须将光治疗器刺入到病理组织中。这也被称为间质(通过内表面)和/或经皮(通过皮肤)的PDT。
例如，专利文献EP2449994A1描述了在光导体的针穿过组织之后，如何将激光导体形式的光治疗器插入到病理组织中。
这种已知技术方案的缺点在于：一方面，来自较薄的远端侧激光导体端部的光耦出(Lichtauskopplung)不是各向同性的，而是朝向远端强烈地聚束。另一方面，该薄激光导体本身是非常易弯曲的，因此其必须通过刚性的通道引导件被最大可能地引导至病理组织，并且在激光导体不弯曲的情况下不能从通道引导件中移出太远。在刺入时，必要时必须要根据穿透深度克服待穿透的健康组织和病理组织的巨大阻力，因此可能的穿透深度在已知的技术方案中非常有限。此外，已知的技术方案还是相对复杂且昂贵的，因此其不能作为一次性物品用于一次性的应用。
发明内容
由此，本发明的目的在于提供一种更具成本效益的光治疗器，其允许为间质和/或经皮的PDT提供更有效的空间照明(Raumausleuchtung)。
根据本发明的第一方面，为了解决该问题，提供一种用于检查和/或治疗有机体的光治疗器，其中该光治疗器包括微创的刚性、半柔性或柔性的插入部，该插入部沿着纵向方向延伸并且在其远端侧端部上具有LED，其中光治疗器包括用于为LED供电的第一电导体，该第一电导体在插入部中沿纵向方向延伸并且在那里具有的横截面面积至少为光治疗器横截面面积的70％，其中光治疗器在插入部中沿径向方向被如下地热隔离：即，该径向热隔离朝向近端减小。
亦即，本发明所公开的光治疗器中没有使用激光导体，而是在光治疗器的远端侧端部处通过微型的LED来原位(in situ)产生治疗光，例如横向宽度小于1mm。由此不再需要昂贵的激光器。根据兰伯特辐射器(Lambert’scher Strahler)的LED的常规辐射特性在没有光学元件帮助的情况下已经覆盖了比来自激光导体的激光耦出大得多的空间角度。有利的是，如果在远端侧利用散射体形式的光学元件对LED进行增补，则能够以相对均匀分布的功率照射非常大的空间角度，以最大可能地接近各向同性空间照明的理想情况。
为此，本发明所公开的光治疗器使用LED供电所需的电导体，通过将光治疗器的远端端部部分构造得很厚，以使其形成光治疗器的横截面面积的大部分，将该远端侧端部部分用作近侧的散热器。理论上，LED原位发光(In-Situ-Lichterzeugung)所带来的缺点是LED会产生热量，该热量允许最大可能地不以有害的方式加热组织。相对较厚的电导体在此为了解决该问题起到了沿近端方向非常良好的热导体的作用。随着径向热隔离朝向近端的降低，在组织被有害加热之前，热量朝向近端通过电导体被有效地排出。为此，电导体可以可选地在近端侧被冷却和/或与散热器热耦合。
亦即，通过朝向近端降低径向热隔离，实现了特别有效的热管理，这允许以尽可能低的材料消耗实现近侧的热传递，而不会因此以有害的方式加热相邻的组织。技术上的挑战在于：LED会产生相对较大的热输出,并且LED在没有充分散热的情况下会很快受损，或者至少其所提供的光功率会随着接通时间的延长而降低。一方面，如果为了保护周围的组织而简单地在插入部的整个长度上设立非常强的径向热隔离，则LED会过热并且受损，或者至少其所提供的光功率会降低。另一方面，如果为了保护LED而简单地在插入部的整个长度上提供非常弱的径向热隔离，则在LED的区域中或在插入部的远端侧端部的区域中的周围组织会被强烈地加热并且受到热伤害。如果健康组织足够靠近LED或插入部的远端侧端部，也会影响健康组织，即，在这种施加器中丧失了PDT的对于组织破坏而言有利的特征选择性，只有病理组织被破坏。此外，组织上的高温会相应地导致强烈的疼痛，对于患者而言可能必须接受麻醉治疗，这意味着使用者需要付出额外的费用，患者需要承受额外的负担。该问题的解决方案是，通过在朝向近端减少径向热隔离而获得朝向近端的热流，该热流一方面保护LED不过热，并就此将关于周围组织的侧向散热朝向近端分散到插入部上，使得周围组织仅受到合理程度的加热。
根据本发明的光治疗器可以非常便宜地制造，因此可以用作一次性使用的无菌一次性用品，这使得使用者不用费力地清洁和消毒。对于较大的肿瘤或者整个病理器官或器官区域而言，可以将多个根据本发明的光治疗器同时用于PDT，它们沿着整个器官分散地刺入，以便均匀地照明整个器官。由于光敏剂或标记物质(例如，氯e6)只是选择性地集聚在病理组织中并在那里在光影响下发生反应，因此健康的组织不会受到光损害。据此，一方面，不必事先对病理组织进行精确的定位，另一方面还降低了病理组织未被发现和治疗的风险。对于具有多个光治疗器的经皮PDT而言，可能需要提供能够平面地放置和/或粘附在患者皮肤之前或之上地、可能是特定于器官的型板(Schablone)或模板(Template)，其具有特定于器官的标记和/或穿孔(Durchbrechung)，以便向使用者指示光治疗器的刺入部位、刺入角度和/或刺入深度，并实现对器官的尽可能完整的照明。
然而，该光治疗器不仅可用于处理、即治疗，而且可用于检查、即诊断。特别是在与内窥镜配合时，可以观察到由光治疗器产生的集聚在病理组织上的光敏剂或标记物质(例如，氯e6)的荧光。
光治疗器可以被推动通过内窥镜器械的工作通道，并在远端侧端部处以其插入部刺入到组织中，这使得能够有利地以内窥镜器械上的远端侧图像传感器进行观察。这对于间质PDT是特别有意义的，例如，通过诸如肠、尿管、食管或气管的天然身体开口，借助于内窥镜器械能够缩短到肿瘤的距离。然而，光治疗器也可以完全不使用内窥镜器械的情况下用于例如经皮PDT，其中插入部例如在CT或超声辅助下从外部穿过皮肤直至刺入到病理组织中。插入部可以优选地具有一个或多个抽象的或具体的横向长度标记，其在刺入时为使用者提供相对或绝对刺入深度。
可选地，插入部中的径向热隔离可以朝向近端逐渐和/或持续地减小。在热隔离在近侧逐渐减小的情况下，插入部具有优选两个或更多个热隔离阶段，它们是从插入部的近端侧端部向远端侧布置。径向热隔离，即沿径向方向的热阻(其确定了沿径向方向引起热流的温差dT)，是通过热隔离材料的厚度和热导率来确定。热隔离可以由一个或多个热隔离层形成，其中多个热隔离层可以由各种相同的材料或具有不同热导率的不同材料构成。在插入部为圆形横截面的情况下，沿径向方向的热隔离层的热阻可以近似地通过以下公式表示：
其中，ra是热隔离层的外半径，ri是热隔离层的内半径，L是热隔离层沿插入部纵向方向的长度，λ是热隔离层的热导率。对于由PET制成的热隔离层，在20℃下的热导率可以例如低于0.3W/(Km)。在多个热隔离层的情况下，可以将每个热隔离层的各自的热阻Rth相加得到总的热隔离。
插入部中在LED处的径向热隔离，即沿径向方向的热阻优选地是沿近端侧方向离LED的距离为10倍于LED上光治疗器直径之处的径向热隔离的至少两倍。沿近端侧方向离开LED的距离为20倍于LED上光治疗器直径之处的热隔离相对于LED处的径向热隔离可以减少到三分之一以下。亦即，如果LED处的光治疗器直径为1mm，则沿近端侧方向距LED 1cm处的径向热隔离最多只有LED处的一半。在沿近端侧方向距LED 2cm处，径向热隔离仅为LED处的径向热隔离的至多33％。
可选地，光治疗器可以在插入部中具有至少一个径向热隔离层，其中所述至少一个热隔离层的总厚度朝向近端减小。在此，至少一个热隔离层的总厚度和/或其数量可以朝向近端减小。附加地或替代地，热隔离材料的热导率可以朝向近端增大，即，不同的热隔离材料可以沿插入部的纵向方向布置。
可选地，第一导体的直径可以按照径向热隔离朝向近端减小的程度而增大。当至少一个热隔离层的总厚度朝向近端减小并且光治疗器的横截面面积沿插入部的长度基本恒定时，这是特别有利的。亦即，在热隔离较薄的位置上，第一导体可以设计为相应较厚的，以减小第一导体沿近端侧方向的热阻，该热阻相对于第一导体的横截面面积的关系为互倒(reziprok)。
可选地，在插入部中，径向热隔离的材料的热导率可以朝向近端增加。亦即，在纵向方向上沿插入部分布的不同材料可以形成热隔离，和/或使某些热隔离层仅在插入部的某个纵向部分上延伸。
可选地，用于为LED供电的电导体可用于，通过将光治疗器的插入部构造为刚性的，使其硬化为一针形部。因此，光治疗器的远端端部部分本身是相对弯曲刚性的针，其与激光导体相比具有大得多的可能穿透深度，而该针在组织的阻力下刺入时不会弯曲。在本公开中，弯曲刚性也指扭转刚性。即，针不仅更少地弯曲，而且更少地扭转。
可选地，光治疗器还可以具有第二电导体，用于闭合(Schlieβen)为LED供电的电路，其中第二导体被构造为在插入部中比第一导体更薄，即，第二导体在插入部中的横截面面积小于光治疗器的横截面面积的10％。据此，可选地，第二电导体可以在插入部中以平坦柔性印刷电路板的形式或者作为简单的薄漆包线的形式在第一导体的一侧相对于第一导体电绝缘地沿着第一导体被引导。
可选地，LED布置在第一导体的远端端面上，使得LED的主辐射方向在光治疗器的纵向方向上朝向远端延伸。LED优选地与第一导体的远端端面导电和导热地接触。
可选地，为了供电，插入部可以在近端侧与线缆部分可拆卸地相互连接或固定地相互连接。当插入部根据应用情况需要满足其它的要求，而线缆部分针对多种应用情况可以相同地构造时，将插入部和线缆部分可拆卸地彼此连接对于模块化生产可能是有利的。此外，与线缆部分分开或者尚未连接的针形部简化了在将针形部置于组织中的过程中对针形部的操纵。当例如在线缆部分中设置允许自动识别光治疗器的识别装置时，例如机械或数字式插头识别，则固定连接可能是有利的。
可选地，第一导体可以包括具有第一材料的芯和具有第二材料的外罩(Mantel)，其中第一材料的导热性强于第二材料，并且第二材料的弯曲刚性高于第一材料。第一材料可以具有例如铜、铝或银，而第二材料可以具有钢或弹性模量相对较高的其它合金。在该优选的实施方式中，利用相对较硬的外罩材料，例如钢，能够以尽可能低的材料消耗实现针形部的高弯曲刚性。因此，由例如铜、铝或银这样的导热材料制成的芯可以形成第一导体的最大可能的横截面占比，而不会显著地损害弯曲刚性。由此在弯曲刚性与近侧热导率之间实现了良好的折衷。优选地，芯的热导率至少是外罩的热导率的四倍。以铜和银作芯在20℃下的热导率可以例如大于400W/(Km)，以铝作芯的热导率可以大于200W/(Km)，而以钢作外罩在20℃下的热导率远低于100W/(Km)，通常是在50W/(Km)的范围内。
可选地，芯的横截面面积可以大于第一导体横截面面积的40％。优选地，芯在第一导体上具有最大可能的横截面占比，以便能够将尽可能多的LED的热量朝向近端排出。外罩的横截面占比应尽可能小，但是应大到充分实现足够的弯曲刚性。例如，外罩可以具有约50μm至300μm的厚度，而芯可以具有约1mm的直径。
可选地，芯的横截面面积可以是LED横截面面积的0.8至1.2倍。使光治疗器尽可能薄并因此实现微创的设计自由可能受到目前市场上可获得的或可制造的最小LED的横向宽度和形状的限制。因此优选的是使第一导体或其芯的直径基本上适应于LED的横向宽度。据此，LED能够通过其整个横截面面积特别有效地朝向近端将热量输出到第一导体或其芯上，而不必总体上不必要地增厚光治疗器。第一导体和/或其芯的横截面形状可以同样适应于LED的横截面形状。例如，在LED的横截面形状为矩形或正方形的情况下，第一导体和/或其芯也可以具有相应矩形或正方形的横截面形状。
可选地，第一导体的横截面面积可以至少与LED的横截面面积一样大。在此，薄且弯曲刚性的外罩可以横向地围住LED，亦即，呈套管状地朝向远端突出超过芯一点。例如，第一导体可以具有圆形的横截面形状，该横截面形状的直径至少对应于矩形或正方形LED的横截面对角线。
可选地，具有高热导率第一材料的芯可以用作供流导体(Hinleiter)，而具有高弹性模量第二材料的外罩可以用作回流导体(Rückleiter)，反之亦然。在此，芯和外罩可以通过布置在这两个组件之间的薄且不导电的层彼此电绝缘。这样做的优点在于：在针形部的区域中可以省去单独实施的第二电导体，即，可以省去被实施为附加组件的第二电导体，这使得能够有利地减小针形部被插入到身体中的那一部分的直径。
可选地，插入部可以具有布置为至少部分地朝向LED的远端并朝向远端逐渐变细的针尖，该针尖具有用于使LED的光散射的透光散射体。优选地，针尖具有套筒状的近端部，该近端部横向地围绕LED并优选横向地围绕第一导体的远端部分，并且至少部分地在LED处形成径向热隔离。该透光散射体和该套筒状近端部可以例如基本一体化地由塑料形成，例如由环氧树脂形成，其中环氧树脂在20℃下的热导率可以例如小于2W/(Km)。针尖的套筒状近端部又可以完全地或部分地被一个或多个热隔离层围绕。针尖的套筒状近端部可以用于将针尖可靠地紧固在插入部的第一导体上。
可选地，可以按照下述方式附加地提高紧固可靠性：即，使第一导体在外侧具有至少一个凹陷或扩张，例如作为局部的横截面缩小或横截面扩大。由此使得针尖的套筒状近端部能够与第一导体形成形状配合。针尖可以被构造为塑料铸造件或塑料注塑件，它可以例如通过注塑包覆或者重铸与导体的外侧凹陷或扩张借助于底切形成形状配合。
可选地，针尖的体积可以基本上由散射体形成，并且在尖形和/或棱形的针尖端区域中具有加强元件。这特别有利于提供尽可能锋利并因此形成微创的透光针尖，这不仅安全，而且成本低廉。优选地，该加强元件的材料一方面可以具有高强度，另一方面可以具有高韧性。高强度有利于锋利、相对较薄、但仍可承受高负载的棱和/或尖端。高韧性有利于避免在锋利的棱和/或尖端可能过载时棱/尖端部分断裂。这对于诸如玻璃这样的高易碎性材料而言尤其是一个问题。能够结合高强度和高韧性这两种特性的材料类型是例如金属。如果使用易碎的玻璃，针尖端区域在负载情况下不能可靠地防止破裂。诸如环氧树脂这样的透明塑料不够硬，也就是易弯曲，以致于无法使其在针尖端区域中足够锋利，而不会在针尖端区域中的负载下弯曲。通过加强元件可以加强针尖端区域，使得诸如环氧树脂这样能够低成本制造的透明塑料可以用作针尖的散射体的基础材料。由于这样的塑料可以相对容易地浇铸、注塑或以类似的其它形式来加工，因此其不同于玻璃、晶体等，还可以通过对LED和第一导体的远端部的注塑包覆或重铸来形成针尖来实现上述的形状配合，以提高针尖在治疗器上的紧固可靠性。
可选地，散射体可以基本上由具有光散射颗粒的透光塑料构成，并且加强元件是由金属构成，例如钢。非透光的加强元件关于针尖横截面面积的占比可以忽略不计，例如低于15％。
可选地，加强元件可以被构造为至少部分嵌入散射体中的芯棒(Dorn)，或者被构造为至少部分嵌入散射体中的刀片。各种优选的设计方案可以取决于应用。在针对前列腺癌的经皮PDT中，例如光治疗器可能会在去往前列腺癌的路径上经过健康的神经通路或其它敏感的血管，而它们不应受到伤害或被切割。加强元件的芯棒状设计可以显著地降低对健康组织、神经或血管意外受伤的风险。相比之下，在针对乳腺癌的经皮PDT中，健康的脂肪组织被伤害或切割所导致的问题可能更小，并且加强元件的刀片状设计可以降低穿刺阻力，减少疤痕，并改善愈合过程。
可选地，加强元件可以至少部分地朝向远端和/或横向地突出于散射体。在此，加强元件主要起到刺入针或刺入刀片的作用，而不是作为其至少部分嵌入其中的散射体本身的针尖端区域。金属加强元件可以被构造为在远端侧非常尖锐和/或如手术刀般锋利。
可选地，加强元件可以在散射体的径向中心处比在散射体的径向外部区域处朝向远端更突出于散射体。因此，特别是在刀片状的实施方式中，可以实现中心尖端，刀片部分从该中心尖端倾斜地沿径向近端侧方向延伸，以便在光治疗器刺入时实现良好的切割效果，而不会产生横向偏移。此外，这样的措施减少了用户在将治疗器插入和推入组织中时所施加的力。
可选地，加强元件可以在横向侧具有反射面。这进一步降低了不透光加强元件对光辐射已经很小的损害。
可选地，散射体可以在第一纵截平面中以第一角度朝向远端而去，并在与第一纵截平面中垂直的第二纵截平面中以第二角度朝向远端而去，其中第二角度比第一角度更尖锐。在第一纵截平面中可以例如切割皮肤和组织，而在第二纵截平面中的刺入开口只是被散射体扩张。在第二纵截平面中的钝棱角有助于实现这一点。这可以改善愈合过程并减少疤痕。可选地，在此可以将加强元件布置在第一纵截平面中并加强在其中延伸的棱状针尖端区域。如果加强元件的棱构造为相对锋利的，则附加地有助于在第一纵截平面中的切割作用。
可选地，散射体可以是多面体，包括第一散射体部分、布置在第一散射体部分远端侧的第二散射体部分、和布置在第二散射体部分远端侧的第三散射体部分，其中第一散射体部分具有基本正方形的横截面，其中第二散射体部分具有基本八边形的横截面，并且其中第三散射体部分具有基本菱形的横截面。在刺入远端侧的第三散射体部分时，基本菱形的刺入开口在两个菱形对角线的方向上扩宽，其中优选地，加强元件沿着较长的菱形对角线切开刺入开口。一旦中间的第二散射体部分到达刺入开口，则沿着该较长的菱形对角线已经实现最大开口，并且刺入开口将以垂直于加强元件的切割平面的八角形横截面扩宽。由于不包含加强元件的那些棱的所有角度优选都是钝角，因此在垂直于具有加强元件的平面的方向上基本上只发生组织的拉伸/扩张，并且不发生切割。近端侧的第一散射体部分具有插入部的基本上正方形的横截面，因此刺入开口已经达到插入部进入的最大尺寸。已经证实：这样形成的刺入开口的愈合伴随着较少的疤痕。
可选地，加强元件可以被构造为两个横截面彼此交叉布置的刀片。该实施方式对于特别硬的组织可能是有利的，这样的组织在交叉切割时比在拉伸时的拉伸性更小并且更好愈合。
术语“远侧的”和“近侧的”在此分别是指位于作为基准位置的系统用户的远处和近处的相对位置。术语“远端侧(distalseitig)”或“近端侧(proximalseitig)”在此是指关于物体的远端侧或近端侧的相应位置。术语“朝向远端”或“朝向近端”在此相应是指朝向远处或近处延伸的方向。
附图说明
下面根据附图中所示出的实施例对本公开进行详细说明。其中：
图1以示意图示出了在此公开的光治疗器系统的一种示例性实施方式；
图2以示意图示出了在此公开的光治疗器系统的另一种示例性实施方式；
图3以示意图示出了在此公开的光治疗器系统的一种示例性实施方式的光治疗器的示例；
图4以示意图示出了在此公开的光治疗器系统的一种示例性实施方式的光治疗器的另一示例；
图5以示意图示出了在此公开的光治疗器系统的另一种示例性实施方式；
图6以示意图示出了在此公开的光治疗器的另一种示例性实施方式的示意图；
图7以示意图示出了在此公开的光治疗器的另一种示例性实施方式的示意图；
图8以示意图示出了在此公开的光治疗器的另一种示例性实施方式；
图9a、b分别以示意性纵截面和示意性俯视图示出了在此公开的光治疗器系统的一种示例性实施方式的可能的光治疗器的第一导体，其具有远端侧的LED；
图10a、b分别以示意性纵截面和示意性俯视图示出了在此公开的光治疗器系统的另一种示例性实施方式的可能的光治疗器的第一导体，其具远端侧的LED；
图11a-d以示意图示出了在此公开的光治疗器的四种另外的示例性实施方式的插入部；
图12a-c以示意图示出了在此公开的光治疗器系统的一种示例性实施方式的一种可能的光治疗器的远端侧尖端；
图13示出了在此公开的光治疗器系统的一种示例性实施方式的可能的光治疗器的远端侧尖端在运行期间的示意图；
图14以示意图示出了在此公开的光治疗器系统的一种示例性实施方式的一种可能的光治疗器的远端侧尖端，其具有两种不同的细节变型；
图15以示意图示出了在此公开的光治疗器系统的另一种示例性实施方式的可能的光治疗器的远端侧尖端，其具有四种不同的细节变型；
图16示出了在此公开的光治疗器系统的一种示例性实施方式的可能的光治疗器的远端侧尖端在刺入患者皮肤中时的示意图；
图17示出了在此公开的光治疗器系统的另一种示例性实施方式的可能的光治疗器的远端侧尖端在刺入到患者皮肤中时的示意图；
图18示出了在此公开的光治疗器系统的另一种示例性实施方式的可能光治疗器的远端侧尖端在刺入到患者皮肤中时的示意图；
图19示意性示出了在此公开的光治疗器系统的一种示例性实施方式的可能的光治疗器的远端侧尖端的横截面，其具有两种不同的细节变型；
图20以示意图示出了在此公开的光治疗器系统的一种示例性实施方式的可能的光治疗器的远端侧尖端的加强元件，其具有三种不同的细节变型；
图21示出了在此公开的光治疗器系统的一种示例性实施方式的可能的光治疗器的远端侧尖端在刺入患者皮肤中时的示意图；
图22示意性示出了在此公开的光治疗器系统的一种示例性实施方式的可能的光治疗器的远端侧尖端的横截面，其具有三种不同的细节变型；
图23以示意图示出了在此公开的光治疗器系统的一种示例性实施方式的可能的光治疗器的远端侧尖端的加强元件；
图24以示意图示出了在此公开的光治疗器系统的一种示例性实施方式的可能的光治疗器的远端侧尖端，包括在五个不同阶段刺入时的皮肤开口；
图25以示意图示出了在此公开的光治疗器系统的一种示例性实施方式的可能的光治疗器的远端侧尖端，其具有两种不同的细节变型；
图26以示意图示出了在此公开的光治疗器系统的另一种示例性实施方式的可能的光治疗器的远端侧尖端，其具有两种不同的细节变型；和
图27以示意图示出了在此公开的光治疗器系统的另一种示例性实施方式的可能的光治疗器的远端侧尖端。
具体实施方式
图1示出了光治疗器系统1，其具有光治疗器运行单元3和可更换的光治疗器5。光治疗器5基本上由柔性的线缆部分7组成，该柔性线缆部分从近端侧的插头9延伸到远端侧的插入部11。相比于线缆部分7，插入部11是光治疗器5的被设置用于刺入身体13的有机组织中的部件。在此，光治疗器5适用于经皮PDT并且在PDT操作中示出。插入部11在此被构造为刚性的针形部，其例如在CT或超声辅助下以远端侧尖端从外部穿过患者的皮肤13和位于其下的健康组织15刺入到病理性身体组织(例如恶性肿瘤)17中。
插入部或者说针形部11在远端侧尖端上具有远端侧的LED 19，用于原位产生PDT的激活光。例如，如果将氯e6用作PDT的敏化剂(Sensibilisator)，则为此专门设计的LED19可以在660-670nm的波长范围内尽可能各向同性地发射激发光。氯e6事先作为敏化剂选择性地集聚在病理性身体组织17中，通过光作用产生氧自由基，该氧自由基会破坏病理性身体组织17。由于氯e6不会集聚在健康组织15中，因此健康组织15基本上不会受到光的影响。
LED 19由光治疗器运行单元3通过线缆部分7和插入部11中的电导体供电。为此，光治疗器5的近端侧插头9被插入到光治疗器运行单元3上的接头21中。为了对光治疗器5供电，光治疗器运行单元3具有供电模块23，该供电模块被设计为在接头21处为可连接的光治疗器5提供相应的工作电流。此外，光治疗器运行单元3还具有控制模块25，该控制模块被设计为识别插头9并指示供电模块23提供相应的工作电流。
接头21可以例如是具有多个插槽的插接板，其中，作为机械标识符形式的识别手段，只有特定的插头形状才能配合特定的插槽，以便在插头9插入时明确地确定是哪种类型的光治疗器5位于插槽上。然后，控制模块25可以为每个插槽提供预定的工作参数(电流、电压、运行时间等)。替代地或附加地，可以将施加器类型作为基于信号的标识符形式的识别手段、可由控制模块25读取地存储在插头9中，并且相应地操控供电模块23。在基于信号的标识符的情况下，光治疗器5自身可以选择性地主动“登录”控制模块25并且被识别和/或被动地由控制模块25来询问。也可以将光治疗器5的先前使用存储在控制模块25和/或插头9中，从而只允许光治疗器5的一次性使用。
在图2中，光治疗器系统1具有多个光治疗器5，这些光治疗器同时连接到多个接头21，以便共同用于针对整个器官27的PDT。这些光治疗器5可以是全部相同类型的或者至少部分不同类型的。光治疗器5在不同的部位上穿过皮肤，并且以不同的刺入深度分布地刺入器官27中，以便LED 19以激活光最大可能地均匀照射器官。这对于较大的和/或不可精确定位的肿瘤是特别有意义的。由于PDT不会对健康组织造成损伤，因此有意义的是对肿瘤周围的体积或整个器官进行充分照射，以降低病理组织未被治疗的风险。单个的光治疗器5可以被规定以特定的类型、特定的位置、特定的刺入角和深度，并例如借助于粘接或以其它方式固定在皮肤上的辅助型板或模板。可以根据识别手段来确定光治疗器5与接头21的相应配属关系，以便针对关于特定器官27所设定的PDT类型，由控制模块25在每个接头21上自动提供正确的工作参数。由此可以降低针对多个光治疗器5的复杂设定中的错误风险。
在图3中示意性示出了用于间质或经皮PDT的多个光治疗器5可以在柔性线缆部分7至少部分地集束，例如以多芯带状线缆29的形式。然而，这些光治疗器5也可以被集束地或单独地引导通过内窥镜或套管针的一个或多个工作通道。
图4示出了光治疗器系统1的一种实施方式，其中用于间质PDT的光治疗器5被引导通过内窥镜形式的杆式器械35的杆33中的工作通道31。杆33具有插入部37，该插入部被设定用于导入到患者体内。可选地，可以在插入部37的远端侧端部上布置图像传感器39，以便能够拍摄患者身体内部的图像。插入部37具有第一杆部41、第二杆部43和第三杆部45，其中第一杆部41从第二杆部43向近端侧延伸，并且第三杆部45从第二杆部43向远端侧延伸。杆33在第二杆部43中是可弯曲的和/或比在第一和/或第三杆部41、45中弯曲刚性更小。因此，插入部37的远端端部能够以微创的方式放置在身体内部的弯弯曲曲的区域中，例如肾盏或高度分叉的呼吸道。
相应于杆部41、43、45，光治疗器5还具有不同的光治疗器部分，即，第一光治疗器部分A、第二光治疗器部分B和第三光治疗器部分C，其中第一光治疗器部分A从第二光治疗器部分B向近端侧延伸，并且第三光治疗器部分C从第二光治疗器部分B向远端侧延伸。第二光治疗器部分B的弯曲刚性小于第一光治疗器部分A和/或第三光治疗器部分C。当光治疗器5的远端侧LED 19被定位在插入部的远端侧端部时，第二光治疗器部分B至少部分地布置在第二杆部43中。亦即，光治疗器部分A、B、C在长度上与内窥镜35的杆33协调一致，由此，一方面光治疗器5在那里被构造为具有足够的弯曲和扭转刚性，以便能够控制光治疗器5的远端部，并且另一方面在那里被构造为具有足够的柔性，以便尽可能少地损害杆在第二杆部43中的可弯曲性(Abwinkelbarkeit)。在该实施例中，光治疗器5还在近端侧的柔性线缆部分7中具有可选的第四光治疗器部分D，其从第一光治疗器部分A向近端侧延伸并能够以一定半径卷绕地延伸到内窥镜35之外。光治疗器5的远端侧插入部11可以在工作通道31的远端侧端部上伸出并刺入病理组织17中用于间质PDT。为此，光治疗器5的远端侧插入部11可以是柔性的或者作为针形部是相对弯曲刚性的。弯曲刚性的针形部11可以增大在组织中的刺入深度，而柔性插入部11可以更好地被推动或拉动穿过弯曲的工作通道31。
如图5所示，光治疗器5在第二光治疗器部分B中比在光治疗器部分A和C中更薄，因为小的弯曲半径需要低的弯曲和扭转刚性。光治疗器在光治疗器部分A和C中更厚，在那里较高的弯曲和扭转刚性有利于操纵。在此，电导体本身和/或其绝缘护罩的径向扩张可以与局部的弯曲和扭转刚性需求相匹配。在此，光治疗器5在此不必作为整体在不同的光治疗器部分A-D中具有不同的厚度，而是可以例如只有加固的外罩在不同的光治疗器部分A-D中具有不同的厚度。一种非常简单的解决方案是：将作为电绝缘体和/或热隔离的径向护罩49部分地构造为具有不同壁厚和/或不同数量的软管，作为至少部分相互重叠的软管，并因此在多个光治疗器部分A-D中实现不同的弯曲和扭转刚性。在此，可以将该软管构造为收缩软管。护罩的壁厚可以相对较薄，因为由护罩引起的弯曲刚性的增加与面积惯矩Ir相关。例如，在护罩的横截面形状为圆环的情况下适用因此弯曲刚性是基于半径的四次方依比例决定，其中R是护罩的外半径，r是护罩的内半径。对于外部宽度为A、内部宽度为a的具有正方形箱状轮廓的护罩横截面而言，相应地适用于因此，即使光治疗器部分A至D之间的护罩厚度的极小差异是在10μm范围内，也能够对弯曲和扭转刚性产生显著影响。
图6示出了光治疗器5的一种实施方式，其中使用所谓的倒装芯片作为LED 19，其中第一电触点50(在此为阳极触点)和第二电触点51(在此为阴极触点)均布置在近端侧。LED芯片19在这里是例如利用一薄导电粘合剂层(未示出)粘在适配件53上，该适配件的横向尺寸被构造为，允许LED芯片19进行大面积的贴靠，从而实现了从LED 19到适配件53的良好近侧热流。在此，适配件53可以与图6一样由两个金属半部55、57组成，它们分别与LED的触点50、51导电接触并且通过薄绝缘层59彼此电绝缘。替代地，适配件53可以例如被构造为带有金属衬套(Durchführung)的一体化陶瓷件。LED是通过电导体61越过光治疗器5的长度供电，其中电导体61在此设计为双绞线61a、b，其中一个双绞线61a、b用于电流供应，另一个双绞线61b、a用于电流导出。适配件53在近端侧具有触点插座63、65，电导体61的远端端部能够与该触点插座导电连接。电导体61可以被构造为至少局部柔性或刚性的。当电导体61在光治疗器5上具有最大可能的横截面占比时，例如至少70％，则无论其是柔性的或刚性的，在任何情况下对于近侧散热都是有利的，因为电导体61是比围绕电导体61的绝缘护罩49a、b更好的热导体。
相对于根据图6的实施例，在图7中示出了光治疗器5，其具有LED芯片19，该LED芯片具有大面积的近端侧第二电触点51(其同时作为朝向远端方向的光反射器)和相对小面积的远端侧第一电触点50。在此，电导体61为同轴电缆，其电缆芯61a在远端侧借助于导电粘合剂或焊锡与LED19的近端侧第二电触点51导电连接。为了使LED 19通过电缆芯61a获得尽可能良好的近侧散热，电缆芯61a在电导体61上或在整个光治疗器5上具有相对较大的横截面占比，例如至少70％。外导体61b和布置在外导体61b与电缆芯61a之间的绝缘体层59相应地分别尽可能薄地构成。外导体61b向外同样由至少一个尽可能薄的绝缘护罩(在图7中未示出)围绕。如图5所示，通过护罩的厚度和/或层数可以部分地限定光治疗器5的弯曲刚性。电缆芯61a可以被构造为相对刚性的实心线或柔性的绞合线束(Litzenbündel)。
图7中的外导体61b用作回流导体，其通过套在LED 19上的远端侧金属套筒67与LED 19的第一电触点50导电连接。为了实现第一电触点50与套筒67之间的电接触，套筒67的接触夹69径向向内突出。虽然未在所有附图中示出，但是在所有实施方式中均优选远离LED地布置光束成形组件，以实现所期望的辐射特性。例如，PDT可能期望各向同性辐射，因此散射体71(见图8-10和图13-27)可以形成光束成形组件。如果期望聚焦光线，则可以在LED芯片19的远端侧布置透镜作为光束成形组件。
在图8中示出了光治疗器5的一种实施方式，其对于经皮PDT是特别有利的。在图8中右侧单独示出了LED 19的俯视图。具有用于连接光治疗器运行单元3的近端侧插头9的光治疗器5的近端侧线缆部分7是柔性的，并且在远端侧具有可拆卸的连接接头73，用于相对刚性的远端侧针形部11。针形部11完全或部分地用作刺入身体组织中的插入部。针形部11主要通过中心的、实心的、刚性的、杆状的第一电导体61a获取其弯曲刚性。类似于图7，在第一电导体61a上在远端侧连接一LED 19。从图8右侧的LED 19的俯视图中可以清楚地看到，电导体61a(例如LED 19)具有基本为正方形的横截面，该横截面仅略微大于LED 19。当前市场上可获得的或者可生产的最小LED 19的横截面在这里确定了光治疗器5小型化的下限，其被设计为尽可能微创的，也就是尽可能薄的，并因此应尽可能少地突出超过LED19的横向尺寸。目前，可以实现明显小于1mm2的光治疗器横截面，例如0.25mm2及以下。
第二电导体61b可以以相对于第一电导体61a绝缘的极薄挠性电路板或漆包线的形式作为回流导体沿着第一电导体61a的一侧被引导，并且在其远端端部上呈L形地折叠或弯曲，以便接触LED 19的远端侧第一电触点50。图7中的金属套筒67在这两种情况下可以被省略。导体61a、61b在这里用薄护罩49包覆，该护罩优选由塑料构造为生物兼容的收缩软管，并改善了针形部11通过身体组织的滑动性能。此外，护罩49还用作对外的电绝缘和热隔离。
在图8中示出了布置在LED 19远端的、透光散射体71形式的光束成形组件，其用作针形部11的朝向远端逐渐变细的针尖。在图12至图27中详细示出了该针尖的优选设计方案。
为了在小于1mm2的横截面上实现第一电导体61a的高弯曲刚性，优选地使用具有尽可能高弹性模量的材料作为第一电导体。例如，钢具有超过200MPa的高弹性模量。然而钢的缺点在于：其在20℃下的热导率显著低于100W/(Km)，在20℃下通常在50W/(Km)的范围内。由于第一电导体61a不仅应是弯曲刚性的，而且还应尽可能良好地将LED的废热朝向近端导出，因此对于热传导而言有意义的是由铜或银制成的、在20℃下热导率大于400W/(Km)的第一电导体61a，或者是至少由铝制成的、在20℃下热导率大于200W/(Km)的第一电导体61a。然而，低于100MPa的铜、铝和银的弹性模量比钢低得多。为了实现高弯曲刚性的同时获得高热导率，将电导体61a如图9a、b和图10a、b中所示的那样构造为具有铜芯74和钢外罩76。钢外罩76相比于铜芯74的半径可以是相对薄壁的，因为加固效果是如上所述地基于半径的四次方依比例决定的。同时，铜芯74的横截面越大，近侧的热传导就越好。为了实现尽可能良好的散热，铜芯74的直径适配于LED 19的横向尺寸。在图9a、b中，导体61的横截面是圆形，并且LED 19是近似于边长为a的正方形，因此铜芯74的直径近似为a。在这种情况下，钢外罩76的厚度在这里至少为因此LED 19的角不会横向突出超过导体61。在图10a、10b中，导体61的横截面类似于LED 19大致为正方形，其中铜芯74的横截面大致对应于LED 19的横截面。钢外罩76在这里比图9a、b中的钢外罩薄得多，例如厚度小于0.15·a。
在图11a和图11b中，光治疗器5的插入部11中的热管理更明显。在此，插入部11可以是刚性的或柔性的，即，电导体61可以被构造为实心杆或柔性的绞合线束。这里的技术挑战在于，在小横截面、特别是在横截面小于1mm2的情况下，一方面要良好地导出LED 19的废热，以使LED 19不会受到损害，并且还能够随着LED接通时间的延长维持所输出的光功率水平，因为随着LED温度的升高，所输出的光功率会下降。另一方面，周围的身体组织不能受热太多以致受损。过强的热隔离会损害到LED 19，而过弱的热隔离则会由于极不均匀的径向热流和特别是在LED 19区域中从治疗器到周围组织的非常过高的径向热流而对组织造成伤害。为了解决该问题，从LED 19朝向近端降低径向热隔离。在所示实施例中，这是在多个热隔离部分E、F、G之间逐渐发生的。在径向围绕LED 19的远端侧第一热隔离部分E中，径向热隔离是最强的，因此在插入部11的该区域中，亦即在作为热源的LED 19的区域中，在那里光治疗器5中的热流dQ/dt总体上非常高，由于在那里几乎没有热量能够排放到外部环境中，因此通过良好的径向热隔离将从光治疗器5到组织的径向热流dQ/dt衰减到适当的程度，从而不会损害周围的组织。为此，远端侧的热隔离部分E中的热隔离有三层。
在径向最内部，针尖71的呈套筒状围绕LED 19延伸的近端侧部分75被用作远端侧第一热隔离部分E的第一热隔离层75，该针尖在LED 19的远端形成透光的散射体。散射体71使光以最大可能的空间角度尽可能各向同性地辐射。与散射体71本身一样，第一热隔离层75具有塑料作为主要组成部分，例如环氧树脂。塑料的有利之处在于具有相对较低的热导率。由塑料(例如，聚对苯二甲酸乙二酯(PET))制成的第一收缩软管77作为第二热隔离层在第一远端侧热隔离部分E中围绕第一热隔离层75。由塑料(例如，聚对苯二甲酸乙二酯(PET))制成的第二收缩软管79作为第三热隔离层在第一远端侧热隔离部分E中围绕第二热隔离层77。
第二热隔离部分F从第一远端侧的热隔离部分E朝向近端延伸，该第二热隔离部分由第二热隔离层77和第三热隔离层79组成。针尖71的近端套筒部分的第一热隔离层75没有延伸到第二热隔离部分F中。由此，导体61可以比在第一热隔离部分E中更好地径向地排出热量，从而避免局部集热并确保从LED 19通过导体61的近侧散热。第三热隔离部分G从第二远端侧热隔离部分F朝向近端延伸，该第三热隔离部分仅包括第三热隔离层79。第二热隔离层77未延伸到第三热隔离部分G。由此，导体61可以比在第二热隔离部分F中更好地径向排出热量，从而避免在这里局部集热并确保从LED 19通过导体61的近侧散热。结果，从LED 19朝向近端减小的径向热隔离导致径向热流沿插入部11的长度分布，使得在第三热隔离层79的外半径上的纵向温度梯度ΔT/ΔL在热隔离部分E、F、G上尽可能得小并因此避免了会损害组织的温度峰值。如图11a、11b中的白色方块箭头的大小所示，热隔离部分E、F、G之间的径向温度梯度ΔT/Δr的差异通过径向热隔离的不同厚度以及由此引起的热隔离部分E、F、G的不同径向热阻来尽可能地补偿，以使通过热隔离部分E、F、G径向向外传递的各个热功率dQ/dt尽可能相同。
在图11a和图11b中，热隔离的厚度主要由热隔离的总厚度决定。因此如图11a所示，光治疗器5可以构造为在近端更薄。然而，这不是一个大的优点，因为光治疗器5的最大横截面是由具有三个热隔离层的第一热隔离层E决定的。如图11b中所示，导体61的横截面可以因应于热隔离朝向近端减小的厚度而增大，使得光治疗器5的横截面在热隔离部分E、F、G上是基本恒定的。由此相应地改善了通过导体61在近侧的热传导dQ/dt。
在图11c和图11d中示出了如何能够附加地改善针尖71的紧固可靠性。为此，导体61在远端的端部部分中在外侧具有至少一个凹陷80(见图11c)和/或扩张82(见图11d)，例如作为局部的横截面缩小和/或横截面扩大。由此实现了针尖71的套筒状近端侧部分75与第一导体61的形状配合。针尖71可以被构造为塑料铸造件或塑料注塑件，其可以例如通过注塑包覆或者重铸与导体61的外侧的凹陷80或扩张82借助于底切84形成形状配合。
在图12至图27中示出了针尖或散射体71的各种设计方案。图12a-c分别示出了位于LED(未示出)远端侧的光束成形组件的原理性套筒状结构。在图12a中，针尖基本上是罐状的，具有平的端面81和略微圆化的棱83。因此，图12a中的针尖相对较钝。如果不需要切割组织，而是仅将其推开，这可能是有利的。然而，由于在刺入时有高阻力，因此这种针尖不太适合于经皮PDT。在图12b中端面81被完全圆化，与图12a中的平端面81相比，这一方面减小了刺入时的阻力，另一方面还实现了透镜效果。在图12c中，针尖朝向远端呈锥形地逐渐变细为相对较钝的尖端85。该锥形体积在此绝大部分被填充以光散射材料87。
图13示出了经皮(通过皮肤13)刺入病理组织17中的光治疗器5，其具有远端侧针尖，该针尖被构造为圆顶状的散射体71。该散射体71将LED 19根据兰伯特辐射器的辐射特性所发射的光89散射，使得离开散射体71的光91以最大可能的空间角度尽可能各向同性地发射。因此，从散射体71射出的光也部分地具有朝向近端指向的方向分量。
在间质PDT或经皮PDT中，对皮肤13和组织15、17，特别是在去往病理组织17的路径上可能必须经过的健康组织15的机械作用应该是尽可能微创的。首要目标是穿刺不会对皮肤13和健康组织15造成永久性损伤。此外，穿刺应尽快愈合且不留疤痕或留下尽可能小的疤痕。为此目的，可能有利的是将光治疗器5的尖端构造为特别尖和/或锋利的。然而，此处的技术困难在于，远端的尖端和/或棱可以由散射体71的透光材料制造得足够锋利。例如，环氧树脂与大多数其它塑料一样是相对柔软的，并且在穿刺时可能会在尖端和/或棱处发生弯曲。硬透光材料(例如石英玻璃)虽然是弯曲刚性的，但是加工要费力得多，因此使得成本要高得多。此外，硬透光材料(例如石英玻璃)是易碎的，因此碎裂的风险很高。为了解决该问题，如图14所示，例如锥形或金字塔形的散射体71的针尖端区域93具有加强元件95。加强元件95由硬金属(例如钢)制成，并且至少部分地嵌入到相对较软的散射体材料(例如环氧树脂)中。在图14所示的实施例中，加强元件95被构造为相对较短的芯棒，其可以为了加强针尖端区域93而被完全买入(见图14中右上方的细节视图)，以便不仅提高弯曲刚度，而且还提高弯曲强度；或者为了使针尖尖锐而从散射体71向远端伸出(见图14中右下方的细节视图)。加强元件95的横截面面积相对较小，由此使其朝向远端投射的阴影尽可能小。为此，将加强元件95构造得尽可能短也是有利的；反之，在芯棒95被较长构造时，针尖端区域93的加固效果更大。
在图15中示出了作为加强元件的芯棒95的这种长设计方案。与图14中的短芯棒95相比，在这种薄实施方式中，稍大的阴影投射可以忽略不计。通过将芯棒95更深地嵌入散射体71中，芯棒95将更稳定，并且在必要时可以从散射体71中朝向远端进一步突出(见图15中右侧细节视图)。
在图16中原理性示出了光治疗器5经皮(通过皮肤13)刺入组织17中。利用朝向远端逐渐变细的针尖，被穿刺的皮肤13和组织17将扩张至足以使光治疗器5穿过的程度。针尖越尖锐，皮肤13和组织17的扩张就越温和，并且使用者为此必须施加的力就越小。
在图17中，加强元件95被构造为三角形薄锋利刀片，其嵌入到锥形散射体71中，并且不仅朝向远端地，而且还横向地突出于散射体71。刀片95定义了纵截平面S1，该纵截平面平行于光治疗器5的纵轴线L延伸。在光治疗器5刺入时，刀片95刺穿并切断将要通过的组织，以促进组织扩张并降低阻力。这对于坚硬的组织17和穿透坚韧的皮肤层是特别有意义的。
在图18中示出了一种实施方式，其中散射体71是具有基本上为正方形基面的金字塔形的。如图19所示，光治疗器5的插入部11在此具有正方形的横截面。加强元件95在此同样被构造为三角形的薄锋利刀片，然而该刀片是完全嵌入到锥形散射体71中，并且不或几乎不朝向远端或横向地突出于散射体71。在此，刀片95所处的纵截平面S1由散射体71的正方形基面的对角线和光治疗器5的纵轴线L展开获得。在此，散射体71的棱97形成由刀片95加强的切割棱(见图19中右侧细节视图)。在图19中，加强元件显示为两个在横截面中成直角彼此交叉布置的刀片。由此在刺入时产生交叉切口，通过该交叉切口使得组织特别容易扩张。
如图20所示，交叉刀片95可以在切割边缘处以不同的方式被锐化磨削。两个刀片95可以分别具有相应的狭缝99，使得刀片可以相互交叉插入。狭缝99分别沿纵向方向延伸刀片95的大约一半以上。狭缝99的宽度大致等于刀片95的厚度。
从图21和图22中可以清楚地看到，为了形成更锋利的切割棱101，即使是在具有正方形基面的金字塔形散射体71的情况下，加强元件95也能够以交叉刀片95的形式朝向远端地和横向地突出于散射体71。
在图23中所示的加强元件95是V形刀片，用于在切割平面中减少由刀片95在散射体71中形成的不透光面。然而，在根据图17至图22的刀片中，刀片面可以被构造为能良好地反射光，使得这能够得到良好的补偿。
在图24至图27所示的实施例中，有意地放弃了两个刀片作为加强元件95的交叉配置，并且仅使用一个刀片作为加强元件95。交叉式的皮肤或组织切口的愈合和结疤过程在某些情况下可能比单个纵向切口更糟糕。此外，就制造技术而言，单个刀片95嵌入到散射体71中更简单。
在图24至图27所示的实施例中，散射体71具有带有正方形基面的特别是多面体形状。散射体71在第一纵截平面S1中以第一角度α朝向远端锐化地延伸，并且在垂直于第一纵截平面S1的第二纵截平面S2中以第二角度β朝向远端锐化地延伸，其中第二角度β比第一角度α更尖锐。在第一纵截平面S1中，刀片95作为加强元件被嵌入并且朝向远端但不横向地突出于散射体71。刀片95的切割棱101彼此成角度α地延伸并且形成尖端103。在第二纵截平面S2中，组织未被切割，而是被轻轻地相互分开，并且仅在第一纵截平面S1中的切割大部分已经完成时。散射体71的棱在纵截平面S2中的钝角也有助于组织在纵截平面S2中的轻轻分开。
在图24的下部示出了在针尖达到相应指定的穿透深度时皮肤或组织开口的阶段a-e。初始在阶段a中，仅在第一纵截平面S1中进行切割；在阶段b中，仅略微附加地在第二纵截平面S2中使组织相互分开。在阶段c中，完成在第一纵截平面S1中的切割。皮肤或组织开口在第二纵截平面S2中的扩张的大部分仅在阶段d和e中发生，亦即，通过定义的切割已经实现组织开口时。
根据图24至图27中所示实施例的散射体71具有横截面为正方形的近端第一散射体部分105(参见阶段e)。第二散射体部分107从第一散射体部分105向远端延伸，并且第三散射体部分109从第二散射体部分107向远端延伸。第二散射体部分107具有基本上八边形的横截面(参见阶段d)，并且第三散射体部分109具有基本上菱形的横截面(参见阶段b和c)。加强元件95在纵截平面S1中沿着较长的菱形对角线在第三散射体部分109中延伸。
如图25和图26所示，刀片95还可以延伸到第二散射体部分107之上，并且利用散射体71横向中止(图25)或者横向突出(图26)。在组织较硬的情况下，较大的刀片95(图26)可能是有利的，在组织较软的情况下，较小的刀片95(图25)可能是有利的。图26中所示横向突出于散射体71的刀片95造成所定义的沿着刀片95的组织切割。在组织于治疗器进给期间通过扩张过程在未定义的另一位置处撕裂之前，应该有针对性地以刀片95的平面切开组织，从而扩大组织开口。
在图27中示出了一种优选的实施方式，其中刀片95如图26中所示的那样横向突出，并且其切割棱101比角度α更尖锐地相对于彼此延伸并因此形成更尖锐的尖端103。因此，加强元件95以尖端103在散射体71的径向中心比在散射体71的径向外部区域处沿元端详更突出于散射体71。这使得更容易刺入坚硬的组织中，在此还减少了由使用者施加的力。
构件或运动方向的编号名称“第一”、“第二”、“第三”等在此纯粹是为了区分构件或运动方向而任意选择的，并且可以有任意其他的选择。其与重要性排序无关。构件或技术特征被标称为“第一”不应该被误解为必须有第二个此类构件或技术特征。除非另有明确说明或绝对必要，否则任何方法步骤均可按照任意的顺序和/或时间部分或完全重叠地执行。
本领域技术人员基于本公开而视为显而易见的、根据本发明所述的参数、构件或功能的等效实施方式在此亦如其所明确描述的那样包含在本发明中。相应地，权利要求书的保护范围应该包括这些等效实施方式。被视为可选的、有利的、优选的、期望的或类似表示的特征“可以”应被理解为可选的，而不应视为对保护范围的限制。
所述实施方式应被理解为说明性示例，并不代表可能实施方式的排他性列举。在一种实施方式的相关框架中所公开的每个特征，不管其是在哪个实施方式中被相应地描述，都可以单独地或与一个或多个另外的特征结合使用。尽管在此描述和示出了至少一个实施例，但是鉴于本说明书，对于本领域技术人员而言显而易见的变型和替代性实施方式也包括在本公开的保护范围内。此外，术语“具有”在此不应该排除其它的额外特征或方法步骤，“一个”也不排除有多个。
附图标记列表
1 光治疗器系统
3 光治疗器运行单元
5 光治疗器
7 光治疗器的线缆部分
9 光治疗器的插头
11 光治疗器的插入部
13 皮肤
15 健康组织
17 病理组织
19 LED
21 光治疗器运行单元的接头
23 供电模块
25 控制模块
27 器官
29 带状线缆
31 工作通道
33 杆
35 杆式器械
37 内窥镜的插入部
39 图像传感器
41 第一杆部
43 第二杆部
45 第三杆部
49，49a，49b 光治疗器的护罩
50 LED的第一电触点
51 LED的第二电触点
53 适配件
55 金属半部
57 金属半部
59 绝缘体层
61 电导体
61a 第一电导体
61b 第二电导体
63 触点插座
65 触点插座
67 套筒
69 接触夹
71 散射体
73 连接接头
74 第一电导体的芯
75 近端侧的针尖部或第一热隔离层
76 第一电导体的外罩
77 第二热隔离层
79 第三热隔离层
80 凹陷
81 散射体的端面
82 扩张
83 散射体的棱
84 底切
85 散射体的尖端
87 光散射材料
89 由LED发射的光
91 由散射体发射的光
93 散射体的针尖端区域
95 加强元件
97 散射体的棱
99 加强元件中的狭缝
101 加强元件的切割棱
103 加强元件的尖端
105 第一散射体部分
107 第二散射体部分
109 第三散射体部分
A 第一光治疗器部分
B 第二光治疗器部分
C 第三光治疗器部分
D 第四光治疗器部分
L 光治疗器的纵轴线
S1 第一纵截平面
S1 第二纵截平面
α 第一角度
β 第二角度。

Claims (30)

1.一种用于检查和/或治疗有机体的光治疗器(5)，其中所述光治疗器(5)具有微创式的刚性、半柔性或柔性的插入部(11)，所述插入部沿着纵向方向(L)延伸并且在其远端端部上具有LED(19)，其中所述光治疗器(5)具有用于为所述LED(19)供电的第一导体(61a)，所述第一导体在所述插入部(11)中沿纵向方向(L)延伸并且在那里的横截面面积为所述光治疗器(5)的横截面面积的至少70％，其中所述光治疗器(5)在所述插入部(11)中沿径向方向被如下地热隔离：即，径向热隔离朝向近端逐渐和/或持续地减小。
2.根据权利要求1所述的光治疗器(5)，其中，所述光治疗器(5)在所述插入部(11)中具有至少一个径向热隔离层(75，77，79)，其中所述至少一个热隔离层(75，77，79)的总厚度朝向近端减小。
3.根据权利要求1所述的光治疗器(5)，其中，所述光治疗器(5)在所述插入部(11)中具有多个径向热隔离层(75，77，79)，其中所述热隔离层(75，77，79)的数量朝向近端减少。
4.根据权利要求1所述的光治疗器(5)，其中，所述第一导体(61a)的直径按照所述径向热隔离朝向近端减小的程度而增大。
5.根据权利要求1所述的光治疗器(5)，其中，所述光治疗器(5)的横截面面积在所述插入部(11)的长度上恒定。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的光治疗器(5)，其中，所述光治疗器(5)在所述插入部中朝向近端降低了所述径向热隔离的材料的热导率。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的光治疗器(5)，其中，还具有第二导体(61b)，用于闭合为所述LED(19)供电的电路，其中所述第二导体(61b)在所述插入部(11)中被设计为比所述第一导体(61a)更薄，使得所述第二导体(61b)在所述插入部(11)中的横截面面积小于所述光治疗器(5)的横截面面积的10％。
8.根据权利要求7所述的光治疗器(5)，其中，所述第二导体(61b)在所述插入部(11)中以平坦柔性印刷电路板的形式或者薄漆包线的形式在所述第一导体(61a)的一侧相对于所述第一导体电绝缘地沿着所述第一导体被引导。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的光治疗器(5)，其中，所述第一导体(61a)至少部分地在所述插入部(11)中被构造为柔性的绞合线束。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的光治疗器(5)，其中，所述第一导体(61a)在外侧具有至少一个凹陷(80)或扩张(82)。
11.根据权利要求1至5中任一项所述的光治疗器(5)，其中，所述插入部(11)被构造为刚性的针形部，其中所述第一导体(61a)加固所述插入部(11)，并且其中所述光治疗器(5)具有在近端侧与所述针形部固定连接或可拆卸地连接的线缆部分(7)。
12.根据权利要求11所述的光治疗器(5)，其中，所述第一导体(61a)具有包括第一材料的芯(74)和包括第二材料的外罩(76)，其中，所述第一材料的导热性强于所述第二材料，并且所述第二材料的弯曲刚性高于所述第一材料。
13.根据权利要求12所述的光治疗器(5)，其中，所述第一材料包括铜、铝或银，而所述第二材料包括钢。
14.根据权利要求12所述的光治疗器(5)，其中，所述芯(74)的横截面面积大于所述第一导体(61a)的横截面面积的40％。
15.根据权利要求12所述的光治疗器(5)，其中，所述芯(74)的横截面面积是所述LED(19)的横截面面积的0.8至1.2倍。
16.根据权利要求1至5中任一项所述的光治疗器(5)，其中，所述第一导体(61a)的横截面面积至少与所述LED(19)的横截面面积一样大。
17.根据权利要求1至5中任一项所述的光治疗器(5)，其中，所述LED(19)与所述第一导体(61a)的远端端面导电和导热地接触。
18.根据权利要求1至5中任一项所述的光治疗器(5)，其中，所述插入部(11)具有布置为至少部分地朝向所述LED(19)的远端并且朝向远端逐渐变细的针尖，所述针尖具有透光的散射体(71)用于使所述LED(19)的光散射。
19.根据权利要求18所述的光治疗器(5)，其中，所述针尖的体积由所述散射体(71)构成，并且在尖和/或棱形的针尖端区域(93)中具有加强元件(95)。
20.根据权利要求19所述的光治疗器(5)，其中，所述散射体(71)由光散射塑料或具有光散射颗粒的透光塑料构成，并且所述加强元件(95)由金属构成。
21.根据权利要求19所述的光治疗器(5)，其中，所述加强元件(95)被构造为至少部分地嵌入所述散射体(71)中的芯棒，或者被构造为至少部分地嵌入所述散射体(71)中的刀片。
22.根据权利要求19所述的光治疗器(5)，其中，所述加强元件(95)至少部分地朝向远端和/或横向地突出于所述散射体(71)。
23.根据权利要求22所述的光治疗器(5)，其中，所述加强元件(95)在所述散射体(71)的径向中心比在所述散射体(71)的径向外部区域处朝向远端更突出于所述散射体(71)。
24.根据权利要求19所述的光治疗器(5)，其中，所述加强元件(95)在横向侧上具有反射表面。
25.根据权利要求19所述的光治疗器(5)，其中，所述散射体(71)在第一纵截平面(S1)中以第一角度(α)朝向远端锐化地延伸，并且在垂直于所述第一纵截平面(S1)的第二纵截平面(S2)中以第二角度(β)朝向远端锐化地延伸，其中，所述第二角度(β)比所述第一角度(α)更尖锐。
26.根据权利要求25所述的光治疗器(5)，其中，所述加强元件(95)被布置在所述第一纵截平面(S1)中并且加强在其中延伸的棱形针尖端区域(93)。
27.根据权利要求19所述的光治疗器(5)，其中，所述散射体(71)是多面体，具有第一散射体部分(105)、布置在所述第一散射体部分(105)远端侧的第二散射体部分(107)、和布置在所述第二散射体部分(107)远端侧的第三散射体部分(109)，其中所述第一散射体部分(105)具有正方形的横截面，其中所述第二散射体部分(107)具有八边形的横截面，并且其中所述第三散射体部分(109)具有菱形的横截面。
28.根据权利要求27所述的光治疗器(5)，其中，所述加强元件(95)沿着最长的菱形对角线在所述第三散射体部分(109)中延伸。
29.根据权利要求19所述的光治疗器(5)，其中，所述加强元件(95)至少部分地横向突出于所述散射体(71)。
30.根据权利要求19所述的光治疗器(5)，其中，所述加强元件(95)被构造为两个横截面彼此交叉布置的刀片。
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