CN116322823A - 具备用于血液的冷却水循环部的光线力学疗法装置 - Google Patents

Abstract

本发明的光线力学疗法装置从光源向被取出到患者的体外的在血液用管内流动的吸收了光反应剂血液照射光线，破坏血液中不希望的成分或对该成分施加影响。光线力学疗法装置具备：照射单元，具备光源，向血液用管内的血液照射光线；及回路冷却块，对血液用管内的血液进行冷却。回路冷却块通过使冷却水流动的水流路而与用于使冷却水在回路冷却块内循环的泵、储液罐及对水进行冷却的冷却部连接。

Description

具备用于血液的冷却水循环部的光线力学疗法装置

技术领域

本公开涉及具备用于血液的冷却水循环部的光线力学疗法装置。

背景技术

在光线力学疗法(photodynamic therapy：PDT)中，将吸收了具有特征性的光吸收区域的光反应剂的血液暂时取出到患者的体外，照射与该特征性的光吸收区域对应的光线，由此，破坏血液中的不希望的成分，或者对该成分施加影响。作为照射光即光线的光源，例如，利用LED。

然而，当上述PDT治疗时的LED产生的光线照射于被取出到患者的体外的血液时，该血液发热而温度上升。若血液的温度上升，则有可能对血液返回的患者的身体带来负担。另外，温度的上升会给血液本身施加不良影响。

现有技术文献

专利文献1：国际公开第2017/164202号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本公开提供一种在PDT疗法中抑制血液的温度上升的光线力学疗法装置。

用于解决课题的技术方案

本发明的光线力学疗法装置从光源向被取出到患者体外的在血液用管内流动的吸收了光反应剂的血液照射光线，破坏血液中的不希望的成分或对该成分施加影响。这样的光线力学疗法装置具备：

照射单元，具备光源，向血液用管内的血液照射光线；及

回路冷却块，对血液用管内的血液进行冷却。

回路冷却块通过供冷却水流动的水流路而与用于使冷却水在回路冷却块内循环的泵、储液罐及对水进行冷却的冷却部连接。

发明效果

本发明的光线力学疗法装置能够抑制因吸收照射光而引起的血液的发热所导致的温度上升。

附图说明

图1A是本发明的实施方式所涉及的光线力学疗法装置的主视图。

图1B是实施方式所涉及的光线力学疗法装置的从后方的立体图。

图2A是实施方式所涉及的光线力学疗法装置中的回路保持件及回路冷却块以及照射单元的立体图。图中的照射单元与回路保持件及回路冷却块的配置是监控光量时的配置。

图2B是实施方式所涉及的光线力学疗法装置中的回路保持件及回路冷却块以及照射单元的立体图。图中的照射单元与回路保持件及回路冷却块的配置是治疗时的配置。

图3A是实施方式所涉及的光线力学疗法装置中的回路保持件和回路冷却块的从大致正面的立体图。

图3B是实施方式所涉及的光线力学疗法装置中的回路保持件和回路冷却块的立体图。

图4A是实施方式所涉及的光线力学疗法装置中的回路保持件的立体图。

图4B是实施方式所涉及的光线力学疗法装置中的回路保持件的从底面的立体图。

图4C是实施方式所涉及的光线力学疗法装置中的回路保持件的分解后的状态下的立体图。

图5是在实施方式所涉及的光线力学疗法装置中的回路保持件内血液用管环绕的状态下的立体图。

图6A是实施方式所涉及的光线力学疗法装置中的回路冷却块的立体图。

图6B是回路冷却块的包含图6A中的IB-IB线的水平面的局部剖视图。

图7是构成实施方式所涉及的光线力学疗法装置中的回路冷却块的回路冷却子块的透视图，示出供冷却水流动的管。

图8是与实施方式所涉及的光线力学疗法装置连接的冷却水循环部的示意图，图中的冷却水循环部处于治疗准备时的状态。

图9是与实施方式所涉及的光线力学疗法装置连接的冷却水循环部的示意图，图中的冷却水循环部处于治疗时的状态。

具体实施方式

以下，参照适当附图，对实施方式详细地进行说明。但是，有时省略必要以上的详细说明。例如，有时省略对已知的事项的详细说明、实质上相同的结构的重复说明。这是为了避免以下说明不必要地冗长，使本领域技术人员容易理解。

另外，发明人(们)为了使本领域技术人员充分理解本发明而提供附图及以下的说明，并不意图通过这些附图和说明来限定专利请求的范围所记载的主题。

1.[实现本发明的经过]

光线力学疗法(photodynamic therapy：PDT)是一种利用活性氧种的杀细胞效果的治疗法，该活性氧种以通过投用光敏物质或其前体并使其聚集在肿瘤组织、新生血管、皮肤表面等患部并且将与光敏物质的吸收带波长对应的光线作为激发光进行照射并通过激发而生成的单态氧为代表。

以患者为血液癌症患者且其具有肿瘤细胞为例，在光线力学疗法中，首先，向患者投用具有口服吸收性的氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid:5-ALA)。于是，在细胞内生物合成线粒体血红素的过程中，氨基乙酰丙酸被代谢为作为光敏物质的原卟啉IX(protoporphyrin IX:PpIX)。原卟啉IX具有在线粒体内肿瘤细胞特异性蓄积的特性，因此被蓄积在患者的肿瘤细胞中。

接着，在光线力学疗法中，患者的循环器经由用于使血液流动的血液回路而与用于光线力学疗法的照射装置连接。在患者的血液中包含蓄积有原卟啉IX的肿瘤细胞，该血液通过连接于用于使血液流动的血液回路的循环泵的作用，经由该血液回路而流入照射装置。在照射装置中，当照射原卟啉IX能够吸收的波长范围(例如，410nm附近，500～650nm附近)的光时，血液中包含的原卟啉IX成为激发单重态。原卟啉IX从激发单重态经激发三重态返回到基态。吸收了此时的能量的氧成为单态氧，可以破坏血液中的肿瘤细胞，或对其施加影响。进行了光照射的血液经由用于使血液流动的血液回路，通过循环泵的作用，返回到患者的循环器中。

血液回路在照射装置中与由预定的树脂形成的透光性的血液用管连接。例如，使血液在内部流动的该血液用管由作为光源的LED照射对应于作为光敏物质的原卟啉IX的吸收带波长的光线。此时，发明人注意到，由于照射光的吸收，血液发热，从而血液的温度有可能上升。特别是，为了在对患者的体力几乎不施加不良影响的治疗的时间(例如，3小时)内得到用于光线力学疗法的充分的效果，必须相应地增强光源的照度。在该情况下，根据发明人的估算及试行，血液的温度也有可能达到60℃。若血液的温度上升，则会对血液返回的患者的身体带来高温引起的负担。而且，温度的上升会对血液本身施加不良影响。

此外，发明人通过多次试行及估算，得到了如下的见解：希望通过照射装置能够上升的血液的温度最高也在40℃以下。

本公开克服了这些问题点，提供一种在光线力学疗法中抑制由照射光引起的血液的温度上升的光线力学疗法装置。

2.[实施方式]

以下，参照附图，对本发明的优选实施方式进行说明。

2.1.[光线力学疗法装置的结构]

首先，对实施方式所涉及的光线力学疗法装置的结构进行说明。

2.1.1.[光线力学疗法装置的概略的结构]

图1A是实施方式所涉及的光线力学疗法装置2的主视图。图1B是该实施方式所涉及的光线力学疗法装置2的从后方的立体图。

如图1A所示，光线力学疗法装置2具备回路冷却块6和照射单元4。

回路冷却块6由预定的材料形成，如后所述，插入包含与用于使血液流动的血液回路连接的(即，构成一部分的)血液用管34(参照图5、图9)的回路保持件22(参照图3A、图3B等)的内部，与回路保持件22的内侧表面接触，而对血液用管34及血液进行冷却。形成回路冷却块6的材料优选为热传导率较高的金属、例如铝。照射单元4对回路保持件22内的血液用管及血液照射对应于特征性的光吸收区域的光线。照射单元4在其内侧具备由多个发光元件(例如，LED)构成的光源(未图示)和由光检测元件构成的光检测部(未图示)。构成光源的多个发光元件例如呈矩阵状地配置在照射单元4的相向的左右一对更宽的侧面部(参照图2A、图2B)的内侧。光检测部例如配置于照射单元4的上表面的内侧和底面的内侧。

对于图1A所示的光线力学疗法装置2，还设置有下部壳体8。在下部壳体8中，收纳有构成下面使用图8及图9说明的冷却水循环部的冷却部16、第一阀14a及第二阀14b、储液罐18以及泵20。

另外，在图1A及图1B所示的光线力学疗法装置2中，通过对设置于上部的操作部5的操作，进行下面说明的阀的开闭操作等。

2.1.2.[回路保持件及回路冷却块以及照射单元的结构]

图2A是实施方式所涉及的光线力学疗法装置2中的回路保持件22及回路冷却块6以及照射单元4的立体图。如图2A所示，回路冷却块6插入回路保持件22的内部。照射单元4构成为能够相对于回路保持件22及回路冷却块6相对移动。另外，在图2A及图2B所示的方式中，照射单元4能够相对于固定的回路冷却块6移动。在回路保持件22及回路冷却块6与照射单元4分离的状态下，照射单元4通过光源及光检测部进行光量的监控。

图2B也是回路保持件22及回路冷却块6以及照射单元4的立体图。通过使照射单元4相对于回路保持件22及回路冷却块6相对移动，而回路保持件22及回路冷却块6被收容在照射单元4的内部。此时，照射单元4内部的左右一对光源相对于回路保持件22的一对侧面相向配置。照射单元4的左右一对光源相对于回路保持件22的一对侧面相向配置，从而进行基于照射单元4的光照射的治疗。

2.1.3.[回路保持件与回路冷却块的结构]

图3A是实施方式所涉及的光线力学疗法装置2中的回路保持件22与回路冷却块6的分离状态下的从大致正面的立体图。图3B也是实施方式所涉及的光线力学疗法装置2中的回路保持件22与回路冷却块6的分离状态下的立体图。

图4A是实施方式所涉及的光线力学疗法装置2中的回路保持件22的立体图，图4B是实施方式所涉及的光线力学疗法装置2中的回路保持件22的从底面的立体图。特别是，如图4B所示，回路保持件22的内部为中空，回路冷却块6插入该中空部分，与回路保持件22的内侧表面接触。

图4C是实施方式所涉及的光线力学疗法装置2中的回路保持件22的分解后的状态下的立体图。如图4C所示，回路保持件22具备4种成形品和2块铝金属板24的组合结构。在此，4种成形品是回路保持件中心部30、2根回路保持件端部28、2面的回路保持件侧面部26及回路保持件上表面部32。

另外，在图4C所示的回路保持件22的分解图中，省略了与用于使血液流动的血液回路连接的(即，构成一部分的)血液用管34。在回路保持件22内部，在由2块铝金属板24、回路保持件中心部30、2根回路保持件端部28及回路保持件上表面部32构成的卷芯部33上环绕血液用管34(参照图5)。为了使血液用管34整齐地环绕在卷芯部33上，在铝金属板24、回路保持件中心部30及回路保持件端部28上适当地设置有用于环绕血液用管34的引导件。

为了使来自照射单元4的光源的照射光到达血液用管34及在其内部流动的血液，2面的回路保持件侧面部26由透明的树脂的薄板、例如聚碳酸酯的薄板形成。如图4C中的回路保持件侧面部26所示，在回路保持件侧面部26的内侧也适当设置有用于环绕血液用管34的横向的引导件25。

另外，在回路保持件侧面部26的内侧也设置有多个纵向的细的肋27。通过该多个纵向的肋27，血液用管34相对于铝金属板24的紧贴性提高。

环绕回路保持件22的卷芯部33的血液用管34的大部分被透过来自照射单元4的光源的照射光的回路保持件侧面部26和与回路冷却块6直接接触而被冷却的铝金属板24夹持地配置。图5是在实施方式所涉及的光线力学疗法装置2中的回路保持件22内血液用管34环绕在卷芯部33上的状态的立体图。

另外，可以在回路保持件侧面部26与血液用管34之间设置由透明的薄膜形成的罩，也可以是回路保持件侧面部26和血液用管34之间不夹设任何部件而直接接触的结构。在铝金属板24与血液用管34之间也可以设置由透明的薄膜形成的罩，也可以是铝金属板24和血液用管34之间也不夹设任何部件而直接接触的结构。

2.1.4.[回路冷却块的结构]

图6A是实施方式所涉及的光线力学疗法装置2中的回路冷却块6的立体图。回路冷却块6由4块回路冷却子块(6f、6s)和设置回路冷却子块(6f、6s)的台座部6b构成。4块回路冷却子块(6f、6s)由2块固定式回路冷却子块6f和2块滑动式回路冷却子块6s构成。关于“固定式”和“滑动式”，将在下面进行说明。另外，4块回路冷却子块(6f、6s)可以具有大致相同的结构。而且，回路冷却子块(6f、6s)优选为铝制。另外，回路冷却子块(6f、6s)也可以多于4块。

图7是构成实施方式所涉及的光线力学疗法装置2中的回路冷却块6的回路冷却子块(6f、6s)的透视图，示出了供冷却水流动的管40。冷却水从台座部6b流入，在纵横地设置于回路冷却子块(6f、6s)内部的管40内流动，从而向台座部6b流出。回路冷却子块(6f、6s)内部的管40及台座部6b成为下面说明的冷却水循环部的水流路12(参照图8及图9)的一部分。

图6B是回路冷却块6的包含图6A中的IB-IB线的水平面的局部剖视图。构成回路冷却块6的回路冷却子块中的一方是固定式的回路冷却子块(固定式回路冷却子块6f)。回路冷却子块中的另一方是滑动式的回路冷却子块(滑动式回路冷却子块6s)。如图6B所示，在相向设置的固定式回路冷却子块6f与滑动式回路冷却子块6s之间，与各自的凹部卡合地夹设有弹性体10。在图6B所示的回路冷却块6中，作为弹性体10的例子，使用了弹簧。

轴11穿过弹性体10。该轴11构成为相对于滑动式回路冷却子块6s固定，并能够相对于固定式回路冷却子块6f滑动。由此，固定式回路冷却子块6f和滑动式回路冷却子块6s能够正确地保持平行的位置关系，并且滑动式回路冷却子块6s能够相对于固定式回路冷却子块6f滑动。轴11也可以构成为相对于固定式回路冷却子块6f固定，能够相对于滑动式回路冷却子块6s滑动。

在相对的一对固定式回路冷却子块6f和滑动式回路冷却子块6s，弹性体10设置有多个、例如4个。

如上所述，通过夹设设定多个弹性体10，滑动式回路冷却子块6s被向图6B所示的箭头A的方向、即外方向施力。通过滑动式回路冷却子块6s被弹性体10向外方向施力，从而在回路冷却块6被插入到回路保持件22内部时，回路冷却子块(6s、6f)与回路保持件22的铝金属板24的内侧表面更强力地接触。

也就是说，在相对的2块回路冷却子块(6s、6f)中，一方被固定，另一方在由弹性体机构向相对方向施加了反作用力的状态下被保持。这是为了提高回路冷却子块(6s、6f)相对于回路保持件22的铝金属板24的紧贴性。由此，提高了回路冷却块6对回路保持件22的铝金属板24、血液用管34、进而对血液用管34内的血液的冷却作用。

即，血液的温度与血液用管34→铝金属板24→回路冷却块6进行传热、热交换，从而抑制血液温度上升。

另外，在相对的2块回路冷却子块中，也可以以双方为滑动式回路冷却子块6s并使上述双方的滑动式回路冷却子块6s被弹性体机构向外侧施力的方式来构成回路冷却块6。

2.1.5.[冷却水循环部的结构]

图8及图9是表示伴随着与用于使血液流动的血液回路连接的(即，构成一部分的)血液用管34的回路保持件22及回路冷却块6以及冷却水循环部的结构的示意图。图8的冷却水循环部处于治疗准备时的状态。图9的冷却水循环部处于治疗时的状态。

如图8及图9所示，冷却水循环部具备：冷却部16、第一阀14a及第二阀14b、储液罐18以及泵20。冷却部16、第一阀14a、回路冷却块6、第二阀14b、储液罐18及泵20由供冷却水流动的水流路12连接。

(在图8及图9中，为了便于描绘及表示，在最前面示出的)水流路12也纵横地设置于回路冷却块6的内部(参照图7)。第一阀14a在冷却部16与回路冷却块6之间，设置于回路冷却块6的上游侧。第二阀14b在冷却部16与储液罐18之间，设置于储液罐18的上游侧。

如图8所示，在治疗准备时，第一阀14a关闭且第二阀14b打开，冷却水在冷却部16、储液罐18及泵20内短路，不向回路冷却块6流动。另一方面，如图9所示，在治疗时，第一阀14a打开且第二阀14b关闭，冷却水在冷却部16、回路冷却块6、储液罐18及泵20中循环。第一阀14a及第二阀14b的开闭操作按照对操作部5的操作来进行。

冷却部16构成为对循环到回路冷却块6的水进行冷却。冷却部16例如由珀耳帖元件构成。冷却部16可以由对水进行冷却的热交换器构成，例如也可以由散热器构成。另外，冷却部16也可以是利用以氟利昂气体为制冷剂的压缩机的循环式恒温水槽等冷冻机。在该情况下，也可以构成为将冷却部16、储液罐18及泵20设置在与包含回路冷却块6、照射单元4的光线力学疗法装置2不同的壳体内。此外，为了抑制冻结，也可以使用防冻液作为冷却水。

在本实施方式中，构成冷却水循环部的冷却部16、第一阀14a及第二阀14b、储液罐18以及泵20收纳在图1A及图1B所示的光线力学疗法装置2的下部壳体8内。

2.2.[与光线力学疗法装置连接的冷却水循环部的动作]

接下来，对与实施方式所涉及的光线力学疗法装置连接的冷却水循环部的动作进行说明。

再次参照图8，图8所示的冷却水循环部处于治疗准备时的状态。在治疗准备时，通过对操作部5的操作，第一阀14a关闭且第二阀14b打开。冷却水在冷却部16、储液罐18及泵20内短路，不向回路冷却块6流动。

这样，在治疗准备中，不使冷却水向回路冷却块6侧循环，而使其在冷却部16、储液罐18及泵20内短路，从而将冷却水冷却到目标的温度。

这主要有两个目的。一个目的是为了避免治疗刚开始后被冷却的生理盐水被送入患者的体内。即，在治疗开始前，最初在血液回路中填充有生理盐水。此时，若对充分冷却的回路冷却块6设置包含血液回路的回路保持件22，则血液回路内的生理盐水即使通过照射光也不会温度上升，而是通过回路冷却块6进一步温度下降。避免该温度下降的生理盐水被送入患者的体内。

另一个目的是通过短路在治疗准备时高效地使水冷却。

接着，再次参照图9，图9所示的冷却水循环部处于治疗时的状态。在治疗时，通过对操作部5的操作，第一阀14a打开且第二阀14b关闭。冷却水在冷却部16、回路冷却块6、储液罐18及泵20中循环。由此，能够抑制因照射光的吸收引起的血液的发热所导致的血液温度上升。

2.3.[总结]

本实施方式所涉及的光线力学疗法装置2是如下的光线力学疗法装置，从光源向被取出到患者的体外的在血液用管34内流动的吸收了光反应剂的血液照射光线，破坏血液中不希望的成分，或对该成分施加影响。该光线力学疗法装置2具备：照射单元4，具备光源，向血液用管34内的血液照射光线；及回路冷却块6，对血液用管34内的血液进行冷却。回路冷却块6通过供冷却水流动的水流路12而与用于使冷却水在回路冷却块6内循环的泵20、储液罐18及对水进行冷却的冷却部16连接。

通过这样构成光线力学疗法装置2，在光线力学疗法中，能够抑制因照射光的吸收引起的血液的发热而导致的温度上升。

3.[其他实施方式]

如上所述，作为在本申请公开的技术的例示，对实施方式进行了说明。然而，本发明的技术不限于此，而是可以适当地应用于进行了修改、替换、添加、省略等的实施方式。

如上所述，要求能够通过照射单元4上升的血液的温度被抑制在40℃以下。因此，例如，在血液回路中，也可以在返回患者的循环器之前的血液用管34设置实时检测其内部的血液的温度的温度传感器，此外，设置通过该温度传感器的检测值来控制冷却部16的冷却能力的控制器。即，也可以构成为，如果温度传感器检测出接近40℃的温度(例如，39℃)，则接收到该检测值的控制器使流过冷却部16的珀耳帖元件的电流及/或电压增加而进一步提高冷却能力。另外，如果温度传感器检测出比通常的体温低的温度(例如，34℃)，则接收到该检测值的控制器也可以构成为使流过冷却部16的珀耳帖元件的电流及/或电压减少而进一步降低冷却能力。

另外，为了说明实施方式，提供了附图及详细的说明。因此，在附图及详细的说明中记载的构成要素中，不仅包含用于解决课题所必须的构成要素，还包含为了例示上述技术而不是用于解决课题所必须的构成要素。因此，不应该通过在附图或详细的说明中记载这些不是必须的构成要素而立即认定这些不是必须的构成要素是必须的。

另外，由于上述实施方式是用于例示本发明的技术的实施方式，所以可以在专利请求的范围或其等同范围内进行各种修改、替换、添加、省略等。

附图标记说明

2···光线力学疗法装置，4···照射单元，6···回路冷却块，6b···台座部，6f···固定式回路冷却子块，6s···滑动式回路冷却子块，8···下部壳体，10···弹性体，11···轴，12···水流路，14a···第一阀，14b···第二阀，16···冷却部，18···储液罐，20···泵，22···回路保持件，24···铝金属板，25···引导件，26···回路保持件侧面部，27···肋，28···回路保持件端部，30···回路保持件中心部，32···回路保持件上表面部，34···血液用管，40···管。

Claims (6)

1.一种光线力学疗法装置，从光源向被取出到患者体外的在血液用管内流动的吸收了光反应剂的血液照射光线，破坏血液中的不希望的成分或对该成分施加影响，

所述光线力学疗法装置具备：

照射单元，具备所述光源，向所述血液用管内的血液照射光线；及

回路冷却块，对所述血液用管内的血液进行冷却，

所述回路冷却块通过供冷却水流动的水流路而与用于使所述冷却水在所述回路冷却块中循环的泵、储液罐及对水进行冷却的冷却部连接。

2.根据权利要求1所述的光线力学疗法装置，其中，

所述光线力学疗法装置还具备回路保持件，所述回路保持件包含所述血液用管和以周围环绕所述血液用管的方式配置的卷芯部，

所述回路冷却块通过与所述回路保持件的内侧表面接触来对所述血液用管内的血液进行冷却。

3.根据权利要求2所述的光线力学疗法装置，其中。

所述照射单元构成为能够相对于所述回路保持件及所述回路冷却块相对移动。

4.根据权利要求1所述的光线力学疗法装置，其中，

所述光线力学疗法装置还在所述冷却部与所述回路冷却块之间在所述回路冷却块的上游侧设置有第一阀，

并且，在所述冷却部与所述储液罐之间在所述储液罐的上游侧设置有第二阀，

且构成为，在治疗准备时，通过使所述第一阀关闭并使所述第二阀打开，而在所述冷却部、所述储液罐及所述泵内使水短路。

5.根据权利要求4所述的光线力学疗法装置，其中，

所述光线力学疗法装置构成为，在治疗时，通过使所述第一阀打开并使所述第二阀关闭，而在所述冷却部、所述回路冷却块、所述储液罐及所述泵中使水循环。

6.根据权利要求2所述的光线力学疗法装置，其中，

所述回路冷却块由多个回路冷却子块构成，

在相向地设置的一对回路冷却子块之间夹设有一个以上的弹性体，

所述回路冷却块构成为，通过所述一个以上的弹性体的施力，而与所述回路保持件的内侧表面更强力地接触。

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