CN1787778B - 包含辐射分配光学元件的治疗和诊断系统和方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于交互式治疗和诊断人体或动物的系统和方法，包括：至少一个发射诊断辐射第一辐射源，至少一个发射治疗辐射第二辐射源，和至少一个适合于引导辐射到达所述人体或动物肿瘤部位的辐射导体。非机械操作模式选择器引导治疗辐射和/或诊断辐射通过辐射导体到达肿瘤部位。操作模式选择器装置最好是非机械式光开关和/或光学组合器。该系统可用于交互式间隙光动力肿瘤治疗。
Description
技术领域
本发明一般涉及用于治疗和诊断受治疗者的系统和方法。更具体地说，该系统和方法涉及用于人体或动物受治疗者的肿瘤治疗和诊断系统和方法。更具体地说，本发明涉及光动力治疗(PDT)和/或光热治疗(PTT)和/或光动力诊断(PDD)人体或动物上部位的系统和方法，其中非电离式电磁辐射被引到与辐射发生反应的部位，其中该系统包括：用于辐射分配的操作模式选择器，分别从至少一个辐射源到反应部位，和/或从反应部位到至少一个辐射传感器，且其中反应部位通常是有肿瘤的肿瘤部位，例如，恶性肿瘤。
背景技术
在医学方法治疗肿瘤疾病的领域，人们开发了多种用于治疗恶性肿瘤疾病的物理疗法：手术，抑制细胞疗法，电离辐射疗法(γ辐射或粒子辐射)，同位素疗法和采用放射针的短距离放射治疗是普通物理疗法的例子。尽管在治疗方面取得很大的进展，肿瘤疾病仍然使人们遭受很大的痛苦，而且在西方国家具有高百分比的死亡率。相对新的物理疗法，它通常简称为PDT的光动力疗法，在治疗领域内提供有价值的补充或选择方案。肿瘤致导剂，通常称之为先质或抗体，通过静脉注射，口服或局部方式投药到身体中。它在恶性肿瘤中累积的数量通常超过周围的健康组织。然后，利用来自激光器的非热能红光照射肿瘤区，从而使抗体激活到更强化的状态。通过能量从激活抗体到组织中氧分子的转移，氧分子从它的正常三重态转移成激活的单态。我们知道，单态氧对于组织特别有毒性：细胞被消灭而组织进入坏死状态。由于抗体集中在肿瘤细胞，可以得到唯一的选择性，从而余下周围的健康组织。特别是，利用血卟啉衍生物(HPD)和δ氨基乙酰 丙酸(ALA)的临床经验具有良好的效果。
抗体还具有其他有用的性质：在利用可见光或紫外线辐射激励物质时，它产生位移到较长波长的特征荧光信号。这种信号与组织的内源荧光形成显明的对比，它也称之为自发荧光，可用于定位肿瘤并量化组织中抗体摄取的范围。
在激活红光辐射组织中的有限穿透是PDT的重大缺点。其结果是，利用表面辐照仅能治疗厚度约小于5mm的肿瘤。为了治疗较厚和/或深部肿瘤，可以利用间隙的PDT(IPDT)。此处，利用注射器针使光导光纤插入到肿瘤中，在已放置光纤的空腔中。
为了实现有效的治疗，利用几个光纤以确保所有的肿瘤细胞接受足够的光剂量，因此，可以得到有毒性的单态。人们已证明，可以剂量计算组织的吸收和散射性质，例如，在Swedish Patent SE 503 408中描述IPDT系统，其中6条光纤用于治疗并测量光通量，该光通量在其他光纤穿透通过组织时到达给定的光纤。按照这种方式，在肿瘤的所有部分，可以改进计算正确的光剂量。
按照SE 503 408公开的内容，利用分束器系统把单个激光分成6个不同的部分，该系统包含大量体积庞大的机械和光学元件。然后，使光聚焦到6条不同治疗光纤的每条光纤中。一条光纤用作发射器，而其余的光纤用作接收器，接收穿透组织的辐射。在光测量时，利用机械方式摆动光电检测器进入被阻挡的光束路径，并测量来源于某些光纤的弱光，这些光纤收集照射到组织中的光。
然而，这种开放式光束路径导致强损耗的光分束，而形成的光损耗极大地损害光分配和光测量。此外，必须经常地光学调整这种系统，这也是临床治疗的一个重大缺点。这种系统还非常庞大和笨重，很难使它制成为一个用户方便使用的设备。
EP-A2-0280397公开一种有很小直径的可灭菌内窥镜，它有传送图像到观察装置的中心相干光纤束。该光纤束的周围是多条光纤。内窥镜的近端配置耦合装置，用于对准光纤束与观察装置的光学系统并提供与光发射装置的接口，可以沿光纤传输来自光源的光到被检查的 体腔。该装置可用于检测癌细胞并通过光疗法进行治疗。染料粘附到被检查的组织，并随后曝光在激励的激光频率下。癌细胞在特征荧光频率下发射荧光。检测该荧光并把它显示在电视监测器上，而与这个荧光有相同频率的光传输通过光纤到达细胞进行光线治疗。然而，他们仅仅公开利用单个波长的光源，因此，在没有按照人工方式交换光源的情况下，不可能完成多个诊断。此外，在不同族光纤之间进行交换是不可能的，即，所有的光纤总是具有相同的功能(光输入或光输出)。在EP-A2-0280397中描述的耦合装置仅仅用于调整光的路径，该光在使用之前通过组装的二单元内窥镜。此外，不同的光纤用于引导治疗光到癌症部位，并引导诊断光返回通过内窥镜。在不同的操作模式之间不可能进行分配。这种解决方案既不是交互式治疗，也不是肿瘤的断层映像。WO-A1-02074339公开一种利用荧光钴胺素光动力诊断肿瘤组织的装置和方法。这种荧光钴胺素用作诊断和预后标记：(a)区分癌细胞和组织与健康细胞和组织，(b)确定利用钴胺素治疗生物结合物对于化疗是否有正面响应。公开的设备包含耦合到外科望远镜装置近端的摄像机。外科望远镜装置是利用非白光照射组织，并检测发射的诊断荧光。公开了一种利用双光源的方法，它包含红光(非白光)源和白光源。白光源用于常规方式照射组织。开关用于不同光源之间的交换。该开关可以是声启动，机械方式启动(脚踏板)，光学方式启动，或电子方式启动的开关。没有更详细地描述这种开关，但反射镜或棱镜在机械或机电方式控制下可用于两个光源之间的交换。此外，公开一种有两个实际分开输出端的光源。在这种情况下，外科望远镜装置中的光输入端必须在两个输出端之间运动，为的是交换照射组织的光源。该装置不适用于治疗。必须按照常规方法进行治疗，外科医生去除借助于荧光检测的癌性组织。所以，这种装置不适用于交互式诊断和治疗。此外，没有指出适用于不同诊断或治疗模式之间交换的开关。此外，公开的装置仅仅提供基本表面的诊断或治疗，不可能诊断或治疗间隙的组织。该装置还局限于现有的体腔，其缺点是，内窥镜探针体积相对于单个光纤是庞大的。
EP-A2-0195375公开一种用于激光血管外科的导管。该装置用于检测粥样硬化斑块沉积物，借助于检测荧光作为发送通过包含光纤导管的激励光反应。相同的光纤可用于发送激励光到斑块并从该斑块接收荧光。在检测到斑块时，通过发送高能量的光可以去除斑块，该光传输通过导管中选取的光纤。然而，这种系统不适用于诊断或治疗肿瘤。被照射光纤的选取纯粹是利用机械装置，通过移动光源或光纤而使它们互相对准。这种装置与单个光纤比较也是庞大的，类似于上述的内窥镜，它局限于现有的体腔且基本上涉及表面的诊断或治疗。此外，它没有选择性，即，所有的组织被破坏，不管它是毒性或健康的组织。
因此，我们需要一种新型的紧致装置，它允许在PDD，PDT和PTT系统中分配辐射，按照智能方式完成交互式治疗。一种解决方案可以是利用智能机械结构，可以在不同的模式之间进行交换，从而避免损耗的分束并允许自动定标。
在PCT/SE02/02050中提出解决上述问题的一种机械方案，其中描述有两个互相旋转圆盘的辐射分配器。辐射分配器耦合不同模式之间的光纤，它借助于这两个圆盘中光纤的相对运动。为了交换几个光源进入到病人的一条光纤中，描述一种总数为4个圆盘的装置。
然而，虽然这些机械结构对上述已知的IPDT系统有了改进，并解决上述的问题，但是这种机械解决方案有其他的局限性，例如，机械惯性限制治疗和诊断系统中不同模式之间的交换时间，例如，交互式治疗系统。
因此，我们需要一种新型的紧致装置，它允许在治疗和诊断人体或动物的系统中分配辐射，其中治疗和诊断包括：PDT，PTT，和PDD。
本发明需要解决的其他问题是提供另一种方案，它不需要维修磨损的元件，从而改进用于治疗和诊断装置的可靠性，其中包括：PDT，PTT，和PDD。此外，应当避免光纤的旋转，它可以减小装置的尺寸并增大可靠性。此外，本发明解决的另一个问题是，可以基本减小和消除已知装置在不同操作模式之间交换时运行产生的声响或噪声。
发明内容
本发明克服现有技术中的上述缺陷并至少解决上述问题，其中借助于要求最小空间的系统，非常实际和有效地实现交互式IPDT，它可以按照集成和简单的方式完成用于诊断和计量测定不同的光学测量。本发明的重要应用是交互式间隙光动力治疗和/或交互式光热肿瘤治疗。
在这个说明书中以下所用术语“辐射”是指适合于本发明领域的辐射，即，光动力治疗(PDT)和/或光热治疗(PTT)和/或光动力诊断(PDD)。更具体地说，这种辐射是“光”辐射，即，在红外光(IR)，可见光或紫外光波长范围内的非电离式电磁辐射。这术语还涉及本发明实施例和权利要求书范围内的辐射源，辐射导体，辐射传感器，辐射开关等，即，这些“辐射”源，导体或传感器适合于产生，引导，测量上述非电离式辐射。
按照本发明的一个方面，一种用于治疗和/或诊断人体或动物的系统包括：至少一个发射诊断辐射的第一辐射源，至少一个发射治疗辐射的第二辐射源，和至少一个适合于引导辐射到人体或动物部位的第一辐射导体。该系统包括：操作模式选择器装置，用于光学方法引导所述治疗辐射或所述诊断辐射通过所述至少一个第一辐射导体到达所述部位。
按照本发明的实施例，一种用于治疗和/或诊断人体或动物的系统是交互式间隙光动力肿瘤治疗和/或光热肿瘤治疗和/或肿瘤诊断的系统。
利用基于光学原理的非机械式交换元件与机械式装置比较具有以下几个优点。这些优点包括：不同系统操作模式(诊断，光动力治疗，热治疗)之间高的交换速度；系统的紧致性和可靠性；优良的光学参数；系统的长工作寿命，这是由于在系统元件的生存周期内没有元件的机械磨损和更多的交换循环；以及没有交换噪声，从而可以增加病人的舒适度。
附图说明
为了更详细地解释本发明，以下参照附图描述本发明若干个实施例，其中
图1是本发明交互式IPDT实施例的示意图；
图2是本发明另一个实施例的示意图；
图3是本发明另一个实施例的示意图，它包含光学组合器和非机械式光开关；
图4是本发明实施例中所用光学组合器原理的示意图；
图5是本发明另一个实施例的示意图，它包含非机械式光开关；
图6是本发明另一个实施例的示意图，它包含有多个诊断辐射源的模块；和
图7是本发明另一个实施例的示意图，它包含2×N非机械式光开关。
具体实施方式
现在参照附图描述按照本发明不同实施例的系统。为了简化实施例的描述，在所有的附图中不再重复附图所示类似元件的参考数字。
参照图1给出按照本发明第一个实施例系统100的一般描述。所以，交互式IPDT系统100至少包含一个诊断辐射源110。诊断辐射源110产生诊断辐射。来自至少一个诊断光辐射源110的光辐射进入诊断光辐射耦合模块120。光辐射最好是借助于光辐射导体111传输的。一般地说，这个实施例中描述的辐射导体是光波导，例如，光纤。诊断辐射耦合模块120还通过一个或多个辐射导体122分配辐射到至少一个对应的操作模式选择模块140。借助于诊断辐射耦合模块120，完成诊断辐射与辐射导体122的耦合，例如，诊断辐射耦合模块120包括：非机械式光开关，或与非机械式光开关或光学组合器串联的光学组合器。以下给予详细的解释。
如图1所示，诊断辐射还被引导到一个操作模式选择模块140。每个操作模式选择模块140的功能是引导来自一个诊断辐射源110的诊断辐射或来自治疗辐射源130的治疗辐射通过一个辐射导体142到达病人的治疗部位101。所有这些辐射导体142可以传输辐射到反应 部位101并接收来自所述部位的辐射。因此，可以同时记录和读出几个测量结果。每个光纤142邻近地耦合到分开的操作模式选择模块140，例如，光纤141耦合到操作模式选择模块140，它在图1中是多个操作模式选择模块140/治疗辐射源130中的第一操作模式选择模块125。光纤142的远端正确地放在治疗部位的不同位置，为了能够有效地诊断或治疗病人。此外，操作模式选择模块140耦合从光纤142远端传输的辐射返回到操作模式选择模块140，再传输到至少一个辐射检测器150。或者，利用多个辐射检测器，或者，它们有不同的灵敏度，或者，每个操作模式选择模块有一个检测器。来自处理部位101的辐射借助于辐射导体152传输到辐射检测器150，其中辐射导体151是从所示最顶层操作模式选择模块140到辐射检测器150。例如，操作模式选择模块140可以包括：非机械式光开关或光学组合器。参照图4更详细地描述基于光学组合器的操作模式选择模块140实施例。
图2表示另一个实施例的交互式间隙治疗系统，其中诊断辐射耦合模块120被分成两个辐射分配器元件210和220。辐射分配器210是(N×1)辐射分配器，即，有N个辐射输入端和1个辐射输出端的辐射分配器。在这个例子中，辐射分配器210是3×1辐射分配器，它的单个输出端耦合到(1×n)辐射分配器220，其中n是操作模式选择模块125的数目以及来往于处理部位101的辐射导体142数目。类似于操作模式选择模块140，辐射分配器210，220可以包括：例如，非机械式光开关或光学组合器。以下参照图3和5更详细地描述典型的辐射分配器210，220，它说明非机械式光开关的不同组合，和/或辐射分配器210，220与选择模块140的组合器有涉及系统性能的各种优点。
图3表示这样一个系统，包括：3×1光学组合器310和非机械式1×6光开关320以及光学组合器330作为6个模块325的操作模式选择器。为了间隙处理6个治疗辐射源130，最好是激光模块的6个治疗辐射源130耦合到6个光学组合器330。每个光学组合器330以这样的方式工作，治疗操作模式的治疗辐射耦合通过对应的辐射导体142到达治疗部位101。为了交换到诊断操作模式，关闭治疗辐射源， 并随后激活3个诊断辐射源110中的一个辐射源。因此，诊断辐射被引导到组合器310，其中来自激活诊断辐射源的辐射耦合到组合器的输出端，它引导到非机械式光开关320。非机械式光开关320耦合输入的辐射到输出的辐射导体122，它引导到包含一个模块325的对应光学组合器330。如图3所示，诊断辐射从组合器330经与组合器330连接的辐射导体142发送到治疗部位。因此，诊断辐射在治疗部位被扩展，且部分地传输到其余5个辐射导体142，而部分地被反射返回。来自病人的诊断辐射经组合器330发送到辐射检测器150。因此，得到5个(＝n-1)测量值。随后，非机械式光开关320交换来自辐射源110的输入诊断辐射到下一个模块325构成的下一个组合器330。因此，我们得到另外5个测量值。重复这种测量过程，直至激活所有6个模块325，从而得到6×5个(＝30)测量值。这30个得到的测量值可用作在治疗过程期间肿瘤不同部分中累积光剂量的断层模型输入数据。利用其余的诊断辐射源可以重复这种测量过程，从而产生3×30个(N×(n-1))或90个断层测量值。此外，来自照明辐射连接器在部位101处反射的诊断辐射可用于诊断的目的。
组合器310可以是商品化光纤组合器，例如，可以从PolymicroTechnologies或Sedi Fibres Optiques购买。
作为非机械式光开关320的基础，我们可以利用从PiezosystemJena Inc或Agiltron Inc购买的商品化光纤开关。图4表示组合器330的工作原理。组合器330还可以基于从Polymicro Technologies购买的商品化光纤组合器。该组合器有三个输入光纤401-403，其中辐射是沿这些光纤的箭头421-423所示方向传输。光纤401-403沿箭头411所示长度方向被拉制成单个光纤或在结401，402，403和424处被熔接。整个组合器是箭头410所示的长度。因此，光辐射经光纤401和402传输到单个光纤400，而来自单个光纤400的辐射主要沿相反的方向传输到光纤403。在按照图3的实施例中，光纤401连接到治疗辐射源，光纤402连接到诊断辐射源，而光纤403连接到辐射检测器。可以使组合器330传输从组织部位101射出的大部分诊断辐射经光纤 400到光纤403，从而确保有效利用偶尔微弱的诊断辐射。该组合器并不直接从光纤401，402传输辐射到光纤403。
图5是本发明另一个实施例的示意图，其中非机械式光开关510在不同的诊断辐射源110之间交换。另一个非机械式光开关530作为操作模式选择器工作，其中或治疗辐射源耦合到治疗部位，诊断辐射源耦合到治疗部位，或治疗部位耦合到辐射检测器。非机械式光开关320的工作类似于以上的描述。这个实施例的优点是，从一个诊断辐射源交换到另一个诊断辐射源的时间不是由诊断辐射源确定的。与光学组合器比较，非机械式光开关510确定不同辐射源之间交换所需的时间。这通常比在组合器一个输入端关闭光源而在组合器另一个输入端接通光源更具有可重复性，其中这两个光源耦合到组合器的相同输出端。此外，非机械式光开关通常比光学组合器有较低的辐射损耗，这意味着与光学组合器310比较，可以利用较低功率的诊断辐射源。然而，非机械式光开关必须有源地受控，而光学组合器是无源器件。此外，非机械式光开关530可以防止反射的诊断辐射通过组合器进入辐射检测器150，例如，组合器330。这种非故意的诊断辐射进入检测器可以导致检测器150的饱和。取代使用多个检测器150是为了避免这种现象，而单个检测器可能已足够，可以限制按照本实施例系统的成本。
图6是本发明另一个实施例的示意图。光学组合器630的使用类似于光学组合器330。在这个实施例中包含多个诊断辐射源610，每个诊断辐射源在多个诊断辐射源模块615中有对应的组合器620，取代光开关分配诊断辐射到多个操作模式选择模块140。因此，可以省去光开关的费用，例如，光开关320。此外，可以调制诊断辐射源610，因此，借助于锁定技术或通过多路复用信号，可以同时检测诊断辐射。
图7是本发明另一个实施例的示意图。该实施例包括2×n光开关710，它耦合两个诊断输入辐射源到开关710的n个输出端。开关710有两个输入端，它可以任意地被引向不同的输出端。这种元件是商品化元件，例如，可以从Pyramid Optics购买。操作模式选择器/治疗辐 射源模块是参照图5所描述的操作模式选择器模块525，但它也可以利用组合器模块625代替。按照这种方式，可以实现更紧致的解决方案，因为在该系统中少一个元件，例如，没有组合器310或开关510。如上所述，光开关比组合器有较低的损耗。
借助于任何合适的方法或装置，其中包括不同类型的光纤连接器，例如，SMA，ST或FC连接器，辐射导体可以耦合或连接到按照本发明系统的不同元件。或者，利用合适的方法，例如，胶粘或机械固定，如安装弹簧的元件，辐射导体可以固定在开孔中。
为了定标按照本发明的系统，在对定标的组织模型进行直接测量的处理之前，例如，由无菌精制卵磷脂水溶液制成的模型或由Delrin 制成的无菌固态模型，记录该系统的总体性能。利用内部和/或外部功率计，可以监测治疗辐射源的性能。
以上描述的非机械式光开关可以按照不同的原理工作。交换操作和光束偏转是基于没有元件作机械运动的光学原理，例如，棱镜或反射镜。交换操作原理的例子是利用声光装置或声磁装置的光束偏转，或利用电控材料折射率的变化，其中光束传输通过该材料，可以使光束偏转到不同的输出/输入光纤。适用于电光开关的可变折射率材料例子是LiNbO3，LiTaO3，GaAs，HgS，CdS，KDP，ADP，或SiO2。AgiltronTM公司提供这种类型的商品化光开关，即，CrystalLatchTM 固态光纤光开关族或NanoSpeedTM光开关系列。这些光开关的特征是快速响应和超高可靠性，它超过1000亿个交换循环。AgiltronTM是真正非机械式(没有可移动部件)光开关，它借助于无机光学晶体内部的电脉冲被激励以实现最新技术的交换操作。交换操作是利用抗温度起伏和疲劳的固有稳定方式完成的，它提供非机械式开关的另一个优点。此外，Agiltron开关具有故障保险锁定能力，从而在去掉电源之后可以无限制保持它们的位置。借助于直流低电压信号或数字方式，可以方便地控制这种开关。
在以下的段落中，我们描述涉及按照本发明系统的基本原理，其中的描述是基于一种典型的系统，它有3个诊断辐射源110和6个病 人辐射导体142，最好是光纤。
在本发明的语境下，反应部位或治疗部位是指这样的部位，其中在接受治疗辐射时光动力放射性化合物在肿瘤内发生化学反应的部位，治疗辐射是由辐射导体引导通过注射针的腔，注射针放置在肿瘤内。于是，这些辐射导体142固定在反应部位101。然后，移动辐射导体向前到达注射针远端的外部。在诊断和剂量测定综合的治疗期间，连续地使用相同的辐射导体142，可以避免病人接受多次穿刺。
最好是，诊断辐射源110是激光器和/或发光二极管，其中激光器130有相同的波长，用于光动力肿瘤治疗的激光辐照，但可以有较低的输出功率。可以安排合适的滤波器插入到辐射传感器150的光程中，为的是确保所有的测量任务利用合适的动态范围，并防止以上提到辐射检测器的饱和。
利用某些诊断辐射源110是为了研究对应波长的辐射(以上定义的光)是如何穿透通过肿瘤组织到达治疗部位101。当来自辐射源的辐射经上述装置传输通过特定辐射导体进入组织时，一个辐射导体142的功能是作为传输进入肿瘤的发射器，而其他5个在肿瘤中的辐射导体142作为接收器，收集到达肿瘤的漫射辐射通量。收集的辐射再被引导到上述的辐射传感器150，从而在检测器阵列上可以记录5个不同的辐射强度。
作为与指定波长不同的方案，来自光学宽带光源的辐射，例如，白光源，和/或宽带发光二极管和/或线光源的辐射可以耦合进入特定的有源辐射导体142。在传输通过病人中组织到接收辐射导体142的路径上，组织的吸收可以改变辐射源的确定光谱分布。于是，氧合血液产生与非氧合血液不同的特征标记，从而可以利用被读出的30个不同光谱分布断层确定氧分布，在6个可能不同的族中一次得到5个光谱。这种确定肿瘤中氧合作用是重要的，因为PDT过程要求接入该组织中的氧。
最后，在选择模块140是组合器的情况下，诸如激光的可见光或紫外光辐射源可以耦合到特定的有源辐射导体142。于是，在该组织中诱发荧光，而投药到组织中的抗体显示向较长波长位移的特征荧光分布。对应信号的强度可以近似地量化组织中抗体的水平。
由于短波长辐射有非常低的组织穿透能力，来自这种辐射源的诱发荧光可以局部测量辐射导体的远端。为此目的，在检测器150之前可以插入滤波器以减小从部位101反射的辐射，因为反射的辐射远远高于荧光辐射。在Rev.Sci.Instr.71，510004(2000)中描述用于这个目的的合适独立设备。
通过交换诊断辐射源110顺序通过不同的模块125，在6个辐射导体的尖端顺序测量作为抗体浓度特定函数的荧光。由于抗体被强的红治疗光漂白，且治疗光在引导辐射到病人的辐射导体142尖端周围是特别地强，重要的是使这种测量在治疗开始时进行。
此外，若辐射导体142的尖端是利用这样一种材料进行处理，其荧光性质是温度有关的，则在激励之后得到尖锐的荧光谱线，且这些谱线的强度以及它们的相对强度取决于治疗用辐射导体142尖端的温度。这种材料的例子是过渡金属或稀土金属的盐。因此，也可以在6个辐射导体的6个位置测量温度，一次测量一个或同时测量。利用测得的温度可以找出在辐射导体142的尖端是否发生有相关光衰减的血凝固，并研究有关PDT与热相互作用之间可能协同效应的利用。由于得到的谱线是尖锐的，可以容易地从该组织的宽带内生荧光分布中提取这些谱线。在交互式光动力治疗时，利用热敏荧光发射材料处理的一个或多个辐射导体配置成测量该肿瘤部位的温度，使用时发送到该肿瘤部位的辐射加热治疗部位，使用时发送的辐射强度受测得温度的控制，为的是调整该部位在各个辐射导体处的温度。
可以利用其他的方式测量某些物质的抗体水平。然后，用于光传播研究的红光可以诱发红荧光或近红外荧光。这种荧光穿透组织到达接收辐射导体142的尖端，并同时被显示作为辐射传感器150中得到的光谱。基于每次测量中得到总数为30个测量值，可以断层计算抗体的分布。
在完成诊断测量和计算之后，可以利用光耦合到病人的光纤进行治疗，其中关闭诊断辐射源并接通治疗辐射源130，以及交换系统中存在的光开关，因此，治疗辐射源耦合到病人的光纤142。治疗辐射源最好是激光源，选取的波长与抗体的吸收带匹配。在光动力肿瘤治疗时，最好使用染料激光器或二极管激光器，选取的波长是抗体使用的波长。例如，Photofrin
的波长是630nm；δ氨基乙酰丙酸(ALA)的波长是635nm；而酞菁的波长约为670nm，几种其他的抗体具有这种特征波长。在治疗期间，调整各个激光器到各自的理想输出功率。如果需要，它们可以有内部或外部监测用检测器。
在交互式方法中，可以中断治疗处理，并可以处理新的诊断数据，直至达到最佳的治疗。这种方法可以包括PDT与体温过高之间的协同，其中在增大激光辐射通量的条件下达到增加的温度。利用计算机控制整个过程，它不但可以完成全部的计算，而且还用于系统的调整和控制。
以上描述本发明是参照几个具体的实施例。然而，在所附权利要求书的范围内，不用于以上优选实施例的其他实施例也是可能的，例如，利用与上述不同的光学耦合器元件，借助于硬件或软件实现以上的方法，等等。
此外，在这个说明书中使用的术语“包括”并不排除其他的元件或步骤，术语“一个”并不排除多个，而单个处理器或其他单元可以完成权利要求书中所述几个单元或电路的功能。
Claims (17)
1.一种配置成用于交互式间隙辐射治疗和诊断人体或动物的系统，其中所述辐射是非电离式电磁辐射，包括：至少一个发射诊断辐射的第一辐射源，至少一个发射治疗辐射的第二辐射源；至少一个辐射检测器；和多个适合于引导辐射到人体或动物肿瘤部位的第一辐射导体，其中第一辐射导体的远端被放置在肿瘤部位的不同位置，以便有效地诊断和治疗，其特征是，所述系统包括至少一个非机械操作模式选择器装置，所述非机械操作模式选择器装置连接到所述第二辐射源之一、所述第一辐射源之一、所述第一辐射导体之一和所述辐射检测器之一，其中所述操作模式选择器装置能够：
引导所述治疗辐射到达所述肿瘤部位，而一个所述第二辐射源耦合到所述第一辐射导体，用于传输所述治疗辐射通过一个所述第一辐射导体到所述部位，在此期间第一辐射源是非激活的，或
引导所述诊断辐射通过至少一个所述第一辐射导体，从所述第一辐射源到达所述肿瘤部位，而辐射通过至少一个第一辐射导体被引导，从肿瘤部位到达所述至少一个辐射检测器，在此期间第二辐射源是非激活的。
2.按照权利要求1的系统，其特征是，所述操作模式选择器装置是非机械式光开关。
3.按照权利要求2的系统，其特征是，所述非机械式光开关是基于电控折射率变化的电光开关。
4.按照权利要求2的系统，其特征是，所述非机械式光开关是基于声产生Bragg偏转的声光开关。
5.按照权利要求2的系统，其特征是，所述非机械式光开关是磁光开关。
6.按照权利要求1的系统，其特征是，所述操作模式选择器装置是光学组合器。
7.按照权利要求1的系统，其特征是，多个所述第一辐射源耦合到第一操作模式选择器装置，用于从所述第一辐射源到所述部位的传输，而第二操作模式选择器装置耦合成从所述肿瘤部位发射诊断辐射到至少一个所述辐射检测器，其中来自所述第二辐射源的辐射被所述第二操作模式选择器装置阻挡而不能传输到所述部位。
8.按照权利要求7的系统，其特征是，一个激活第一辐射源耦合到所述第一操作模式选择器装置是借助于选自下列的装置，包括：光学组合器，非机械式光开关，两个非机械式光开关，和2×N非机械式光开关。
9.按照权利要求1的系统，其特征是，每个操作模式选择器装置有相同多个第一辐射源，它们耦合到每个所述操作模式选择器装置，用于传输到所述部位，其中在使用时仅仅一个第一辐射源是激活的，或所述操作模式选择器装置配置成仅仅一次耦合一个第一辐射源，用于传输所述诊断辐射到所述部位。
10.按照权利要求9的系统，其特征是，相同多个第一辐射源借助于光学组合器耦合到每个操作模式选择器。
11.按照权利要求1的系统，其特征是，所述第一和/或第二辐射源是红外、可见或紫外光光源。
12.按照权利要求11的系统，其特征是，利用热敏荧光发射材料处理辐射导体的第二端。
13.按照权利要求1的系统，其特征是，所述第一和/或第二辐射源是单个固定波长的相干光源和/或发光二极管。
14.按照权利要求1的系统，其特征是，所述第一辐射导体是光纤。
15.按照权利要求11、12、13或14的系统，其特征是，由相同辐射导体记录的荧光来作为将诊断辐射发射到该肿瘤部位的荧光。
16.按照权利要求15的系统，其特征是，
在交互式光动力治疗时，利用热敏荧光发射材料处理的一个或多个辐射导体配置成测量该肿瘤部位的温度，
使用时发送到该肿瘤部位的辐射加热治疗部位，
使用时发送的辐射强度受测得温度的控制，为的是调整该部位在各个辐射导体处的温度。
17.按照权利要求1的系统，其特征是，所述交互式间隙辐射治疗和诊断中，通过所述操作模式选择器装置可选择以下操作模式：
交互式间隙光动力肿瘤疗法，利用高温的光热肿瘤疗法，和肿瘤诊断，其中在治疗所述肿瘤部位相同的情况下，交替地使用这些操作模式。
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