CN208114647U - 激光消融、光动力协同治疗装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种激光消融、光动力协同治疗装置，包括光纤激光器、激光传输光纤、光纤消融探针，光纤激光器与激光传输光纤的一端相连，传输光纤的另一端连接光纤消融探针，光纤激光器产生的激光通过激光传输光纤传输到光纤消融探针中。本实用新型通过光纤激光器、激光传输光纤、光纤消融探针及时将药物传输至肿瘤区域，用特定波长照射肿瘤部位，能使选择性聚集在肿瘤组织的光敏药物活化，引发光化学反应，杀死肿瘤细胞，破坏肿瘤组织，具有有效、安全、副作用小、可协同性、可重复性和相对低成本等优点。

Description

激光消融、光动力协同治疗装置

技术领域

本实用新型专利涉及光纤激光技术和材料科学领域，具体为一种使用光纤激光器，结合激光消融治疗技术和光动力治疗技术的肿瘤手术治疗装置。

背景技术

目前治疗癌症传统的常用的治疗方法主要是手术切除、化疗、放射疗法等。就临床应用而言，这些传统的治疗方法相对成熟，依然是癌症早期诊断及治疗的主要方式。但是，这些传统治疗方式都具有局限性，如手术切除精度低，有些重要器官或组织上的肿瘤无法切除；化疗和放疗都会伤害正常组织细胞，受限于人体承受度。

为了提高治疗效果，减小疗程副作用，出现了许多治疗肿瘤的新方法。其中具有代表性的是激光消融治疗技术和光动力治疗技术。激光消融是用激光照射癌细胞，组织细胞吸收激光能量后产生热能引起温度升高而损伤和坏死。光动力治疗是用利用光敏剂药物在光照下降环境中氧气转化为有细胞毒性的活性氧，将细胞中关键分子氧化进而起到杀灭癌细胞的作用。相比于传统治疗方法，这两种方法都具有操作简单，精确有效、安全、副作用小，可重复性高等优点。

实用新型内容

1、实用新型目的。

本实用新型专利的目的是解决常规肿瘤治疗技术中存在的操作困难、创口大易感染、副作用大等问题，采用激光消融，光动力协同治疗技术，设计一种微创，副作用小，精确有效的癌症治疗装置。

2、本实用新型所采用的技术方案。

本实用新型提出的一种激光消融、光动力协同治疗装置，包括光纤激光器、激光传输光纤、光纤消融探针，光纤激光器与激光传输光纤的一端相连，传输光纤的另一端连接光纤消融探针，光纤激光器产生的激光通过激光传输光纤传输到光纤消融探针中。

更进一步具体实施方式中，还包括图像传输线、图像显示器，所述的光纤消融探针与图像传输线连接，图像传输线与图像显示器连接。

更进一步具体实施方式中，所述的光纤消融探针中设有传感辅光纤、主光纤、光敏剂药物导管；主光纤外部包覆传感辅光纤，传感辅光纤内部设置光敏剂药物导管，主光纤传输消融激光信号，传感辅光纤的温度传感器探测并反馈治疗区域的温度信息。

更进一步具体实施方式中，所述的光敏剂药物导管均匀设置在传感辅光纤内。

更进一步具体实施方式中，所述的光敏剂药物导管的横截面为椭圆形或圆形。

更进一步具体实施方式中，所述的光纤消融探针(3)上具有可伸缩、旋转机械结构。

3、本实用新型所产生的技术效果。

(1)本实用新型通过光纤激光器、激光传输光纤、光纤消融探针及时将药物传输至肿瘤区域，用特定波长照射肿瘤部位，能使选择性聚集在肿瘤组织的光敏药物活化，引发光化学反应(如生成具有细胞毒性的单态氧与生物大分子发生氧化反应)，杀死肿瘤细胞，破坏肿瘤组织，具有有效、安全、副作用小、可协同性、可重复性和相对低成本等优点。

(2)本使用新型的结构能选择性地消灭局部的原发和复发肿瘤,而不伤及正常组织，可与化疗和放疗及手术同时进行,且均具有一定的协同作用；缩小手术的范围和改善患者的愈后。

(2)本实用新型使用激光消融技术治疗肿瘤使用光纤激光器代替传统的Nd：YAG的激光器，可产生多种波长模式的激光。另外，光纤直径可在微米级，能灵活伸入病灶部位进行手术，可避免常规外科手术可能造成的机械性损伤。

(4)本实用新型具有温度探测传感功能，可实现激光消融过程中组织内3维温度场分布的实时监测和激光功率反馈。可根据反馈数据对所使用的激光波长，输出功率和作用时间等参数进行优化选择,从而提升治疗准确性，减小对正常组织的损伤，控制治疗区域，提高治疗效率，实现最佳的治疗效果,提高应用的可预见性，安全性和可靠性。

(5)本实用新型可使用生物荧光染料对治疗部位进行生物成像分析，精确定位癌细胞，检测治疗效果。使用光学方法来对癌细胞组织定位，分辨率更高，对组织的损害也更小，有效提高治疗精确度。

(6)本实用新型专利的探针针头具有可伸缩、旋转机械结构。可对探针周围癌细胞进行消除，简化手术操作。

附图说明

图1为本实用新型的结构图。

图2为本实用新型光纤消融探针的截面图。

附图标记说明：其中，光纤激光器1，激光传输光纤2，光纤消融探针3，图像传输线4，图像显示器5，传感辅光纤6，主光纤7，光敏剂药物导管8。

具体实施方式

实施例1

如图1和2所示，光纤激光器1产生治疗用激光，通过传输光纤2传输到光纤消融探针3中。确定皮肤穿刺点位置和治疗靶区中心层面后，进行皮肤穿刺，将光纤消融探针3置入治疗靶区中心层面，进入肿瘤组织区域。探针3中主光纤7传输消融激光信号，激光与癌细胞产生消融作用，癌细胞吸收激光能量后温度升高，当达到一定温度时，癌细胞变性、坏死，肿瘤组织被清除。在癌细胞消融过程中，探针中传感辅光纤6中的温度传感器可以探测并反馈治疗区域的温度信息，在手术过程中监控治疗区域温度，根据反馈的温度场信息在光纤激光器1上调整输入激光(波长等)，已达到最佳治疗效果。通过探针光敏剂药物导管8向将光敏剂药物注入肿瘤区域，光敏药物选择性聚集在肿瘤组织上。探针3中的传感辅光纤7传输光敏药物激发光，使得药物活化，引起光化学反应，杀死癌细胞，破坏肿瘤组织。

使用探针上荧光成像功能，在手术中对肿瘤区域进行成像，通过图像传输线4将图像传送到图像显示器5上，医生可以通过显示器5的图像观察肿瘤组织被清除的情况，判断是否有肿瘤组织残留，确定残留肿瘤组织的位置，继续使用光动力技术进行清除。

本实用新型通过复合光纤消融探针来实现激光消融技术和光动力治疗技术协同治疗。复合光纤探针主要由激光输出光纤、传感光纤组成。激光输出光纤作为中心主光纤，用于输入消融激光信号(如980nm)。传感光纤作为辅光纤均匀分布在主光纤周围，用于探测组织内温度场信息(如光纤光栅)，也可用于光动力治疗过程中激发光信号的传输。使用光纤激光器作为治疗激光来源。

复合光纤消融探针中可有药物通道分布在主光纤周围，用于光动力药物供给。光动力药物是光敏剂药物，种类多选择范围广泛。可为以下几种类型：1、传统光敏剂药物，如血卟啉衍生物等卟啉类药物。2、由稀土离子制备而成的上转换纳米颗粒与光敏剂修饰在一起的光动力药物，可以直接使用上转换纳米颗粒对肿瘤组织成像，还可以利用上转换纳米颗粒出射的可见光实现光敏剂的光动力效应激发过程，即进行光动力治疗。3、拥有光动力效应的近红外染料光敏剂药物如吲哚菁绿，增加荧光性，在光动力治疗同时可用于荧光生物成像，金属纳米颗粒在近红外光照射下也有将氧气转化为活性氧的能力。4、激发波长接近近红外光组织透明窗口(700-900nm、1000nm-1300nm、1500-1800nm，即组织衰减小的波段)的光敏剂，如亚甲基蓝、二氢卟吩e6 5、光动力效应的化学基团与AIE基团进行化学连接得到的同时具有AIE(聚集诱导荧光辐射)特性和光动力特性的多功能分子，AIE特性可应用于生物成像中。

治疗装置可具有荧光成像功能，将荧光染料与光敏剂结合(如AIE纳米颗粒)用于治疗中，可在手术过程中对肿瘤组织进行荧光生物成像，实现肿瘤组织的检测和定位。

探针药物导管和传感光纤具有可伸缩、转向的伞状机械结构。可在探针的垂直方向上伸缩并且转向，保证在消融的过程中用于传感信号传输外，也可将治疗药物注入到针头周围的组织中，然后传输光动力治疗激发光，实现定向的激发杀死癌细胞。

具体工作过程：

通过治疗前期检查(如CT扫描)确定治疗靶区中心层面和皮肤穿刺点位置。穿刺后使用复合光纤消融探针进入治疗靶区中心层面进行治疗。首先，探针中主光纤传输消融激光信号，癌细胞吸收激光能量后将能量转化为热能，肿瘤区域温度升高，当达到一定温度时，癌细胞变性、坏死，即发生消融，肿瘤组织被清除，而人体正常细胞不受影响。另外，通过探针的药物导管向治疗区域输入光敏剂药物，光敏药物具有选择性，仅聚集在肿瘤组织上。探针中的传感光纤传导光动力治疗光信号，使得药物活化，引起光化学反应，杀死癌细胞，破坏肿瘤组织。

在治疗过程中，探针上的传感光纤器可以探测治疗区域的温度，对激光消融过程中组织内3维温度场分布的实时监测和激光功率反馈。很据反馈情况，对输入激光进行及时调整，能达到杀死癌细胞的温度，同时防止温度过高破坏正常细胞，提高治疗效果。结合荧光染料，使用探针上荧光成像功能，可在治疗中对肿瘤区域进行生物成像，对癌细胞进行识别和定位，检测肿瘤组织被清除的情况，判断是否有肿瘤组织残留，(如有残留)判断残留肿瘤组织位置，继续使用光动力治疗清除。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种激光消融、光动力协同治疗装置，其特征在于：包括光纤激光器（1）、激光传输光纤（2）、光纤消融探针（3），光纤激光器（1）与激光传输光纤（2）的一端相连，传输光纤（2）的另一端连接光纤消融探针（3），光纤激光器（1）产生的激光通过激光传输光纤（2）传输到光纤消融探针（3）中, 所述的光纤消融探针（3）中设有传感辅光纤（6）、主光纤（7）、光敏剂药物导管（8）；主光纤（7）外部包覆传感辅光纤（6），传感辅光纤（6）内部设置光敏剂药物导管（8），主光纤（7）传输消融激光信号，传感辅光纤（6）的温度传感器探测并反馈治疗区域的温度信息。

2.根据权利要求1所述的激光消融、光动力协同治疗装置，其特征在于：还包括图像传输线（4）、图像显示器（5），所述的光纤消融探针（3）与图像传输线（4）连接，图像传输线（4）与图像显示器（5）连接。

3.根据权利要求1所述的激光消融、光动力协同治疗装置，其特征在于：所述的光敏剂药物导管（8）均匀设置在传感辅光纤（6）内。

4.根据权利要求1所述的激光消融、光动力协同治疗装置，其特征在于：所述的光敏剂药物导管（8）的横截面为椭圆形或圆形。

5.根据权利要求1所述的激光消融、光动力协同治疗装置，其特征在于：所述的光纤消融探针（3）上具有可伸缩、旋转机械结构。