CZ200422A3

CZ200422A3 - Zdroj záření

Info

Publication number: CZ200422A3
Application number: CZ200422A
Authority: CZ
Inventors: Morten Groseth; Jarle Skeidsvoll; Torolf C. Wedberg; John Erik Braenden
Original assignee: Photocure Asa
Priority date: 2001-06-07
Filing date: 2002-06-07
Publication date: 2004-06-16
Also published as: CA2449064A1; HUP0400131A3; JP2004528930A; HUP0400131A2; WO2002098508A1; US20040260365A1; RU2003137584A; EP1395337A1; KR20040032822A; NO20035349D0; NZ530174A; CN1531450A; WO2002098508A8; GB0113899D0

Description

Oblast techniky

Předkládaný označovaného jako terapii (PDT).

vynález se týká zdroje záření (rovněž lampa) pro použití při fotodynamické

Dosavadní stav techniky

Fotodynamická terapie (PDT) je rozvíjející se terapie a je v současnosti používána pro léčení různých typů rakoviny a rovněž pro léčení nezhoubných nemocí včetně infekcí, hojení poranění a různých dermatologických chorob. Tento způsob je založen na interakci specifických fotosenzibilátorů kyslíku a světla. Klinická zkušenost prokázala, že PDT má výhody oproti alternativní terapii pro léčení několika patologických stavů, včetně keratózy akné a různých typů rakoviny kůže. Obecný popis klinického využití PDT je možné nalézt v US 6,225,333, US 6,136,841, US 6,114,321, US 6,107,466, US 6,036,941, US 5,965,598 a US 5,952,329.

Několik fotosenzibilátorů je komerčně dostupných a v předklinickém nebo klinickém vývoji, včetně kyseliny 5-aminolevulové (5-ALA), derivátů 5-ALA a derivátů porfyrinu. Další fotosenzibilátory jsou navrhovány v dosavadním stavu techniky, viz například Harat, M. a kol. v Neurologia i Neurochirurgia Polska 34, 973 (2000), Sharma, S. v Can. J. Ophthalmology 36, 7 (2001), Pervaiz, S v FASEB Journal 15, 612 (2001), Korner-Stifbold, U. v Therapeutische Umschau 58, 28 (2001), Soubrane, G. a kol. v Brit. J. Ophthalmology 85, 483 (2001), Despettre, T. a kol. v J.Fr. Ophthalomogie 24, 82 (2001), Barr, H. a kol. v Alimentary Pharmacology & Therapeutics 15, 311 (2001), Schmidt-Erfurth, U. a kol. v

Ophthalmologie 98, 216 (2001), a Rockson, S. G. a kol. v

Circulation 102, 591 (2000).

Jedním kritickým prvkem v bezpečné a účinné PDT je světelný zdroj. Klinicky použitelný světelný zdroj by mel splňovat několik kritérií: vysokou intenzitu světla (to jest vysoký zářivý tok); snadnost nastavení světelné dávky; špičkovou vlnovou délku emisního spektra v oblasti zájmu; jednotnou intenzitu vyzařovaného světla v oblasti zájmu; spolehlivou konstrukci s nízkými provozními náklady; a jednoduchou konstrukci.

V dosavadním stavu techniky existuje popsaných několik světelných zdrojů pro PDT: US 5,441,531 (DUSÁ) popisuje způsob pro PDT, který zahrnuje kroky použití filtrů a dichroických zrcadel pro zvolení správných vlnových délek a pro odstranění infračerveného záření; US 5,782,895 (DUSÁ) popisuje ozařovač pro PDT zahrnující držák žárovky, filtry a dichroické zrcadlo; US 5,961,543 (Herbert Waldman) popisuje zařízení pro PDT ozařování s ozařovacím reflektorem, filtrační jednotkou a dvojicí ventilátorů; US 5,634,711 (Kennedy) popisuje v ruce držené, přenosné, světlo vyzařující zařízení pro PDT; US 5,798,532 (Theratechnologies) popisuje motorkem poháněné zařízení pro PDT; US 5,843,143 (Cancer Research Campaign Technology) popisuje ne-laserový světelný zdroj zahrnující lampy s vysokou intenzitou s výstupní intenzitou větší než 75 mW na čtvereční centimetr a šířkou pásma v rozsahu od 0 do 3 0 nm; US 5,84 9,02 7 (MGB Technologies) popisuje zdroj ne-koherentní elektromagnetické energie, který je schopen vytvářet přibližně 300 až 400 W vyzařovací energie s širokým rozsahem vlnových délek; US 6,007,225 (Advanced Optical Technologies) popisuje směrovaný • · • · · • · · · · · ozařovací systém využívající vychylovač kónického světla; US 6,048,359 (Advanced Photodynamic Technologies) popisuje zařízení a způsoby týkající se optických systémů pro diagnózu chorob kůže; US 6,096,066 (Light Sciences Limited Partnership) popisuje proces světelné terapie; US 6,128,525 (Zeng a kol.) popisuje zařízení pro řízení dozimetrie PDT; WO 00/00250 (Genetronics) popisuje zařízení pro jak pro elektroporaci buněk tak i pro světelnou aktivaci elektroporovaných buněk; WO 99/10046 (Advanced Photodynamic Technologies) popisuje světlo vyzařující léčebné zařízení zahrnující skořepinu a vložku, která je vyrobena z polymerního materiálu; WO 98/04317 (Light Sciences Limited Partnership) navrhuje zařízení pro aplikaci hypertermie pro zlepšení účinnosti světelné terapie; WO 85/00527 (M. Utzhas) popisuje ozařovací zařízení s množství filtrů zejména pro dermatologické' aplikace; WO 99/56827 (DUSÁ) popisuje zdroj světla pro konturované povrchy, který zahrnuje množství světelných zdrojů; EPO 604 931 (Matsushita Electric popisuje lékařské laserové zařízení; WO a kol.) popisuje zařízení pro řízení dozimetrie PDT; WO 84/00101 (The John Hopkins University) popisuje zařízení pro monitorování účinnosti PDT a předepisování správného dávkování terapeutického fotozáření; WO 45/32441 (vláda Spojených Států Amerických) popisuje zdroj pro dodávání světla s optickým vláknem; WO 00/25866 (Gart) popisuje zařízení pro PDT využívající zdroj ne-koherentní světelné energie s prostředky pro filtrování a zaostřování pro vytváření ozařovací energie v široké šířce pásma.

Další zařízení pro fotodynamickou terapii jsou popsána v US 4,576,173 (John Hopkins University), US

Industrial Co.) 99/06113 (Zeng

4,592,361 (John Hopkins University), US 4,973,848 (J.

McCaughan), US 5,298,742 (Dep. Health, USA), US 5,474,528 (DUSÁ), US 5,489,279 (DUSÁ), US 5,500,009 (Amron), US 5,505,726 (DUSÁ), US 5,519,435 (vláda USA), US 5,521,392 (EFOS), US 5,533,508 (PDT Systems), US 5,643,334 (ESC Medical

Systems Ltd.), a US 5,814,008 (Light Sciences Limited Partnership).

Namísto použití běžných lamp navrhuje několik patentů dosavadního stavu techniky lampy pro fotodynamickou terapii, které jsou založeny na světelných emisních diodách (LED), jako například WO 94/15666 (PDT Systems), FR 2492666 (Maret),

WO 95/19812 (Markham), US 5,259,380 (Amcor), EP 0266038 (Kureha Kagaku Kogyo), US 5,698,866 (PDT Systems), US

5,420,768 (Kennedy), US 5,549,660 (Amron) a US 6,048,359 15 (Advanced Photodynamic Technologies).

Při využití LED technologie namísto běžných lamp lze očekávat množství výhod. Například může být vytvořeno pole LED diod pro pokrytí velké plochy. Navíc jejich vysoká účinnost zajišťuje, že je potřebná menší disipace tepla. Navíc LED diody mají dlouhodobou stabilitu a tak je snazší konstruovat lampy, které jsou vhodné pro desítky tisíc hodin provozu. Další výhody zahrnují nízké náklady na provoz a údržbu, nízké napájecí napětí, což zvyšuje bezpečnost,

2^ mechanicky robustní povahu LED diod, kompaktní a modulární konstrukci s nízkou hmotností a snadnost přesouvání a transportu.

Ovšem vedle těchto značných a nesporných výhod existuje několik nevýhod při využití LED technologie popisované v dosavadním stavu techniky pro fotodynamickou terapii, které narušují využitelnost LED lamp v PDT.

• · · ·

Hlavní nevýhodou použití LED lamp ve dvourozměrném poli je to, že není dostatečně dobrá jednotnost či rovnoměrnost světla pro dosažení bezpečné a účinné PDT léčby. To je způsobeno tím, že vyzařovací diagramy světla z LED diod mohou být například ve tvaru netopýřího křídla s širokým výstupním úhlem. Další nevýhody použití známé PDT-LED technologie zahrnují: relativně vysokou cenu a složitost, protože je vyžadován chladicí systém na bázi kapalin, relativně široké spektrum světla (600 až 700 nm) a omezená velikost světelného výstupu mající za následek dlouhé doby ošetření (léčby).

Podstata vynálezu

Podle předkládaného vynálezu je navržen zdroj záření 15 pro použití ve fotodynamické terapii, který zahrnuje dvourozměrné pole LED diod (světelných emisních diod) a dále zahrnuje prostředky pro kolimaci světla emitovaného z LED diod.

Kolimaci světla tímto způsobem se značně omezí změny ²⁰ světelné intenzity se vzdáleností od zdroje záření, což znamená, že vzdálenost mezi pacientem a zdrojem světla nemá kritický vliv na přijatou dávku. To jak zjednodušuje léčbu tak i umožňuje účinnou a rovnoměrnou léčbu nerovných povrchů. Navíc se zvyšuje intenzita světla v jakékoliv podstatné ²⁵ vzdálenosti od zdroje a vynález tak rovněž umožňuje vytvoření mnohem rovnoměrnějšího vyzařovacího diagramu.

Kolimace je nej účinněji dosažena s použitím čoček navíc k LED diodám a nej výhodněj i, když každá LED lampa má přidružený přídavný systém čoček. Tímto způsobem může být dosaženo nej rovnoměrnějšího světla v jakékoliv pracovní vzdálenosti od těla.

Ačkoliv mohou být použity mnohaprvkové čočky, výhodně je pro každou LED diodu použita jedna přídavná čočka. Výhodou čočkou pro použití podle předkládaného vynálezu je čočka schopná směrovat světlo tak, aby zajistila rovnoměrnou intenzitu světla na ploše zájmu. Typickými čočkami jsou čočky vyrobené ze syntetických materiálů nebo ze skla. Nejvýhodnějším typem čoček je souosý kolimační světlovod. je nejvýhodnější, když takováto čočka je zkonstruována pro omezení rozptylových účinků, které by jinak způsobily ztrátu světla mimo jinak téměř kolimovaný paprsek.

Ačkoliv doposud popsaná uspořádání poskytují podstatné výhody oproti dosavadnímu stavu techniky, pro další zajištění dokonce ještě širšího pole světla homogenního charakteru je systém čoček výhodně vytvořen z hexagonálních čočkových jednotek, které mohou být těsně uspořádány dohromady v hexagonálním vzoru, výhodně na diodové matrici. Jednotlivé čočky mají tudíž výhodně hexagonální nebo v podstatě hexagonální půdorys. To samo o sobě lze považovat za inventivní a tudíž podle dalšího aspektu předkládaný vynález navrhuje PDT lampu zahrnující pole obecně hexagonálních čoček uspořádaných ve voštinovém (plástovém) vzoru, každá čočka výhodně přiléhá k sousedním čočkám.

Změna intenzity světla na ploše zájmu by měla být menší než +/- 15 %, výhodně menší než +/- 10%, zvláště výhodně menší než +/- 7%.

Ačkoliv mohou být použity nižší výstupy, pokud je to žádoucí, zdroj podle předkládaného vynálezu výhodně poskytuje • · · ·44<

výstup (výstupní výkon) alespoň 20 mW/cm². Je rovněž výhodné, aby výstup nebyl větší než 100 mW/cm² při jmenovité vzdálenosti 5 cm na základě Full Width Haif Maximum (FWHM) přibližně 18 nm. Výhodně výstup není větší než 4 0 mW/cm² ve vzdálenosti 5 cm pro vyloučení dlouhých dob ošetřování.

Počet LED diod se může měnit v závislosti na ozařovací ploše, ačkoliv praktický počet LED diod se pohybuje v rozsahu mezi 1 a 3000. Zvláště výhodný počet LED diod je mezi 4 a 512 a nejvýhodnější počet LED diod se pohybuje někde θ me z i 8 a 2 56.

Ozařovací plocha se může měnit v závislosti na uspořádání čoček a počtu LED diod, ale výhodně je její velikost v rozsahu mezi 1 cm² a 3000 cm².

₅ Lampa pro ozařování plochy 4 0 mm x 5 0 mm může mít například 16 diod. Lampa pro ozařování plochy 90 mm x 190 mm může mít například 128 diod. Vzdálenost mezi diodami je výhodně v rozsahu od 2 mm do 20 mm v závislosti na intenzitě světla.

θ Aby bylo použitelné v PDT je špičková vlnová délka světla výhodně například v rozsahu 620 až 645 nm, zvláště výhodně v rozsahu 625 až 640 nm a nejvýhodněji v rozsahu 630 až 640 nm pro použití s Fotoporfyrinem IX. Lampa ale může mít jiné vlnové délky s odlišným LED diodami pro pokrytí ⁵ špičkových oblastí jiných fotosenzibilátorů, jako je

Fotorfin, Forfyceny, Sn-Etiopurin, m-THPC, NpE6, Zn-Ftalokyanin a Benzoporfyrin.

Ačkoliv lampa na bázi LED diod vytváří sama méně tepla než jiné typy světelných zdrojů, může být tato lampa volitelné vybavena s ventilátorem pro pacienta pro • · · • * • ··· • · ochlazování cílové plochy na pacientovi. Výhodně je tento ventilátor kombinován s chladícím systémem pro samotnou lampu. Tak například může být lampa vytvořena s ochlazovacím ventilátorem, který směruje vzduch jak pro ochlazování LED diod (buď přímo nebo nepřímo) tak i ven od lampy ve stejném obecném směru jako vyzařované světlo, takže může být ochlazována ozařovaná část pacienta. Například může být vzduch, vtahovaný do lampy ventilátorem, rozdělován do dvou proudů, jeden pro každý jeden z uvedených účelů.

Diody jsou výhodně sdruženy s tepelnou jímkou pro disipaci tepla, která může být dále ochlazována vzduchovým proudem zajišťovaným ventilátorem. To může být kontinuální nebo řízené prostřednictvím jednoduchého termostatického spínače, ale výhodně je to řízeno mikroprocesorem, například na základě vstupu ze snímače teploty. Pokud je to potřebné, může být teplota LED diod řízena tak, aby se měnila špičková výstupní frekvence. Takové řízení může být zajišťováno prostřednictvím NTC rezistoru, například zajištěním vstupu do mikroprocesoru. Typická změna frekvence je 0,2 nm/K.

Tento koncept lze sám o sobě považovat za inventivní, takže z hlediska dalšího aspektu je podle předkládaného vynálezu navržen světelný zdroj pro použití v PDT, přičemž tento světelný zdroj zahrnuje podle LED diod a výstupní frekvence LED diod je měněna řízením jejich teploty.

Výhodně je lampa řízena mikroprocesorem, takže navíc nebo alternativně může být zajištěn dávkový časovač a/nebo časovač pro určování životnosti lampy (na základě celkové doby využití). Může být rovněž zajištěno vybavení pro automatické měření vzdálenosti, takže ozařovací dávka může • · 99··

9 · být nastavena (automaticky nebo manuálně) pro korekci zbývající změny intenzity se vzdáleností od zdroje.

Rovněž mohou být zajištěny prostředky pro modulaci světelného zdroje, opět výhodně řízené mikroprocesorem, takže 5 v průběhu času může být měněna amplituda nebo frekvence světla, například podle programu uloženého v počítačové paměti. Taková modulace může zajistit účinnější ošetření či léčbu v určitých situacích. Například se předpokládá, že sled impulzů světla, následovaný krátkou pauzou, umožní buňkám, aby získaly více kyslíku. Výhodně je modulace programovatelná uživatelem. Vytvoření modulovatelné lampy (výhodně podle výše uvedeného popisu) lze samo o sobě považovat za inventivní a tvoří to další aspekt předkládaného vynálezu. Z hlediska tohoto dalšího aspektu předkládaný vynález tedy navrhuje lampu pro použití v PDT, která má množství LED světelných zdrojů, které jsou modulovatelné při použití.

Dalším výhodným znakem je vytvoření segmentačního prostředku pro omezení ozařované plochy. Tak například může být buď skupina například 8 LED diod selektivně deaktivována

0 nebo mohou být vytvořeny masky uvnitř lamp pro zabránění světlu ze zvolených LED diod v dosažení pacienta.

Přestože světlo vytvářené prostřednictvím vynálezu a zejména v jeho výhodných provedeních bude dostatečně rovnoměrné pro jakoukoliv PDT aplikaci, může být tato rovnoměrnost ještě dále zlepšena zajištěním mechanické oscilace LED diod tak, že každý kolimovaný paprsek se posouvá přes cílový povrch. Je zřejmé, že je potřebný pouze malý stupeň pohybu, například pro umožnění optické osy jednoho

3Q paprsku, aby postupovala polovinu cesty směrem k bodu definovanému na cílovém povrchu prostřednictvím předchozí • · ···· ft

polohy (to jest před posunutím) optické osy sousedního paprsku. Opět lze tento koncept sám o sobě či nezávisle za inventivní a tvoří další aspekt předkládaného vynálezu, takže z hlediska tohoto dalšího aspektu je navržena lampa pro použití v PDT, která zahrnuje pole světelných zdrojů, které jsou uspořádány pro oscilaci.

Vynález se rovněž týká způsobu zajištění PDT, takže z hlediska ještě dalšího aspektu předkládaný vynález navrhuje způsob PDT, který zahrnuje použití lampy nebo světelného θ zdroje podle kteréhokoliv jiného aspektu předkládaného vynálezu. Výhodně tento způsob zahrnuje použití lampy nebo zdroje podle kteréhokoliv z výhodných provedení předkládaného vynálezu.

V následujícím popisu budou poněkud podrobněji 5 popsána některá výhodná provedení vynálezu čistě prostřednictvím příkladu a ve spojení s odkazy na připojené výkresy.

Přehled obrázků na výkresech ⁰

Obr.l znázorňuje perspektivní pohled na první provedení vynálezu, ilustrující jeho montážní rameno;

Obr. 2 znázorňuje perspektivní pohled zdola na první provedení podle obr. 1;

Obr. 3 znázorňuje perspektivní pohled shora na provedení podle obr. 1;

Obr. 4 znázorňuje rozložený pohled (odpovídající obr. 2) na provedení podle obr. 1;

*· 04 ► · * • · • 0 · • 0000 0

0 • · 0 • 0000 znázorňuje rozložený pohled zdola a z jedné strany na provedení podle obr. 1;

znázorňuje rozložený pohled zdola a z druhé strany na provedení podle obr. 1;

znázorňuje perspektivní pohled shora na druhé provedení vynálezu, ilustrující jeho montážní rameno;

• 25 pohled zdola na pohled shora na pohled pohled zdola na vyzařovací diagram použitou v obou pohled ilustrující

LED diod v provedeních podle znázorňuje perspektivní provedení podle obr. 7;

znázorňuje perspektivní provedení podle obr. 7;

Obr.10 znázorňuje rozložený provedení podle obr. 7;

Obr.11 znázorňuje rozložený provedení podle obr. 7;

Obr.12 znázorňuje schematický ilustrující optiku provedeních;

Obr.13 znázorňuje schematický uspořádání vynálezu;

Obr.14 znázorňuje perspektivní pohled na čočku použitou v provedeních podle vynálezu;

Obr.15a a obr. 15b ilustrují účinek čoček použitých v provedeních podle vynálezu; a shora na

Obr.16 ilustruje účinek měnící se teploty přechodu LED diody na špičkovou vlnovou délku.

.·· ···· ► · · • 9 99

9 •99 • ····

999 • · · ·· 999 ·· 9

Příklady provedení vynálezu

Jak je patrné z obr. 1, fototerapeutická lampa 1 sestává z vyváženého ramena 2_ se svorkou (není znázorněna) , vnějším zdrojem napájení (není znázorněn) a hlavou ý lampy. 5

Tento obrázek znázorňuje první provedení podle předkládaného vynálezu, ale druhé provedení je rovněž vytvořeno s podobným ramenem (viz obr. 7) . Rameno umožňuje lampě, aby byla zajištěna ke stolovému povrchu, například v konzultační místnosti lékaře. Rameno je v podstatě běžné a umožňuje, aby ¹⁰ hlava lampy byla posouvána do polohy nad částí těla pacienta, která má být ošetřena.

Nyní při pohledu na obr. 2 je patrné, že hlava 3_ lampy podle prvního provedení může být otočně namontována k ₁₅ bočnímu ramenu 2_a, které je tvarováno pro přizpůsobení se obecně vnějšímu tvaru hlavy lampy. (To může být ještě lépe patrné z obr. 5, ze kterého je zřejmé, že boční rameno 2a zabírá s otočným čepem 2c.) Boční rameno je samo spojeno s hlavním ramenem 2b přes otočný kloub 4. Tento otočný kloub 4

2o umožňuje pohyby kolem dvou kolmých os a tato otočná montáž bočního ramena k hlavě ramena zajišťuje další možnosti pohybů.

Pouzdro 6 má otvor ve svém spodním povrchu, kde je viditelný světelný zdroj 5 skrz tenký rozptylovač 7. Z obr. 3

5 může být patrné, že horní část pouzdra 6 je vytvořena se vzduchovým výstupem 8 v podobě ventilačních štěrbin vytvořených ve vlastním pouzdru. Zde je rovněž řídící panel a zobrazovací jednotka 9_.

Při pohledu na obr. 4 až obr. 6 může být patrné, že

0 pouzdro 6_ je vytvořeno z několika formovaných plastových ·· ····

4 ·· 4 • 4 4 • 4444 ·· 4

4 4 4 «

444 komponentů: horního krytu 10, spodního krytu 11 a koncových krytů 12 a 13 . Oba koncové kryty jsou vytvořeny s ventilačními štěrbinami pro umožnění průtoku vzduchu skrz lampy při použití, přičemž ty na koncovém krytu 13 jsou vzduchovým vstupem a ty na koncovém krytu 12 j sou vzduchovým výstupem.

Uvnitř pouzdra je světelný zdroj vytvořený z několika LED diod, řídící jednotky, chladícího systému a čočkového systému (systému čoček), přičemž je upraveno uvnitř pouzdra, θ Tyto komponenty či součásti budou nyní podrobněji diskutovány níže.

Světelný zdroj je vytvořen ze dvou polí 20 modulů, z nichž každý obsahuje 64 LED diod 21. LED diody jsou uspořádány ve voštinovém (plástovém) vzoru (to jest v 5 hexagonálním poli), jak je ilustrováno na obr. 13. LED diody mají špičkovou vlnovou délku v rozsahu od 630 do 640 nm a výstup (výstupní výkon) 60 W/cm² ve vzdálenosti 5 cm.

Pod poli 20 LED diod je svazek 22 čoček, který q obsahuje čočku 23 pro každou LED diodu. Pod tím je dále tenký rozptylovač 7 (difuzér), který je umístěn ve vybrání v otvoru spodního krytu 11.

Obr. 14 ilustruje jednu z čoček 23 a obr. 12 znázorňuje vyzařovací diagram ilustrující její činnost. LED dioda 21 je na spodku obrázku s čočkou 23 nad sebou.

Rozptylovač 7 byl vypuštěn pro účely lepší jasnosti ilustrace. Jak může být patrné z vyzařovacího diagramu, v podstatě všechno ze světla z LED diody 21 je soustředěno do v podstatě rovnoběžného a úzkého paprsku vystředěného na ° optické ose čočky a LED diody. Jak bude diskutováno ·· · • 4 ·· «··· ·· *4 «

4 • 4 4 • ·444 • · 4

4 44 podrobněji níže, účinek čoček je ilustrován na obr. 15a a obr. 15b.

Proud do modulů LED diod je přiváděn zdrojem napájení, který je běžný a nebude tudíž více popisován, pře řídící jednotku 25 na bázi mikroprocesoru. Vedle řízení přivádění proudu do LED diod 21 řídící jednotka rovněž řídí elektrický ochlazovací ventilátor 27 a různé další znaky, jako je monitorování životnosti lampy, časovač dávek, a podobně.

Pro udržení požadované výstupní frekvence záření je důležité, aby LED diody 21 se příliš nezahřály, ale aby naopak mohly být řízené udržovány na stabilní teplotě. Ventilátor je tudíž součástí vzduchového chladícího systému, který dále zahrnuje tepelnou jímku 28 namontovanou na zadní straně modulů LED diod. Ventilátor žene vzduch pro pohyb skrz vzduchový vstup v krytu 13, přes pole 20 modulů LED diod a ven skrz výstup v krytu 12 přes ochlazovací žebra. Pracovní teplota je snímána prostřednictvím snímače (není znázorněn) a je tak vytvořen zpětnovazební systém, takže mikroprocesor může řídit a řídí tuto teplotu.

Pokud je to potřebné, může být teplota LED diod měněna tak, aby se nastavovala výstupní špičková vlnová délka LED diod. Existuje zde přibližně lineární vztah mezi teplotou přechodu LED diody a vlnovou délkou. Obr. 16 ilustruje výsledky experimentu pro demonstraci tohoto jevu. V tomto experimentu bylo zaznamenáváno spektrum LED diody při různých teplotách přechodu LED diody a byla vynesena špičková vlnová délka vzhledem k teplotě přechodu LED diody. To je znázorněno na obr. 16, ze kterého může být patrné, že špičková vlnová délka je úměrná teplotě přechodu. Nej lepší lineární

Φ φ φ • φφφ • φφφ přizpůsobení k datovým bodům poskytuje přímá úměra o velikosti 0,208 nm na stupeň C. Teplota přechodu může být tudíž řízena LED lampě pro zajištění přesahu mezi absorpčním spektrem fotosenzibilátoru (jako je například protoporfyrin IX) a vyzařovacím spektrem LED diod.

Vzduchový proud se ve skutečnosti rozděluje do dvou cest na vstupu. Jedna cesta je vedena k tepelné jímce 28 a druhá cesta je uspořádána pro vhánění vzduchu přes kůži pacienta. To zajišťuje ochlazovací působení, které snižuje bolest způsobovanou chemického léku.

Při použití je lampa zajištěna k povrchu přes rameno 2a, 2_b a svorku (není ilustrována) . Lampa je potom umístěna nad plochu pacientovi kůže, která má být ozařována.

Ovládací prvky pro lampu jsou uspořádány na řídícím panelu a zobrazovací jednotce 9_.

Systém je zapínán a vypínán stlačením tlačítka ON/OFF. Při zapnutí systému je toto tlačítko stlačeno a drženo, dokud se na zobrazovacím okénku neobjeví text CURELIGHT V x. x, Ser. no: 0100XXXX . Tlačítko je potom uvolněno. Po několika sekundách se zobrazí zpráva REMAINING LAMP LIFE :XXhXX (zbývající životnost lampy). Tato zpráva udává zbývající provozní dobu FULL LIGHT (plného osvětlení), jak je vypočítána mikroprocesorem a zobrazena v hodinách a minutách. Když tento časovač ukazuje OhOO, není možné další použití. Rovněž je vytvořen časovač dávek, který indikuje jak dlouho bude lampa zapnuta pro provedení určitého ošetření.

Systém je vypínán ještě jedním dalším stlačením tlačítka ON/OFF. Při tomto stlačení tlačítka je vydáno pípnutí a systém se vypne.

·· ···· «I · • Φ·» • φ • φ • φ φφφ

ΦΦ • · • Φ · • ΦΦΦΦ Φ Φ

Φ

Φ Φ • Φ Φ Φ ΦΦΦΦ • Φ Φ

Aby se správně umístila lampa nad plochu, která má být ošetřena, operátor stlačí tlačítko GUIDE LIGHT (navádění světla) pro zapnutí lampy s nízkým výkonem. Lampa může být potom posunuta tak, že je osvětlována správná oblast kůže. Časovače nebudou ovlivňování v tomto režimu LOW LIGHT (nízkého osvětlení), dokonce i když bude znázorněna aktuální hodnota časovače dávky. Obvykle bude tento časovače na hodnotě 0:00, pokud již nebylo zastaveno probíhající ošetření FULL LIGHT (při plném osvětlení) . Ještě jedním dalším stlačením tlačítka GUIDE LIGHT se světlo vypne.

Pokud byla lampa v režimu FULL LIGHT přes stlačením tlačítka GUIDE LIGHT, přepne se lampa do režimu GUIDE LIGHT a časovače se zastaví.

Navíc je uspořádáno tlačítko PAUSE, které může být použito pro dočasné zastavení ošetřování. Stlačení tohoto tlačítka ještě jednou způsobí pokračování ošetřování z okamžiku, ve kterém bylo přerušeno.

Rovněž je zde tlačítko MODE BUTTON (tlačítko režimu), které je používáno pro volbu funkce SET DOSE (nastavení dávky), aby se tak nastavila světelná dávka, pokud je to potřebné. Další tlačítka jsou používána společně s funkcí SET DOSE pro nastavení hodnoty dávky . Tlačítka +/- nastavují dávku v krocích po 1 J/cm², přičemž bude vypočítána a současně zobrazena odpovídající doba dávkování v minutách a sekundách. Podržením těchto tlačítek proběhne rychlé nastavení směrem nahoru nebo dolů. Předpokládá se, že nejúčinnější světelnou dávkou je 37 J/cm². Tlačítko MODE BUTTON může být rovněž použito pro aktivaci dalších funkcí, jako je zmenšení segmentů osvětlované plochy (menší ošetřovaná plocha).

» · · · · • · • · · 444«

Poté, co byla lampa správně uspořádána, operátor stlačí tlačítko START pro zapnutí lampy na terapeutickou intenzitu. Časovač dávky a časovač lampy odpočítávají, dokdy je lampa v režimu FULL LIGHT. Pouze časovač dávky je zobrazován.

Když časovač dávky dojde na 0:00, světlo se automaticky vypne zobrazí se blikající zpráva END OF DOSE (konec dávkování). Pulzující zvuk je vydáván, dokud není stlačeno tlačítko RESET (viz níže).

Tlačítko STOP/RESET může být použito pro zrušení probíhající činnosti nebo pro vymazaní zprávy END OF DOSE nebo chybové zprávy.

Druhé provedení předkládaného vynálezu je ve většině provozních aspektů podobné prvnímu provedení, ačkoliv, jak může být patrné z obr. 7 až obr. 11, má odlišný vzhled a konstrukci. Jak je zde především patrné, je pouzdro vlastně otočeno o 90 stupňů tak, že rameno je spojeno s otočným kloubem 4 přímo s bokem pouzdra bez použití bočního ramena. Navíc jsou v koncových krytech 12, 13 vytvořeny vzduchový vstup a vzduchový výstup, které jsou v tomto případě uspořádány na opačných stranách otočného kloubu 4.

Jak může být patrné z obr. 10 a obr. 11, hlava 3_ lampy má pouzdro vytvořené ze dvou koncových krytů 12, 13 a z předního a zadního krytu (nejsou na těchto obrázcích znázorněny z důvodů větší jasnosti ilustrace).

Obr. 11 nejlépe ilustruje uspořádání světelného zdroje, který podobně jako předcházející provedení zahrnuje tenký rozptylovač 7, svazek 22 čoček, pole 20 modulů LED diod a tepelnou jímku 28 . Je třeba ale uvést, že počet LED diod a • · • · · • ··· čoček je výrazně zmenšen, a tak by mělo být patrné, že tato lampa je určena pro použití na menších plochách kůže. Přídavnou část krytu v tomto případě tvoří světelný rám 29. U krajní levé strany obrázku je znázorněn ventilátor 27, který sem vtahuje vzduch skrz vzduchový vstup a vede tento vzduch přes žebra tepelné jímky 2 8, jak bylo diskutováno výše.

Nad tepelnou jímkou je uspořádán řídící systém a zobrazovací jednotka - jak může být nejlépe patrné z obr. 10.

Lampa podle tohoto druhého provedení vynálezu je provozována naprosto shodným způsobem, jako bylo diskutováno výše ve spojení s prvním provedením.

Nakonec je na obr. 14 ilustrován příklad jedné z čoček, použitých v obou provedeních. Je zřejmé, že čočka má hexagonální vnější tvar, aby bylo možné její uspořádání do hexagonálního (voštinového - plástového) vzoru, jak je ilustrováno na obr. 13. Čočka je souosý kolimační světlovod a je tvarována tak, že vytváří v podstatě kolimovaný paprsek, jak je znázorněno na obr. 12.

Obr. 15a a obr. 15b ilustrují výsledek experimentu pro demonstrování účinku svazků 22 čoček. Dvě pole modulů LED diod s čočkami (viz obr. 15a) a bez čoček (viz obr. 15b) byly umístěny pod ledované sklo a fotografovány ve stejné vzdálenosti mezi ledovaným sklem a fotopřistrojem. Z obr. 15a může být patrné, že čočky soustředí světlo do definované oblasti, zatímco na obr. 15b je světlo mnohem více rozptýleno.

Jak bylo diskutováno výše, protože paprsek je vlastně kolimovaný, vzdálenost mezi lampou a pacientem není kritická pro podanou dávku (světelnou energii). To nejenže znamená, že lampa nemusí být umístěna v přesné vzdálenosti od kůže pacienta, ale rovněž to znamená, že mohou být účinně ošetřovány nerovné povrchy bez značné změny v dáce mezi vyvýšenými a sníženými oblastmi.

Zastupuje :

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Zdroj záření pro použití ve fotodynamické terapii, vyznačující se tím, že zahrnuje dvourozměrné pole LED diod a dále zahrnuje prostředky pro kolimování světla vyzařovaného z 5

LED diod.

2. Zdroj záření podle nároku 1, vyznačující se tím, že každá LED lampa má přidružený přídavný systém čoček.

3. Zdroj záření podle nároku 2, vyznačující se tím, že pro

IQ každou LED diodu je vytvořena jedna přídavná čočka.

4. Zdroj záření podle nároku 3, vyznačující se tím, že jednotlivé čočky jsou hexagonální nebo v podstatě hexagonální v půdorysu.

15 5. Zdroj záření podle nároku 4, vyznačující se tím, že systém čoček je výhodně tvořen jednotkami hexagonálních čoček, které jsou těsně uspořádány dohromady do hexagonálního vzoru.

5 - >

nároků, vyznačující se tím, že světelný zdroj je modulovatelný.

5 ochlazována ozařovaná část pacienta.

6. Zdroj záření podle nároků, vyznačující se mikroprocesorem, takže je kteréhokoliv z předcházejících tím, že lampa je řízena vytvořen časovač dávky a/nebo časovač pro určování životnosti lampy.

7. Zdroj záření podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že lampa dále zahrnuje ventilátor pro pacienta pro ochlazování cílové plochy na pacientovi.

8. Zdroj záření podle nároku 7, vyznačující se tím, že ventilátor pro pacienta je kombinován s chladícím systémem pro vlastní lampu.

• · · · · · • ·

9. Zdroj záření podle nároku 7 nebo 8, vyznačující se tím, že lampa zahrnuje ochlazovací ventilátor, který směruje vzduch jak pro ochlazování LED diod tak i ven z lampy ve stejném obecném směru jako vyzařované světlo, takže může být

10. Zdroj záření podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že vzduchový proud je vytvářen pro řízení teploty diod, přičemž tento vzduchový proud je řízen mikroprocesorem.

11. Zdroj záření podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že výstupní frekvence LED diod je měněna prostřednictvím řízení jejich teploty.

12. Zdroj záření podle kteréhokoliv z předcházejících

13. Zdroj záření podle nároku 12, vyznačující se tím, že amplituda nebo frekvence světla je modulovatelné prostřednictvím řízení mikroprocesorem.

14. Způsob fotodynamické terapie, který zahrnuje použití zdroje záření podle kteréhokoliv z předcházejících nároků.