DE102020207582A1 - Lasertherapie-Lichtleitersonde - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung gehört zum Gebiet der Medizintechnik, nämlich zu Physiotherapiegeräten zur Tumortherapie mit einem invasiven Laser oder einem optischen Bestrahlungsgerät.Die Sonde umfasst ein Lichtleiterkabel 1 mit einem Lichtleiter 2 innen, mit einer Polymerbeschichtung 3 außen, mit einem Verbindungsstecker 4 am proximalen Ende des Kabels und mit einer Laserlichtstreuungs-Spitze (Diffusor) 5 am distalen Ende des Kabels, wobei die Laserlichtstreuungs-Spitze (Diffusor) 5 einen Körper 6 aus Quarzglas oder einem lichtleitenden Polymer mit lichtstreuenden strukturellen Ungleichmäßigkeiten (Rauheit) 7 im Körper 6 und/oder im Inneren, und/oder an der Oberfläche und mit oder ohne Schutzbeschichtung 8 umfasst. Die Spitze (Diffusor) 5 hat die Form eines Zylinders. Die Länge der Spitze davon beträgt von 0,2 bis 10 cm und der Durchmesser beträgt von 0,02 bis 0,2 cm. Die Spitze streut das Laserlicht in einem Winkel von 360° über ihre gesamte Oberfläche. Sein Lichteinfall in das biologische Gewebe von der Oberfläche der Spitze (des Diffusors) beträgt bis zu 2 cm bei einer Lichtwellenlänge λ = 670 - 680 nm und bis zu 5 cm bei λ = 790 - 830 nm. Der Vorteil der Sonde und ihrer Diffusorspitze besteht in den Miniaturabmessungen.

Description

  • Die Erfindung gehört zum Gebiet der Medizintechnik, nämlich zu Physiotherapiegeräten zur Tumortherapie mit einem invasiven Laser oder einem optischen Bestrahlungsgerät.
  • Eine Lasertherapie-Lichtleitersonde ist wesentlicher Bestandteil eines Lasertherapiegeräts, das einen optischen Laserstrahl auf einen Tumor überträgt.
  • Lasertherapie-Lichtleitersonden werden entsprechend ihrer Zweckbestimmung konstruiert: Für die nicht-invasive und/oder invasive Tumorbestrahlung. Die Form der Lasertherapie-Lichtleitersonde wird in Abhängigkeit von dem Ort des Tumors, der Therapiemethodik, den optimalen Wellenlängen und Intensität des Strahlflusses, der Bestrahlungsdauer, der Art der Verwendung von zusätzlichen Photopharmazeutika und sonstigen Parametern ausgewählt. Bei einer invasiven Therapie wird die Lasertherapie-Lichtleitersonde entweder über einen Katheter, eine Kanüle oder eine Nadel in den Tumor eingeführt. Der Laser sendet Strahlen über die in den Tumor eingeführte Lasertherapie-Lichtleitersonde aus, wodurch die Zellen des Tumors zerstört werden.
  • Es sind verschiedene nicht-chirurgische nicht-invasive Tumor-Therapiegeräte bekannt, die den Tumor mit Strom, hochfrequenten elektromagnetischen Strahlen, Ultraschall-, Infrarot-, Ultraviolett-, Röntgenstrahlen oder Strahlung zerstören, aber die Verwendung von derartigen Therapien ist manchmal aufgrund eines geringen positiven Effekts oder eines übermäßigen negativen Effekts, wie beispielsweise Bestrahlungseffekt, begrenzt.
  • Vor der Laser-Bestrahlung wird ein Photosensibilisator in das Kreislaufsystem des Patienten oder direkt in den Tumor eingeführt, der sich im Tumor ansammelt und dabei hilft, die vom Krebs betroffenen Zellen leichter zu erkennen. Die dosierte allmähliche Bestrahlung mit Laser-Strahlen schädigt gesundes Gewebe nicht, zerstört jedoch selektiv Tumore. Während der Bestrahlung eines Tumors mit der Lasertherapie-Lichtleitersonde, wechselt der in den Zellen befindliche Sauerstoff vom neutralen in den angeregten Zustand, der zytotoxisch auf die Tumorzellen wirkt.
  • Das bekannte „Magnetische Laser-Therapiegerät“ ( LT4113 ; A61N2/00; A61N5/06) ist mit einem Laser mit einer Lasertherapie-Lichtleitersonde ausgestattet, die mit austauschbaren Spitzen für unterschiedliche Dosierung der Laserstrahlung ausgerüstet ist. Der Nachteil dieses Geräts besteht darin, dass die Spitzen große Abmessungen aufweisen und für die invasive Tumorbehandlung nicht geeignet sind.
  • Die bekannte „Diffusor-Spitze für Lichtleitersonde“ ( US5269777 ; A61N5/06) ist zur Verwendung in Lasertherapiegeräten zur invasiven Tumorbestrahlung bestimmt. Die Diffusor-Spitze hat einen Silikonteil mit den erforderlichen Lichtstreuungseigenschaften, der mit dem Ende der optischen Faser verbunden ist, eine äußere Hülle der optischen Faser, und die Silikon-Diffusor-Spitze, die die erforderliche Steifigkeit und Flexibilität gewährleistet. Die Spitze hat eine zylindrische Form und eine gleichmäßige Strahlungsverteilung über ihre gesamte Länge. Der Nachteil dieser Lasertherapie-Lichtleitersonde und ihrer Spitze besteht darin, dass sie einen großen äußeren Durchmesser hat. Daher müssen Katheter mit größerem inneren und äußeren Durchmesser verwendet werden, um diese in den zu behandelnden Tumor einzuführen.
  • Die der zu patentierenden Erfindung nächste bekannte technische Lösung ist der „Lichtdiffusor für photodynamische Therapie“ ( US6366719 ; A61B18/22; A61N5/06), der das Licht durch eine zylindrische Oberfläche emittiert. Der Diffusor oder die lichtstreuende Spitze besteht aus einer optischen Faser, die optische Strahlung von einer lichtemittierenden Vorrichtung auf die Bestrahlungsstelle oder den Körper überträgt. Die optische Faser ist im Inneren des Kabels mit einer Schutzhülle abgedeckt. Das Ende der optischen Faser im Bestrahlungsdiffusor ist so geschliffen, dass sich das Licht gleichmäßig durch den geschliffenen Teil ausbreitet, wobei es einen zylindrischen Streulichtfluss um beispielsweise einen „kugelförmigen“ Diffusor bildet. Der Nachteil dieser Lasertherapie-Lichtleitersonde und ihrer Spitze (Diffusor) besteht darin, dass das Herstellungsverfahren des Lichtdiffusors beschrieben wird, seine Abmessungen und Möglichkeiten der Einführung in den zu behandelnden Körper jedoch unklar sind.
  • Das Ziel der Erfindung ist eine Lasertherapie-Lichtleitersonde zur diffusen invasiven Lasertherapie mit optimalen Abmessungen, d. h. mit möglichst dünnem äußeren Durchmesser.
  • Die zu patentierende Lasertherapie-Lichtleitersonde umfasst ein Lichtleiterkabel 1 mit einem innenliegenden Lichtleiter 2, mit einer Polymerbeschichtung 3 auf der Außenseite, mit einem Verbindungsstecker 4 am proximalen Ende des Kabels und mit einer Laserlichtstreuungs-Spitze (Diffusor) 5 am distalen Ende des Kabels, wobei die Laserlichtstreuungs-Spitze (Diffusor) 5 einen Körper 6 aus Quarzglas oder einem lichtleitenden Polymer mit lichtstreuenden strukturellen Ungleichmäßigkeiten (Rauheit) 7 im Körper 6 und/oder im Inneren und/oder an der Oberfläche, und mit oder ohne Schutzbeschichtung 8 umfasst. Die Spitze (Diffusor) 5 hat die Form eines Zylinders mit einer Länge von 0,2 bis 10 cm, vorzugsweise von 0,5 bis 3 cm, und einem Durchmesser von 0,02 bis 0,2 cm, der über seine gesamte Oberfläche, nämlich Länge und Umfang in einem Winkel von 360°, Laserlicht streut. Die Licht-Eindringtiefe in das biologische Gewebe von der Oberfläche der Spitze (des Diffusors) beträgt bis zu 2 cm bei einer Lichtwellenlänge λ = 670 - 680 nm und bis zu 5 cm bei λ = 790 - 830 nm.
  • Wenn die Lichtstreuungs-Spitze (Diffusor) 5 der zu patentierenden Lasertherapie-Lichtleitersonde von 2 bis 5 cm lang ist, der Lichtleiter 2 aus einer optischen Polymerfaser besteht, der Lichtstreuwinkel 360° beträgt, die Durchlässigkeitseffizienz mindestens 80% beträgt, der Durchmesser der Spitze (des Diffusors) 5 0,05 cm beträgt, die Länge der Sonde vom Verbindungsstecker 4 bis zum Ende der Laserlichtstreuungs-Spitze 5 30 ± 15 cm beträgt, die Leistung des Laserstrahls 400 mW beträgt, dann dringt das Licht von der Oberfläche der Spitze (des Diffusors) bis zu 2 cm bei einer Lichtwellenlänge λ = 670 - 680 nm und bis zu 5 cm bei λ = 790 - 830 nm in das biologische Gewebe ein.
  • Wenn die Lichtstreuungs-Spitze (Diffusor) 5 der zu patentierenden Lasertherapie-Lichtleitersonde von 0,5 bis 3 cm lang ist, der Lichtleiter 2 aus Quarzglas besteht, der Lichtstreuwinkel 360° beträgt, die Durchlässigkeitseffizienz mindestens 80% beträgt, der Durchmesser der Spitze (des Diffusors) 5 0,1 + 0,02 cm beträgt, die Länge vom Verbindungsstecker 4 bis zum Ende der Laserlichtstreuung-Spitze 5 25 + 10 cm beträgt, die Leistung des Laserstrahls 1600 mW beträgt, dann dringt das Licht von der Oberfläche der Spitze (des Diffusors) bis zu 2 cm bei Lichtwellenlänge λ = 670 - 680 nm und bis zu 5 cm bei λ = 790 - 830 nm in das biologische Gewebe ein.
  • Die maximale Leistung des Laserstrahls der zu patentierenden Lasertherapie-Lichtleitersonde mit einem Polymer-Lichtleiter 2 und einer Polymer-Spitze (Diffusor) 5 beträgt bis zu 500 mW; und die der Sonde mit Quarz-Lichtleiter 2 und mit einer Quarz-Spitze (Diffusor) 5 bis 2000 mW.
  • Die zu patentierende Lasertherapie-Lichtleitersonde ist steril und kann ab Herstellungsdatum 2 Jahre lang verwendet werden.
  • Die Erfindung ist in 1 dargestellt - schematische Darstellung der Lasertherapie-Lichtleitersonde.
  • Die Lasertherapie-Lichtleitersonde umfasst:
    • Lichtleiterkabel 1;
    • Lichtleiter 2;
    • Polymerbeschichtung 3;
    • Verbindungsstecker 4;
    • Lichtstreuung-Spitze (Diffusor) 5;
    • Körper 6 der Spitze aus lichtdurchlässigem Material;
    • lichtstreuende strukturelle Ungleichmäßigkeiten (Rauheit) 7;
    • Polymerschutzbeschichtung 8.
  • Die Lasertherapie-Lichtleitersonde wird wie folgt eingeführt und sie funktioniert wie folgt:
    • Der Photosensibilisator wird in die Vene des Patienten injiziert;
    • 2 bis 4 Stunden nach der Injektion des Photosensibilisators wird der Tumor mittels einer Ultraschallvorrichtung gemessen und sein genauer Ort, d. h. seine Fläche und Tiefe relativ zur Oberfläche, bestimmt;
    • nach der Lokalisierung des Tumors wird eine lokale Anästhesie des Bereichs, in den der Katheter eingeführt wird, durchgeführt;
    • der Katheter oder eine Plastikkanüle, dessen innerer Durchmesser etwa 1,2-mal größer als der äußere Durchmesser der Lasertherapie-Lichtleitersonde ist, wird in den Tumor eingeführt.
    • die Spitze (Diffusor) der Lasertherapie-Lichtleitersonde wird über einen Katheter oder eine Kanüle in den Tumor so eingeführt, dass sich die Lichtstreuungs-Spitze (Diffusor) 5 so nah wie möglich oder genau in der Mitte des Tumors befindet;
    • das andere Ende der Lasertherapie-Lichtleitersonde ist über einen Verbindungsstecker 4 mit einer Vorrichtung verbunden, die Laserstrahlen unterschiedlicher Wellenlängen erzeugt;
    • die Wellenlänge der Strahlung, die Intensität (Leistung) in mW, die Dauer in Minuten werden bestimmt und der Laser wird eingeschaltet;
    • Der Laserstrahl tritt durch den Lichtleiter 2 im Kabel 1 in die Lichtstreuungs-Spitze (Diffusor) 5 ein, in der er über lichtstreuende strukturelle Ungleichmäßigkeiten und Rauheit 7 im Körper 6 unter einem Winkel von 360° über die gesamte Länge der Spitze (des Diffusors) gestreut wird. Am Ende der vorgeschriebenen Bestrahlungsdauer wird der Bestrahlungsvorgang abgeschlossen;
    • nach Ermessen des Arztes kann mehr als ein Katheter / eine Kanüle mit den eingeführten Lasertherapie-Lichtleitersonden verwendet werden.
  • Die Leistung des Laserstrahls der Lasertherapie-Lichtleitersonde mit Polymer-Lichtleiter 2 und mit Polymer-Spitze (Diffusor) darf 500 mW nicht überschreiten; und die der Lasertherapie-Lichtleitersonde mit Quarz-Lichtleiter 2 und mit Quarz-Spitze (Diffusor) - nicht mehr als 2000 mW;
    • die Dauer des Bestrahlungsvorgangs beträgt 20 ± 10 Minuten.
  • Nach Ermessen des Arztes kann das Verfahren abhängig von der Zerfallszeit des ausgewählten Photosensibilisators und dem Verlauf der Tumortherapie an mehreren aufeinanderfolgenden Tagenwiederholt werden.
  • Nach Abschluss des Verfahrens wird die Lasertherapie-Lichtleitersonde entfernt und gemäß dem festgelegten Verfahren entsorgt.
  • Durch die Verwendung der zu patentierenden Lasertherapie-Lichtleitersonde wird ein effizienterer, gleichmäßigerer und größerer Tumorbestrahlungsbereich erreicht. Zur Bestrahlung eines Tumorbereichs können weniger Lasertherapie-Lichtleitersonden benutzt werden.
  • Die Lasertherapie-Lichtleitersonden können zur Behandlung von Tumoren der Lunge, der Leber, der Brust sowie zur nicht-invasiven Therapie von Tumoren der Nase, des Rachens, der Ohren und der Genitalien eingesetzt werden. Die Behandlung gilt als erfolgreich, wenn die Tumordimensionen nach einer Bestrahlungssitzung abnehmen.
  • Die in dieser Beschreibung der zu patentierenden Lasertherapie-Lichtleitersonde erwähnten Laserwellenlängen können unterschiedlich sein, denn das ändert das Wesen der Erfindung nicht.
  • Bei der Verwendung der zu patentierenden Lasertherapie-Lichtleitersonden mit geringeren Abmessungen heilen die Katheter-Punktionsstellen schneller, es können mehrere Lasertherapie-Lichtleitersonden gleichzeitig verwendet werden, wodurch Anzahl und Dauer invasiver Behandlungen reduziert werden. Die zu patentierende Lasertherapie-Lichtleitersonde ist bei der Behandlung von Patienten getestet worden und es sind positive Ergebnisse erzielt worden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • LT 4113 [0006]
    • US 5269777 [0007]
    • US 6366719 [0008]

Claims (5)

  1. Lasertherapie-Lichtleitersonde, aufweisend ein Glasfaserkabel mit einem Schalter zum Anschluss an eine Laserlichtvorrichtung (Laser) an einem Ende des Kabels und mit einer Laserlichtstreuungs-Spitze (Diffusor) am distalen Ende des Kabels, dadurch gekennzeichnet, dass die Lasertherapie-Lichtleitersonde ein Lichtleiterkabel (1) mit einem Lichtleiter (2) im Inneren, einer Polymerbeschichtung (3) auf der Außenseite, einem Verbindungsstecker (4) am proximalen Ende des Kabels, und einer Laserlichtstreuungs-Spitze (Diffusor) (5) am distalen Ende des Kabels umfasst, wobei die Laserlichtstreuungs-Spitze (Diffusor) (5) einen Körper (6) aus Quarzglas oder einem lichtleitenden Polymer mit lichtstreuenden strukturellen Ungleichmäßigkeiten (Rauheit) (7) im Körper und/oder im Inneren und/oder an der Oberfläche, und mit oder ohne Schutzbeschichtung (8) umfasst, und die Spitze (Diffusor) (5) die Form eines Zylinders mit einer Länge von 0,2 bis 10 cm, vorzugsweise von 0,5 bis 3 cm, und einem Durchmesser von 0,02 bis 0,2 cm hat, der über seine gesamte Oberfläche, nämlich Länge und Umfang in einem Winkel von 360°, Laserlicht streut, und der Lichteinfall in das biologische Gewebe von der Oberfläche der Spitze (des Diffusors) bis zu 2 cm bei einer Lichtwellenlänge λ = 670 - 680 nm und bis zu 5 cm bei λ = 790 - 830 nm beträgt.
  2. Lasertherapie-Lichtleitersonde nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtstreuungs-Spitze (Diffusor) (5) 2 bis 5 cm lang ist, der Lichtleiter (2) aus einer optischen Polymerfaser besteht, der Lichtstreuwinkel 360° beträgt, die Durchlässigkeitseffizienz mindestens 80% beträgt, der Durchmesser der Spitze (des Diffusors) (5) 0,05 cm beträgt, die Länge der Sonde vom Verbindungsstecker (4) bis zum Ende der Laserlichtstreuungs-Spitze (5) 30 ± 15 cm beträgt, die Leistung des Laserstrahls 400 mW beträgt, und der Lichteinfall in das biologische Gewebe von der Oberfläche der Spitze (des Diffusors) bis zu 2 cm bei einer Lichtwellenlänge λ = 670 - 680 nm und bis zu 5 cm bei λ = 790 - 830 nm beträgt.
  3. Lasertherapie-Lichtleitersonde nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtstreuungs-Spitze (Diffusor) (5) 0,5 bis 3 cm lang ist, der Lichtleiter (2) aus Quarzglas besteht, der Lichtstreuwinkel 360° beträgt, die Durchlässigkeitseffizienz mindestens 80% beträgt, der Durchmesser der Spitze (des Diffusors) (5) 0,1 + 0,02 cm beträgt, die Länge vom Verbindungsstecker (4) bis zum Ende der Laserlichtstreuungs-Spitze (5) 25 + 10 cm beträgt, die Leistung des Laserstrahls 1600 mW beträgt, und sein Lichteinfall in das biologische Gewebe von der Oberfläche der Spitze (des Diffusors) bis zu 2 cm bei Lichtwellenlänge λ = 670 - 680 nm und bis zu 5 cm bei λ = 790 - 830 nm beträgt.
  4. Lasertherapie-Lichtleitersonde nach den Ansprüchen 1-3 dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Leistung des Laserstrahls der Sonde mit Polymer-Lichtleiter (2) und mit Polymer-Spitze (Diffusor) (5) bis zu 500 mW, und die der Sonde mit Quarz-Lichtleiter (2) und mit Quarz-Spitze (Diffusor) (5) bis zu 2000 mW beträgt.
  5. Lasertherapie-Lichtleitersonde nach den Ansprüchen 1-4 dadurch gekennzeichnet, dass sie steril ist und ab Herstellungsdatum 2 Jahre lang verwendet werden kann.
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