DE212011100031U1

DE212011100031U1 - Ein Laser betriebenes Tumorbehandlungssystem

Info

Publication number: DE212011100031U1
Application number: DE212011100031U
Authority: DE
Original assignee: TIANJIN BHY PHOTOELECTRIC TECHNOLOGY CO; TIANJIN BHY PHOTOELECTRIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: TIANJIN BHY PHOTOELECTRIC TECHNOLOGY CO; TIANJIN BHY PHOTOELECTRIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2010-11-11
Filing date: 2011-07-30
Publication date: 2012-07-06
Anticipated expiration: 2021-07-31
Also published as: WO2012062134A1

Abstract

Ein Laser betriebenes Tumorbehandlungssystem umfasst hauptsächlich: einen Systemregler, eine Laserlichttransfereinrichtung, eine Laserleistungsprüfeinrichtung, eine Blutsauerstoffflussüberwachungseinrichtung, und ein Laser betriebenes Tumorbehandlungsgerät; der Systemregler umfasst: einen mit einem Einplatinenrechner verbundenen Industrie-PC; der Einplatinenrechner ist mit der Laserlichttransfereinrichtung, der Laserleistungsprüfeinrichtung, und der Blutsauerstoffflussüberwachungseinrichtung verbunden.

Description

Technisches Gebiet
Es handelt sich bei dieser Erfindung um ein medizinisches Gerät, insbesondere um ein Laser betriebenes Tumorbehandlungssystem.
Stand der Technik
Laser unterstützte Behandlungsmethoden sind international gesehen schon sehr fortgeschritten, was zur Behandlungstechnik und -methode bösartiger Tumore, Virus- und Bakterienerkrankungen wesentlich beiträgt. Dennoch fehlt auf internationaler Ebene noch der Schlüssel zur Vervollständigung Laser unterstützter Tumorbehandlung und an Zusatztechniken der Laser betriebenen Tumorbehandlung, was die Entwicklung Laser betriebener Tumorbehandlungssysteme behindert. Der Behandlungseffekt des Lasers ist im Wesentlichen von der Genauigkeit des Lasertransfers zur Stelle der Tumorbildung abhängig, was daraus ersichtlich wird, dass für unterschiedliche Erkrankungen an unterschiedlichen Stellen verschiedene Lasertransfersysteme und passende Überwachungs- und Überprüfungssysteme erforderlich sind. Nur dann kann der behandelnde Arzt diese Technik in der Praxis leicht verwenden und steuern. Ansonsten ist dem Arzt der Sauerstoffgehalt, die Konzentration des Photosensibilisators nichtbekannt, was zur Ungenauigkeit der Dosierung des Lasers führt. Eine solche Behandlung ist zwecklos, und die Wirkung der Behandlung durch den Laser ist viel weniger erfolgreich. In China gibt es schon viel Literatur über Forschung und Anwendung zu Laser betriebenen Tumorbehandlungseinrichtungen. Einige Auszüge sind wie folgt aufgelistet: Liu Qirui (PLA. The Military General Hospital of Beijing), Liu Huilong, ect.: „Klinische Forschung zur Laser betriebenen Tumorbehandlung gegen Magen-Darmkrebs", Chinese Journal of Laser Medicine & Surgery, 2007, 16 (4), 223–227: aus Laserbasiskristallen Nd: YAP oder Nd:YVO₄ Laserkristallen, speziellem optischen Resonator, Doppelfrequenzkristallen LBO oder KTP, Pumplichtquelle und Antriebsquelle, Glasfaserlichtleiter und Glasfaserstift bestehendes 670,7 nm oder 671 nm Laserbehandlungsgerät. Fujian Institute of Research an the Structure of Matter, Chinese Academy of Sciences: „Ein Laserbehandlungsgerät", China, 1335117[P]. 2002-02-13: aus Halbleiterlasergerat, Antriebstromquelle, Laserkopplungssystem, Lichtleitender Glasfaser, usw. bestehendes 670 nm LD Laserbehandlungsgerät. Tao Wenji, Huang Yufeng: „Halbleiter-Hochleistungslaserbehandlungsgerät", China, 1352997[P]. 2002-06-12: hauptsächlich aus Halbleiterlasergerät, Stromregler für die Lichtquelle, Laserleistungs-Überprüfungsanzeige, elektrischer Zeitanzeige, Alarmvorrichtung, Überstromschutzeinrichtung und geregeltem Netzgerät bestehendes Halbleiter-Hochleistungslaserbehandlungsgerät. Beijing Branch Electric Microwave Electronics Co., Ltd.: „Ella Laser betriebenes Tumorbehandlungsgerät", China, 200963186[P] 2007-10-24: aus integrierten Laserkomponenten, Laserantriebsstromquelle, Steuersystem, Hilfssystem, usw. bestehendes Ella kontinuierlich mit sichtbarem Laserlicht betriebenes medizinisches Halbleiter-Tumorbehandlungsgerät. Zheng Chengfu: „Heilgerät für Prostata-Erkrankungen und dessen Bauweise", China, 101002698[P]. 2007-07-25: Bericht über hauptsächlich aus Hauptgerätestromquelle, oder Stromquellenvorrichtung, Röhre mit Lichtquellensender, und Temperatursteuerungsvorrichtung bestehendes Teilgerät für Prostata-Erkrankungen. Im Moment muss schnellstens das Problem gelöst werden, dass die Art des Lasertransfers (Laserlichtübertragung) relativ einfach ist. Es muss schnellstens eine Lösung gefunden werden, dass der Arzt nach Kombination des Systems der Überprüfung, Überwachung, und Behandlung den genauen Sauerstoffgehalt, die Konzentration des Photosensibilisators und Dosierung des Lasers der behandelten Stelle (im inneren des Tumors) exakt erfahren kann, sodass eine zwecklose Behandlung vermieden, und der Tumorbehandlungseffekt durch den Laser gesteigert werden können.
Inhalt der Erfindung
Diese Erfindung beseitigt die Nachteile der zurzeit vorhandenen Technik, und bietet ein neues Laser betriebenes Tumorbehandlungssystem an. Sie verwendet eine zweckgebundene Lichttransfereinrichtung und Überprüfungseinrichtung, sodass diese Einrichtungen mit dem Laser betriebenen Tumorbehandlungsgerät zusammen ein Laser betriebenes Tumorbehandlungssystem bilden. Dadurch kann der Arzt nach Kombination des Systems der Überprüfung, Überwachung, und Behandlung den genauen Sauerstoffgehalt, die Konzentration des Photosensibilisators und Dosierung des Lasers der behandelten Stelle (im inneren des Tumors) exakt erfahren, sodass die zwecklose Behandlungen vermieden, und der Tumorbehandlungseffekt durch den Laser gesteigert werden können.
Um die oben genannten Ziele zu erreichen, wird folgende Technik verwendet: Die Technik umfasst hauptsächlich: einen Systemregler, eine Laserlichttransfereinrichtung, eine Laserleistungsprüfeinrichtung, eine Blutsauerstoffflussüberwachungseinrichtung, und ein Laser betriebenes Tumorbehandlungsgerät; der Systemregler umfasst: einen mit einem Einplatinenrechner verbundenen Industrie-PC. Der Einplatinenrechner ist mit der Laserlichttransfereinrichtung, der Laserleistungsprüfeinrichtung, und der Blutsauerstoffflussüberwachungseinrichtung verbunden.
Eine Laserleistungsprüfeinrichtung besteht hauptsächlich aus dem Einplatinenrechner, der mit einem Leistungsdichtemesser, einem Blutflussmeter und einem Blutoximeter verbunden ist.
Die Vorteile sind: Es wird eine zweckgebundene Lichttransfereinrichtung und Überprüfungseinrichtung verwendet, sodass diese Einrichtungen mit dem Laser betriebenen Tumorbehandlungsgerät zusammen ein Laser betriebenes Tumorbehandlungssystem bilden. Dadurch kann der Arzt nach Kombination des Systems der Überprüfung, Überwachung, und Behandlung den genauen Sauerstoffgehalt, die Konzentration des Photosensibilisators und Dosierung des Lasers der behandelten Stelle (im inneren des Tumors) exakt erfahren, sodass die zwecklose Behandlungen vermieden, und der Tumorbehandlungseffekt durch den Laser gesteigert werden können. Durch Sammeln der pathologischen Daten vor und nach der Behandlung wird eine Datenbank zur Laser betriebenen Tumorbehandlung hergestellt, wodurch ein klinischer Leitfaden zur Laser betriebenen Tumorbehandlung angefertigt werden kann. Durch die Einrichtung des Leitfadens wird die medizinische Behandlung von Tumoren mehr standardisiert. Das System kann bei Hautkrebs, Speiseröhrenkrebs, Lungenkrebs, Brustdrüsenkrebs, Krebs im Bereich Hals und Nacken, Leberkrebs, Harnblasenkrebs, Magen-Darmkrebs, etc. angewendet werden.
Beschreibung der Figuren
1 ist eine Prinzipskizze der Verbindungskonstruktion dieser Erfindung.
2 ist eine Skizze zum Prozess dieser Erfindung.
3 ist eine Außenansicht dieser Erfindung.
4 ist eine Prinzipskizze der Verbindung der verschiedenen Einrichtungen.
Detaillierte Beschreibung der Ausführung
Eine bevorzugte Ausführung dieser Erfindung wird wie folgt durchgeführt: den Figuren nach besteht ein Laser betriebenes Tumorbehandlungssystem aus einem Systemregler, einer Laserlichttransfereinrichtung, einer Laserleistungsprüfeinrichtung, einer Blutsauerstoffflussüberwachungseinrichtung, und einem Laser betriebenen Tumorbehandlungsgerät. Der Systemregler besteht aus einem mit einem Einplatinenrechner verbundenen Industrie-PC. Der Einplatinenrechner ist mit der Laserlichttransfereinrichtung, der Laserleistungsprüfeinrichtung, und der Blutsauerstoffflussüberwachungseinrichtung verbunden. Die Laserleistungsprüfeinrichtung besteht hauptsächlich aus dem Einplatinenrechner, der mit einem Leistungsdichtemesser, einem Blutflussmeter und einem Blutoximeter verbunden ist. Die Laserlichttransfereinrichtung umfasst wenigstens einen Glasfaseranschluss, Glasfaserleiterstück und Glasfaserkopf, die der Reihe nach miteinander verbunden sind.
Die Formen von Glasfaserköpfen bestehen aus punktförmiger Glasfaser, aufgeweiteter Glasfaser, säulenförmiger direkt einführbarer Glasfaser, säulenförmiger einführbarer Trokar-Glasfaser, und/oder kugelförmiger Glasfaser.
(1) Laserlichttransfereinrichtung
Es muss für unterschiedliche Stellen nach den Gegebenheiten der Tumoren in Verbindung mit Eigenschaften der Laserbehandlung eine zweckabhängige Laserlichttransfereinrichtung entwickelt werden. Die Laserlichttransfereinrichtung besteht aus wenigstens einem Glasfaseranschluss, einem Glasfaserleiterstück und Glasfaserkopf, wobei das Glasfaserleiterstück aus Glasfaser entsteht. Der Glasfaserkopf ist demotierbar, je nach Art des Tumors können unterschiedliche Glasfaserköpfe eingesetzt werden. Es wurde entwickelt: punktförmige Glasfaser (geeignet für der Körperoberfläche nahe Krebse und Tumoren, die Verstopfung der Körpergefäße verursachen), ausgeweiteter Glasfaser (mit Mikro-Objektiv, um den Bereich der Bestrahlung zu vergrößern), säulenförmige direkt einführbare Glasfaser (ins Innere des Tumors zur Bestrahlung sowohl direkt als auch mit Trokar einführbar, geeignet für knollenförmige und tiefensitzende Tumoren), kugelförmige Glasfaser (Bestrahlung im Umkreis, geeignet für Harnblasenkrebs und Nasen-Rachenkrebs).
Diese Einrichtung bietet Möglichkeiten, bei unterschiedlichen Tumorarten an unterschiedlichen Stellen mit verschiedenen Lasern zu bestrahlen, sodass die Laser unterstützte Tumorbehandlung zielgerichteter wird, und dadurch der Behandlungseffekt gesteigert werden kann. Es werden ebenfalls mehr Tumorarten durch den Laser behandelbar. Die entwickelte Glasfaser weist die Vorteile großer Präzision und besserer Anwendbarkeit auf. Der Lichtleitkoeffizient der Glasfaser ist größer als 90%, der Durchmesser der Glasfaser ist kleiner als 1,2 mm, die numerische Apertur ist größer als 0,22.
(2) Laserleistungsüberprüfungseinrichtung
Um es dem behandelnden Arzt zu erleichtern, die Behandlung zu standardisieren, wurde für unterschiedliche Stellen nach den Gegebenheiten der Tumore in Verbindung mit Eigenschaften der Laserbehandlung eine zweckentsprechende Laserleistungsüberprüfungseinrichtung entwickelt. Diese Einrichtung kann mit dem Behandlungssystem verbunden werden. Nach Einstellung des Werts der Laserleistungsdichte bringt man mit dem Abstand, der identisch mit dem des Laserkopfs zum Tumor ist, den Laserkopf an der Leistungsüberprüfungseinrichtung an, sodass die tatsächliche Leistung durch die Leistungsüberprüfungseinrichtung gemessen wird. Der gemessene Wert wird zum Industrie-PC und Einplatinenrechner weitergeleitet, wobei der Stromfluss des Lasergerätes durch den Industrie-PC und Einplatinenrechner automatisch reguliert wird, sodass das Einstellen des Wertes der Laserleistungsdichte erreicht wird.
Die Leistungsdichtenüberprüfungseinrichtung weist einen Messbereich von 1 mW/cm²~100 W/cm², eine Messgenauigkeit von 1 mW/cm² und eine Toleranz unter 2% auf. Die hohe Präzision erfüllt die Messanforderung an unterschiedliche Laserleistungsdichten bei der Behandlung der unterschiedlichen Tumorarten.
(3) Blutsauerstoffflussüberwachungseinrichtung
Die entwickelte Blutsauerstoffflussüberwachungseinrichtung verwendet die nichtinvasive berührungsfreie Technik der Lasergrautonmessung (laser speckle; Radar mit synthetischer Apertur). Durch Messen des Blutsauerstoffflusses in der unmittelbaren Nähe der erkrankten Stelle kann indirekt der Sauerstoffgehalt, und die Konzentration des Photosensibilisators im Inneren des Tumors ermittelt werden. Mit diesen Informationen kann das Lasergerät gesteuert werden, sodass die erforderliche Parameter und Dosierung mit den Anforderungen der Behandlung übereinstimmen, um einen besseren Behandlungseffekt zu erzielen.
Technische Daten

(1) Laserwellenlänge und Ausgabenleistung: mehr als 635 nm/2000 mW
(2) Arbeitsweise: kontinuierliche Abgabe
(3) Laserleistungsdicht: 50 mW/cm²–500 mW/cm², Genauigkeit 10%
(4) Messung des Blutsauerstoffflusses: 2–800 cm/s, Messauflösung: 1%, Konzentration: 35%–100%, Messgenauigkeit: ± 3%

Arbeitsprinzip: der Industrie-PC für die Interaktion zwischen Mensch und Computer- ist durch eine Datentransferleitung mit dem Einplatinenrechner verbunden, der nicht nur die Befehle des Industrie-PCs empfängt, sondern auch dem Industrie-PCs die Informationen der Laserleistungsüberprüfungseinrichtung und der Blutsauerstoffflussüberwachungseinrichtung als Feedback zurück gibt, sodass eine Echtzeitüberwachung der erkrankten Stelle stattfindet. Durch den Industrie-PC lassen sich die Leistungsüberprüfungseinrichtung, das Lasergerät und die Blutsauerstoffflussüberwachungseinrichtung getrennt durch den Einplatinenrechner steuern. Gleichzeitig schicken die Leistungsüberprüfungseinrichtung und die Blutsauerstoffflussüberwachungseinrichtung getrennt die Überprüfungs- und Überwachungsinformation an den Einplatinenrechner zurück, sodass die Kommunikation zum und vom Industrie-PC möglich ist. Der Industrie-PC steuert die Ausgabe des Lichtes des Lasergerätes durch den Einplatinenrechner. Die Blutsauerstoffflussüberwachungseinrichtung ist mit einer Sonde verbunden, sodass die Informationen zur Blutsauerstoffflussüberwachungseinrichtung und zum Steuer- bzw. Regelungssystem zurück fließen können. Das Lasersystem muss für unterschiedliche Körperstellen und unterschiedliche Arten des Tumors mit einer entsprechenden Lichtleitvorrichtung verbunden werden.
Arbeitsprozess: Vgl. 2: Zum Prognostizieren und Behandeln des Patienten muss zuerst das Laser betriebene Tumorbehandlungssystem angeschaltet werden, um das Gerät vorzuwärmen. Der Arzt injiziert dem Patienten einen Photosensibilisator und schaltet die Blutsauerstoffflussüberwachungseinrichtung an, wobei der Photosensibilisator indirekt überwacht wird. Nach Erreichen des für die Behandlung erforderlichen Werts des Blutsauerstoffflusses, werden die Lichtleitvorrichtung und der Glasfaserkopf gewählt. Sie werden mit dem Lasergerät gekoppelt. Die Laserleistungsdichte wird gewählt; die Ausgabe des Laserlichtes wird dadurch gesteuert. Man bringt mit dem Abstand, der identisch mit dem des Laserkopfs zum Tumor ist, den Laserkopf an der Leistungsüberprüfungseinrichtungan, sodass die tatsächliche Leistung durch die Leistungsüberprüfungseinrichtung gemessen wird. Der gemessene Wert wird zum Industrie-PC und Einplatinenrechner weitergeleitet, wobei der Stromfluss des Lasergerätes durch den Industrie-PC und Einplatinenrechner automatisch reguliert wird, sodass das Einstellen des Wertes der Laserleistungsdicht erreicht wird. Nach Erreichen der voreingestellten Laserleistungsdichte wird die erkrankte Stelle des Patienten bestrahlt. Während der Behandlung überwacht die Blutsauerstoffflussüberwachungseinrichtung den Blutsauerstoffflusswert in Echtzeit. Wenn der Blutsauerstoffflusswert die Behandlungsanforderungen nicht erfüllen kann, wird der Industrie-PC nach Informationen, die von der Blutsauerstoffflussüberwachungseinrichtung zurückgeschickt wurden, die Behandlung beenden. Danach schaltet der Arzt das Lasergerät aus.
Die obige Beschreibung ist nur eine bevorzugte Ausführung. Es gibt keinerlei Beschränkung bezüglich der Konstruktion. Alle anderen Konzepte, die darauf basieren und deren Äquivalente gehören zum Schutzbereich dieser Erfindung.
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 Nicht-Patentliteratur

Liu Qirui (PLA. The Military General Hospital of Beijing), Liu Huilong, ect.: „Klinische Forschung zur Laser betriebenen Tumorbehandlung gegen Magen-Darmkrebs”, Chinese Journal of Laser Medicine & Surgery, 2007, 16 (4), 223–227 [0002]
Fujian Institute of Research an the Structure of Matter, Chinese Academy of Sciences: „Ein Laserbehandlungsgerät”, China, 1335117[P]. 2002-02-13 [0002]
Tao Wenji, Huang Yufeng: „Halbleiter-Hochleistungslaserbehandlungsgerät", China, 1352997[P]. 2002-06-12 [0002]
Beijing Branch Electric Microwave Electronics Co., Ltd.: „Ella Laser betriebenes Tumorbehandlungsgerät”, China, 200963186[P] 2007-10-24 [0002]
Zheng Chengfu: „Heilgerät für Prostata-Erkrankungen und dessen Bauweise”, China, 101002698[P]. 2007-07-25 [0002]

Claims

Ein Laser betriebenes Tumorbehandlungssystem umfasst hauptsächlich: einen Systemregler, eine Laserlichttransfereinrichtung, eine Laserleistungsprüfeinrichtung, eine Blutsauerstoffflussüberwachungseinrichtung, und ein Laser betriebenes Tumorbehandlungsgerät; der Systemregler umfasst: einen mit einem Einplatinenrechner verbundenen Industrie-PC; der Einplatinenrechner ist mit der Laserlichttransfereinrichtung, der Laserleistungsprüfeinrichtung, und der Blutsauerstoffflussüberwachungseinrichtung verbunden.
Das Laser betriebene Tumorbehandlungssystem nach Anspruch 1 umfasst: eine Laserleistungsprüfeinrichtung, die hauptsächlich aus dem Einplatinenrechner, der mit einem Leistungsdichtemesser, einem Blutflussmeter und einem Blutoximeter verbunden ist, besteht.
Das Laser betriebene Tumorbehandlungssystem nach Anspruch 1 umfasst: Die Laserlichttransfereinrichtung umfasst einen Glasfaseranschluss, ein Glasfaserleiterstück und einen Glasfaserkopf, die der Reihe nach miteinander verbunden sind; die Formen des Glasfaserkopfs besteht aus punktförmiger Glasfaser, ausgeweiteter Glasfaser, säulenförmiger direkt einführbare Glasfaser, säulenförmiger einführbare Trokar-Glasfaser, und/oder kugelförmiger Glasfaser.