FI90629B - Laserlaite - Google Patents

Description

1 90629

LASERLAITE - LASERANORDNING

Keksinnön kohteena on laserlaite fotodynaamis-ta terapiaa varten, johon laitteeseen kuuluu laserlähde 5 tietyn aallonpituuden omaavan lasersäteen muodostamiseksi ja lasersäteen ohjainelimet lasersäteen ohjaamiseksi kudoksiin, joihin on siirretty samaa aallonpituutta absorboivaa väriainetta.

Tiettyjä, valon eri aaltopituuksia absorboivia 10 väriaineita, jotka voidaan esim. liuoksena ruiskuttaa ihmisruumiin verenkiertoon, voidaan hyödyntää syövän hoidon tai virushoitojen nk. fotodynaamisessa terapiassa käyttämällä suhteellisen matalatehoisia lasersätei-lyannoksia. Tällöin hoidettavaa kohdetta kuten esim. 15 syöpäkudosta tai viruksia tuhotaan selektiivisesti valottamalla näitä lasersäteellä tai useammalla säteellä, jotka johdetaan kohteeseen joko suoraan kohdistamalla tai optisen valojohtimen, kuidun tai kuitujen yms. avulla. Koska tietynlaiset kudokset, kuten esim. 20 syöpäkudos, keräävät itseensä tiettyjä, käytettäviä väriaineita, huomattavasti enemmän kuin muu ympäröivä kudos, myös tätä väriainetta vastaavan aallonpituuden omaava laservalo absorboituu huomattavasti tehokkaammin ko. "värjättyyn" kudokseen. Näin lasersäteen avulla 25 voidaan tuhota haluttuja soluja, viruksia yms. ympärillä olevien muiden solujen säilyessä vahingoittumattomina.

Fotodynaaminen terapia on tullut tunnetuksi lähinnä nk. hematoporfyriini ja väriainelaser (rhodamin 30 6G) käsittelyn ansiosta. Kun hematoporfyriiniä ruis kutetaan hoidettavan potilaan vereen esim. noin 25 mg potilaan painon jokaista kiloa kohti, voidaan seuraava-na päivänä käyttämällä punaista lasersädettä (630 nm) tuhota väriaineen kyllästämää kudosta terveen kudoksen 35 vahingoittumatta. Tällöin punainen lasersäde hajoittaa hematoporfyriinin vapaiksi happiradikaaleiksi, jotka tuhoavat esim. syöpäkudoksen tehokkaasti.

2 90629

Hematoporfyriinin suurin haitta on kuitenkin sen hidas hajoaminen niissä ihmisruumiin osissa, missä laservalotusta ei suoriteta eikä voida suorittaa siitä aiheutuvien kudosvaurioiden mahdollisuuden takia. Täl-5 lainen osa on mm. iho, jolle keräytyy huomattavia määriä hematoporfyriiniä, joka aiheuttaa sen, että iho on palovaurioarka 1-2 viikkoa käsittelyn jälkeen. Tänä aikana potilas ei voi mennä vaaratta ulkovaloon auringon valosta puhumattakaan ja ensipäivinä hoidon jälkeen 10 sisällä oleskelukin on tapahduttava hämärässä valaistuksessa .

Edelleen 630 nm-aaltopituudella suoritettavassa fotodynaamisessa terapiassa on se ongelma, että lasersäteen läpitunkeutuvuus, penetraatio kudoksiin on 15 varsin heikko johtuen mm. hemoglobiinin absorptiosta ja sironnasta. Tehokkaampien laserlaitteiden käyttö aiheuttaa jo mahdollisia vaurioita kudoksissa.

Edelleen fotodynaamisessa terapiassa käytettävät väriaineet pyrkivät leviämään keskitetysti 20 eräisiin sisäelimiin, kuten maksaan ja munuaisiin, ja hoidon optimointi uusissa kudoksissa saattaa aiheuttaa vaikeuksia.

Keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä mainitut epäkohdat eritoten silloin, kun käytetään nk. 25 pitkän punaisen ja lyhyen infrapunan 700 - 1000 nm alueen uusia fotodynaamisia väriaineita, kuten uudet porfyriiniyhdisteet ja phtalosyaniiniyhdisteet.

Erityisesti keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin laserlähde, jonka avulla väriaineen valotussaika 30 saadaan olennaisesti lyhyemmäksi kuin aiemmin käytetyillä laserlaitteilla.

Edelleen keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin laserlaite, jolla voidaan parantaa lasersäteen läpitunkeutuvuutta, penetraatiota kudoksiin ilman, että 35 lasersäde aiheuttaa välittömiä termisiä vaurioita kudoksissa, esim. koagulaatio.

Erityisesti keksinnön tarkoituksena on tuoda 3 90629 esiin uudenlainen laserlähde, jota voidaan käyttää entistä monipuolisemmin ja selektiivisemmin erilaisten solujen ja vastaavien käsittelyssä.

Keksinnölle tunnusomaisten seikkojen osalta 5 viitataan vaatimusosaan.

Keksinnön mukaisesti laserlähde on titaani-sa-fiiri-laserlähde (Ti: A1203), jonka aallonpituus on 680 - 1100 nm, edullisesti 720 - 760 nm ja/tai 800 - 900 nm. Yleensä infrapuna-alueella (650 - 1100 nm) on la-10 seraaltopituuksia suhteellisen vähän tai sitten käytettävät tunnetut laserit ovat teholtaan kovin heikkoja eivätkä riitä kuvattuun fotodynaamiseen käsittelyyn tai nk. kasetti-tai veripussivalotukseen. Ennestään aallonpituusalueella 680 - 1100 nm, erityisesti 800 -15 900 nm, toimivia laserlähteitä ei ole käytetty foto- dynaamisessa terapiassa.

Keksinnön mukainen titaani-safiiri-laserlähde (Ti: A1203) lähde tunnetaan ennestään aallonpituussää-dettävänä jähme- eli kidelaserina; sitä ei ole kuiten-20 kaan käytetty aiemmin fotodynaamisessa terapiassa. Se voidaan virittää sopivasti toisella laserilla tai sala-malamppuviritteisenä toimimaan jatkuvatoimisena tai pulssitettuna alueella 680 - 1100 nm, edullisesti 800 -900 nm. Virityksessä voidaan käyttää esim. argon-, 25 argon-krypton-seoskaasulaseria, taajuuskahdennettua (tk) Nd:YAG-laseria tai kuparihöyrylaseria.

Keksinnön mukaiseen laserlaitteeseen mahdollisesti kuuluvaan virityslaitteeseen voi kuulua myös elimet osan virityslaserlähteen muodostamasta lasersä-30 teestä johtamiseksi hoidettavaan kohteeseen. Mainitut elimet voivat muodostua esim. puoliläpäisevästä peilistä, peilikäsivarresta tms. sinänsä lasertekniikasta tunnetusta välineestä. Tällöin samaa virityslaserläh-dettä voidaan käyttää myös diagnostisesti, esim. fluo-35 risoimaan kudoksiin lisättyä väriainetta. Virityslaser-laitteen laserlähteen teho voi olla esim. suuruusluokkaa 5-40 wattia, keksinnön mukaisesti diagnostisesti 4 90629 käytettävän lasersäteen osan teho esim. 5 - 10 % laser-lähteen tehosta. - Luonnollisesti keksinnön mukaisen laserlaitteen yhteydessä voidaan käyttää kokonaan erillistä laserlähdettä diagnostisia tarkoituksia varten, 5 kuten fluorisoimaan kudoksiin lisättyä väriainetta.

Keksinnön ansiosta ja erityisesti käytettäessä keksinnön mukaista aallonpituusaluetta 680 - 1100 nm, erityisesti 720 - 760 nm ja/tai 800 - 900 nm (ns. optinen ikkuna) laservalon penetraatio kudoksiin on aiem-10 paa olennaisesti parempi, esim. useita mm jopa 8 mm.

Kun keksinnön mukaisella laserlaitteella ja aallonpituusalueella fotodynaamisessa terapiassa käytettävän väriaineen hajoamisaika saadaan olennaisesti aiempaa lyhyemmäksi, tämä nopeuttaa hoitoa, samalla 15 hoidossa ei esiinny eräitä epäkohtia, esim. sisäelimiin, kuten maksaan ja munuaisiin tunkeutuu aiempaa vähemmän väriainetta. Yleensä väriaine ja terapia saadaan kohdistettua paremmin esim. syöpäsolukkoon.

Yleensä keksinnön mukainen laserlaite ja aal-20 lonpituusalue soveltuvat aiempaa paremmin fotodynaami-seen terapiaan, hoitotulokset ovat aiempaa parempia ja hoito tehokkaampaa sekä helpommin kohdistettavissa haluttuun hoitokohteeseen.

Keksinnön mukaisen laserlaitteen tehon tiheys 25 on suuruusluokkaa 1 - 500 mw/cm2, esim. 5 - 300 mw/cm2, edullisesti 10 - 200 mw/cm2.

Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisesti suoritusesimerkkien avulla viitaten oheiseen piirustukseen, jossa 30 kuva 1 esittää kaaviomaisesti erästä keksinnön mukaista laserlaitetta, kuva 2 esittää kaaviomaisesti erästä toista keksinnön mukaisesta laserlaitetta, kuva 3 esittää kaaviomaisesti erästä kolmatta keksinnön 35 mukaista laserlaitetta.

Kuvassa 1 on esitetty laserlaite fotodynaamis-ta terapiaa varten, johon laitteeseen kuuluu laserlähde 5 90629 1 ohjainelimineen 2, kuten optinen kuitu, ja sulkimi-neen 5 lasersäteen johtamiseksi terapiakohteeseen. Laserlähteen 1 aallonpituusalue on 680 - 1100 nm, eri-tyissovellutuksessa 720 - 760 ja/tai 800 - 900 nm.

5 Laserlähde on titaani-safiiri-laserlähde. Edelleen laitteeseen kuuluu erityislaserlaite 3, ns. pumppaus-laserlaite, esim. argon-, argon-krypton-, tk Nd-YAG-tai Cu-höyrylaserlähde. Pumppauslaserlähteen 3 laser-lähde on johdettu laserlähteeseen 1, jossa se virittää 10 Ti: A1203 kiteen, joka lähettää halutun aallonpituuden omaavan lasersäteen. Lasersäteen muodostusta, mahdollista suoritusta, sulkimen toimintaa ja ohjausta terapiakohteeseen ei tässä yhteydessä kuvata tarkemmin, koska se on ennestään tunnettua.

15 Edelleen kuvassa 1 esitettyyn laserlaitteeseen kuuluu dielektrinen peili 6, joka on järjestetty ohjaamaan osa, esim. 5 - 10 % virityslaserlähteen muodostamasta lasersäteestä heijastuspeilin 7 sekä edelleen sulkimen ja kohdistuslaitteen 8 kautta kuituun ja 20 edelleen terapiakohteeseen. Täten samaa laserlaitteistoa voidaan käyttää diagnostisesti ja terapeuttisesti.

Kuvassa 2 on esitetty laitteisto, johon kuuluu edellä esitetyn tyyppinen Ti: A1203 laserlähde 1 viri-tyslaserlähteineen 3, sulkimineen 5 ja kuituineen 2 25 lasersäteen johtamiseksi terapiakohteeseen. Edelleen laitteeseen kuuluu erillinen diagnostinen laserlaite 10 sulkimineen 11 ja kuituineen 12 diagnostisen lasersäteen johtamiseksi terapiakohteeseen.

Kuvassa 3 on esitetty kaavamaisesti Ti:Al203 30 laserlähde 1 sulkimineen 5 ja kuituineen 2 lasersäteen johtamiseksi terapiakohteeseen. Esitetyssä sovelluksessa laserlähde on salamalamppuviritteinen, ja siihen kuuluu erityinen salamalamppu 15, tavanomainen takapeili 13 ja etupeili 14. Esitetty laserlähde on täten 35 salamaviritteinen Ti:Al203 laserlähde.

Suoritusesimerkit on tarkoitettu ainoastaan havainnollistamaan keksintöä rajoittamatta sitä millään 6 90629 tavoin, ja keksinnön sovellukset voivat vaihdella oheisten patenttivaatimuksien rajaaman keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

5

Claims (5)

7 90629

1. Laserlaite fotodynaamista terapiaa varten, johon laitteeseen kuuluu laserlähde (1) tietyn aaltopi- 5 tuuden omaavan lasersäteen muodostamiseksi ja lasersä-- teen ohjainelimet (2) lasersäteen ohjaamiseksi kudok siin, joihin on siirretty samaa valon aallonpituutta absorboivaa väriainetta, tunn ettu siitä, että laserlähde on titaani-safiiri-laser (Ti:Al203), jonka 10 aallonpituus on alueella 680 - 1100 nm.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laserlaite, tunnettu siitä, että laserlähteen (1) aallonpituus on 720 - 760nm ja/tai 800 - 900 nm.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laser-15 laite, tunnettu siitä, että laserlaitteeseen kuuluu virityslaserlaite (3), joka on Ar-laserlähde, Ar-krypton-seoslaserlähde, taajuuskahdennettu Nd-YAG-laserlähde tai Cu-höyrylaserlähde.

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen 20 laserlaite, tunnettu siitä, että laserlähde (1) on salamalamppuherätteinen Ti:Al203 -laserlähde.

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laserlaite, tunnettu siitä, että virityslaserlaitteeseen (3) kuuluu elimet (4) johtamaan osa virityslaserlähteen 25 muodostamasta lasersäteestä hoidettavaan kohteeseen. 8 90629