RU2196623C2

RU2196623C2 - Method for treating malignant tumors

Info

Publication number: RU2196623C2
Application number: RU2000119408/14A
Authority: RU
Inventors: Д.В. Быков; А.А. Казаков; Н.И. Казачкина; В.Н. Свирин; В.В. Соколов; А.С. Черкасов; В.П. Черненко; В.И. Чиссов; Р.И. Якубовска; Р.И. Якубовская
Original assignee: Соколов Виктор Викторович; Свирин Вячеслав Николаевич; Черкасов Александр Сергеевич
Priority date: 2000-07-21
Filing date: 2000-07-21
Publication date: 2003-01-20
Also published as: WO2004047922A1

Abstract

FIELD: medicine. SUBSTANCE: method involves heating malignant tumor zone. Photosensibilizer is introduced into it. Photodynamic therapy and thermotherapy session is given. Laser-induced thermotherapy session is given before or in injecting the photosensibilizer. The zone occupied by the malignant tumor is heated to 40-45 C with laser radiation having radiation spectrum in the optical bandwidth zone being nearest to infrared zone differing from photosensibilizer absorption spectrum. Combined sessions of photodynamic therapy and laser-induced thermotherapy are applied. The treatment is carried out with 4-5 days long pauses at least twice. EFFECT: enhanced effectiveness and acceleration of treatment. 10 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к медицине, а именно к онкологии, и может быть использовано при лечении онкологических заболеваний путем облучения зоны злокачественной опухоли лазерным излучением. The invention relates to medicine, namely to oncology, and can be used in the treatment of cancer by irradiating a zone of a malignant tumor with laser radiation.

Известен способ фотодинамической терапии опухоли, при котором вводят в область злокачественной опухоли фотосенсибилизатор и перед лазерным облучением этой области дополнительно проводят низкоинтенсивное лазерное воздействие, контролируя при этом интенсивность спектров флюоресценции по коэффициенту отражения в центре и на границе патологического очага (патент РФ 2119363 "Способ фотодинамической терапии опухоли", МПК 6 А 61 N 5/06, опубл. Б.И. 27 от 27.09.98 г.). There is a method of photodynamic therapy of a tumor, in which a photosensitizer is introduced into the area of the malignant tumor and, before laser irradiation of this area, a low-intensity laser exposure is additionally carried out, while controlling the intensity of the fluorescence spectra by the reflection coefficient in the center and on the border of the pathological focus (RF patent 2119363 "Photodynamic therapy method tumors ", IPC 6 A 61 N 5/06, publ. B.I. 27 of 09.27.98).

Наиболее близким является способ лечения злокачественных опухолей, включающий нагрев зоны злокачественной опухоли, введение в нее фотосенсибилизатора и проведение сеансов фотодинамической терапии и термотерапии (патент США 5814088, НКИ 604/21, опубл. 29.09.1998 г.). The closest is a method of treating malignant tumors, including heating the area of the malignant tumor, introducing a photosensitizer into it and conducting sessions of photodynamic therapy and thermotherapy (US patent 5814088, NCI 604/21, publ. 09/29/1998).

Известно устройство для подачи тепла к месту лечения опухоли, включающее блок питания, источник излучения, зонд со средствами для излучения света, тепла и измерения температуры (патент США 5814088, НКИ 604/21, опубл. 29.09.1998 г.). A device for supplying heat to the place of treatment of a tumor is known, including a power supply unit, a radiation source, a probe with means for emitting light, heat and measuring temperature (US patent 5814088, NKI 604/21, publ. 09/29/1998).

Наиболее близким является устройство для лазерной терапии, содержащее последовательно соединенные блок питания, микропроцессорный блок управления, оптический блок с полупроводниковыми лазерными диодами, излучающими в видимой и ИК-областях спектра, волоконно-оптический преобразователь и сменный волоконно-оптический инструмент (патент РФ 2122873, МКП 6 А 61 N 5/06, опубл. 10.12.98, бюлл. 34). The closest is a device for laser therapy, containing a serially connected power supply unit, a microprocessor control unit, an optical unit with semiconductor laser diodes emitting in the visible and IR spectral regions, a fiber-optic converter and a replaceable fiber-optic instrument (RF patent 2122873, MKP 6 A 61 N 5/06, publ. 10.12.98, bull. 34).

Недостатками известных способов и устройств являются использование лазерного излучения постоянной мощности, узкий диапазон применения различных классов фотосенсибилизаторов, невозможность широкого варьирования режимами работы при проведении фотодинамической терапии и термотерапии, а также их последовательностью, что в целом влияет на эффективность и продолжительность проводимого лечения. The disadvantages of the known methods and devices are the use of constant-power laser radiation, the narrow range of application of various classes of photosensitizers, the inability to widely vary operating modes during photodynamic therapy and thermotherapy, as well as their sequence, which generally affects the effectiveness and duration of treatment.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности лечения злокачественных новообразований и сокращение времени его проведения. The problem to which the invention is directed, is to increase the effectiveness of the treatment of malignant neoplasms and reduce the time it takes.

Поставленная задача решается тем, что в способе лечения злокачественных опухолей, включающем нагрев зоны злокачественной опухоли, введение в нее фотосенсибилизатора и проведение сеансов фотодинамической терапии и термотерапии, до введения фотосенсибилизатора или во время его введения в зону злокачественной опухоли проводят сеанс лазериндукцированной термотерапии, при котором зону злокачественной опухоли прогревают до температуры 40^o-45^oС в течение заданного времени модулированным по заданному закону лазерным излучением со спектром излучения в ближней ИК-области оптического диапазона, отличного от спектра поглощения фотосенсибилизатора, далее через заданный интервал времени проводят сочетанные сеансы фотодинамической терапии и лазериндукцированной термотерапии, используя модулированное по заданному закону лазерное излучение, прячем время и температуру нагрева биоткани при проведении сеансов контролируют и поддерживают автоматически, при этом лечение повторяют с интервалом 4-5 дней как минимум два раза, а лазерное излучение формируют по закону, выраженному формулой
Pmid=Рmах•Q,
где Pmid - средняя мощность;
Рmах - максимальная мощность;
Q - относительная длительность импульсов, амплитудно-модулируемая в пределах 0≤Q≤1 на заданном такте управления.The problem is solved in that in a method for treating malignant tumors, including heating a zone of a malignant tumor, introducing a photosensitizer into it and conducting sessions of photodynamic therapy and thermotherapy, before introducing the photosensitizer or during its introduction into the area of the malignant tumor, a laser-induced thermotherapy session is performed, in which the zone a malignant tumor is heated to a temperature of 40 ^o -45 ^o C for a predetermined time modulated by a predetermined law laser radiation with a spectrum m of radiation in the near infrared region of the optical range that is different from the absorption spectrum of the photosensitizer, then at a given time interval, combined sessions of photodynamic therapy and laser-induced thermotherapy are carried out using laser radiation modulated by a given law, we hide and monitor the temperature of the biological tissue during the sessions and maintain automatically, while the treatment is repeated with an interval of 4-5 days at least twice, and the laser radiation is formed according to the law expressed by f rmuloy
Pmid = Pmax • Q,
where Pmid is the average power;
Рmах - maximum power;
Q is the relative duration of the pulses, amplitude-modulated within 0≤Q≤1 at a given control clock.

При этом сеанс лазериндукцированной термотерапии проводят как минимум за 30 минут до введения фотосенсибилизатора в зону злокачественной опухоли, или непосредственно перед введением фотосенсибилизатора, или во время введения фотосенсибилизатора, зону злокачественной опухоли нагревают в течение как минимум 30 минут, при этом для нагрева используют модулированное по заданному закону лазерное излучение со спектром в ближней ИК-области оптического диапазона с длиной волны 800÷1064 нм. In this case, a laser-induced thermotherapy session is carried out at least 30 minutes before the photosensitizer is introduced into the area of the malignant tumor, or immediately before the photosensitizer is introduced, or during the introduction of the photosensitizer, the area of the malignant tumor is heated for at least 30 minutes, while modulated for the specified value is used for heating the law of laser radiation with a spectrum in the near infrared region of the optical range with a wavelength of 800 ÷ 1064 nm.

Сочетанные сеансы фотодинамической терапии и лазериндуцированной термотерапии проводят через как минимум 6 часов после введения фотосенсибилизатора в область злокачественной опухоли одновременно, либо непрерывно последовательно, либо последовательно с интервалом времени как минимум 24 часа. Причем в качестве фотосенсибилизатора используют химические соединения, имеющие спектр поглощения с максимумами в диапазоне волн 630÷800 нм. Combined sessions of photodynamic therapy and laser-induced thermotherapy are carried out at least 6 hours after the photosensitizer is introduced into the area of the malignant tumor at the same time, either continuously sequentially or sequentially with a time interval of at least 24 hours. Moreover, chemical compounds having an absorption spectrum with maxima in the wavelength range of 630–800 nm are used as a photosensitizer.

Поставленная задача решается также тем, что устройство для лечения злокачественных опухолей, содержащее блок питания, микропроцессорный блок управления, генератор лазерного излучения на полупроводниковых лазерных диодах, один канал которого генерирует лазерное излучение в видимом диапазоне со спектрами, совпадающими со спектрами поглощения фотосенсибилизаторов, другой - в ближней ИК-области оптического диапазона, волоконно-оптический преобразователь, волоконно-оптический световод, дополнительно снабжено генератором тактовых импульсов, управляемым микропроцессорным блоком, выход которого связан с входами обоих каналов генератора лазерного излучения, а также дополнительно снабжено температурным сенсором, который связан с одним из входов компаратора микропроцессорного блока управления, при этом другой вход компаратора связан с узлом ввода данных. При этом генератор тактовых импульсов выполнен с возможностью отдельного или совместного функционирования каждого из его каналов по заданному в каждом из них закону в режиме широтно-импульсной модуляции. Волоконно-оптический преобразователь дополнительно снабжен как минимум одним оптическим разъемом. Температурный сенсор выполнен в виде контактного или бесконтактного измерителя температуры или их совокупности. Для обеспечения безопасности проведения лечебной процедуры устройство дополнительно снабжено измерителем мощности лазерного излучения и/или измерителем плотности мощности лазерного излучения, а также приспособлением для калибровки температурного сенсора и измерителя мощности и плотности мощности лазерного излучения. Волоконно-оптический световод на дистальном конце дополнительно снабжен сменным диффузором. The problem is also solved by the fact that a device for treating malignant tumors containing a power supply unit, a microprocessor control unit, a laser radiation generator based on semiconductor laser diodes, one channel of which generates laser radiation in the visible range with spectra matching the absorption spectra of photosensitizers, the other in near infrared optical range, fiber optic converter, fiber optic fiber, additionally equipped with a clock impu sov controlled by a microprocessor unit, the output of which is connected to the inputs of both channels of the laser oscillator, and further provided with a temperature sensor which is connected to one input of a comparator of the microprocessor control unit, and the other input of the comparator is connected with the data input node. Moreover, the clock generator is configured to separately or jointly operate each of its channels according to the law specified in each of them in the mode of pulse-width modulation. The fiber optic converter is additionally equipped with at least one optical connector. The temperature sensor is made in the form of a contact or non-contact temperature meter or a combination thereof. To ensure the safety of the treatment procedure, the device is additionally equipped with a laser radiation power meter and / or laser radiation power density meter, as well as a device for calibrating the temperature sensor and a laser radiation power and power density meter. The optical fiber at the distal end is further provided with a replaceable diffuser.

Изобретение поясняется чертежами:
фиг.1 - внешний вид устройства, реализующего предложенный способ;
фиг.2 - блок-схема устройства;
фиг.3 - типовая циклограмма включения лазерных диодов.The invention is illustrated by drawings:
figure 1 - appearance of a device that implements the proposed method;
figure 2 is a block diagram of a device;
figure 3 is a typical sequence diagram of the inclusion of laser diodes.

Устройство для лечения злокачественных опухолей содержит блок питания 1, связанный с ним генератор лазерного излучения 2, один канал 3 которого генерирует лазерное излучение в видимом диапазоне, а другой канал 4 - в ближней ИК-области оптического диапазона, микропроцессорный блок управления 5 и связанные с ним узел ввода данных 6, соединенный с входом компаратора 7 микропроцессорного блока управления 5, и устройство индикации 8. Устройство дополнительно снабжено генератором тактовых импульсов 9, управляемым микропроцессорным блоком 5. Выход генератора тактовых импульсов 9 связан с входами каналов 3 и 4 генератора лазерного излучения 2. При этом генератор тактовых импульсов 9 выполнен с возможностью отдельного или совместного функционирования каждого из его каналов по заданному в каждом из них закону в режиме широтно-импульсной модуляции, которая обеспечивается программно-аппаратными средствами устройства. Генерируемое каналами 3 и 4 излучение с помощью волоконно-оптического преобразователя 10, снабженного как минимум одним оптическим разъемом 11, сводится воедино для ввода на вход волоконно-оптического световода 12. Волоконно-оптический световод 12, например кварцевый, имеет диаметр 400÷600 мкм и снабжен сменным диффузором 13. Волоконно-оптический световод 12 со сменным диффузором 13 на дистальном конце обеспечивает подведение излучения в область пораженного участка 14 биоткани к раковой опухоли 15. Волоконно-оптический световод 12 выполнен с возможностью осуществления, в зависимости от локализации опухоли 15, кожного, внутритканевого и внутриполостного нагрева и облучения пораженного участка 14, а наличие соответствующего диффузора 13 на его дистальном конце позволяет проводить облучение пораженного участка наиболее эффективно. Для контроля и поддержания температуры и времени нагрева биоткани устройство снабжено температурным сенсором 16, который связан с одним из входов компаратора 7 микропроцессорного блока управления 5. Температурный сенсор 16 выполнен в виде контактного, или бесконтактного измерителя температуры, или их совокупности. При этом в качестве контактных и бесконтактных измерителей температуры могут быть использованы различные типы датчиков. Например, в качестве контактных - датчики в виде термопары, p-n перехода; бесконтактных - пироэлектрический датчик. Устройство дополнительно снабжено измерителем 17 мощности лазерного излучения и измерителем 18 плотности мощности лазерного излучения. При этом устройство может быть укомплектовано либо измерителем 17 мощности лазерного излучения, либо измерителем 18 плотности мощности лазерного излучения, либо и тем и другим одновременно. Наличие в устройстве измерителей мощности и плотности мощности лазерного излучения позволяет гарантировать при проведении терапевтической процедуры требуемую мощность на выходе диффузора, у которого в процессе эксплуатации деградируют исходные оптические характеристики. И в целом, обеспечивая гарантированную воспроизводимость параметров терапевтических процедур, они значительно повышают безопасность оператора и пациента. Устройство содержит также приспособление 19 для калибровки температурного сенсора и измерителей мощности и плотности мощности лазерного излучения, подключенным к каналу последовательного кода 20 (RS-232) микропроцессорного блока управления 5. Для контроля показаний температурного сенсора устройство снабжено дополнительно автономным узлом контроля температуры 21, который предназначен для контроля температурного сенсора и включает в себя эталонные измерители температуры, например, ртутный или спиртовой. A device for treating malignant tumors contains a power supply unit 1, a laser radiation generator 2 associated with it, one channel 3 of which generates laser radiation in the visible range, and the other channel 4 in the near infrared region of the optical range, a microprocessor control unit 5 and related a data input unit 6 connected to the input of the comparator 7 of the microprocessor control unit 5, and an indication device 8. The device is additionally equipped with a clock generator 9 controlled by the microprocessor unit 5. Output the clock generator 9 is connected to the inputs of the channels 3 and 4 of the laser radiation generator 2. In this case, the clock generator 9 is made with the possibility of separate or joint functioning of each of its channels according to the law specified in each of them in the mode of pulse-width modulation, which is provided by software -hardware devices. The radiation generated by channels 3 and 4 by means of a fiber-optic converter 10, equipped with at least one optical connector 11, is brought together for input to the input of a fiber-optic fiber 12. Fiber-optic fiber 12, for example quartz, has a diameter of 400 ÷ 600 μm and equipped with a removable diffuser 13. Fiber optic fiber 12 with a replaceable diffuser 13 at the distal end provides the supply of radiation in the area of the affected area 14 of the biological tissue to the cancer tumor 15. Fiber optic fiber 12 is made with possible awn thereof, depending on the localization of the tumor 15, the skin, interstitial and intracavitary irradiation and heating of the lesion 14, and the presence of the corresponding diffuser 13 at its distal end allows to irradiate the affected area most efficiently. To control and maintain the temperature and heating time of the biological tissue, the device is equipped with a temperature sensor 16, which is connected to one of the inputs of the comparator 7 of the microprocessor control unit 5. The temperature sensor 16 is made in the form of a contact or non-contact temperature meter, or a combination thereof. Moreover, various types of sensors can be used as contact and non-contact temperature meters. For example, as contact - sensors in the form of a thermocouple, p-n junction; non-contact - pyroelectric sensor. The device is additionally equipped with a laser radiation power meter 17 and a laser radiation power density meter 18. In this case, the device can be equipped with either a laser radiation power meter 17, or a laser radiation power density meter 18, or both at the same time. The presence of laser radiation power and power density meters in the device ensures the required power during the therapeutic procedure at the output of the diffuser, which during operation degrades the initial optical characteristics. And in general, providing guaranteed reproducibility of the parameters of therapeutic procedures, they significantly increase the safety of the operator and patient. The device also contains a device 19 for calibrating the temperature sensor and power meters and power density of laser radiation connected to the channel of the serial code 20 (RS-232) of the microprocessor control unit 5. To monitor the temperature sensor readings, the device is equipped with an additional autonomous temperature control unit 21, which is designed for monitoring the temperature sensor and includes reference temperature meters, for example, mercury or alcohol.

Устройство работает следующим образом. Блок питания устройства включают. В диалоговом режиме средствами клавиатуры узла ввода данных и устройства индикации устанавливают выбранные параметры излучения: режим работы (сеансы ФДТ, ЛИТТ, ФДТ+ЛИТТ), уровень мощности по каждому каналу, температуру нагрева, циклограмму сеанса (заданием временных констант). Подводят волоконно-оптический световод с диффузором на дистальном конце к области злокачественной опухоли, подают команду "пуск" и проводят лечебный сеанс, автоматически контролируя время и температуру нагрева с помощью температурного сенсора, включенного в систему автоматического управления режимом работы генератора лазерного излучения. При проведении лечебного сеанса оператор имеет возможность контролировать весь процесс с помощью устройства индикации, на котором отображаются такие основные данные, как: заданный уровень мощности по каждому каналу; заданная температура; фактическая температура; временные параметры циклограммы; признаки, характеризующие работу на участках переходного режима (разогрев) и термостабилизации; время, оставшееся до завершения процедуры, и ряд других. The device operates as follows. Power supply unit include. In the dialogue mode, the keyboard parameters of the data input node and the indicating device establish the selected radiation parameters: operation mode (PDT, LITT, PDT + LITT sessions), power level for each channel, heating temperature, session sequence diagram (by setting time constants). A fiber-optic optical fiber with a diffuser at the distal end is brought to the area of the malignant tumor, a “start” command is given and a treatment session is carried out, automatically controlling the heating time and temperature using a temperature sensor included in the automatic control system of the laser radiation generator. During the treatment session, the operator has the ability to control the entire process using the display device, which displays such basic data as: a predetermined power level for each channel; set temperature; actual temperature; timing parameters of the cyclogram; signs characterizing the work in areas of transitional mode (warming up) and thermal stabilization; the time remaining until the completion of the procedure, and a number of others.

Способ для лечения злокачественных опухолей осуществляется следующим образом. A method for the treatment of malignant tumors is as follows.

Область злокачественной опухоли прогревают до температура 40^o÷45^oС, при этом нагрев осуществляют модулированным по заданному закону лазерным излучением, которое подводят к пораженному участку через волоконно-оптический световод 12, подключенный к генератору лазерного излучения 2. Излучение имеет спектр в ближней ИК-области оптического диапазона с длиной волны 800÷1064 нм, отличного от спектра поглощения фотосенсибилизатора. При этом в зависимости от класса и способа введения фотосенсибилизатора сеанс лазериндуцированной термотерапии проводят либо как минимум за 30 минут до введения фотосенсибилизатора в область пораженного участка, либо непосредственно перед его введением, или во время его введения. Фотосенсибилизатор может быть введен внутривенно, через рот, в виде аппликации, инстиляции в полые органы или интратуморальной инъекции. В качестве фотосенсибилизаторов используют химические соединения, имеющие спектр поглощения с максимумами в диапазоне волн 630-800 нм, например: порфирины (HpD, Фотофрин-II, Фотосан-III, Фотоген, Аласенс-PPIX), фтало- и нафталоцианины (Фотосен), хлорины (Фоскан), бензопорфирины, бактериохлорины (Латрин, Антрин). Сеанс лазериндуцированной терапии проводят в течение 30÷60 минут, при этом наиболее целесообразно использовать лазерное излучение с длинами волн 810, 820, 850, 940, 980, 1064 нм.The area of the malignant tumor is warmed up to a temperature of 40 ^o ÷ 45 ^o C, while the heating is carried out by modulated according to a predetermined law laser radiation, which is fed to the affected area through a fiber-optic optical fiber 12 connected to a laser radiation generator 2. The radiation has a near-infrared spectrum region of the optical range with a wavelength of 800 ÷ 1064 nm, different from the absorption spectrum of the photosensitizer. Moreover, depending on the class and method of administration of the photosensitizer, a laser-induced thermotherapy session is carried out either at least 30 minutes before the photosensitizer is injected into the affected area, or immediately before or during administration. The photosensitizer can be administered intravenously, through the mouth, in the form of an application, instillation into the hollow organs or intratumoral injection. As photosensitizers, chemical compounds are used that have an absorption spectrum with maxima in the wavelength range of 630-800 nm, for example: porphyrins (HpD, Photofrin-II, Photosan-III, Photogen, Alasens-PPIX), phthalo- and naphthalocyanines (Photosen), chlorins (Foscan), benzoporphyrins, bacteriochlorins (Latrin, Antrin). A session of laser-induced therapy is carried out for 30 ÷ 60 minutes, while it is most advisable to use laser radiation with wavelengths of 810, 820, 850, 940, 980, 1064 nm.

Далее через заданный интервал времени, который составляет 6÷72 часа, после введения в пораженный злокачественной опухолью участок биоткани фотосенсибилизатора проводят сочетанные сеансы фотодинамической и лазериндуцированной терапии. При этом для нагрева используют модулированное по заданному закону лазерное излучение. Then, after a predetermined time interval of 6 ÷ 72 hours, after the photosensitizer is introduced into the area of the biotissue affected by a malignant tumor, combined sessions of photodynamic and laser-induced therapy are performed. In this case, laser radiation modulated according to a given law is used for heating.

Экспериментальным путем было установлено, что при лечении онкологических заболеваний наиболее эффективно фракционированное излучение, среднюю плотность которого можно менять (модулировать) во времени в зависимости от величины опухоли, класса и способа введения фотосенсибилизатора. Закон модуляции может быть выражен следующей формулой
P_mid=P_mах•Q
где P_mid - средняя мощность;
Р_mах - максимальная мощность;
Q - относительная длительность импульсов, амплитудно-модулируемая в пределах 0≤Q≤1 на заданном такте управления.It was established experimentally that in the treatment of cancer, fractionated radiation is most effective, the average density of which can be changed (modulated) over time depending on the size of the tumor, class and method of administration of the photosensitizer. The law of modulation can be expressed by the following formula
P _mid = P _max • Q
where P _mid is the average power;
P _max - maximum power;
Q is the relative duration of the pulses, amplitude-modulated within 0≤Q≤1 at a given control clock.

Относительная длительность импульсов определяется формулой
Q = τ_и/τ, где
τ_и - длительность импульса;
τ - период повторения импульсов.The relative pulse duration is determined by the formula
Q = τ _and / τ, where
τ _and - pulse duration;
τ is the pulse repetition period.

Модуляция длительности импульса производится с заданным тактом управления Т или периодом, на котором длительность импульсов τ_и не меняется, т.е. относительная длительность импульсов Q остается постоянной.Pulse width modulation is performed with a predetermined control cycle T or the period in which the pulse length τ _and does not change, i.e., the relative pulse duration Q remains constant.

На фиг.3 приведена типовая циклограмма включения лазерных диодов, поясняющая закон модуляции интенсивности светоизлучения, где
Р - мощность;
τ - текущее время;
τ_и1,τ_и2 - длительности импульсов на тактах управления Т;
Р_mах - максимальная мощность, соответствующая непрерывному включению лазерных диодов, которой соответствует Q = 1(τ_и = τ).
Типовой лечебный сеанс может быть реализован, например, следующей циклограммой включения лазерных диодов:
- минимальная длительность импульсов τ_и _min = 0,5 мс;
- период повторения импульсов τ=50 мс (величина постоянная на всем участке управления);
- такт управления Т=1 с;
- дискретность изменения уровня мощности
τ_и _min/τ = 0,01; т.е. составляет 1%.Figure 3 shows a typical cyclogram of the inclusion of laser diodes, explaining the law of modulation of the intensity of light emission, where
P is the power;
τ is the current time;
τ _{and 1} , τ _{and 2} - pulse durations on the control clock T;
P _max - the maximum power corresponding to the continuous inclusion of laser diodes, which corresponds to Q = 1 (τ _and = τ).
A typical treatment session can be implemented, for example, by the following sequence diagram of the inclusion of laser diodes:
- the minimum pulse duration τ _and _min = 0.5 ms;
- pulse repetition period τ = 50 ms (constant value over the entire control section);
- control cycle T = 1 s;
- discreteness of power level change
τ _and _min / τ = 0.01; those. is 1%.

Таким образом, уровень мощности меняется от 0 до Р_mах с дискретностью 1%, а частота включения лазерных диодов определяется отношением
f = 1/τ и равна 20 Гц.Thus, the power level varies from 0 to P _max with a resolution of 1%, and the frequency of the laser diodes is determined by the ratio
f = 1 / τ and is equal to 20 Hz.

Сочетанные сеансы фотодинамической терапии и лазериндуцированной термотерапии проводят одновременно, либо непрерывно последовательно, либо последовательно с интервалом времени как минимум 24 часа. Combined sessions of photodynamic therapy and laser-induced thermotherapy are carried out simultaneously, either continuously sequentially, or sequentially with a time interval of at least 24 hours.

Время и температуру нагрева биоткани при проведении сеансов постоянно контролируют и поддерживают автоматически путем включения температурного сенсора в систему микропроцессорного блока управления режимом работы генератора лазерного излучения. The time and temperature of heating the biological tissue during the sessions are constantly monitored and maintained automatically by incorporating the temperature sensor into the system of the microprocessor control unit for the operation mode of the laser radiation generator.

Сочетанные сеансы фотодинамической и лазериндуцированной терапии повторяют от 2 до 5 раз с интервалом 4-5 дней в зависимости от класса выбранного фотосенсибилизатора, скорости его выведения из опухоли, остаточного количества фотосенсибилизатора по сравнению с первоначально введенным и эффективностью первого сеанса лечения. Combined sessions of photodynamic and laser-induced therapy are repeated from 2 to 5 times with an interval of 4-5 days, depending on the class of the photosensitizer selected, the rate of its removal from the tumor, the residual amount of the photosensitizer compared to the initial dose and the effectiveness of the first treatment session.

Лечение проводят до выраженной регрессии опухоли, которая может, например, состоять в уменьшении злокачественного новообразования до 50% от его первоначального размера. Treatment is carried out until a pronounced regression of the tumor, which may, for example, consist in reducing the malignant neoplasm to 50% of its original size.

Так, например, сочетанные сеансы фотодинамической терапии и лазериндуцированной термотерапии злокачественных опухолей с узловой формой роста (>1 см) или площадью поражения более 6 см² проводят с интервалом 4÷5 дней и повторяют 3 или 4 раза.So, for example, combined sessions of photodynamic therapy and laser-induced thermotherapy of malignant tumors with a nodular growth form (> 1 cm) or lesion area of more than 6 cm ² are carried out with an interval of 4 ÷ 5 days and repeated 3 or 4 times.

Предложенные способ и устройство для лечения злокачественных опухолей позволяют осуществлять внутритканевый, дистанционный и внутриполостной (эндоскопический) нагрев и облучение пораженного участка. При этом предварительный сеанс лазериндуцированной термотерапии с использованием модулированного лазерного излучения позволяет повысить концентрацию и селективность накопления фотосенсибилизатора в области злокачественной опухоли, а проведение последующих сеансов лазериндуцированной термотерапии в сочетании с фотодинамической терапией усиливает противоопухолевый эффект последней и позволяет повреждать опухоль на большую глубину и в большем объеме. Предложенные способ и устройство дают также возможность изменять последовательность выполнения сеансов фотодинамической терапии и лазериндуцированной термотерапии, менять при этом и закон модулирования лазерного излучения, что позволяет расширить диапазон применяемых при лечении различных классов фотосенсибилизаторов. В целом все это значительно повышает эффективность проводимого лечения злокачественных опухолей и сокращает время лечения. The proposed method and device for the treatment of malignant tumors allow for interstitial, remote and intracavitary (endoscopic) heating and irradiation of the affected area. In this case, a preliminary session of laser-induced thermotherapy using modulated laser radiation can increase the concentration and selectivity of photosensitizer accumulation in the area of the malignant tumor, and subsequent sessions of laser-induced thermotherapy in combination with photodynamic therapy enhances the antitumor effect of the latter and allows the tumor to be damaged to a greater depth and in greater volume. The proposed method and device also makes it possible to change the sequence of sessions of photodynamic therapy and laser-induced thermotherapy, while changing the law of modulation of laser radiation, which allows to expand the range used in the treatment of various classes of photosensitizers. In general, all this significantly increases the effectiveness of the treatment of malignant tumors and reduces the treatment time.

Клиническая апробация. Clinical testing.

Клиническая апробация способа лечения злокачественных опухолей и устройства для его осуществления проводилась в отделении эндоскопических и физических методов диагностики и лечения опухолей Московского научно-исследовательского онкологического института им. П.А. Герцена. Clinical testing of a method for the treatment of malignant tumors and a device for its implementation was carried out in the department of endoscopic and physical methods for the diagnosis and treatment of tumors of the Moscow Research Institute of Oncology named after P.A. Herzen.

Больной Р. , 74 года, поступил в клинику с диагнозом рецидив базальноклеточного рака кожи правой ушной раковины после криодеструкции. На коже правой ушной раковины в области мочки с переходом на кожу наружного слухового прохода при осмотре определяется опухоль размерами 1,0•1,5 см с экзофитным компонентом до 0,3 см. По данным УЗИ на фоне рубцовых изменений визуализируется опухолевидное образование размерами 1,0•1,6 см, поражающее все слои дермы до хряща. Patient R., 74 years old, was admitted to the hospital with a diagnosis of relapse of basal cell carcinoma of the skin of the right auricle after cryodestruction. On the skin of the right auricle in the region of the lobe with the transition to the skin of the external auditory canal during examination, a tumor is determined with a size of 1.0 • 1.5 cm with an exophytic component up to 0.3 cm. According to the ultrasound scan, a tumor-like formation of size 1 0 • 1.6 cm, affecting all layers of the dermis to the cartilage.

За 24 часа до начала лечения больному введено внутривенно капельно препарата "Фотосенс" в дозе 0,5 мг/кг веса тела. С помощью заявляемого устройства для лазерной терапии проведен сеанс сочетанной фотодинамической терапии (ФДТ) и лазеридуцированной термотерапии (ЛИТТ) опухоли правой ушной раковины. Мощность лазера в режиме ФДТ (670 нМ) составила 300 мВт, диметр облучаемого поля 2,0 см. Лазер в режиме ЛИТТ использовался мощностью 1800 мВт, диаметр поля составил 2,0 см. Во время лечения проводился постоянный мониторинг температуры кожи в зоне светового воздействия с использованием дистанционного пирометрического датчика, установленного параллельно гибкому терапевтическому световоду. Температура кожи оставалась постоянной на уровне 42^oС. Общее время воздействия 30 минут, общая энергия составила 3240 Дж.24 hours before the start of treatment, the patient was given an intravenous drip of the drug "Photosense" at a dose of 0.5 mg / kg body weight. Using the inventive device for laser therapy, a session of combined photodynamic therapy (PDT) and laser-induced thermotherapy (LITT) of a tumor of the right auricle was performed. The laser power in the PDT mode (670 nM) was 300 mW, the diameter of the irradiated field was 2.0 cm. The laser in the LITT mode was used with a power of 1800 mW, the field diameter was 2.0 cm. During treatment, skin temperature was constantly monitored in the light exposure zone using a remote pyrometric sensor mounted parallel to a flexible therapeutic fiber. The skin temperature remained constant at 42 ^o C. The total exposure time of 30 minutes, the total energy was 3240 J.

В процессе лечения в зоне воздействия появился выраженный отек, гиперемия, больной отмечал "покалывание". При контрольном осмотре через 24 часа сохраняется отечность правой ушной раковины, в зоне опухоли плотная корка. In the course of treatment, pronounced edema, hyperemia appeared in the zone of influence, the patient noted “tingling”. During the control examination after 24 hours, the swelling of the right auricle is preserved, in the area of the tumor a dense crust.

В настоящее время на коже правой ушной раковины белесоватый рубец. По данным морфологического и УЗИ исследования элементов опухоли не обнаружено. Currently, there is a whitish scar on the skin of the right auricle. According to morphological and ultrasound studies of the tumor elements were not found.

По сравнению со стандартным способом лечения процесс разрушения опухоли проходил быстрее, что свидетельствует об эффективности данного способа лечения. Compared with the standard method of treatment, the process of destruction of the tumor was faster, which indicates the effectiveness of this method of treatment.

Claims

1. A method of treating malignant tumors, including heating the area of the malignant tumor, introducing a photosensitizer into it and conducting sessions of photodynamic therapy and thermotherapy, characterized in that prior to the introduction of the photosensitizer or during its introduction in the area of the malignant tumor, a laser-induced thermotherapy session is carried out, in which the area of the malignant tumor is heated to a temperature of 40-45 ^o C, the heating is carried out with the radiation spectrum of the laser radiation in the near-infrared range of the optical Different from the absorption spectrum of the photosensitizer, then conduct sessions Combined photodynamic therapy and laser-induced thermotherapy, and the treatment is repeated with 4-5 days interval at least twice.

2. A method for treating malignant tumors according to claim 1, characterized in that the laser-induced thermotherapy session is carried out at least 30 minutes before the photosensitizer is introduced into the area of the malignant tumor, the area of the malignant tumor is heated for at least 30 minutes, heating use laser radiation with a spectrum in the near infrared region of the optical range with a wavelength of 800-1064 nm.

3. A method for treating malignant tumors according to claim 1, characterized in that the laser-induced thermotherapy session is carried out immediately before the photosensitizer is introduced into the area of the cancer, the area of the cancer is heated for at least 30 minutes, while laser radiation with a spectrum is used for heating in the near infrared region of the optical range with a wavelength of 800-1064 nm.

4. A method of treating malignant tumors according to claim 1, characterized in that the laser-induced thermotherapy session is carried out during the introduction of the photosensitizer into the area of the cancer, the area of the cancer is heated for at least 30 minutes, while laser radiation with a spectrum is used for heating in the near infrared region of the optical range with a wavelength of 800-1064 nm.

5. A method of treating malignant tumors according to claim 1, characterized in that the combined sessions of photodynamic therapy and laser-induced thermotherapy are carried out simultaneously.

6. A method for treating malignant tumors according to claim 1, characterized in that the combined sessions of photodynamic therapy and laser-induced thermotherapy are carried out continuously sequentially.

7. A method for the treatment of malignant tumors according to claim 1, characterized in that the combined sessions of photodynamic therapy and laser-induced thermotherapy are carried out sequentially with a time interval of at least 24 hours

8. A method of treating malignant tumors according to claim 1, characterized in that the combined sessions of photodynamic therapy and laser-induced thermotherapy are carried out at least 6 hours after the photosensitizer is introduced into the area of the malignant region.

9. A method of treating malignant tumors according to claim 1, characterized in that the time and temperature of heating of the biological tissue during the sessions are controlled and maintained automatically.

10. A method for the treatment of malignant tumors according to paragraphs. 1-8, characterized in that as the photosensitizer use chemical compounds having an absorption spectrum with maxima in the wavelength range of 630-800 nm.