Устройство для фототерапии
Изобретение относится к лазерной медицинской технике, более конкретно к лазерным устройствам для облучения при фототерапии
В предлагаемом устройстве для фототерапии патологических участков, содержащем модуль облучения, включающий источник лазерного излучения, блок управления пространственным распределением лазерного излучения и оптическую систему переноса лазерного излучения на патологический участок, и диагностико-дозирующий модуль, включающий блок определения распределения диагностических признаков патологического участка, содержащий высокочувствительную телекамеру со спектрально-селективным анализатором изображения, блок формирования пространственного распределения лазерного излучения и систему отображения информации о распределении диагностических признаков патологического участка и распределении лазерного излучения, оптическая система переноса лазерного излучения на патологический участок расположена между источником лазерного излучения и блоком управления пространственным распределением лазерного излучения.
Источник лазерного излучения снабжен световодом, во входной торец которого введено лазерное излучение. Выходной торец световода соединен с оптической системой переноса лазерного излучения на патологический участок, которая снабжена системой регулировки расстояния от выходного торца световода до обращенной к нему рабочей поверхности оптической системы. В качестве блока управления пространственным распределением лазерного излучения используют дефлектор лазерного излучения. Блок формирования пространственного распределения лазерного излучения содержит модуль компенсации пространственного смещения осей телекамеры и блока управления пространственным распределением лазерного излучения.
Устройство для фототерапии позволяет повысить точность дозирования и оптимизировать режим облучения при фототерапии, достигая за счет этого повышения противоопухолевой эффективности фототерапии, обеспечить возможность ее безопасного проведения на опасных и «неудобных» локализациях (например, на веках и других элементах глаз), ускорить процесс фототерапии множественных и распространенных опухолевых участков, например, множественных кожных метастазов, что существенно расширяет функциональные возможности устройства для фототерапии.
Полезная модель относится к лазерной медицинской технике, более конкретно к лазерным устройствам для облучения при фототерапии.
Известно устройство для фототерапии фотосенсибилизированных патологических участков [Меерович Г.А., Меерович И.Г. Устройство для люминесцентной диагностики и фотодинамической терапии. Патент РФ 
2221605, публ. 20.01.2004], содержащее модуль облучения, включающий источник лазерного излучения и блок управления пространственным распределением лазерного излучения, диагностико-дозирующий модуль, включающий блок определения распределения диагностических признаков патологического участка, содержащий высокочувствительную телекамеру со спектрально-селективной оптической системой, блок формирования пространственного распределения лазерного излучения и систему отображения информации о распределении диагностических признаков патологического участка и лазерного излучения, а также оптическую систему переноса лазерного излучения на патологический участок, расположенную между блоком формирования пространственного распределения лазерного излучения и патологическим участком.
Недостаток известного устройства обусловлен тем, что регулирование оптической системы переноса лазерного излучения на патологический участок, расположенной между блоком формирования пространственного распределения лазерного излучения и патологическим участком, одновременно приводит и к изменению диаметра светового пятна в каждой конкретной точке патологического участка, и к изменению положения облучаемых точек на патологическом участке. Таким образом, использование упомянутой оптической системы фактически не позволяет регулировать размер светового пятна в заданной точке патологического участка, поскольку при таком регулировании изменится и положение пятна, то есть, регулирование приведет в другую точку, и для исправления этой ошибки приходится сложным образом, путем дополнительных измерений и вычислений ошибки адресации проводить дополнительную корректирующую переадресацию. В результате процедура формирования врачом распределения облучения в соответствии с выбранной им тактикой лечения существенно усложняется и замедляется. Это сужает функциональные возможности устройства для фототерапии.
В полезной модели решается задача расширения функциональных возможностей устройства для фототерапии и повышения противоопухолевой эффективности фототерапии. Техническим результатом, достигаемым при реализации предлагаемой полезной модели, является повышение точности дозирования облучения, обеспечение возможности безопасного проведения фототерапии на опасных и «неудобных» локализациях, ускорение процедуры фототерапии множественных и распространенных опухолевых участков.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для фототерапии патологических участков, содержащем модуль облучения, включающий источник лазерного излучения, блок управления пространственным распределением лазерного излучения и оптическую систему переноса лазерного излучения на патологический участок, и диагностико-дозирующий модуль, включающий блок определения распределения диагностических признаков патологического участка, содержащий высокочувствительную телекамеру со спектрально-селективной оптической системой, блок формирования пространственного распределения лазерного излучения и систему отображения информации о распределении диагностических признаков патологического участка и распределении лазерного излучения, оптическая система переноса лазерного излучения на патологический участок расположена между источником лазерного излучения и блоком управления пространственным распределением лазерного излучения.
Технический результат достигается также тем, что в качестве источника лазерного излучения используют полупроводниковый лазер.
Технический результат достигается также тем, что источник лазерного излучения снабжен световодом, во входной торец которого введено лазерное излучение.
Технический результат достигается также тем, что выходной торец световода соединен с оптической системой переноса лазерного излучения на патологический участок.
Технический результат достигается также тем, что оптическая система переноса лазерного излучения на патологический участок снабжена системой регулировки расстояния до выходного торца световода.
Технический результат достигается также тем, что оптическая система переноса лазерного излучения на патологический участок имеет регулируемый коэффициент увеличения.
Технический результат достигается также тем, что в качестве оптической системы используют трансфокатор.
Технический результат достигается также тем, что в качестве блока управления пространственным распределением лазерного излучения используют дефлектор лазерного излучения.
Технический результат достигается также тем, что в качестве блока управления пространственным распределением лазерного излучения используют гальванический зеркальный дефлектор.
Технический результат достигается тем, что в качестве блока управления пространственным распределением лазерного излучения используют электрооптический дефлектор.
Технический результат достигается также тем, что в качестве блока управления пространственным распределением лазерного излучения используют акустооптический дефлектор.
Технический результат достигается также тем, что блок формирования пространственного распределения лазерного излучения содержит модуль компенсации пространственного смещения осей телекамеры и блока управления пространственным распределением лазерного излучения.
Технический результат достигается также тем, что блок формирования пространственного распределения лазерного излучения включает в себя микропроцессор со входом сигнала телекамеры и выходами сигналов управления мощностью лазерного излучения и отклонения пучка по двум координатам.
Технический результат достигается также тем, что блок формирования пространственного распределения лазерного излучения включает в себя компьютер со входом сигнала телекамеры и выходами сигналов управления мощностью лазерного излучения и отклонения пучка по двум координатам.
Технический результат достигается также тем, что системы отображения информации о распределении диагностических признаков патологического очага, распределении лазерного излучения и параметрах лазерного излучения выполнены в виде отдельных окон на мониторе компьютера.
Технический результат достигается также тем, что модуль облучения снабжен виртуальным интерфейсом управления на мониторе компьютера.
Сущность полезной модели поясняется Фиг.1. Использованы следующие обозначения:
1 - диагностико-дозирующий модуль,
2 - модуль облучения,
3 - блок определения распределения диагностических признаков патологического участка,
4 - высокочувствительная телекамера,
5 - спектрально-селективная оптическая система телекамеры,
6 - блок обработки данных телекамеры,
7 - блок формирования пространственного распределения лазерного излучения,
8 - модуль компенсации пространственного смещения между осями телекамеры и блока управления пространственным распределением лазерного излучения,
9 - система отображения информации о распределении диагностических признаков патологического участка и лазерного излучения,
10 - источник лазерного излучения,
11 - блок управления пространственным распределением лазерного излучения,
12 - световод,
13 - оптическая система переноса лазерного излучения на патологический участок,
14 - лазерное излучение,
15 - система регулировки расстояния между оптической системой и выходным торцом световода,
16 - патологический участок.
Устройство для фототерапии состоит из диагностико-дозирующего модуля 1 и модуля облучения 2. Диагностико-дозирующий модуль 1 содержит блок 3 определения распределения диагностических признаков патологического участка, включающий в себя высокочувствительную телекамеру 4 со спектрально-селективной оптической системой 5 и блок 6 обработки данных телекамеры, блок 7 формирования пространственного распределения лазерного излучения, модуль 8 компенсации пространственного смещения осей телекамеры и блока управления пространственным распределением лазерного излучения, систему 9 отображения информации о распределении диагностических признаков патологического участка и распределении лазерного излучения. Модуль облучения 2 содержит источник 10 лазерного излучения, блок 11 управления пространственным распределением лазерного излучения, световод 12, оптическую систему 13 переноса лазерного излучения на патологический участок, формирующую пучок лазерного излучения 14. Система регулировки 15 регулирует расстояние между оптической системой и выходным торцом световода 12, что приводит к изменению диаметра светового пучка в каждой точке облучаемого участка и одновременно с регулированием мощности лазерного излучения приводит к изменению плотности мощности в каждой точке облучаемого участка. Лазерное излучение облучает патологический участок 16. Выход высокочувствительной телекамеры 4 соединен со входом блока 6 обработки данных телекамеры. Выход блока 6 обработки данных телекамеры соединен с одним из входов системы 9 отображения информации о распределении диагностических признаков патологического участка и лазерного излучения и с одним т входов блока 7 формирования пространственного распределения лазерного излучения. На другой вход блока 7 формирования пространственного распределения лазерного излучения поступает информация с модуля 8 компенсации пространственного смещения между осями телекамеры и блока управления пространственным распределением лазерного излучения. Выходы блока 7 формирования пространственного распределения лазерного излучения соединены со вторым входом системы 9 отображения информации о распределении диагностических признаков патологического участка и лазерного излучения, входом управления источника 10 лазерного излучения, входами блока 11 управления пространственным распределением лазерного излучения и входом 15 системы регулировки расстояния между оптической системой и выходным торцом световода.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
На высокочувствительную телекамеру 4 диагностико-дозирующего модуля 1 через спектрально-селективную оптическую систему 5 поступает с патологического участка 16 оптическая информация о распределении диагностических признаков патологического участка. Эта информация может содержаться, например, в картине распределения интенсивности флуоресценции участка при световом возбуждении, или в картине распределения спектральных особенностей флуоресценции, или в картине распределения интенсивности и спектральных особенностей диффузно-рассеянного отражения, или в картине распределения температурного поля по зоне с патологическим участком. С выхода телекамеры 4 преобразованная в электрический сигнал информация поступает на вход блока 6 обработки данных телекамеры, а с выхода этого блока - на один из входов системы 9 отображения информации о распределении диагностических признаков патологического участка и лазерного излучения и один из входов блока 7 формирования пространственного распределения лазерного излучения. В блоке 7 формирования пространственного распределения лазерного излучения процессор, в частности, микропроцессор или процессор компьютера, обрабатывает информацию о пространственном распределении диагностических признаков патологического участка, дополняет ее данными о пространственном смещении между осями телекамеры 4 и блока управления пространственным распределением лазерного излучения 11, которые поступают с модуля 7 компенсации пространственного смещения между осями, и формирует пространственно-временное распределение лазерного излучения 14 в соответствии с выбранной врачом и заложенной в алгоритм обработки тактикой лечения в виде команд, поступающих с выхода блока 7 формирования пространственного распределения лазерного излучения на входы блока 11 управления пространственным распределением лазерного излучения, вход управления источника 10 лазерного излучения, вход системы 15 регулировки расстояния между оптической системой и выходным торцом световода и, для контроля и отображения, на входы системы 9 отображения информации о распределениях диагностических признаков патологического участка и лазерного излучения и параметрах лазерного облучения.
Поступающие команды формируют пространственно-временное распределение лазерного облучения патологического участка, поскольку они управляют параметрами лазерного изучения (мощностью лазерного излучения и ее изменениями во времени), а также пространственным положением точки патологического участка, облучаемой в каждый конкретный момент лазерным излучением и диаметром пучка лазерного излучения на патологическом участке. В качестве блока формирования пространственного распределения лазерного излучения может быть использован дефлектор лазерного излучения, например, гальванический зеркальный дефлектор, или электрооптический дефлектор, или акустооптический дефлектор.
При этом оптическая система 13 переноса лазерного излучения на патологический участок, расположенная между источником 9 лазерного излучения и блоком 11 формирования пространственного распределения лазерного излучения, позволяет осуществить изменение диаметра светового пучка в каждой конкретной точке патологического участка 16 без изменения адреса (координат) этой точки.
Лазерное излучение 14 от источника 10 лазерного излучения может подаваться через световод 12 на оптическую систему 13. Расстояние между выходным торцом световода 12 и оптической системой 13 может регулироваться с помощью системы регулировки 15. Такое регулирование может привести не только к изменению диаметра светового пучка в конкретной точке, а также, вместе с изменением мощности изучения и времени облучения при облучении конкретной точки, к изменению локальной плотности мощности света и световой дозы. Это позволяет влиять оптимальным образом на эффективность фотодинамического воздействия, и, в конечном счете, это может быть использовано врачом для достижения оптимальных результатов лечения.
Предлагаемая полезная модель позволяет повысить точность дозирования и оптимизировать режим облучения при фототерапии, достигая за счет этого повышения противоопухолевой эффективности фототерапии, обеспечить возможность ее безопасного проведения на опасных и «неудобных» локализациях (например, на веках и других элементах глаз), ускорить процесс фототерапии множественных и распространенных опухолевых участков, например, множественных кожных метастазов, что существенно расширяет функциональные возможности устройства для фототерапии.
1. Устройство для фототерапии патологических участков, содержащее модуль облучения, включающий источник лазерного излучения, блок управления пространственным распределением лазерного излучения и оптическую систему переноса лазерного излучения на патологический участок, и диагностико-дозирующий модуль, включающий блок определения распределения диагностических признаков патологического участка, содержащий высокочувствительную телекамеру со спектрально-селективной оптической системой, блок формирования пространственного распределения лазерного излучения и систему отображения информации о распределении диагностических признаков патологического участка и распределении лазерного излучения, отличающееся тем, что оптическая система переноса лазерного излучения на патологический участок расположена между источником лазерного излучения и блоком управления пространственным распределением лазерного излучения.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве источника лазерного излучения используют полупроводниковый лазер.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что источник лазерного излучения снабжен световодом, во входной торец которого введено лазерное излучение.
4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что выходной торец световода соединен с оптической системой переноса лазерного излучения на патологический участок.
5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что оптическая система снабжена системой регулировки расстояния до выходного торца световода.
6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оптическая система переноса лазерного излучения на патологический участок имеет регулируемый коэффициент увеличения.
7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что в качестве оптической системы используют трансфокатор.
8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве блока управления пространственным распределением лазерного излучения используют дефлектор лазерного излучения.
9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что в качестве блока управления пространственным распределением лазерного излучения используют гальванический зеркальный дефлектор.
10. Устройство по п.8, отличающееся тем, что в качестве блока управления пространственным распределением лазерного излучения используют электрооптический дефлектор.
11. Устройство по п.8, отличающееся тем, что в качестве блока управления пространственным распределением лазерного излучения используют акустооптический дефлектор.
12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок формирования пространственного распределения лазерного излучения содержит модуль компенсации пространственного смещения осей телекамеры и блока управления пространственным распределением лазерного излучения.
13. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок формирования пространственного распределения лазерного излучения включает в себя микропроцессор со входом сигнала телекамеры и выходами сигналов управления мощностью лазерного излучения и отклонения пучка по двум координатам.
14. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок формирования пространственного распределения лазерного излучения включает в себя компьютер со входом сигнала телекамеры и выходами сигналов управления мощностью лазерного излучения и отклонения пучка по двум координатам.
15. Устройство по п.1, отличающееся тем, что системы отображения информации о распределении диагностических признаков патологического участка, распределении лазерного излучения и параметрах лазерного излучения выполнены в виде отдельных окон на мониторе компьютера.
16. Устройство по п.1, отличающееся тем, что модуль облучения снабжен системой управления процедурой фототерапии с виртуальным интерфейсом управления на мониторе компьютера.
