Лазерная установка для абляции полых анатомических структур

Автором предложена лазерная установка для абляции полых анатомических структур, преимущественно, вен, содержащая полый упругий зонд, на дистальном конце которого установлен излучающий элемент, а проксимальный конец зонда установлен в подающем устройстве, пульт управления, излучающий элемент соединен энергетическим кабелем с источником энергии. Она отличается тем, что излучающий элемент выполнен в виде оптоволоконного стержня с прозрачным торцем, размещенным в прозрачной стеклянной колбе на определенном расстоянии от ее дна, а внутренняя поверхность колбы снабжена отражающими и рассеивающими поверхностями для обеспечения требуемой диаграммы направленности излучения. При этом часть внутренней поверхности колбы покрыта отражающим материалом. Остальная внутренняя поверхность колбы выполнена матовой, а на дне колбы установлена пирамидка, вертикальная ось которой совпадает с продольной осью излучателя и направлена перпендикулярно торцу оптоволоконного кабеля, а ее грани выполнены с возможностью отражения лазерного излучение в боковые стороны.

Полезная модель относится к хирургическим инструментам и устройствам для переноса немеханических форм энергии на тело человека путем лазерного излучения, в частности, для эндолюминального лечения кровеносных сосудов.

Известен инструмент для эндоваскулярной электрокоагуляции [1] (Патент РФ 2202303, Заявка: 97114411/14, МПК A61B 18/08).

Изобретение используется в медицине, а именно в хирургии при ликвидации расширенных варикозно-измененных вен. Инструмент для эндоваскулярной электрокоагуляции состоит из двух изолированных друг от друга стержней с контактными рабочими поверхностями. Один из стержней выполнен полым и установлен коаксиально по отношению к другому, причем рабочий конец внутреннего стержня изготовлен из материала с памятью формы. Внутренний стержень вводится в полый стержень на расстояние, обеспечивающее раскрытие спирали рабочего конца. Использование изобретения позволяет обеспечить более тесный контакт со стенкой венозного сосуда по всему сечению его внутренней поверхности для уменьшения зоны термического поражения окружающих тканей.

Недостаток в том, что все манипуляции с прибором усложнены и выполняются вручную.

Известно устройство для лазерной обработки биологической ткани [2], содержащее источник лазерного излучения, гибкий световод, снабженный на дистальном конце излучателем направленного действия. Проспект фирмы США "Surgical Laser Tecnologies", SLT Fiber Delivery Systems, 1989 г.

Недостаток устройства в недостаточной гибкости кабеля, внутри которого размещен световод, что ограничивает его использование для выполнения поставленной задачи.

Известно устройство для внутритканевого облучения биологической ткани лазерным излучением [3],. МПК A61N 5/067 2379071, 2006 г. Сущность устройства заключается в том, что для облучения биологической ткани волоконный световод помещается в канале сапфирового капилляра. Хорошее оптическое пропускание сапфира в сочетании с химической инертностью, высокими твердостью, прочностью и теплопроводностью позволяет создать оптически прозрачные облучатели-интродъюсеры со стабилизацией фототермических параметров облучения. Использование сапфировых капилляров позволяет управлять распределением лазерного излучения в ткани в зависимости от геометрии острия и состояния внутренней и внешней поверхностей капилляра, улучшить контроль за объемом облучения и распространить методы фото деструкции для лечения опухолей. Малый внешний диаметр капилляров, высокая чистота контактирующей с биотканью сапфировой поверхности обеспечивает их легкое введение и извлечение без дополнительных приспособлений.

Недостаток - устройство не предназначено для абляции вен.

Известен световодный инструмент для лазерной терапии [4], пат. 2056875, 1993 г. Изобретение относится к медицинской технике, а именно к приспособлениям и устройствам для проведения физиотерапевтических процедур с помощью оптического излучения, и может быть использовано при лечении различных заболеваний широкого спектра. Световодный инструмент для лазерной терапии включает световодный кабель, наконечник из прозрачного материала, формирующий элемент, ручку-держатель, средство для их соединения и закрепления. Наконечник выполнен в виде стержня с осевым несквозным каналом для размещения в нем световодного волокна кабеля и скругленной рабочей частью. Формирующий элемент размещен на глухом конце канала напротив рабочей части и выполнен как одно целое с наконечником. Средство соединения и закрепления выполнено в виде цангового зажима, образованного разрезной конической втулкой и накидной гайкой с внутренней конусной частью, состыкованной с резьбовой частью. Коническая втулка выполнена заодно с ручкой-держателем и имеет общий осевой канал по крайней мере на участке, прилежащем к рабочей части, и отверстие на противоположном конце для световодного кабеля. При этом угол наклона образующей конусной поверхности втулки к продольной оси составляет 1,5-2,5°, а у накидной гайки на 2,5-3,5° больше, чем у втулки.

Недостаток в ручном управлении устройством.

Известно устройство лазерной хирургии [5], патент 2045935, МПК A61B 7/36, Использование: изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в лазерной сосудистой хирургии. Сущность изобретения: устройство содержит гибкую трубку, соединенную с лазерным наконечником. Световод размещен внутри гибкой трубки. Лазерный наконечник выполнен в виде полого кварцевого стержня с полой сферической головкой на конце. Наконечник закреплен в сквозном отверстии цанги.

Недостаток в отсутствии автоматического управления устройством.

Известно лазерное медицинское устройство [6], (патент РФ 83419, Заявка: 2008146482/22, 26.11.2008), содержащее связанные между собой микропроцессор управления, соединенный с преобразователем, и оптический блок, имеющий два излучателя, генерирующих лазерное излучение, соответственно в видимом и инфракрасном диапазонах оптического спектра, к дистальному торцу общего оптоволокна индикации и ручного регулирования параметров излучения. При этом преобразователь выполнен в виде конического рассеивателя с диффузным отражением стенок, который с микропроцессором коммутируется посредством встроенного в основание фотодиода, и оснащен разъемом крепления дистального конца оптоволокна для контроля мощности лазерного излучения.

Известно устройство для эндолюминального лечения кровеносного сосуда [7],. Заявка РФ 2010137031/14, 02.03.2009, МПК A61B 18/18, [4], содержащее гибкий волновод, имеющий удлиненную ось, проксимальный конец, оптически соединимый с источником излучения, и дистальный конец, выполненный с возможностью размещения в кровеносном сосуде и включающий испускающие средства для испускания излучения от источника излучения в сторону по отношению к удлиненной оси волновода на проходящий в угловом диапазоне участок окружающей стенки сосуда. Устройство содержит, по меньшей мере, одну испускающую поверхность, которая образует изогнутый поверхностный контур и проходит в угловом диапазоне, по меньшей мере, от примерно 90° до примерно 360°. Данное устройство содержит отражающую поверхность, отстоящую от указанной, по меньшей мере, одной испускающей поверхности в дистальном направлении и обращенную к ней для отражения направленного вперед излучения в сторону по отношению к удлиненной оси волновода. Оно также содержит крышку, которая жестко прикреплена к волноводу, герметична по отношению к нему, по существу прозрачна для испускаемого излучения, охватывает указанную, по меньшей мере, одну испускающую поверхность и образует границу раздела газа и волновода, которая преломляет испускаемое излучение в сторону по отношению к удлиненной оси волновода на окружающую стенку сосуда. Кроме того, оно дополнительно содержит отражающую поверхность для отражения излучения, расположенную в крышке, отстоящую от указанной, по меньшей мере, одной испускающей поверхности и обращенную к ней для отражения направленного вперед излучения в сторону по отношению к удлиненной оси волновода.

Представленное устройство содержит источник излучения, температурный датчик, термически соединенный с дистальным участком волновода для мониторинга температуры в кровеносном сосуде и передачи сигналов, соответствующих температуре, и управляющий модуль, электрически соединенный с температурным датчиком для регулирования выходной мощности источника излучения, на основании указанного модуля и дополнительно содержит отводящий привод, соединенный с волноводом с возможностью передачи приводного усилия для управления скоростью отвода волновода, причем управляющий модуль электрически соединен с отводящим приводом для регулирования скорости отвода волновода в зависимости от температуры дистального участка волновода. Кроме того, устройство содержит проволочный проводник, соединенный с волноводом с возможностью отсоединения или жестко закрепленный на нем и включающий дистальный участок, отходящий в дистальном направлении от дистального конца волновода для проведения волновода по кровеносному сосуду. Волновод устройства представляет собой оптоволокно. Устройство содержит, по меньшей мере, один лазерный источник, вырабатывающий лазерное излучение, по меньшей мере, на длине волны примерно 1470 нм или примерно 1950 нм ± примерно 30 нм, мощностью не более 10 Вт, причем проксимальный конец волновода оптически соединен с указанным, по меньшей мере, одним лазерным источником, а указанная, по меньшей мере, одна испускающая поверхность волновода испускает излучение в сторону по отношению к удлиненной оси волновода на окружающую стенку сосуда в виде кольцеобразного пятна, проходящего вдоль оси. Устройство содержит электрическое отводящее устройство, соединенное с волноводом с возможностью передачи приводного усилия и выполненное с возможностью отвода волновода по кровеносному сосуду с подачей лазерного излучения со средней скоростью подачи энергии на стенку сосуда менее примерно 30 Дж/см. Оно же дополнительно содержит отражающие средства для отражения направленного вперед излучения в сторону по отношению к удлиненной оси волновода и содержит охватывающие средства для охвата испускающих средств и формирования газовой границы раздела для преломления испускаемого излучения в сторону по отношению к удлиненной оси волновода. Дополнительно в состав устройства входят диффузные испускающие средства для испускания диффузного излучения в сторону по отношению к удлиненной оси волновода на участок волновода, проходящий вдоль оси. Кроме того, оно дополнительно содержит регулирующие средства для регулирования длины диффузных испускающих средств.

Недостаток данного изобретения в его сложности и высокой стоимости, устройство управляется только вручную. Но по своей технической сущности устройство наиболее близко предлагаемому техническому решению и принято в качестве прототипа.

Ожидаемый технический эффект - повышение надежности устройства и качества работ путем возможности автоматизации процесса абляции.

Заявителем предложена лазерная установка для абляции полых анатомических структур, преимущественно, вен, содержащая полый упругий зонд, внутри которого установлен излучающий элемент, проксимальный конец которого соединен энергетическим кабелем с источником лазерной энергии и выполнен в виде оптоволоконного стержня с прозрачным торцем на дистальном конце, размещенным в прозрачной стеклянной колбе, внутренняя поверхность колбы снабжена рассеивающими поверхностями для обеспечения требуемой диаграммы направленности излучения. Отличительной особенностью предлагаемой установки является то, что лазерная установка снабжена подающим устройством, оборудованным пультом управления движением зонда внутри вены, при этом зонд размещен внутри направляющей трубки, закрепленной одним концом на подающем устройстве, а другим концом на теле пациента. Кроме того, ее часть внутренней поверхности колбы покрыта отражающим материалом, или внутренняя поверхность колбы выполнена матовой, на дне колбы установлена пирамидка, вертикальная ось которой совпадает с продольной осью излучателя и направлена перпендикулярно торцу оптоволоконного кабеля, а ее грани выполнены с возможностью отражения лазерного излучение в боковые стороны.

На фиг.1 представлена схема установки, на фиг.2, 3 и 4 конструкции излучающих элементов зонда.

Установка состоит из полого упругого зонда 1, на дистальном конце которого установлен излучающий элемент 2. Проксимальный конец зонда установлен в подающем устройстве 3. Излучающий элемент 2 выполнен в виде оптоволоконного стержня с прозрачным торцем и соединен энергетическим кабелем 4 с источником энергии 5. Лазерная установка содержит пульт управления 6, предназначенный для регулирования направления и скорости подачи излучающего элемента 2. Излучающий элемент 2 помещен внутри колбы 7, которая герметично соединена с оболочкой 8 зонда 1. Внутри оболочки 8 размещен энергетический кабель 4, а сама оболочка 8 находится в направляющей трубе 9, закрепленной одним концом на подающем устройстве 3, а другим концом на теле пациента. Колба 7 выполнена в нескольких вариантах, в зависимости от требуемой диаграммы направленности лазерного излучения: полностью прозрачной, с отражающими внутренними стенками, матовыми стенками или переизлучающим элементом, выполненным в виде многогранной пирамидки с отражающими гранями.

Устройство работает следующим образом. После предоперационной подготовки пациента на его теле у входного отверстия вены закрепляют один конец направляющей трубы 9, а другой конец закрепляют на подающем устройстве 3. Выбирают излучающий элемент 2 требуемой диаграммы направленности для данной вены. Затем через подающее устройство 3 и трубу 9 дистальный конец зонда вместе с излучающим элементом 2 вводят в вену и подают питание на излучающий элемент 2. Включают подающее устройство 3 на прямой ход на требуемую длину вены. При достижении требуемой глубины проникновения в вену останавливают внедрение. Анализируют состояние сосуда и назначают скорости абляции на каждом участке.

Далее, процесс абляции начинают с того, что подают питание на излучающий элемент 2. Включают обратный ход подающего устройства 3. Перемещая излучающий элемент 2 вдоль вены, производят ее абляцию с заранее намеченной скоростью для каждого участка с помощью пульта управления 6. Извлекают зонд 1 из вены после окончания процедуры и проводят послеоперационные действия.

Преимущество данного устройства в том, что оно позволяет автоматизировать процесс абляции.

Заявителем изготовлен опытный образец устройства, который показал удовлетворительные результаты.

Список использованных источников информации.

1. Патент РФ 2202303, Заявка: 97114411/14, МПК A61B 18/08.

2. Проспект фирмы США "Surgical Laser Tecnologies", SLT Fiber Delivery Systems, 1989 г.

3. Патент РФ 83413, Заявка: 2008146482/22, 26.11.2008, Лазерное медицинское устройство, МПК A61B 18/20,

4. Световодный инструмент для лазерной терапии, пат. 2056875, 1993 г.

5. Устройство лазерной хирургии, патент 2045935, МПК A61B 7/36, Заявка РФ 92008497/14, 30.11.1992,

6. Лазерное медицинское устройство, патент РФ 83419, Заявка 2008146482/22, 26.11.2008,

7. Устройство для эндолюминального лечения кровеносного сосуда, Заявка РФ 2010137031/14, 02.03.2009, МПК A61B 18/18 (прототип)

1. Лазерная установка для абляции полых анатомических структур, преимущественно вен, содержащая полый упругий зонд, внутри которого установлен излучающий элемент, проксимальный конец которого соединен энергетическим кабелем с источником лазерной энергии и выполнен в виде оптоволоконного стержня с прозрачным торцом на дистальном конце, размещенным в прозрачной стеклянной колбе, внутренняя поверхность колбы снабжена рассеивающими поверхностями для обеспечения требуемой диаграммы направленности излучения, отличающаяся тем, что лазерная установка снабжена подающим устройством, оборудованным пультом управления движением зонда внутри вены, при этом зонд размещен внутри направляющей трубки, закрепленной одним концом на подающем устройстве, а другим концом -на теле пациента.

2. Лазерная установка по п.1, отличающаяся тем, что ее подающее устройство выполнено с возможностью регулирования скорости подачи упругого зонда в вену и обратно.

3. Лазерная установка по п.1, отличающаяся тем, что часть внутренней поверхности колбы покрыта отражающим материалом.

4. Лазерная установка по п.1, отличающаяся тем, что внутренняя поверхность колбы выполнена матовой.