Устройство для проведения внутритканевой лазерной гипертермии и фотодинамической терапии

Изобретение относится к области медицины, а именно к онкологии, и может быть использовано для проведения лазерной гипертермии и фотодинамической терапии узловых опухолей, расположенных под кожей или в мягких тканях. Устройство содержит источник лазерного излучения, световод, содержащий, по меньшей мере, одно доставляющее излучение волокно и, по меньшей мере, одно диагностическое волокно, соединенное со средством спектроскопической диагностики и узел контактного охлаждения с сапфировыми окнами. Устройство расширяет функциональные возможности терапевтического оборудования, предоставляя возможность проведения предваряющей фотодинамическую терапию (или одновременной с ней) оптической флуоресцентной диагностики областей, которые должны быть подвергнуты терапии, а также, уменьшения фотодинамического и фототермического эффектов в приповерхностном слое нормальной ткани, существенного снижения болевого эффекта. 1 н.п.ф., 6 з.п. ф-лы, 1 илл.

Полезная модель относится к области лазерной медицины, а именно к устройствам для проведения лазерной гипертермии и фотодинамической терапии злокачественных новообразований, а именно расположенных под кожей или в мягких тканях.

Для проведения противораковой лазерной терапии опухолей мягких тканей применяют внешнее облучение лазерным излучением через кварцевые оптические волокна. Преимущество внешнего облучения состоит в возможности применения любых режимов излучения лазера, недостатком является то, что страдает поверхность кожи, где поглощается основная доза излучения, может возникнуть тепловой ожог. Кроме того, при применении в сочетании с облучением вспомогательных веществ, деструктирующих опухоль, остаточная концентрация этих веществ в коже вызывает в ней нежелательные реакции (фотохимический ожог) и возникновение болевых ощущений.

Методами лазерной терапии опухолей мягких тканей являются внутритканевая лазерная гипертермия и лазерная фотодинамическая терапия (ФДТ). При лазерной гипертермии объем опухоли прогревают лазерным излучением для частичного уменьшения массы опухоли или ее полного некроза. Методом органосохраняющей терапии является фотодинамическая терапия. Искусственно введенный краситель - фотосенсибилизатор (ФС) при поглощении лазерного излучения вызывают ряд химических реакций с образованием веществ, губительных для клеток с высокой концентрацией ФС. Выбор вещества, склонного к накоплению именно раковыми клетками, позволяет избирательно убивать раковые клетки, сохраняя каркас нормальной ткани органа.

Для снижения негативного воздействия на приповерхностные ткани облучение проводят через устройства, охлаждающие кожу с возможностью пропускания оптического излучения, применяют механическое надавливание на кожу облучателем, приводящим к «просветлению» биоткани за счет оттока поглощающей крови и приближению к опухоли, применяют теплопроводные гели и др.

ФС обладает флуоресценцией, это свойство используется для спектральной диагностики (СД) злокачественности ткани для определения зоны и режима последующего терапевтического облучения. Для СД используют устройство, содержащее источник лазерного излучения, световод, имеющий, по меньшей мере, два волокна (доставляющее лазерное излучение и захватывающее излучение флуоресценции) и спектрометрическое средство. В ходе диагностики производится разметка зон для облучения. Лазерную терапию далее проводят устройством, содержащим источник лазерного излучения и специальный световод со средством защиты кожи одним из указанных способов. Недостатком является возможное смещение «терапевтического» световода относительно размеченного опухолевого узла с сообщением излишней дозы здоровой ткани и риском сообщения недостаточной дозы для полного некроза опухолевому узлу.

Из уровня техники известны устройства для охлаждения поверхности кожи при проведении различных косметических и/или лечебных процедур. Так, например, известно устройство, содержащее источник лазерного излучения и световодное устройство на основе оптического волокна и сапфирового окна, охлаждаемого жидкостью до температуры 5°С ["Epidermal Protection: A Comparative Analysis of sapphire Contact and Cryogen Spray Cooling, Kurt G.Klavuhn, журнал Laser Hair Removal Technical Note 1, 2000 г, стр.2-8].

Недостаток известного устройства заключается в том, что с его помощью невозможна оптическая диагностика облучаемой биоткани, проводимая предварительно или одновременно с лазерной гипертермией подкожных новообразований.

Наиболее близким к заявляемой полезной модели по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является лазерный аппликатор и система для терапии дефектов кожи, включающая источник лазерного излучения со световодом и охлаждающий аппликатор, содержащий несколько прозрачных окон, часть из которых изготовлена из теплопроводного сапфира. Аппликатор, обеспечивающий изменение температуры области терапии во время облучении, имеет два герметичных бокса, образованные между прозрачными окнами. В боксе, выходное окно которого контактирует с кожей, циркулирует жидкость, в камере, находящейся со стороны световода поддерживается вакуум для устранения запотевания окна [патент US 6,770,069 В1 публ. 3.08.2004].

Недостаток данного устройства заключаются в том, что данное устройство также не позволяет одновременно с лазерной гипертермией проводить диагностику.

Задачей данной модели являлось расширение функциональных возможностей оборудования, выражающееся в возможности одновременно с лазерной гипертермией и ФДТ проводить флуоресцентную диагностику, повышение эффективности и существенное снижение болевого эффекта.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве, включающем источник лазерного излучения, соединенный с ним световод и узел контактного охлаждения поверхности ткани, выполненный в виде герметичного бокса с двумя сапфировыми окнами - верхним и нижним, между которыми находится полость для охлаждающей жидкости, световод содержит, по меньшей мере одно, доставляющее излучение, оптическое волокно и, по меньшей мере, одно диагностическое волокно, соединенное со средством спектроскопической диагностики.

Кроме того задача решается тем, что оптический световод соединен с герметичным боксом при помощи втулки, имеющей возможность продольного перемещения.

Кроме того задача решается тем, что втулка для крепления оптического световода и бокс соединены друг с другом посредством резьбового соединения.

Кроме того задача решается тем, что в боксе имеются каналы для подачи и циркуляции охлаждающей жидкости.

Кроме того задача решается тем, что имеются резервуары для охлаждающей жидкости.

Кроме того задача решается тем, что устройство содержит средство для подачи охлаждающей жидкости.

Кроме того задача решается тем, что средство для подачи охлаждающей жидкости выполнено с возможностью регулирования скорости подачи охлаждающей жидкости.

Устройство для проведения внутритканевой лазерной гипертермии и ФДТ подкожных новообразований (фиг.1А) содержит источник лазерного излучения 1, соединенный с ним световод 2, имеющий, по меньшей мере, одно волокно для доставки лазерного излучения 2а и, по меньшей мере, одно диагностическое волокно 2б, идущее к средству для спектроскопической диагностики 7, узел для контактного охлаждения поверхности ткани 3, включающий герметичный бокс 4, верхнее и нижнее сапфировое окно 5а и 5б, полость с охлаждающей жидкостью 6, втулку 8 и резьбовое соединение 9, канал для подачи охлаждающей жидкости 10 и резервуары 11; вместо одного из резервуаров 11 может быть средство для подачи охлаждающей жидкости 12 и устройство для регулирования скорости подачи охлаждающей жидкости 13 (Фиг.1Б).

Устройство для проведения лазерной терапии гипертермии и ФДТ работает следующим образом.

В случае проведения ФДТ пациенту предварительно аппликационно или системно вводят препарат-фотосенсибилизатор (ФС), который избирательно накапливается в раковых клетках.

Далее на поверхность кожи или органа устанавливают узел 3 таким образом, чтобы сапфировое окно 5б, узла 3 было плотно прижато к поверхности ткани. Лазер включают в диагностическом режиме. Волокно 2б захватывает излучение сложного спектрального состава от области под сапфировым окном 5б и передает его на средство спектроскопической диагностики 7. Если вводился ФС, то выделяется сигнал флуоресценции.

Правильное взаимное положение световода 2 относительно опухолевого узла, соответствует максимуму сигнала флуоресценции на средстве спектроскопической диагностики 7.

Регулирование диаметра лазерного пятна под окном 5б производится смещением втулки 8 относительно герметичного бокса 3 в резьбовом соединении 9. Как в случае введения ФС (перед ФДТ) так и без него (перед гипертермией) оптический сигнал, поступающий на средство спектроскопической диагностики 7 может расшифровываться для оценки степени кровенаполненности ткани, оттенка цвета кожи и др., требуемых для планирования терапевтического облучения.

Далее начинают лазерное терапевтическое облучение с определенными в ходе оптической диагностики in situ параметрами излучения поверхности ткани через сапфировые окна 5а и 5б и полость 6, заполненную охлаждающей жидкостью. Интенсивное охлаждение получают увеличением скорости потока охлаждающей жидкости применением средства для подачи охлаждающей жидкости 12 и устройства для регулирования скорости подачи охлаждающей жидкости 13, что дает возможность значительно увеличивать терапевтическую мощность лазерного излучения и, как следствие этого, прогревать более глубокие слои биоткани.

Также в процессе облучения одновременно с охлаждением можно осуществлять надавливание узлом 3 на поверхность ткани. При этом происходит сжатие приповерхностного слоя под нижним сапфировым окном 5б. Толщина слоя ткани, которую должно преодолеть излучение до опухолевого узла уменьшается, и ткань в этом слое просветляется за счет оттока крови из области под окном 5б. Соответственно в опухоль попадает менее «ослабленное» излучение и она, за одно и тоже время, получает дозу выше, чем в случае без надавливания, что ведет к сокращению также и времени процедуры.

Отток крови из нормальных тканей, попадающих под окном 5б существенно уменьшает фотодинамический эффект в них за счет частичного оттока ФС вместе с кровью, что приводит к большей сохранности нормальной ткани и уменьшению болевого эффекта.

Таким образом, предложено устройство, которое позволяет расширить функциональные возможности оборудования и эффективно проводить лазерную гипертермию и ФДТ при существенно сниженном болевом эффекте.

1. Устройство для проведения внутритканевой лазерной гипертермии и фотодинамической терапии, включающее источник лазерного излучения, соединенный с ним световод и узел для контактного охлаждения поверхности ткани, выполненный в виде герметичного бокса с двумя сапфировыми окнами - верхним и нижним, между которыми находится полость для охлаждающей жидкости, отличающееся тем, что световод содержит, по меньшей мере, одно доставляющее излучение оптическое волокно и, по меньшей мере, одно диагностическое волокно, соединенное со средством спектроскопической диагностики.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оптический световод соединен с герметичным боксом при помощи втулки, имеющей возможность продольного перемещения.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что втулка для крепления оптического световода и бокс соединены друг с другом посредством резьбового соединения.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в боксе имеются каналы для подачи и циркуляции охлаждающей жидкости.

5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что имеются резервуары для охлаждающей жидкости.

6. Устройство по п.2, отличающееся тем, что оно содержит средство для подачи охлаждающей жидкости.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что средство подачи охлаждающей жидкости выполнено с возможностью регулирования скорости подачи охлаждающей жидкости.