Brevet FR2777466A1 — publié le 19991022

APPAREIL DE TRAITEMENT DE TUMEUR La présente invention se rapporte à un appareil de traitement de tumeur dans lequel de la lumière, d'un spectre continu incluant un spectre ultraviolet, un spectre visible, et un spectre infrarouge, émise par une lampe émettrice de lumière est projetée, par l'intermédiaire d'une fibre optique qui peut transmettre la lumière ultraviolette, sur une zone de tissu d'un corps vivant auquel on a administré du TiO2. Les inventeurs de la présente invention ont trouvé que si l'on administre du TiO2 (dioxyde de titane) à un corps vivant, une densité plus élevée de TiO2 est absorbée par une cellule tumorigène que par une cellule normale. Si la cellule tumorigène reçoit une onde électromagnétique ayant une longueur d'onde allant des rayons X à l'ultraviolet, le TiO2 est excité de sorte que la cellule tumorigène peut être détruite grâce à l'oxygène actif qui est produit au cours de l'excitation. Le cessionnaire de la présente demande (Publication de brevet japonais examinée numéro 5-60 449) a proposé un agent antinéoplastique contenant du TiO2 excité par une onde électromagnétique, comme mentionné ci-dessus. Comme mentionné ci-dessus, le TiO2 est excité par une onde électromagnétique ayant une longueur d'onde à large bande inférieure à environ 400 nm. En général, on utilise un appareil émetteur d'ultraviolet disponible commercialement, comme une lampe à vapeur de mercure à très haute pression de 500 W pour projeter toute la plage de la lumière ultraviolette d'environ 300 à 400 nm sur une zone affectée. Pour projeter de la lumière ultraviolette sur une zone affectée à l'intérieur d'une cavité corporelle, il est judicieux d'utiliser un endoscope comportant un canal pour pince dans lequel on introduit une fibre en quartz, ou analogue, qui peut transmettre de la lumière ultraviolette, de sorte que l'on peut émettre le rayonnement de lumière ultraviolette tout en observant la zone affectée, à l'aide la fibre en quartz. Cependant, la source de lumière (la lampe) pour l'appareil d'émission de lumière ultraviolette émet non seulement de la lumière ultraviolette mais aussi de la lumière visible. Par conséquent, une zone de tissu d'un corps vivant absorbe de l'énergie lumineuse visible bien que le taux d'absorption de lumière visible soit plus petit que celui de la lumière ultraviolette. Ceci provoque l'augmentation de la température de la cellule normale du tissu biologique. Le principal objectif de la présente invention consiste à proposer un appareil de traitement de tumeur dans lequel on peut projeter en toute sécurité seulement de la lumière ultraviolette, d'une longueur d'onde d'environ 300 nm à 400 nm, sur une zone de tissu biologique à laquelle on a administré du TiO2, sans risquer la destruction de cellules normales provoquée par le rayonnement de lumière visible. La présente invention propose à cet effet un appareil de traitement de tumeur comprenant: une source de lumière qui émet un faisceau de lumière incluant du rayonnement ultraviolet, du rayonnement visible et du rayonnement infrarouge; un filtre de rayonnement infrarouge qui filtre (qui coupe) le rayonnement infrarouge; un filtre de rayonnement visible qui filtre (qui coupe) le rayonnement visible; un moyen de transmission de lumière pour transmettre un faisceau de lumière qui est passé à travers le filtre de rayonnement infrarouge et le filtre de rayonnement visible pour le projeter sur une zone affectée à traiter; et un système de positionnement sélectif qui place sélectivement le filtre de rayonnement visible dans et hors du faisceau de lumière, de telle sorte que le faisceau de lumière transmis par le système de positionnement sélectif peut comprendre un rayonnement ultraviolet et un rayonnement visible non filtré, ou peut comprendre un rayonnement ultraviolet et un rayonnement visible filtré. De préférence, le moyen de transmission de lumière est constitué par une fibre en quartz. Le filtre de rayonnement infrarouge peut être composé d'un miroir réfléchissant qui réfléchit la lumière émise par la source de lumière en direction de l'extrémité d'incidence du moyen de transmission de lumière. Le filtre de rayonnement visible est, de préférence, placé entre le miroir réfléchissant et le moyen de transmission de lumière. Dans un mode de réalisation, le filtre de rayonnement infrarouge filtre la lumière dont la longueur d'onde est plus grande que 700 nm, et le filtre de rayonnement visible filtre la lumière dont la longueur d'onde est d'environ 400 nm à 700 nm. De préférence, le filtre de rayonnement visible filtre la lumière dont la longueur d'onde est d'environ 400 nm à 700 nm à raison d'environ 70 à 90 %. Le filtre de rayonnement visible peut être amené de manière sélective et de facon rétractable dans un trajet optique. La source de lumière émet de la lumière d'un spectre continu incluant un spectre ultraviolet, un spectre visible et un spectre infrarouge. La source de lumière peut être constituée par une lampe au xénon. Dans un mode de réalisation, la présente invention propose un appareil de traitement de tumeur qui émet de la lumière d'un spectre continu, incluant un spectre ultraviolet, un spectre visible et un spectre infrarouge, émis par une lampe source de lumière, sur une zone de tissu d'un corps vivant auquel on a administré du TiO2, par l'intermédiaire d'une fibre optique qui peut transmettre de la lumière ultraviolette, comprenant: un filtre de rayonnement infrarouge qui filtre la lumière infrarouge de la lumière émise par la lampe source de lumière avant de rendre incidente la lumière sur la fibre optique; et un filtre de rayonnement visible qui filtre la lumière visible dont la longueur d'onde est d'environ 400 à 700 nm, émise par la lampe source de lumière avant de rendre la lumière incidente sur la fibre optique. Dans un mode de réalisation, le filtre de rayonnement visible filtre partiellement la lumière visible dont la longueur d'onde est d'environ 400 à 700 nm, de sorte que l'intensité moyenne de la lumière visible à rendre incidente sur la fibre optique est plus petite que celle de la lumière ultraviolette dont la longueur d'onde est d'environ 300 à 400 nm. Il est possible que le filtre de rayonnement visible élimine la lumière visible d'environ 400 à 700 nm à un taux de filtrage moyen d'environ 70 à 90 %. Avec cet agencement, on peut projeter de la lumière ultraviolette sur une zone affectée qui doit être traitée, tout en éclairant la zone affectée avec de la lumière visible, ce qui permet à un opérateur d'observer la zone affectée. Le filtre de rayonnement visible peut être inséré de façon rétractable dans le trajet optique entre la lampe source de lumière et l'extrémité d'incidence de la fibre optique. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre à titre d'exemple en se référant aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique de la structure d'ensemble d'un appareil de traitement de tumeur selon un premier mode de réalisation de la présente invention; la figure 2 est un graphique de caractéristiques d'une lampe source de lumière dans le premier mode de réalisation montré à la figure 1; la figure 3 est un graphique de caractéristiques d'un filtre de rayonnement infrarouge dans le premier mode de réalisation montré à la figure 1; la figure 4 est un graphique de caractéristiques d'un filtre de rayonnement visible dans le premier mode de réalisation montré à la figure 1; la figure 5 est un graphique de caractéristiques d'un filtre de rayonnement visible selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention la figure 6 est une vue schématique d'un appareil de traitement de tumeur selon un troisième mode de réalisation de la présente invention la figure 7 est une vue de face en élévation d'une tourelle dans le troisième mode de réalisation de la présente invention; la figure 8 est un graphique de caractéristiques d'un filtre dans le troisième mode de réalisation de la présente invention; la figure 9 est une vue schématique d'un appareil de traitement de tumeur selon un quatrième mode de réalisation de la présente invention; la figure 10 est une vue schématique d'un appareil de traitement de tumeur selon un cinquième mode de réalisation de la présente invention la figure 11 est une vue schématique d'un appareil de traitement de tumeur selon un sixième mode de réalisation de la présente invention; et la figure 12 est une vue de côté en élévation d'une extrémité d'émission d'une fibre à quartz améliorée selon la présente invention. s La figure 1 montre une structure d'ensemble d'un premier mode de réalisation de la présente invention. A la figure 1, une source de lumière 1 a la forme d'une lampe au xénon qui émet de la lumière d'un spectre continu incluant une plage ultraviolette, une plage visible et une plage infrarouge, comme le montre la figure 2. Cependant, la source de lumière n'est pas limitée à une telle lampe au xénon, du moment que la source de lumière émet de la lumière d'un spectre continu. La source de lumière 1 est pourvue d'un miroir réfléchissant 3 qui fait converger la lumière émise par la source de lumière 1 sur un point de convergence 2. Les caractéristiques de la lumière réfléchie sont telles que le rayonnement infrarouge dont la longueur d'onde est supérieure à environ 700 nm ne puisse pas être réfléchi, comme le montre la figure 3. Donc, le miroir réfléchissant 3 constitue un filtre infrarouge qui filtre le rayonnement infrarouge. Par conséquent, il y a peu ou pas de lumière infrarouge dans le faisceau de lumière qui doit être rendu convergent sur le point de convergence 2. Il y a un filtre de rayonnement visible 4 dans un trajet optique entre le miroir réfléchissant 3 et le point de convergence 2, pour intercepter sensiblement complètement et pour filtrer la lumière visible dont la longueur d'onde est d'environ 400 nm à 700 nm, comme le montre la figure 4. Par conséquent, la lumière transmise par le filtre de rayonnement visible 4 qui doit être rendue convergente sur le point de convergence 2 contient seulement de la lumière ultraviolette dont la longueur d'onde est d'environ 300 nm à 400 nm. L'extrémité d'incidence 10a d'une fibre optique 10 est située au droit ou au voisinage du point de convergence 2. La fibre optique (une fibre en quartz) 10 possède un coeur fait de quartz qui peut transmettre du rayonnement ultraviolet d'au moins 300 nm à 400 nm. On peut introduire et retirer la fibre optique 10 d'un connecteur formant support 5 de l'appareil de traitement, de sorte que l'extrémité d'incidence (l'extrémité de réception de lumière) 1 Oa de la fibre optique 10 est située au droit ou au voisinage du point de convergence 2. La fibre en quartz 10 est introduite dans un canal pour pince 21 d'un endoscope 20. L'endoscope est muni, à l'intérieur, d'un système de visualisation optique et d'un système d'éclairage optique (non représentés) etc. On peut utiliser n'importe quel type d'endoscope ayant un canal pour pince dans lequel on peut introduire une fibre en quartz. Comme le montre la figure 1, de la lumière ultraviolette ayant une longueur d'onde d'environ 300 à 400 nm peut être émise d'une extrémité d'émission 10Ob de la fibre en quartz 10 en direction d'une partie affectée , qui doit être traitée, à l'intérieur d'une cavité corporelle. Par conséquent, si l'on a administré à l'avance du TiO2 à la zone affectée 100, lorsque cette dernière reçoit du rayonnement ultraviolet, on peut détruire la cellule tumorale. Puisque la fibre en quartz 10 n'émet pas de composante de lumière autre que le rayonnement ultraviolet, c'est-à-dire, puisque la fibre en quartz n'émet ni le rayonnement visible ni le rayonnement infrarouge, la température de la zone affectée 100 augmente peu, ou pas du tout. La figure 5 montre les caractéristiques optiques d'un filtre de rayonnement visible 4 selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention. Le filtre de rayonnement visible 4 ne filtre pas complètement toute la lumière visible dont la longueur d'onde est d'environ 400 nm à 700 nm, mais au lieu de cela il filtre partiellement la lumière visible, de sorte que la lumière transmise par le filtre de lumière visible 4 a une intensité moyenne d'environ 300 à 400 nm qui est plus faible que celle de la lumière ultraviolette. Par conséquent, la zone affectée 100 ne peut pas être chauffée à une température élevée à laquelle il se produirait une brûlure. De plus la lumière visible peut éclairer la zone affectée 100, de sorte que l'on peut observer nettement la zone affectée 100. A cette fin, le filtre de lumière visible 4 absorbe, de préférence, environ 70 à 90 % (en moyenne) de la lumière visible ayant une longueur d'onde de 400 nm à 700 nm. Les figures 6 et 7 montrent un troisième mode de réalisation de la présente invention, dans lequel le filtre de lumière visible 4 est placé dans le trajet optique entre la lampe 1 et le point de convergence 2 (c'est-à-dire, l'extrémité d'incidence 10Oa de la fibre en quartz 10). Dans le troisième mode de réalisation, le filtre de rayonnement visible 4 est placé sur une tourelle opaque 32 qui est entraînée en rotation par un moteur 31 de façon à occuper de manière sélective deux positions d'arrêt. La tourelle 32 est également pourvue d'un trou traversant 33 qui est situé dans une disposition symétrique par rapport au centre de la tourelle 32, comme le montre la figure 7. A savoir, le filtre de lumière visible 4 et le trou traversant 33 sont situés le long d'un diamètre de la tourelle. Le filtre de lumière visible 4 et le trou traversant 33 sont amenés de manière sélective dans le trajet optique lorsque la tourelle 32 est entraînée en rotation par le moteur 31. Le moteur 31 est commandé par un régisseur de moteur 35, de sorte que le moteur 31 fait tourner la tourelle 32 pour l'amener de façon sélective dans une première position d'arrêt, dans laquelle le filtre de lumière visible 4 est situé dans le trajet optique, ou dans une seconde position d'arrêt dans laquelle, le trou traversant 33 est situé dans le trajet optique. Avec cet agencement, lorsque le filtre de lumière visible 4 est placé dans le trajet optique (première position d'arrêt), le mode de fonctionnement de l'appareil selon le troisième mode de réalisation est le même que celui des premier ou deuxième modes de réalisation. Lorsque le trou traversant 33 est placé dans le trajet optique (seconde position d'arrêt), le système montré à la figure 6 fonctionne comme un émetteur de lumière ultraviolette classique qui émet, vers le point de convergence 2, de la lumière comprenant une composante de lumière ultraviolette ayant des longueurs d'onde d'environ 300 à 400 nm et une composante de lumière visible ayant des longueurs d'onde d'environ 400 à 700 nm. Si l'on fixe au trou traversant 33 un filtre 33F qui se laisse traverser seulement par de la lumière visible ayant des longueurs d'onde d'environ 400 nm à 700 nm comme le montre la figure 8, seule la lumière visible peut atteindre le point de convergence 2. Par conséquent, le filtre 33F permet d'utiliser le système optique montré à la figure 6 comme source de lumière d'éclairage pour un endoscope. La figure 9 montre un quatrième mode de réalisation de la présente invention, dans lequel le filtre de lumière visible 4 est remplacé par un miroir plan 4R qui est placé obliquement dans le trajet optique à un angle d'inclinaison prédéterminé. L'angle d'inclinaison du miroir plan 4R est tel qu'un faisceau de lumière qu'il réfléchit est rendu convergent sur un point de convergence 2R auquel l'extrémité d'incidence 1Oa de la fibre en quartz 10 est placée. Les caractéristiques du miroir plan 4R sont telles que la lumière réfléchie (mais pas la lumière transmise) présente la répartition d'intensité montrée à la figure 4 ou 5. La figure 10 montre un cinquième mode de réalisation de la présente invention, dans lequel le miroir plan 4R montré à la figure 9 est remplacé par un miroir plan mobile en rotation 4R' qui est mobile en rotation autour d'un axe 4X, de sorte que le miroir plan mobile en rotation 4R' peut être amené de manière sélective dans le trajet optique et être rétracté hors du trajet optique. Lorsque le miroir plan mobile en rotation 4R' est rétracté hors du trajet optique, la lumière visible et la lumière ultraviolette peuvent toutes les deux être rendues incidentes sur la fibre en quartz 10, comme dans le troisième mode de réalisation représenté à la figure 6. Dans le cinquième mode de réalisation, la fibre en quartz 10 doit être déplacée entre la position "2" lorsque le miroir plan mobile en rotation 4R' est placé dans le trajet optique et la position "2R" lorsque le miroir plan mobile en rotation 4R' est rétracté hors du trajet optique, comme le montre la figure 10. Comme variante, on peut prévoir des fibres distincts, respectivement, pour les deux positions. La figure 1 1 montre un sixième mode de réalisation de la présente invention, dans lequel le miroir réfléchissant 30 pour la lampe 1 réfléchit la lumière d'une plage de longueurs d'onde totale incluant la lumière infrarouge. En relation avec les caractéristiques du miroir réfléchissant 30, le filtre de lumière infrarouge 3F qui absorbe la lumière infrarouge pour filtrer celle-ci est placé dans le trajet optique, de façon juxtaposée avec le filtre de lumière visible 4. Il est à noter que si l'on utilise la lampe à xénon comme source de lumière 1 dans les modes de r,alisation mentionnés ci-dessus il y aura une lumière minimale incidente sur la fibre en quartz 10 dans sa direction axiale. Par conséquent, il y a une possibilité pour que la plage d'émission de lumière provenant de la fibre en quartz 10 ait la forme d'un tore (annulaire). Pour empêcher ceci, la surface d'extrémité d'émission de la fibre en quartz 10 est, de préférence, convexe (ou concave), de sorte que la lumière qu'elle doit émettre est réfractée au droit de la surface d'extrémité d'émission en direction de la partie centrale de la forme en tore pour répartir ainsi uniformément la lumière d'éclairage. A cette fin, le rayon R de la surface d'extrémité convexe ou concave de la fibre en quartz 10 est choisi, de préférence, pour que 1 OD quartz 10. Comme on peut le comprendre à partir de la description ci-dessus, on élimine avant qu'elles n'atteignent la fibre optique, la composante de lumière infrarouge et la composante de lumière visible contenues dans la lumière d'un spectre continu, qui est émis à partir d'une source de lumière et qui comprend un spectre de rayonnement ultraviolet, un spectre de rayonnement visible et un spectre de rayonnement infrarouge, de sorte que seul le rayonnement ultraviolet peut être rendu incident sur la fibre optique. Par conséquent, si la lumière est projetée sur une zone affectée d'un tissu biologique, il y aura peu ou pas d'augmentation de la température de la zone affectée. Ainsi, le tissu biologique auquel on a administré à l'avance du TiO2 peut être éclairé de manière sûre seulement par la lumière ultraviolette de façon à détruire efficacement les cellules tumorales sans détruire les cellules normales. REVENDICATIONS 1. Appareil de traitement de tumeur comprenant une source de lumière (1) qui émet un faisceau de lumière incluant du rayonnement ultraviolet, du rayonnement visible et du rayonnement infrarouge; un filtre de rayonnement infrarouge (3) pour filtrer le rayonnement infrarouge; Un filtre de rayonnement visible (4) pour filtrer le rayonnement visible et Un moyen de transmission de lumière (10) pour transmettre un faisceau de lumière qui est passé à travers ledit filtre de rayonnement infrarouge (3) et ledit filtre de rayonnement visible (4) pour projeter ledit faisceau de lumière comprenant le rayonnement ultraviolet sur une zone affectée (100) à traiter; caractérisé en ce qu'il comprend un système de positionnement sélectif (32) qui place sélectivement le filtre de rayonnement visible (4) dans et hors du faisceau de lumière, de telle sorte que le faisceau de lumière transmis par le système de positionnement sélectif peut comprendre un rayonnement ultraviolet et un rayonnement visible non filtré, ou peut comprendre un rayonnement ultraviolet et un rayonnement visible filtré. 2. Appareil de traitement de tumeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de positionnement sélectif comprend une tourelle (32), le filtre de rayonnement visible (4) étant monté sur la tourelle (32) et la rotation de ladite tourelle (32) étant adaptée à placer le filtre de rayonnement visible (4) dans et hors du faisceau de lumière. 3. Appareil de traitement de tumeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite tourelle (32) comprend une ouverture (33) diamétralement opposée au filtre de rayonnement visible (4) de telle sorte que la lumière visible filtrée ou non filtrée peut être émise par la zone affectée (100) à traiter en fonction de la position de la tourelle (32).