УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ФЛЮОРЕСЦЕНТНОЙ ДИАГНОСТИКИ И ФОТОДИНАМИЧЕСКОЙ ТЕРАПИИ ЗАБОЛЕВАНИЙ КОЖИ
DEVICE AND METHOD OF FLUORESCENT DIAGNOSTICS AND PHOTODYNAMIC THERAPY OF SKIN DISEASES

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для диагностики и терапии заболеваний кожи.
Известны приборы вышеуказанного типа, предназначенные для направления на участок кожи импульсного светового излучения высокой интенсивности в диапазоне длин волн от ультрафиолетового до среднего инфракрасного, содержащие корпус прибора (для размещения электрических и электронных устройств, для выработки необходимой энергии, для генерации светового излучения и для управления импульсным световым излучением) и модуль (излучательную головку), находящийся за пределами корпуса и содержащий источник света. Модуль предпочтительно снабжен одним или несколькими светофильтрами для отсечения нежелательной части диапазона длин волн.
Так, существуют аппараты импульсной фототерапии Flash 1 Plus, Flash 1 Jumbo, выпускаемые компанией General Project S.r.l. (http://www.generalproject.com). Аппараты предназначены для кожных процедур, в частности для лечения акне, васкулярных патологий, фотоэпиляции, фотоомоложения. Аппараты включают корпус прибора, содержащий электрические и электронные компоненты для генерации и управления световым импульсом, и находящийся за пределами корпуса ручной модуль, в котором находится лампа для излучения импульсного светового потока высокой интенсивности и оптические светофильтры.
Недостатком данных устройств является отсутствие возможности проведения флюоресцентной диагностики с целью контроля за фототерапией в процессе облучения.
Наиболее близким к предложенному устройству (прототипом) является система для проведения и мониторинга фотодинамической терапии и фотодинамической диагностики (WO 9922814 А1, 14.05.1999). Система содержит: (а) по крайней мере, один источник излучения, который может быть реализован, например, в виде кольцеобразной газоразрядной лампы, для освещения, возбуждения флюоресценции и активации фотодинамического процесса в биоткани или органе; (б) осветительный канал для передачи излучения для освещения и возбуждения флюоресценции от источника к биоткани или органу; (в) терапевтический канал для передачи излучения для активации фотодинамического процесса от источника к биоткани или органу; (г) собирающий канал для сбора излучения от биоткани или органа; (д) устройство для анализа излучения, собранного от биоткани или органа, оптически связанное с собирающим каналом. Устройство для анализа излучения включает камеру для регистрации изображения биоткани или органа в видимом свете, камеру для регистрации флюоресцентного изображения биоткани или органа и спектрометр для регистрации, по крайней мере, части спектра, отраженного от биоткани или органа излучения; (е) по крайней мере, один монитор для одновременной демонстрации изображения биоткани или органа в видимом свете, флюоресцентного изображения биоткани или органа и спектра отраженного от биоткани или органа излучения. Также система содержит систему светофильтров осветительного и терапевтического каналов (светопропускание, например, 400-750 нм и 1200-2000 нм), спектрально-селективную систему в виде светофильтров, блокирующую световое излучение, вне диапазона флюоресценции фотосенсибилизаторов, оптически связанную с камерой для регистрации флюоресценых изображений (например, монохроматическая CCD-камера). С целью выбора нужного диапазона излучения от источника в устройстве предусматривается возможность перемещения светофильтров с помощью специального механизма, управляемого компьютером.
Недостатком данного устройства является недостаточно высокая эффективность фотодинамической терапии, наличие болевого эффекта в процессе облучения, а также технологическая сложность, связанная с наличием специальных каналов (осветительный, терапевтический и собирающий) для передачи излучения.
Задачей предлагаемого изобретения является упрощение конструкции устройства, повышение эффективности фотодинамической терапии и сведение к минимуму болевого эффекта процедуры.
Поставленная задача решается тем, что предложено устройство для флюоресцентной диагностики и фотодинамической терапии заболеваний кожи, включающее блок питания и управления, источник излучения в виде газоразрядной лампы, спектрально-селективную камеру для регистрации флюоресцентных изображений, в котором газоразрядная лампа выполнена импульсной и помещена в кожух, снабженный светофильтрами, при этом светофильтры, установленные на газоразрядной лампе, имеют нулевое светопропускание в том диапазоне спектра, в котором пропускают светофильтры спектрально-селективной камеры, а светофильтры спектрально-селективной камеры имеют нулевое светопропускание в том диапазоне спектра, в котором пропускают светофильтры газоразрядной лампы.
На Фиг.1 представлено схематичное изображение предложенного устройства, в котором:
1 - блок питания и управления, в котором размещаются электрические и электронные устройства для выработки необходимой энергии для генерации импульсного светового излучения и для управления этим излучением;
2 - излучательная головка;
3 - кабель, соединяющий блок питания и управления и излучательную головку, служащий для передачи электрической энергии от блока питания к газоразрядной лампе и для синхронизации работы импульсной лампы и камеры;
4 - камера для регистрации флюоресцентных изображений;
5 - система отображения видеоинформации.
На Фиг.2 показано схематичное изображение излучательной головки, в которой:
6 - кольцеобазная газоразрядная лампа для генерации импульсного излучения;
7 - кожух для фокусировки излучения, содержащий кольцеобазную газоразрядную лампу;
8 - спектрально-селективная система камеры;
9 - спектрально-селективная система газоразрядной лампы.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. Кольцеобразная импульсная лампа (6), расположенная в фокусирующем излучение кожухе (7), осуществляет облучение участка кожи. Управление энергией светового импульса и питание лампы осуществляется блоком питания и управления (1) с помощью кабеля (3). Работа газоразрядной импульсной лампы и регистрирующей флюоресцентные изображения камеры (4) синхронизуется таким образом, что фиксация изображения осуществляется в момент подачи светового импульса. Т.е. световой импульс служит как собственно для инициации фотохимических и фотобиологических процессов в облучаемом участке ткани, что обуславливает терапевтический эффект процедуры, так и одновременно для возбуждения флюоресценции флюорофоров, что позволяет производить диагностику и контроль за фотодинамической терапией. Полученное флюоресцентное изображение отображается на мониторе (5). Светофильтры, установленные на газоразрядной лампе и камере, выполнены таким образом, что светофильтры камеры (8) имеют нулевое светопропускание в том диапазоне спектра, в котором пропускают светофильтры газоразрядной лампы (9), и наоборот, пропускают свет в том диапазоне спектра, в котором светофильтры газоразрядной лампы имеют нулевое светопропускание, причем диапазон светопропускания камеры располагается в области больших длин волн, относительно диапазона светопропускания газоразрядной лампы. Указанная система светофильтров обеспечивает возможность использования излучения импульсной лампы для возбуждения флюоресценции, регистрируемого камерой.
Изобретение относится к медицине, а именно к способам диагностики и терапии заболеваний кожи.
Методика, предполагающая применение интенсивного импульсного света для активации фотохимических и фотобиологических процессов, широко применяется в клинической и эстетической дерматологии для лечения заболеваний кожи: терапии угревой сыпи, псориаза, удаления пигментных пятен и т.д.
2
Известен способ фотодинамической терапии угревой сыпи с использованием импульсного источника излучения с местным применением 5-аминолевулиновой кислоты или без него (J.Rojanamatin, P.Choawawanich. Treatment of Inflammatory Facial Acne Vulgaris with Intense Pulsed Light and Short Contact of Topical 5-Aminolevulinic Acid: A Pilot Study // Dermatol Surg. 2006. 32. pp.991-997). При реализации способа изготавливалась водомасляная эмульсия, содержащая 5-аминолевулиновую кислоту в концентрации 20%. Полученная эмульсия наносилась на кожу одной из щек пациента, длительность аппликации составляла 30 минут, вторая щека облучалась без аппликации 5-аминолевулиновой кислоты. Затем проводилось облучение пораженных участков кожи с использованием импульсного источника света, изготовленного Quantum SR, ESC Medical Systems Ltd., Yokneam, Israel. Облучение проводилось в режиме двойного импульса (первый импульс 2,4-3,6 мсек, второй - 4-6 мсек, задержка 20-40 мсек) на длинах волн 560-590 нм, полная плотность энергии составляла 25-30 Дж/см. Исследование показало, что оба способа - с применением и без применения 5-аминолевулиновой кислоты - обеспечивают эффективную терапию угревой сыпи. Однако аппликация 5-аминолевулиновой кислоты позволяет существенно увеличить эффективность терапии.
Существенным недостатком указанного выше способа фотодинамической терапии угревой сыпи с использованием импульсного источника света является отсутствие контроля концентрации экзогенных или эндогенных фотодинамических агентов в коже во время процедуры и, как следствие, отсутствие возможности варьирования используемой световой дозы.
2
2
Наиболее близким к предложенному способу (прототипом) является способ флюоресцентной диагностики и фотодинамической терапии угревой сыпи, описанный в Патенте РФ №2265463 А61N 5/067 (2005). Способ предлагает следующее. Проводят диагностику с помощью измерения спектров флюоресценции пораженных участков. Участки, обладающие интенсивной собственной флюоресценцией, облучают светом с длиной волны 630+/-10 нм и плотностью энергии 10-4500 Дж/см, на участки, не обладающие собственной флюоресценцией, накладывают аппликатор, содержащий 2-20% раствор 5-аминолевулиновой кислоты, и после выдержки и удаления аппликатора облучают светом с длиной волны 630+/-10 нм и плотностью энергии 10-4500 Дж/см. Ход процесса облучения контролируют путем фиксирования спектров флюоресценции на пораженных участках кожи до облучения, после применения аппликатора, содержащего 5-аминолевулиновую кислоту, после проведения облучения, причем облучение прекращают при уменьшении концентрации порфиринов ниже терапевтических значений.
Однако в указанном способе оценка накопления и терапия реализуются как отдельные процедуры и с помощью различных устройств, причем выбор времени для измерения спектров флюоресценции или получения флюоресцентных изображений с целью контроля за фотодинамической терапией осуществляется врачом, т.е. субъективен. Также к недостаткам метода можно отнести недостаточно высокую эффективность фотодинамической терапии заболеваний кожи и высокую болезненность фотодинамической терапии с 5-аминолевулиновой кислотой при использовании непрерывного излучения.
В настоящем изобретении решаются задачи повышения эффективности фотодинамической терапии заболеваний кожи и уменьшения болевого эффекта процедуры облучения.
Указанные задачи решаются тем, что предложен способ флюоресцентной диагностики и фотодинамической терапии заболеваний кожи с использованием эндогенных или индуцированных фотосенсибилизаторов группы порфиринов с применением на участках не обладающих интенсивной собственной флюоресценцией аппликатора, содержащего 5-аминолевулиновую кислоту для индуцирования фотосенсибилизаторов, включающий облучение пораженного участка кожи и прекращение облучения при уменьшении концентрации фотосенсибилизаторов группы порфиринов ниже терапевтических значений, в котором облучение и диагностику осуществляют одновременно путем облучения импульсным световым излучением и непрерывной регистрации флюоресцентных изображений с помощью устройства по п.1.
2
Способ реализуется следующим образом. С помощью предложенного устройства проводится процедура флюоресцентной диагностики посредством регистрации аутофлюоресцентного изображения участка кожи в красном диапазоне спектра при подаче однократного светового импульса в диапазоне длин волн от ультрафиолетового до красного с целью возбуждения флюоресценции. По интенсивности аутофлюоресценции на полученном изображении оценивают концентрацию эндогенных порфиринов в различных участках кожи, подлежащих терапии. На участки, не обладающие интенсивной собственной флюоресценцией, т.е. имеющие низкую концентрацию эндогенных порфиринов, накладывают аппликатор, содержащий 2-20% раствор 5-аминолевулиновой кислоты. После выдержки и удаления аппликатора с помощью предложенного устройства осуществляют повторную регистрацию флюоресцентного изображения участка кожи с использованием указанных выше режимов с целью оценки накопления АЛК-индуцированного протопорфирина IX. В случае достаточного накопления с помощью предложенного устройства облучают светом в диапазоне длин волн от ультрафиолетового до красного, плотность энергии облучающего света 10-4500 Дж/см. Ход процесса облучения контролируют с помощью предложенного устройства путем регистрации флюоресцентных изображений пораженных участков, фиксируемых непосредственно во время подачи светового импульса на кожу. При этом облучение прекращают при уменьшении концентрации порфиринов ниже терапевтических значений.
Предлагаемый способ иллюстрируется нижеприведенными примерами.
Пример 1.
Пациент Л., 53 года, с диагнозом актинический кератоз, локализация - щека.
2
2
Проведена регистрация аутофлюоресцентного изображения патологического участка, в результате чего было установлено, что концентрация собственных порфиринов низка и необходимо применение 5-аминолевулиновой кислоты. Использовался 10% раствор 5-аминолевулиновой кислоты, длительность аппликации составляла 2 часа. После снятия аппликации осуществлялась повторная регистрация флюоресцентного изображения кожи с целью оценки накопления АЛК-индуцированного протопорфирина IX. Было отмечено достаточное для проведения терапии накопление АЛК-индуцированного протопорфирина IX. Затем проводилось облучение с использованием устройства для флюоресцентной диагностики и фотодинамической терапии заболеваний кожи. Плотность энергии в одном световом импульсе составляла 5 Дж/см. Регистрация флюоресцентного изображения облучаемого участка осуществлялась при каждом импульсе. После реализации 15 импульсов (суммарная плотность энергии 75 Дж/см) было отмечено, что интенсивность флюоресценции свидетельствует о том, что концентрация АЛК-индуцированного протопорфирина IX опустилась ниже терапевтического значения и облучение было прекращено. Через 24 часа была осуществлена повторная процедура по идентичной схеме. Пациент не испытывал болевых ощущений в процессе фотодинамической терапии.
Результат фотодинамической терапии представлен на Фиг.3, где показаны изображения патологического участка в видимом свете, полученные до лечения (А) и через 5 дней после фотодинамической терапии (Б). Отмечена полная регрессия. На Фиг.4 представлены флюоресцентные изображения патологического участка, полученные с помощью предложенного устройства. Изображения получены до аппликации 5-аминолевулиновой кислоты (А) - из рисунка видно, что концентрация собственных порфиринов недостаточна для проведения фотодинамической терапии, через 2 часа после аппликации (Б) отмечено терапевтическое накопление АЛК-индуцированного протопорфирина IX, после проведения терапии (В) - изображение получено во время 15-го импульса, как видно из представленного рисунка, концентрация АЛК-индуцированного протопорфирина IX опустилась ниже терапевтического значения, вследствие чего облучение было прекращено.
Пример 2.
Пациент Ф., 21 год, с диагнозом угревая сыпь, локализация - лицо.
2
2
Проведена регистрация аутофлюоресцентного изображения патологического участка, в результате чего было установлено, что концентрация собственных порфиринов низка и необходимо применение 5-аминолевулиновой кислоты. Использовался 10% раствор 5-аминолевулиновой кислоты, длительность аппликации составляла 2 часа. После снятия аппликации осуществлялась повторная регистрация флюоресцентного изображения кожи с целью оценки накопления АЛК-индуцированного протопорфирина IX. Было отмечено достаточное для проведения терапии накопление АЛК-индуцированного протопорфирина IX. Затем проводилось облучение с использованием устройства для флюоресцентной диагностики и фотодинамической терапии заболеваний кожи. Плотность энергии в одном световом импульсе составляла 5 Дж/см. Регистрация флюоресцентного изображения облучаемого участка осуществлялась при каждом импульсе. После реализации 20 импульсов (суммарная плотность энергии 100 Дж/см) было отмечено, что интенсивность флюоресценции свидетельствует о том, что концентрация АЛК-индуцированного протопорфирина IX опустилась ниже терапевтического значения и облучение было прекращено. Было осуществлено еще 6 процедур с интервалом между процедурами 72 часа по идентичной схеме. Пациент не испытывал болевых ощущений в процессе фотодинамической терапии.
Результат фотодинамической терапии представлен на Фиг.5, где показано состояние кожи пациента до лечения (А) и через 15 дней после фотодинамической терапии (Б). Видно значительное снижение количества и плотности высыпаний. На Фиг.6 представлены флюоресцентные изображения патологического участка, полученные с помощью предложенного устройства. Изображения получены до аппликации 5-аминолевулиновой кислоты (А) - из рисунка видно, что концентрация собственных порфиринов недостаточна для проведения фотодинамической терапии, через 2 часа после аппликации (Б) отмечено терапевтическое накопление АЛК-индуцированного протопорфирина IX, после проведения терапии (В) изображение получено во время 20-го импульса, как видно из представленного рисунка, концентрация АЛК-индуцированного протопорфирина IX опустилась ниже терапевтического значения, вследствие чего облучение было прекращено.
Пример 3.
Пациент Р., 19 лет, с диагнозом угревая сыпь, локализация - лицо.
2
2
Проведена регистрация аутофлюоресцентного изображения патологического участка, в результате чего было установлено, что концентрация собственных порфиринов достаточна для проведения фотодинамической терапии. Далее проводилось облучение с использованием устройства для флюоресцентной диагностики и фотодинамической терапии заболеваний кожи. Плотность энергии в одном световом импульсе составляла 6 Дж/см. Регистрация флюоресцентного изображения облучаемого участка осуществлялась при каждом импульсе. После реализации 18 импульсов (суммарная плотность энергии 108 Дж/см) было отмечено, что интенсивность флюоресценции свидетельствует о том, что концентрация собственных порфиринов опустилась ниже терапевтического значения и облучение было прекращено. Было осуществлено еще 7 процедур с интервалом между процедурами 48 часов по идентичной схеме. Пациент не испытывал болевых ощущений в процессе фотодинамической терапии.
Результат фотодинамической терапии представлен на Фиг.7, где показано состояние кожи пациента до лечения (А) и через 20 дней после фотодинамической терапии (Б). Видно значительное снижение количества и плотности высыпаний. На Фиг.8 представлены флюоресцентные изображения патологического участка, полученные с помощью предложенного устройства. Изображения получены до облучения (А) - из рисунка видно, что концентрация собственных порфиринов достаточна для проведения фотодинамической терапии, после проведения терапии (Б) изображение получено во время 18-го импульса, как видно из представленного рисунка, концентрация собственных порфиринов опустилась ниже терапевтического значения, вследствие чего облучение было прекращено.
Таким образом, предлагаемое устройство для флюоресцентной диагностики и фотодинамической терапии заболеваний кожи и способ его применения обеспечивают эффективное осуществление фотодинамической терапии и характеризуются отсутствием болевых ощущений в процессе облучения.