УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛЕЧЕНИЯ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ ОПУХОЛЕЙ

УСТРОЙСТВО для ЛЕЧЕНИЯ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ ОПУХОЛЕЙ
Полезная модель относится к медицине, а именно к онкологии, и может быть использована при лечении онкологических заболеваний путем облучения зоны злокачественной опухоли лазерным излучением.
Наиболее близким является устройство для лазерной терапии, содержащее последовательно соединенные блок питания, микропроцессорный блок управления, оптический блок с полупроводниковыми лазерными диодами, излучающими в видимой и ИК-областях спектра, волоконно-оптический преобразователь и сменный волоконно-оптический инструмент. (Патент РФ № 2122873, МКП 6 А 61 N 5/06, опубл. 10.12.98, бюлл. № 34)
Недостатками известного устройства являются использование лазерного излучения постоянной мощности, невозможность широкого варьирования режимами работы при проведении фотодинамической терапии и термотерапии, а также их последовательностью, что в целом влияет на эффективность и продолжительность проводимого лечения.
Технической задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является повьнпение эффективности лечения злокачественных новообразований и сокращение времени его проведения.
Поставленная техническая задача решается тем, что устройство для лечения злокачественных опухолей, содержащее блок питания, микропроцессорный блок управления, генератор лазерного излучения на
МКП 7 A 61 N 5/06
полупроводниковых лазерных диодах, один канал которого генерирует лазерное излучение в видимом диапазоне со спектрами, совпадающими со спектрами поглощения фотосенсибилизаторов, другой - в ближней ИК-области оптического диапазона, волоконно-оптический преобразователь, волоконно-оптический световод, дополнительно снабжено генератором тактовых импульсов, управляемым микропроцессорным блоком, выход которого связан с входами обоих каналов генератора лазерного излучения, и температурным сенсором, который связан с одним из входов компаратора микропроцессорного блока управления, при этом другой вход компаратора связан с узлом ввода данных.
При этом волоконно-оптический преобразователь в устройстве дополнительно снабжен как минимум одним оптическим разьемом. Температурный сенсор выполнен в виде контактного или бесконтактного измерителя температуры, или их совокупности. Дополнительно устройство снабжено приспособлением для калибровки температурного сенсора и измерителей мощности и плотности мощности лазерного излучения. Также для обеспечения безопасности проведения лечебной процедуры устройство дополнительно снабжено измерителем мощности лазерного излучения и/или измерителем плотности мощности лазерного излучения. Генератор тактовых импульсов устройстве выполнен с возможностью отдельного или совместного функционирования каждого из его каналов по заданному в каждом из них закону в режиме широтно-импульсной моду.шщии. При этом волоконно-оптический световод устройства на дистальном конце снабжен сменным диффузором и оно дополнительно снабжено автономным узлом контроля температуры.
Полезная модель поясняется чертежами:
фиг. 1 - внешний вид устройства, реализующего предложенный способ; фиг. 2 - блок-схема устройства; фиг.З - типовая циклограмма включения лазерный диодов.
Устройство для лечения злокачественных опухолей содержит (фиг 1, 2) блок питания 1, связанный с ним генератор лазерного излучения 2, один канал 3 которого генерирует лазерное излучение в видимом диапазоне, а другой канал 4 - в ближней ИК-области оптического диапазона, микропроцессорный блок управления 5 и связанные с ним узел ввода данных 6, соединенный с входом компаратора 7 микропроцессорного блока управления 5, и устройство индикации 8. Устройство дополнительно снабжено генератором тактовых импульсов 9, управляемым микропроцессорным блоком 5. Выход генератора тактовых импульсов 9 связан с входами каналов 3 и 4 генератора лазерного излучения 2. При этом генератор тактовых импульсов 9 вьшолнен с возможностью отдельного или совместного функционирования каждого из его каналов по заданному в каждом из них закону в режиме широтно-импульсной модуляции, которая обеспечивается программноаппаратными средствами устройства. Генерируемое каналами 3 и 4 излучение с помощью волоконно-оптического преобразователя 10, снабженного как минимум одним оптическим разъемом 11, сводится воедино для ввода на вход волоконнооптического световода 12. Волоконно-оптический световод 12, например, кварцевый, имеет диаметр 400-ь600 мкм и снабжен сменным диффузором 13. Волоконно-оптический световод 12 со сменным диффузором 13 на дистальном конце обеспечивает подведение излучения в область пораженного участка 14
биоткани к раковой опухоли 15. Волоконно-оптический световод 12 выполнен с возможностью осуществления, в зависимости от локализации опухоли 15, кожного, внутритканевого и внутриполостного нагревай облучения пораженного участка 14, а наличие соответствующего диффузора 13 на его дистальном конце позволяет проводить облучение пораженного участка наиболее эффективно. Для контроля и поддержания температуры и времени нагрева биоткани устройство снабжено температурным сенсором 16, который связан с одним из входов компаратора 7 микропроцессорного блока управления 5. Температурный сенсор 16 выполнен в виде контактного или бесконтактного измерителя температуры, или их совокупности. При этом в качестве контактных и бесконтактных измерителей температуры могут быть использованы различные типы датчиков. Например, в качестве контактных датчиков - датчики в виде термопары, р-п перехода; бесконтактных - пироэлектрический датчик. Устройство дополнительно снабжено измерителем 17 мощности лазерного излучения и измерителем 18 плотности мощности лазерного излучения. При этом устройство может быть укомплектовано либо измерителем 17 мощности лазерного излучения, либо измерителем 18 плотности мощности лазерного излучения, либо и тем и другим одновременно. Наличие в устройстве измерителей мощности и плотности мощности лазерного излучения позволяет гарантировать при проведении терапевтической процедуры требуемую мощность на выходе диффузора, у которого в процессе эксплуатации деградируют исходные оптические характеристики. И в целом, обеспечивая гарантированную воспроизводимость параметров терапевтических процедур, они значительно повышают безопасность оператора и пациента. Устройство содержит
также приспособление 19 для калибровки температурного сенсора и измерителей мощности и плотности мощности лазерного излучения, подключенного к каналу последовательного кода 20 (RS -232) микропропессорного блока управления 5. Для контроля показаний температурного сенсора устройство снабжено дополнительно автономным узлом контроля температуры 21, который предназначен для контроля температурного сенсора и включает в себя эталонные измерители температуры, например, ртутный или спиртовой.
Устройство работает следующим образом.
Блок питания устройства включают. В диалоговом режиме средствами клавиатуры узла ввода данных и устройства индикапии устанавливают выбранные параметры излучения: режим работы (сеансы фотодинамической терапии (ФДТ), лазериндуцированной термотерапии (ЛИТТ), либо ФДТ+ЛИТТ), уровень мощности по каждому каналу, температуру нагрева, циклограмму сеанса (заданием временных констант).
При этом для нагрева используют модулированное по заданному закону лазерное излучение. Экспериментальным путем было установлено, что при лечении онкологических заболеваний наиболее эффективно фракционированное излучение, среднюю плотность которого можно менять (модулировать) во времени в зависимости от величины опухоли, класса и способа введения фотосенсибилизатора. Закон модуляции может быть выражен следующей формулой:
Pmid  Ртах  Q
Ртах - максимальная мощность;
Q- относительная длительность импульсов, амплитудномодулируемая в пределах О  Q  1 на заданном такте управления. Относительная длительность импульсов определяется формулой:
Q  т и / т, где
т и - длительность импульса;
I - период повторения импульсов.
Модуляция длительности импульса производится с заданным тактом управления Т или периодом, на котором длительность импульсов Ти не меняется,
т.е. относительная длительность импульсов Q остается постоянной.
На фиг.З нриведена типовая циклограмма включения лазерных диодов, поясняющая закон модуляции интенсивности светоизлучения, где Р- мощность;
Т- текущее время;
и1,   длительности импульсов на тактах управления Т;
Ртах - максимальная мощность, соответствующая непрерывному
включению лазерных диодов, которой соответствует Q  1 (т и  т).
Тиновой лечебный сеанс может быгь реализован, например, следующей циклограммой включения лазерных диодов:
минимальная длительность импульсов „ min  Oj5 мс;
- период повторения импульсов т  50 мс (величина постоянная на всем участке управления);
такт управления Т  1 сек; дискретность изменения уровня мощности:
С Hmin/T   т.е. составляет 1 %.
Таким образом, уровень мощности меняется от О до  с дискретностью 1%, а частота включения лазерных диодов определяется отношением:
f  1/Т и равна 20 Гц.
Далее подводят волоконно-оптический световод с диффузором на дистальном конце к области злокачественной опухоли, подают команду «пуск и проводят лечебный сеанс, автоматически контролируя время и температуру нагрева с помощью температурного сенсора, включенного в систему автоматического управления режимом работы генератора лазерного излучения. При проведении лечебного сеанса оператор имеет возможность контролировать весь процесс с помощью устройства индикации, на котором отображаются такие основные данные, как: заданный уровень мощности по каждому каналу; заданная температура; фактическая температура; временные параметры циклограммы; признаки, характеризующие работу на участках переходного режима (разогрев) и термостабилизации; время, оставшееся до завершения процедуры, и ряд других.
Предложенная полезная модель устройства для лечения злокачественных опухолей позволяет осуществлять внутритканевый, дистанционный и внутриполостной (эндоскопический) нагрев и облучение пораженного з астка.
При этом предложенное устройство позволяет проводить не только последовательно, либо непрерьгоно последовательно сочетанные сеансы фотодинамической терапии и лазериндуцированной термотерапии с использованием модулированного лазерного излучения, но и одновременно сеансы лазериндуцированной термотерапии с фотодинамической терапией, что усиливает противоопухолевый эффект последней и позволяет повреждать опухоль на большую глубину и в большем объеме. Предложенное устройство дает также возможность изменять последовательность вьшолнения сеансов фотодинамической терапии и лазериндуцированной термотерапии, менять при этом и закон модулирования лазерного излучения, что позволяет расширить диапазон применяемых при лечении различных классов фотосенсибилизаторов. В целом все это значительно повышает эффективность проводимого лечения злокачественных опухолей и сокращает время лечения.