帶有螢光診斷功能的光動力治療裝置的製作方法

2023-12-01 02:41:21 2

專利名稱：帶有螢光診斷功能的光動力治療裝置的製作方法
技術領域：
帶有螢光診斷功能的光動力治療裝置
技術領域：
本實用新型涉及光電子類醫療器械技術領域，特別涉及腫瘤光動力診斷學 和光動力治療學的一種帶有螢光診斷功能的光動力治療裝置。背景4支術
醫學領域中，攝取光敏劑的活體組織受到適當的波長光照射時，會因光敏 劑受激發而產生單態氧和自由基以攻擊靶組織，此現象稱為光動力效應。利用
光動力效應治療疾病的方法稱為光動力療法(Photodynamic Therapy, PDT )。由 於光敏劑注入腫瘤患者體內後，會在腫瘤組織中形成較高濃度並維持較長時間， 因此選擇合適時機對肺瘤實施治療光照射，將引發強烈的光動力損傷，既直接 殺滅腫瘤細胞，還廣泛破壞腫瘤微血管網，實現腫瘤控制。
光源是光動力治療的關鍵設備，其波長和功率應能滿足光動力治療對光劑 量的嚴格要求，即綜合考慮光敏劑吸收特性和組織光透特性後的優選波長，以 及在較大範圍投照仍可保證足夠能流率的有效總輸出。現有技術用於光動力治 療的光源有雷射器和囟素燈兩類。雷射器的優勢是單色性好，光傳帶寬可與光 敏劑要求完全匹配，輸出大且可通過光纖高效傳輸。目前臨床中常用的是半導 體雷射器，而其他雷射器則因可靠性、實用性、可維護性等問題被逐步淘汰。 但高功率半導體雷射器成本較高，壽命較有限，是一種以腔內介入治療應用為 主的高端產品。在僅需作表面照射治療的應用領域，大功率囟素燈是一種可供 考慮的選擇，其優勢是成本較低。但卣素燈光語帶中只有很窄的一段可與光敏 劑要求匹配，需加裝帶通濾光片方能使用，輸出利用率太低，難以提供足夠高 的有效輸出來滿足大面積照射的需求，應用受到很大局限。近年來高速發展的 半導體發光二極體(Light Emitting Diode, LED),具有單色性較好(光語帶寬 20nni),發光效率髙、壽命長(可達10萬小時)、成本低、體積小等明顯優勢、 通過多器件疊加後有效輸出可達數瓦，甚至數十瓦，非常適合應用於體表或外 科開放面的表面照射光動力治療。
當光敏劑受到合適波長的光照射時，還會產生波長較長的螢光，此現象稱
(Photodynamic Diagnosis, PDD)。在光動力診斷中通常選擇藍紫光為激發光源， 以獲得較高的螢光量子產率和較豐富的螢光信息。由於腫瘤組織和正常組織中 的光敏劑濃度存在較大差異，因此通過光動力診斷可清楚界定腫瘤侵犯區和周 邊正常區。這既可用於腫瘤的早期發現，也可用於腫瘤治療的目標指示。另一 方面，由於光敏劑在激發光的持續照射下將出現光漂白現象，光漂白會削弱光 動力作用並減少焚光量子產率，因此利用螢光分析還有可能確定光漂白的程度， 進而評估靶區組織的光動力反應量。
在傳統的光動力治療方案中，光動力診斷與光動力治療是分開進行的，且 依賴於不同的設備，因此診新對治療的指導作用將因信息對接的困難和人為判 斷的誤差而弱化，更重要的是無法對靶區的光動力治療過程進行實時的自動監 控，並對治療效果進行及時的客觀評估。
實用新型內容
為了解決現有技術中光動力診斷裝置與光動力治療裝置依賴於不同的設備 且分開進行，診斷對治療的指導作用會因信息對接的困難和人為判斷的誤差而 弱化的缺陷，本實用新型提供一種既可實現診斷功能又可實現治療功能的帶有 螢光診斷功能的光動力治療裝置。
本實用新型解決現有技術問題，所採用的技術方案是提供一種帶有螢光診 斷功能的光動力治療裝置，其包括核心控制模塊、LED陣列螢光激發光源、 LED陣列治療光源和圖像採集模塊，該核心控制模塊連接並分別控制該LED陣 列螢光激發光源和LED陣列治療光源的開啟和關閉，該核心控制模塊同時與該
圖像採集模塊相連，對該圖像採集模塊採集到的螢光圖像進行分析，然後將解 析數據與預設數據對比後發出控制指令。
本實用新型帶有螢光診斷功能的光動力治療裝置的進一步改進是包括與 該核心控制模塊連接的超聲波測距模塊。
本實用新型帶有螢光診斷功能的光動力治療裝置的進一步改進是該圖像 採集模塊是CCD螢光照相機。
本實用新型帶有螢光診新功能的光動力治療裝置的進一步改進是該LEI)
陣列治療光源的中心波長是630nm,最大輸出功率是IOW。
本實用新型帶有螢光診斷功能的光動力治療裝置的進一步改進是該LED 陣列螢光激發光源的中心波長430nm，最大輸出500mW。
相較於現有技術，本實用新型帶有螢光診斷功能的光動力治療裝置的有益 效果是具有診斷模式和治療模式兩種工作模式，可以實現治療前光照範圍的 實地確認和光照劑量的個體設計；治療中靶區反應的實時檢測和光照劑量的自 動調整；治療後殺傷效果的隨訪評估和腫瘤殘留的早期發現。因此有利於提高 設備的信息化水平，增強光動力治療的科學性，同時為個體化治療創造條件。 同時本實用新型有利於降低光動力治療的成本，提高設備的智能化水平，同時 減輕醫生的工作強度，減少人為的判斷失誤。

圖1是本實用新型帶有螢光診斷功能的光動力治療裝置的基本原理結構示 意圖2是圖1中帶有螢光診斷功能的光動力治療裝置100的一種實施方式結 構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
請參考圖1,是本實用新型帶有螢光診斷功能的光動力治療裝置的基本原理 結構示意圖。本實用新型帶有焚光診斷功能的光動力治療裝置100適合於體表
或外科開放面的表面照射光動力治療。該帶有螢光診斷功能的光動力治療裝置
100包括核心控制模塊1、 LED陣列萸光激發光源2、 LED陣列治療光源3和圖 像採集模塊4，該核心控制模塊1連接並分別控制該LED陣列螢光激發光源2 和LED陣列治療光源3的開啟和關閉，該核心控制模塊1同時與該圖像採集模 塊4相連，對該圖像採集模塊4採集到的萸光圖像進行分析，然後將解析數據 與預設數據對比後發出提示信號或控制指令。該帶有焚光診斷功能的光動力治 療裝置IOO具有兩種工作模式，即診斷模式和治療模式，當該LED陣列菱光激 發光源2開啟且該LED陣列治療光源3關閉時處於治療模式；當該LED陣列治 療光源3開啟且該LED陣列螢光激發光源2關閉時處於治療模式。診斷模式和 治療模式分別用於治療前後的光動力診斷和治療過程的光劑量監控。
請一同參考圖2,是圖1中帶有螢光診斷功能的光動力治療裝置100的一種 實施方式結構示意圖。
該帶有螢光診斷功能的光動力治療裝置300裝置包括主機31、與主機31連 接的操作頭32、滑鼠33、鍵盤34、操作按鍵35和顯示屏36,該主機31內部 包括核心控制模塊(圖未示)和電源(圖未示)，該操作頭32是實施光動力診斷和光 動力治療的主體，其內部集成了中心波長630nm最大輸出IOW的LED陣列治 療光源、中心波長430mn最大輸出500mW的LED陣列螢光激發光源、超聲波 測距模塊和電荷耦合(Charge Co叩ling Device, CCD)圖像採集模塊，其中該CCD 圖像採集模塊是CCD螢光照相機，用於表面照射光動力治療的智能化監控,該 操作按鍵35用於使用者直接操作，其包括控制LED陣列螢光激發光源的螢光 開關，指示光開關，控制LED陣列治療光源的治療光開關，自動治療鍵等,，該 顯示屏36顯示採集到的圖像或者出報告等。
該帶有螢光診斷功能的光動力治療裝置300的主要工作過程如下
該主機31開機後，其內部的核心控制模塊先對連接在該主機31上的周邊 模塊工作狀態進行自檢，同時通過該顯示屏36提示操作者輸入患者資料、光敏 劑名稱、工作模式等基本信息，並進一步提示操作者將該操作頭32對準病變部 位，開啟該操作按鍵35的指示光開關，調節該操作頭32的位置使光束完全覆 蓋病變部位。
當該帶有螢光診斷功能的光動力治療裝置300工作在診斷模式時，操作者 輸入開始命令，開啟該操作按鍵35中的螢光開關，該主機31內部的核心控制 模塊控制該操作頭32內部的LED陣列螢光激發光源開啟，採集螢光圖像並通 過圖像處理給出病變預估範圍。操作者據此微調該操作頭32的位置，然後分別 採集白光圖像和螢光圖像存檔。
當該帶有螢光診斷功能的光動力治療裝置300工作在治療模式時，搡作者 輸入開始命令，該主機31內部的核心控制模塊控制該操作頭32內部的超聲測 距模塊測量該操作頭32到被照部位的距離，計算出所需光功率和預估照射時間， 然後開啟該操作按鍵35中的治療光開關。在治療過程中，以預估照射時間的10% 為一個時間單位，每個時間單位結束後自動或操作者關閉LED陣列治療光源， 開啟LED陣列螢光激發光源，採集焚光圖像存檔，並將解析數據與初始數據進 行比較，判斷照射劑量是否達到最佳值，如未達到則關閉LED陣列螢光激發光 源，開啟LED陣列治療光源繼續治療，如達到則關閉LED陣列治療光源，採集 白光圖像存檔，並在該顯示屏36上提示治療結束。這時該主機31自動將治療 全程的所有圖像、數據注入電子病例。該主機31內部還包括具備自動優化升級 功能的螢光分析軟體，當醫生將每個病例治療前後的病理診斷結果及相關信息 輸入系統後，系統將依統計學規律自動優化升級該螢光分析軟體。
相較於現有技術，本實用新型帶有焚光診斷功能的光動力治療裝置100、300 具有診斷模式和治療模式兩種工作模式，可以實現治療前光照範圍的實地確 認和光照劑量的個體設計；治療中靶區反應的實時檢測和光照劑量的自動調整； 治療後殺傷效果的隨訪評估和肺瘤殘留的早期發現。因此有利於提高設備的信 息化水平，增強光動力治療的科學性，同時為個體化治療創造條件。同時本實 用新型有利於降低光動力治療的成本，提高設備的智能化水平，同時減輕醫生 的工作強度，減少人為的判斷失誤。因此隨著診療病例總數的增加，設備分析 判斷的精確性和符合率將隨著增加。
上述的詳細描述僅是示範性描述，本領域技術人員在不脫離本實用新型所 保護的範圍和精神的情況下，可4艮據不同的實際需要設計出各種實施方式。
權利要求1.一種帶有螢光診斷功能的光動力治療裝置，其特徵在於包括核心控制模塊、LED陣列螢光激發光源、LED陣列治療光源和圖像採集模塊，該核心控制模塊連接並分別控制該LED陣列螢光激發光源和LED陣列治療光源的開啟和關閉，該核心控制模塊同時與該圖像採集模塊相連，對該圖像採集模塊採集到的螢光圖像進行分析，然後將解析數據與預設數據對比後發出控制指令。
2. 根據權利要求1所述的帶有螢光診斷功能的光動力治療裝置，其特徵在 於包括與該核心控制模塊連接的超聲波測距模塊。
3. 根據權利要求1所述的帶有螢光診斷功能的光動力治療裝置，其特徵在 於該圖像採集模塊是CCD焚光照相機。
4. 根據權利要求1所述的帶有螢光診斷功能的光動力治療裝置，其特徵在 於該LED陣列治療光源的中心波長是630nm,最大輸出功率是IOW。
5. 根據權利要求1所述的帶有螢光診斷功能的光動力治療裝置，其特徵在 於該LED陣列螢光激發光源的中心波長430nm,最大輸出500mW。
專利摘要本實用新型提供一種帶有螢光診斷功能的光動力治療裝置，其包括核心控制模塊、LED陣列螢光激發光源、LED陣列治療光源和圖像採集模塊，該核心控制模塊連接並分別控制該LED陣列螢光激發光源和LED陣列治療光源的開啟和關閉，該核心控制模塊同時與該圖像採集模塊相連，對該圖像採集模塊採集到的螢光圖像進行分析，然後將解析數據與預設數據對比後發出控制指令。本實用新型具有診斷模式和治療模式，可以實現治療前光照範圍的實地確認和光照劑量的個體設計；治療中靶區反應的實時檢測和光照劑量的自動調整；治療後殺傷效果的隨訪評估和腫瘤殘留的早期發現。
文檔編號A61B5/00GK201058022SQ200720119060
公開日2008年5月14日 申請日期2007年3月20日 優先權日2007年3月20日
發明者張文生, 棟 楊, 王曉峰, 莫亞平 申請人:深圳市微創醫學科技有限公司