專利名稱：實體腫瘤錐形散射激光治療系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬醫(yī)療器械，尤其涉及實體腫瘤錐形散射激光治療系統(tǒng)，適用于所有淺表、深部實體腫瘤。如原發(fā)性肝癌、繼發(fā)性肝癌、肺癌、腎癌、胰腺癌、子宮癌、乳房癌等良惡性腫瘤。
NdYAG激光局部熱消融實體腫瘤的原理把光纖治療頭在B超或CT引導(dǎo)下植入腫瘤中心，然后激光輻照，把光能轉(zhuǎn)化為熱能。技術(shù)關(guān)鍵是既要使治療范圍達到治療溫度以上，引起腫瘤凝固壞死。又要避免局部溫度過高，使組織汽化和碳化而影響激光在腫瘤組織的穿越，從而影響熱量傳導(dǎo)，才能有效擴大治療范圍和避免損傷機體。熱療系統(tǒng)主要由激光器、傳輸光纖和激光治療頭等基本部件組成，其中激光及輸出頭是影響系統(tǒng)性能和治療效果的二個重要技術(shù)參素。產(chǎn)商提供成品激光器和光纖，而經(jīng)光纖輸出的激光為直線型高能量密度的聚集激光光強分布，不能直接用于熱消融實體腫瘤。治療實體腫瘤必須把這種高能量的激光光強通過技術(shù)處理，轉(zhuǎn)化為低能量的激光光強分布。目前國外應(yīng)用化學(xué)腐蝕法研制的有裸光纖治療頭和柱型發(fā)散光纖治療頭。前者傳輸熱量集中在尖端，易導(dǎo)致局部溫度過高而碳化，進一步阻止激光的穿越而影響療效。后者應(yīng)用適當(dāng)?shù)募す夤β屎捅┞稌r間，發(fā)散光纖可均勻破壞較大的腫瘤而避免碳化，但激光的光強不易控制，不適合治療臟器淺表的實體腫瘤。
本實用新型研制的實體腫瘤錐形散射激光治療系統(tǒng)，適用于所有淺表、深部實體腫瘤的治療，如原發(fā)性肝癌、繼發(fā)性肝癌、肺癌、腎癌、胰腺癌、子宮癌、乳房癌等良惡性腫瘤。具有以下優(yōu)點(1)光強分布均勻，形態(tài)易控制，不同的錐角可以獲得不同空間范圍的光強分布，從而治療不同橫徑大小的腫瘤；(2)散射頭有效的使光纖輸出的直線狀激光變化為尖端朝上的錐型，好似“燈罩”一樣輻照實體腫瘤組織，應(yīng)用時，光纖頭無需刺入腫瘤深部，僅照射于邊緣，可降低腫瘤組織侵襲性；(3)通過散射光纖治療頭散射，使功率高的聚集光強的分布均勻彌散(低功率)，不僅可擴大熱療范圍，縮短輻照時間，還可避免熱療區(qū)外的血管等重要結(jié)構(gòu)的損傷。(4)散射光纖治療頭制作簡便，經(jīng)濟，無污染；(5)激光光纖本身是滅菌的，可反復(fù)使用，價格低廉(100元/米)，合乎經(jīng)濟原則，利于推廣使用；(6)本實用新型的激光治療頭使用時套外套，不僅可避免治療頭直接接觸腫瘤組織，防止污染激光治療頭被污染，還可避免與治療頭接觸的組織表面出現(xiàn)炭化從而影響治療效果。
圖2為錐形散射光纖治療頭結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為錐形散射激光光纖治療頭熱消融肝組織橫斷面圖。
實施例2把長度為10-15mm錐形激光散射治療頭(3)的一端與激光器(2)輸出光纖連接，激光器(2)使用英國產(chǎn)DioMED30型GaAIAs半導(dǎo)體激光器，波長810nm，功率0.5-30w，體積175mm×390mm×387mm，凈重12kg。當(dāng)激光器功率6.0w，用測能器(Huttinger，Umkirch，Germany)測得散射頭輸出功率為2.1w。為隔離光纖治療頭(3)與生物組織直接接觸，在散射光纖治療頭(3)上裝上玻璃套管(4)。用16只健康家兔的肝組織作為受測生物組織，當(dāng)熱凝固10分鐘健康家兔16只肝組織時，測得光纖中心溫度96.39±3.97℃，距光纖10mm肝組織溫度46.10±4.58℃。術(shù)后1個月熱凝固肝組織壞死橫徑31.0mm，且壞死區(qū)無殘留活組織(參見圖3)。效果明顯優(yōu)于國內(nèi)外NdYAG報道NdYAG激光，2-6W作用時間15-40分鐘，家犬肝組織凝固壞死直徑15mm。
激光熱消融實體腫瘤與消融健康生物組織有何區(qū)別？根據(jù)生物組織與激光相互作用研究，如轉(zhuǎn)移性肝癌、肝細(xì)胞性肝癌的激光穿透率比正常肝組織強，670nmYAG的激光在正常肝、硬化肝、肝細(xì)胞癌、轉(zhuǎn)移肝癌的組織穿透率分別為0.75mm、0.97mm、1.43mm、2.78mm。激光穿透率是消融實體腫瘤體積的重要技術(shù)參數(shù)，穿透率越強，消融直徑越大。因此，半導(dǎo)體散射激光熱凝固肝癌的效果可能比肝組織更好。當(dāng)消融更大體積的實體腫瘤時，可根據(jù)腫瘤長徑，調(diào)換相應(yīng)長度的治療頭，根據(jù)腫瘤橫徑，可應(yīng)用分光技術(shù)或2根以上的光纖同時作用，熱場互補。使用本實用新型技術(shù)對機體影響小、并發(fā)癥少，可反復(fù)進行，適用于局部熱療消融肝癌、肺癌等實體腫瘤，最終達到切除目的。
權(quán)利要求1.實體腫瘤錐形散射激光治療系統(tǒng)，由激光器1、傳輸光纖2和激光治療頭3組成，其特征是激光治療頭3為裸露的纖芯，其表面磨砂并呈錐形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實體腫瘤錐形散射激光治療系統(tǒng)，其特征是錐形的角度為10°＜α＜90°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實體腫瘤錐形散射激光治療系統(tǒng)，其特征是激光器1采用波長為810nm的半導(dǎo)體激光作為輸出激光。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實體腫瘤錐形散射激光治療系統(tǒng)，其特征是傳輸光纖2與激光治療頭3為活動連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實體腫瘤錐形散射激光治療系統(tǒng)，其特征是激光治療頭3外套有套管4。
專利摘要一種實體腫瘤錐形散射激光治療系統(tǒng)，主要由激光器(1)、傳輸光纖(2)、錐形散射激光治療頭(3)和套管(4)組成，激光治療頭(3)為裸露的纖芯，其表面磨砂并呈錐形。本實用新型可有效的使光纖輸出的直線狀激光變化為尖端朝上的錐型，好似“燈罩”一樣輻照實體腫瘤組織，治療頭無需刺入腫瘤深部，僅照射于邊緣，可降低腫瘤組織侵襲性。使用本實用新型不僅可擴大熱療范圍，縮短輻照時間，還可避免熱療區(qū)外的血管等重要結(jié)構(gòu)的損傷。本實用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、新穎。適用于所有淺表、深部實體腫瘤的治療。
文檔編號A61B18/20GK2559324SQ0221772
公開日2003年7月9日 申請日期2002年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月26日
發(fā)明者洪德飛, 童利民, 彭淑牖 申請人:浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬邵逸夫醫(yī)院