專利名稱：實(shí)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(shí)用新型屬醫(yī)療器械，尤其涉及實(shí)體腫瘤錐形散射激光治療系統(tǒng)，適用于所有淺表、深部實(shí)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(shí)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(dá)到治療溫度以上，引起腫瘤凝固壞死。又要避免局部溫度過(guò)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(kuò)大治療范圍和避免損傷機(jī)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(gè)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(qiáng)分布，不能直接用于熱消融實(shí)體腫瘤。治療實(shí)體腫瘤必須把這種高能量的激光光強(qiáng)通過(guò)技術(shù)處理，轉(zhuǎn)化為低能量的激光光強(qiáng)分布。目前國(guó)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(guò)高而碳化，進(jìn)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(shí)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(qiáng)不易控制，不適合治療臟器淺表的實(shí)體腫瘤。
本實(shí)用新型研制的實(shí)體腫瘤錐形散射激光治療系統(tǒng)，適用于所有淺表、深部實(shí)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(diǎn)(1)光強(qiáng)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(qiáng)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(shí)體腫瘤組織，應(yīng)用時(shí)，光纖頭無(wú)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(guò)散射光纖治療頭散射，使功率高的聚集光強(qiáng)的分布均勻彌散(低功率)，不僅可擴(kuò)大熱療范圍，縮短輻照時(shí)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(jiǎn)便，經(jīng)濟(jì)，無(wú)污染；(5)激光光纖本身是滅菌的，可反復(fù)使用，價(jià)格低廉(100元/米)，合乎經(jīng)濟(jì)原則，利于推廣使用；(6)本實(shí)用新型的激光治療頭使用時(shí)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(shí)施例2把長(zhǎng)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(guó)產(chǎn)DioMED30型GaAIAs半導(dǎo)體激光器，波長(zhǎng)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(cè)能器(Huttinger，Umkirch，Germany)測(cè)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(cè)生物組織，當(dāng)熱凝固10分鐘健康家兔16只肝組織時(shí)，測(cè)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(gè)月熱凝固肝組織壞死橫徑31.0mm，且壞死區(qū)無(wú)殘留活組織(參見圖3)。效果明顯優(yōu)于國(guó)內(nèi)外NdYAG報(bào)道NdYAG激光，2-6W作用時(shí)間15-40分鐘，家犬肝組織凝固壞死直徑15mm。
激光熱消融實(shí)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(qiáng)，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(shí)體腫瘤體積的重要技術(shù)參數(shù)，穿透率越強(qiáng)，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(shí)體腫瘤時(shí)，可根據(jù)腫瘤長(zhǎng)徑，調(diào)換相應(yīng)長(zhǎng)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(shí)作用，熱場(chǎng)互補(bǔ)。使用本實(shí)用新型技術(shù)對(duì)機(jī)體影響小、并發(fā)癥少，可反復(fù)進(jìn)行，適用于局部熱療消融肝癌、肺癌等實(shí)體腫瘤，最終達(dá)到切除目的。
權(quán)利要求1.實(shí)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(shí)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(shí)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(zhǎng)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(shí)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(dòng)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)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(shí)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(shí)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(shí)體腫瘤組織，治療頭無(wú)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(shí)用新型不僅可擴(kuò)大熱療范圍，縮短輻照時(shí)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(shí)用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、新穎。適用于所有淺表、深部實(shí)體腫瘤的治療。
文檔編號(hào)A61B18/20GK2559324SQ0221772
公開日2003年7月9日 申請(qǐng)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(qǐng)人:浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬邵逸夫醫(yī)院