Устройство для облучения бронхов пациента при фотодинамической терапии - RU2013098C1

Чертежи

Описание

Изобретение касается устройства для облучения бронхов пациента при фотодинамической терапии с оптическим волокном, подающим свет лазера в бронхоскоп.

Известен бронхоскоп, позволяющий отыскивать и лечить злокачественные опухоли легких [2] .

Для такого рода лечения пациенту впрыскивается порфирин. Через несколько дней опухолевая ткань поглощает из него значительно больше пигмента, чем здоровая ткань. Затем подвергается облучению подозреваемое место, например, с помощью ультрафиолетового криптонового лазера примерно при 410 нм, который присоединен к кварцевой волоконной оптике, таким образом распознается раковая ткань с помощью исходящего от нее красного света. Наряду с этим эффектом, который способствует отысканию опухолей, порфирин имеет еще другое предпочтительное свойство, которое заключается в том, что он сильно поглощает красный свет, причем в больной ткани вызывается ряд фотохимических реакций, которые умерщвляют обогащенную порфирином опухолевую ткань. Необходимый для этого красный свет может направляться к опухоли также с помощью кварцевой волоконной оптики, благодаря чему при подобного рода фотодинамической терапии селективно разрушается рак.

Описанное известное устройство позволяет лишь облучать расположенную перед концом волокна опухоль. Там же показано устройство для облучения пищевода, которое позволяет радиально рассеивать падающий аксиально свет. Для этого используется заполненная эпоксидной смолой тефлоновая трубка, причем торцовая поверхность конца волокна удалена на определенное расстояние по оси от содержащей частицы двуокиси титана массы эпоксидной смолы.

Известно устройство для облучения пищевода, в котором свободно уложенный своим светоизлучающим концом волоконный стержень заделан в рассеивающую среду, которая окружена светопроницаемой трубчатой защитной оболочкой [1] .

Однако, это устройство имеет следующие недостатки: конец светоизлучающего волоконного стержня очень далеко входит в рассеивающую среду, окруженную защитной оболочкой, вследствие чего радиальное излучение света ограничено весьма малой областью по сравнению с размерами трубчатой защитной оболочки. Другим недостатком является то, что диаметр этой защитной оболочки заметно превышает диаметр волокна, вследствие чего могут возникнуть трудности с прохождением этого устройства через биопсический канал бронхоскопа.

Исходя из этого, в основу изобретения положена задача создать такое обеспечивающее лучшее прохождение через канал бронхоскопа устройство, которое позволило бы увеличить область облучения в радиальном направлении, но и которое даже после длительности использования рассеивало бы радиально по возможности с небольшими потерями поданный с помощью волокна свет.

Эта задача решается за счет того, что, с одной стороны, волокно окружено световодной гибкой трубкой, выступающей за светоизлучающий торец волокна в продольном направлении на расстояние, во много раз превышающее ее диаметр, с другой стороны, за счет того, что конец волокна заделан в содержащую порошок двуокиси титана силиконовую массу, которая размещена в световодной гибкой трубке от конца волокна до конца трубки.

За счет такого исполнения устройства прежде всего достигается возможность его миниатюризации, упрощающая прохождение устройства через биопсический канал. Но одновременно достигается и хорошая эффективность устройства, поскольку волокно не входит далеко в рассеивающую среду, как в известных устройствах, а выступает только от световодной гибкой трубки, в которой находится содержащая порошок двуокиси титана силиконовая масса, в продольном направлении на расстояние, превышающее во много раз диаметр световодной гибкой трубки, вследствие чего радиальное излучение света может происходить в достаточно большой области. Кроме того, устройство, согласно изобретению, отличается еще высокой стойкостью против старения.

Согласно предпочтительному примеру выполнения колец волокна установлен в центрирующем цилиндре в световодной гибкой трубке, при этом между торцами центрирующего цилиндра и силиконовой массы трубки предусмотрен кольцевой зазор вокруг оптического волокна, радиально ограниченный световодной гибкой трубкой.

Световодная гибкая трубка выполнена из политетрафторэтилена и предпочтительно окружена установленной без возможности перемещения в осевом направлении наружной гибкой трубкой, выступающей за пределы рабочего конца световодной гибкой трубки, при этом за торцом гибкой трубки расположен алюминиевый цилиндр с зеркальной поверхностью, и заглушка, выполненная в виде цилиндра из политетрафторэтилена.

Между световодной гибкой трубкой и наружной гибкой трубкой предусмотрено кольцевое пространство, при этом световодная гибкая трубка выступает преимущественно на 3 см за пределы торца волокна и образует в этом участке рассеиватель.

Для этого силиконовая масса содержит семь промиллей порошка двуокиси титана с величиной зерен 0,2 мкм.

Согласно примеру выполнения изобретения световодная гибкая трубка имеет внутренний диаметр 0,8 мм и наружный диаметр 1,1 мм.

При этом наружная гибкая трубка выполнена из политетрафторэтилена и имеет внутренний диаметр 1,4 мм и наружный диаметр 1,9 мм.

Кроме того, концентрация порошка двуокиси титана в осевой средней зоне меньше, чем вблизи торцовых поверхностей у оптического волокна и алюминиевого цилиндра.

Изображенный на чертеже бронхиальный рассеиватель 1 света имеет достаточно малый диаметр, что проходит сквозь биопсический канал бронхоскопа.

Бронхиальный рассеиватель 1 света состоит из наружной гибкой трубки 2, выполненной из политетрафторэтилена (тефлона) с внутренним диаметром 1,4 мм и толщиной стенки 0,25 мм. Наружная гибкая трубка 2 простирается, начиная от конца 3 до расстояния, которое на целесообразную длину больше, чем длина используемого бронхоскопа. На дальнем конце 3 наружная гибкая трубка 2 закрыта тефлоновой заглушкой 4, которая своей наружной оболочкой плотно и прочно соединена с внутренней оболочкой наружной гибкой трубки.

К обращенной от дальнего конца 3 торцовой стороне тефлоновой заглушки 4 прилегает алюминиевый цилиндр 5, обращенная от дальнего конца 3 торцовая поверхность 6 которого выполнена в виде зеркала.

К торцовой поверхности 6 прилегает дальний конец 7 световодной гибкой трубки 8 из политетрафторэтилена, которая проходит через наружную гибкую трубку, причем между наружной оболочкой 9 световодной гибкой трубки 8 и внутренней оболочкой 10 наружной гибкой трубки 2 имеется кольцевой зазор. Световодная гибкая трубка 8 имеет наружный диаметр около 1,1 мм, в то время как наружная гибкая трубка 2 имеет внутренний диаметр 1,4 мм и наружный диаметр 1,9 мм.

В световодную гибкую трубку 8 выступает оптическое волокно 11, которое окружено покрытием 12 волокна. Оптическое волокно 11 имеет диаметр сердцевины 200 мкм и диаметр покрытия 280 мкм. Числовая апертура оптического волокна составляет 0,21.

Дальний конец 13 оптического волокна 11 закреплен в латунном центрирующем цилиндре 14, который, в свою очередь, заклеен без возможности перемещения в осевом направлении в световодной гибкой трубке 8. Конец 15 волокна в непосредственной близости от излучающей свет торцовой поверхности 16 выступает из центрирующего цилиндра 14 на короткую часть и заделан в силиконовую массу 17 таким образом, что между центрирующим цилиндром 14 и силиконовой массой 17 имеется заполненный воздухом кольцевой зазор 18.

Силиконовая масса 17 заполняет пространство между торцовой поверхностью 6 алюминиевого цилиндра 5 и кольцевым зазором 18. Она отличается высокой прозрачностью и не желтеет даже в течение времени. Чтобы повернуть исходящий в основном в осевом направлении из торцовой поверхности 16 оптического волокна 11 свет в радиальном направлении на стенки бронхов, силиконовая масса содержит рассеивающие частицы. Эти частицы состоят из порошка окиси титана, который подмешан в силиконовую массу 17. Предпочтительно силикон содержит семь промиллей TiO₂ с размером частиц 0,2 мкм.

В предпочтительном примере выполнения концентрация частиц TiO₂ в силиконовой массе 17 в зоне осевых концов заполняющей световодную гибкую трубку 8 силиконовой массы 17 выше, чем в средней зоне. Таким образом, вблизи торцовой поверхности 16 на конце 15 волокна и вблизи торцовой поверхности 6 на алюминиевом цилиндре 5 достигается более высокая интенсивность рассеянного там радиально света.

Принцип работы предлагаемого устройства следующий: рассеивающая среда (17), в которую заделан светоизлучающий конец (15) волокна (11), рассеивает свет, выходящий из конца по существу вдоль оси, в радиальном направлении.

Таким образом образуется излучающий свет радиально на 360 градусов бронхиальный рассеиватель света длиной около 3 см, который по причине его незначительного диаметра может вводиться даже в очень узкие бронхи.

Если вместо рассеивания света на 360 градусов желателен угол облучения, например, 180 градусов, внутреннюю сторону наружной гибкой трубки 2 можно оснастить зеркальным покрытием, которое в виде желоба простирается по половине периметра оболочки.

Реферат

Устройство для облучения бронхов пациента при фотодинамической терапии имеет подающее свет лазера в бронхоскоп оптическое волокно (н), окруженное световодной гибкой трубкой и наружной гибкой трубкой. Конец волокна заделан в содержащую порошок двуокись титана TiO₂ силиконовую массу, которая содержит семь промиллей частиц TiO₂ с размером 0,2 мкм. Силиконовая масса заполняет передний конец световодной гибкой трубки до торцовой поверхности действующего в качестве зеркала алюминиевого цилиндра. Рассеянный частицами TiO₂ свет выходит радиально через световодную гибкую трубу и передний участок наружной гибкой трубки и нагружает бронхи пациента. 9 з. п. ф - лы, 1 ил.

Формула