Автоматизированный лазерный комплекс для диагностики и лечения заболеваний методом фотодинамической терапии в онкологии

Авторы патента:

A61N5/00 - Лучевая терапия ( ультразвуковая терапия A61N 7/00; устройства и аппаратура для терапии и диагностики A61B 6/00; наложение или введение радиоактивного материала в организм человека A61M 36/00)

Владельцы патента RU 2649211:

Муравьев Михаил Викторович (RU)

Изобретение относится к медицинской технике, а более конкретно к лазерной аппаратуре для осуществления диагностики и фотодинамической терапии злокачественных опухолей и других новообразований. Комплекс содержит: компьютерный блок управления, который находится в связи и управляется диагностическим излучателем, с длиной волны излучения 405 нм, видеокамерой с интерференционным светофильтром, с лазером с длиной волны 660 нм, микрозеркальной DLP матрицей и блоком фокусировки. При этом лазерный комплекс работает в двух режимах: диагностический и терапевтический, которые чередуются попеременно: 1 секунда - диагностический режим и 30 секунд - терапевтический режим. Изобретение позволяет снизить стоимость оборудования, снизить вес конструкции, повысить точность, как определения границ патологического очага, так и повысить точность воздействия на патологический очаг при осуществлении лечения, за счет использования микрозеркальной DLP матрицы, а также предотвратить смещения воздействующего луча на патологический очаг за счет совмещения режимов работ комплекса: 1 секунда - диагностический режим и 30 секунд - терапевтический режим. 1 ил.

Из предшествующего уровня техники известно многоволновое лазерное устройство для фотодинамической диагностики и терапии, включающее в себя: источник света импульсного лазера, в том числе лазерный генераторов, способный излучать лазерный свет и имеющий пиковую длину волны 395-415 нм, и лазерный луч, имеющий пиковую длину волны 625-645 нм, генератор импульсов пульсирующего лазерного луча; оптическую систему световодов ведущих множество частей лазерного луча в одной части; и волоконно-оптический кабель, способный облучать объект, с лазерным светом (JP 2012232014 (А) 29.11.2012).

Известно устройство для люминесцентной диагностики и фотодинамической терапии фотосенсибилизированных патологических участков, содержащее диагностико-дозирующий модуль и модуль облучения. Диагностико-дозирующий модуль включает соединенные последовательно блок люминесцентного определения топологии патологии, блок кадровой памяти, блок формирования топологии воздействия и систему отображения информации о топологии патологии и воздействия. Модуль облучения включает источник лазерного излучения с управляемым пространственно-временным распределением, блок управления пространственно-временным распределением лазерного излучения, вход которого соединен с выходом блока формирования топологии воздействия диагностико-дозирующего модуля, и оптическую систему переноса этого излучения на патологический участок (SU 1547097 26.07.90). В частности, в описанном устройстве блок определения топологии патологии представляет собой высокояркостный электронно-лучевой прибор с блоками питания электродов, системами фокусировки и отклонения электронного пучка, приемной оптической системой, монохроматором, фотоприемником и усилителем, а источник лазерного излучения с управляемым пространственно-временным распределением включает в себя лазерный электронно-лучевой прибор (ЛЭЛП), длины волн излучения которого лежат в спектральном диапазоне поглощения фотосенсибилизатора, с системами модуляции тока возбуждающего электронного пучка, его фокусировки и отклонения, блоками питания электродов ЛЭЛП, усилителем модулирующего сигнала, соединенным с системой модуляции тока возбуждающего электронного пучка ЛЭЛП. Модуль облучения известного устройства облучает патологический участок с распределением мощности и дозы излучения модуля в соответствии с распределением топологии люминесценции опухолетропного фотосенсибилизатора и оказывает преимущественное терапевтическое воздействие именно на зону опухолевого поражения.

Также известно устройство для люминисцентной диагностики и фотодинамической терапии. Устройство содержит диагностико-дозирующий модуль с блоком определения топологии патологии, блоком кадровой памяти, блоком формирования топологии воздействия и системой отображения информации о топологии патологии и воздействия и модуль облучения с источником лазерного излучения, блоком управления пространственно-временным распределением лазерного излучения и оптической системой переноса излучения на облучаемый патологический участок. Дианостико-дозирующий модуль дополнительно содержит блок выбора режима работы, блок управления режимом диагностики, управляемый электронный коммутатор. Блок определения топологии патологии содержит высокочувствительную видеокамеру со спектрально-селективной оптической системой и имеет спектральное окно прозрачности в спектральном диапазоне люминесценции фотосенсибилизатора (RU 2221605 С2 20.01.2004).

Недостатками известных устройств являются:

- высокая стоимость производства оборудования;

- большой вес конструкции;

- использование высокого напряжения;

- присуствие рентгеновского излучения из-за применения в конструкции высокого напряжения;

- использование жидкого азота в качестве хладагента для охлаждения излучателя установки;

- использование трансформаторного масла для изоляции от высоковольтных пробоев элементов конструкции и охлаждения;

- большой вес и габариты устройства.

Так, для формирования топологии распределения мощности излучения модуля облучения в соответствии с распределением топологии флуоресценции, вызываемой излучением диагностико-дозирующего модуля, необходимо облучать патологический участок излучением обоих модулей (и диагностико-дозирующего модуля, и модуля облучения), совмещая поля излучения модулей с высокой точностью. Неизбежные отличия в положениях обоих модулей по отношению к облучаемому участку, а также в свойствах оптических систем переноса их излучения и целом ряде других факторов приводят к тому, что точность дозирования воздействия по патологическому участку существенно снижается. Кроме того, наличие двух излучателей, требующих, как правило, наличия целого ряда специальных источников питания, приводит к усложнению и удорожанию всего устройства в целом.

Наряду с вышесказанным, недостатками известных устройств для лазерной диагностики и фотодинамической терапии, является не высокая точность определения локализации патологического очага и его и границы воздействия на него.

Задача изобретения направлена на устранение вышеуказанных недостатков известных ранее устройств.

Технический результат заявленного комплекса заключается в снижении стоимости оборудования, упрощении конструкции комплекса, не используется высокое напряжение, а также предлагаемое изобретение повышает точность как определения границ патологического очага, так и повышения точности воздействия на патологический очаг при осуществлении лечения за счет использования микрозеркальной DLP матрицы, а также предотвращение смещения воздействующего луча на патологический очаг за счет совмещения режимов работ комплекса: 1 секунда - диагностический режим (работа излучателя 405 нм и видеокамеры) и 30 секунд - терапевтический режим (работа лазера 660 нм и микрозеркальной матрицы).

Заявленный технический результат реализуется за счет того, что лазерный комплекс включает (см. фиг. 1) компьютерный блок управления (1), который связан с диагностическим излучателем, с длиной волны излучения 405 нм (2), видеокамерой с интерференционным светофильтром (3), с лазером с длиной волны 660 нм (4), микрозеркальной DLP матрицей (5) и блоком фокусировки (6).

Под рабочую зону комплекса помещают пациента, которому предварительно вводят фотосенсибилизатор. Затем диагностическим излучателем с длиной волны излучения 405 нм на кожном покрове пациента формируют равномерное световое пятно. Попавшая в зону облучения опухоль, накопившая фотосенсибилизатор, начинает флуорисцировать, излучая свет в области 669 нм. Данное излучение флуорисценции регистрируется видеокамерой, перед которой установлен интерференционный светофильтр, отрезающий диагностическое излучение (405 нм), возбуждающее флуорисценцию, после чего принятый видеокамерой видеосигнал передается компьютерному блоку управления, который запоминает и обрабатывает поступившую информацию, расчитывает необходимые параметры проведения сеанса ФДТ. Затем компьютерный блок управления отправляет управляющий сигнал на микрозеркальную DLP матрицу, которая своими микрозеркалами формирует изображение, соответствующее конфигурации и расположению флуорисцирующего опухолевого очага. При этом изучение диагностического излучателя (405 нм) на момент терапевтического облучения опухолевого очага выключается, после чего компьютерный блок управления включает на необходимое время и на необходимую мощность лазер (660 нм). Излучение этого лазера, отразившись от микрозеркальной DLP матрицы, имеет точную конфигурацию опухолевого очага. Далее микрозеркалами DLP матрицы лазерное излучение, имеющее точную конфигурацию опухолевого очага, блоком фокусировки точно проецируется на флуорисцирующий опухолевый очаг. Таким образом, происходит терапевтическое облучение опухолевого очага. В целях предотвращения смещения облучаемой опухоли из-за движения пациента диагностический и терапевтический режимы работы комплекса чередуются попеременно: 1 секунда – диагностический режим (работа излучателя 405 нм и видеокамеры), 30 секунд - терапевтический режим (работа лазера 660 нм и микрозеркальной матрицы). Таким образом, заявленный комплекс рассчитан для работы в полностью автоматическом режиме. Медицинским персоналом задается только доза облучения в джоулях. Но при необходимости возможна корректировка параметров работы комплекса в ручном режиме. Кроме того, предусмотрена возможность электронного ведения протокола сеанса ФДТ и видеозапись и фотофиксация опухолевого очага до, во время диагностики и во время лечения, а также ведение протокола сеанса ФДТ в электронном виде.

Автоматизированный лазерный комплекс для диагностики и лечения заболеваний методом фотодинамической терапии в онкологии, включающий блок управления и диагностический излучатель, отличающийся тем, что компьютерный блок управления находится в связи с диагностическим излучателем с длиной волны излучения 405 нм, предназначенным для облучения диагностируемого опухолевого очага для возбуждения флуорисценции в опухолевой ткани, с видеокамерой с интерференционным светофильтром, регистрирующей флуорисценцию опухолевого очага и передающей сигнал блоку управления, с лазером терапевтического излучателя с длиной волны излучения 660 нм, необходимым для проецирования изображения опухоли микрозеркальной DLP матрицей, формирующей своими микрозеркалами изображение опухолевого очага, и блоком фокусировки, проецирующим изображение опухолевого очага, сформированного DLP матрицей, на сам опухолевый очаг, причем лазерный комплекс работает в двух режимах: диагностический и терапевтический, которые чередуются попеременно: 1 секунда - диагностический режим и 30 секунд - терапевтический режим, а параметры чередования режимов могут быть различными.

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам для лучевой терапии и медицинской визуализации. Система лучевой терапии содержит блок трехмерной визуализации в реальном масштабе времени, который генерирует базовое изображение и трехмерные изображения в режиме реального времени по меньшей мере участка области тела субъекта, включающей в себя целевой объект и один или более органов, подверженных риску (ОПР), блок регистрации, который деформируемо регистрирует плановое изображение области тела субъекта и базовое изображение, а также наносит карту способностей ткани поглощать излучение в плановом изображении на базовое изображение, блок движения, который измеряет движение целевого объема и ОПР в процессе проведения лучевой терапии на основе изображений в реальном масштабе времени, и подсистему расчета дозы в реальном масштабе времени, которая вычисляет дозу облучения на основе способностей ткани поглощать излучение, нанесенных в виде карты с базового изображения или планового изображения на трехмерные изображения в реальном масштабе времени, причем доза облучения в реальном масштабе времени основана на первоначальных интенсивностях пучков излучения, ведущих к каждому пересекаемому вокселу и пересекающих его, ослаблении вдоль траектории каждого из пучков излучения и времени, при котором каждый пучок пересекает каждый воксель.

Система фототерапии, которая приспосабливается к положению младенца при неонатальном уходе // 2644920

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам фототерапии для младенца. Система содержит поддерживающую младенца основную часть, один или более датчиков, которые формируют один или более выходных сигналов, передающих информацию, относящуюся к положению младенца на верхней поверхности поддерживающей младенца основной части, множество источников света, переносимых поддерживающей младенца основной частью, размещенных так, что, в ответ на активацию подмножества из множества источников света, электромагнитное излучение направляется через верхнюю поверхность поддерживающей младенца основной части, и один или более процессоров, выполненных с возможностью исполнять компьютерные программные модули, которые содержат модуль положения, выполненный с возможностью определять положение младенца на верхней поверхности поддерживающей младенца основной части, причем положение включает в себя направление, в котором обращены глаза младенца, и модуль освещения, выполненный с возможностью управлять одним или более подмножествами источников света из множества источников света на основе определенного положения младенца и направления, в котором обращены глаза младенца, так, что испускаемое электромагнитное излучение обеспечивает фототерапию для младенца, и так, что испускаемое электромагнитное излучение непосредственно не падает на глаза младенца, причем модуль освещения дополнительно выполнен с возможностью отклонять и/или выключать одно или более подмножеств источников света, близких к глазам младенца, в ответ на определение, что глаза младенца обращены к верхней поверхности поддерживающей младенца основной части, и вызывать одно или несколько подмножеств источников света для излучения электромагнитного излучения, в ответ на определение, что глаза младенца обращены в сторону от верхней поверхности поддерживающей младенца основной части.

Фототерапевтическая установка для создания фокусированного уфв излучения и синтеза витамина d и соответствующие системы и способы // 2644752

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к фототерапевтическим средствам для выработки витамина D. Фототерапевтическая установка содержит корпус, по меньшей мере частично определяющий зону облучения с возможностью помещения в нее по меньшей мере части тела пациента, источник ультрафиолетового (УФ) излучения в корпусе и фильтр, расположенный между источником УФ излучения и зоной облучения, который содержит интерференционное покрытие и выполнен с возможностью по меньшей мере устранять УФ излучение вне заданного спектра, при этом заданный спектр имеет полосу не более 10 нм и центрирован примерно на 297 нм, при этом источник УФ излучения и фильтр определяют узел фокусированного ультрафиолетового-В (УФВ) излучения, который дополнительно содержит отражатель, по меньшей мере частично окружающий источник УФ излучения и выполненный с возможностью направления УФ энергии, излучаемой источником УФ излучения, к фильтру, а отражатель выполнен с возможностью по меньшей мере коллимировать УФ энергию, излучаемую источником УФ излучения, перед тем как источник УФ излучения контактирует с фильтром.

Твердотельная лазерная установка с диодной накачкой для лечения сосудистых образований кожи и подкожной клетчатки // 2644690

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для лечения сосудистых образований кожи и подкожной клетчатки. Твердотельная лазерная установка с диодной накачкой для лечения сосудистых образований кожи и подкожной клетчатки, содержащая лазер, работающий в желто-зеленом диапазоне длин волн, источник питания, излучатель с системой накачки, систему управления и оптоволоконную систему транспортировки лазерного излучения, при этом установка дополнительно содержит преобразователи излучения в инфракрасную область спектра (1150-1250 нм), генератор второй гармоники или генератор суммарной частоты для преобразования излучения в желто-зеленую область спектра на нелинейных кристаллах и генератор синусоидальных напряжений, при этом излучатель выполнен в виде твердотельного лазера с накачкой полупроводниковым диодом, состоящим из неодимсодержащего активного элемента, полупрозрачного зеркала и размещенного между ними акустооптического затвора, подключенного к генератору синусоидальных напряжений.

Способ определения оптимального срока выполнения оперативного вмешательства после пролонгированной лучевой терапии при раке прямой кишки // 2639392

Изобретение относится к области медицины, в частности к онкологии, и предназначено для определения оптимального срока выполнения оперативного вмешательства после пролонгированной лучевой терапии при раке прямой кишки.

Излучатель // 2630868

Изобретение относится к области медицины и биологии и может быть использовано для получения сверхвысокочастотного электромагнитного излучения. Излучатель содержит конусообразный отражатель, проводники и замкнутые контуры, проходящие через ферритовые кольца.

Излучатель // 2625269

Физиотерапевтический аппарат // 2612802

Настоящее изобретение относится к разделу медицинской техники, точнее к аппаратам дециметрового и сантиметрового диапазонов волн, и может быть использовано при лечении легочных заболеваний, воспалительных процессов, для быстрого заживления и обезболивания ран, ожоговых травм, флебитов, маститов, артритов и артрозов, радикулитов и других заболеваний.

Мобильный рентгеновский аппарат // 2611748

Изобретения относятся к медицинской технике, а именно к мобильным рентгеновским аппаратам. Мобильный рентгеновский аппарат включает в себя основание для размещения блока управления и источника питания, а также перемещаемый шарнирный рычаг, поддерживающий рентгеновский аппликатор, содержащий рентгеновскую трубку для испускания рентгеновского луча, имеющего центральную ось, через выходное окно для облучения объекта, причем рентгеновский аппарат дополнительно включает в себя дозиметрическую систему на основе фантома, включающую в себя эквивалентный ткани материал, при этом дозиметрическая система содержит по меньшей мере два дозиметра, обеспеченные в эквивалентном ткани материале на определенных глубинах.

Способ лечения когнитивных нарушений при хронической ишемии мозга // 2607942

Изобретение относится к медицине, а именно к неврологии и геронтологии, и может быть использовано при лечении когнитивных нарушений при хронической ишемии мозга. Проводят биосинхронизацию лазерного воздействия с фазами ритмов увеличения кровенаполнения ткани.

Калибровочное приспособление // 2650037

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам для калибровки системы введения воздействующего элемента в объект. Калибровочное приспособление содержит узел предоставления изображений для предоставления первого изображения, показывающего удлиненное устройство введения, и устройство слежения, выполненное с возможностью отслеживать устройство введения и вставляться в устройство введения настолько далеко по длине устройства введения, насколько возможно, и второго изображения, показывающего устройство введения и калибровочный элемент, который имеет те же размеры, что и воздействующий элемент, и который должен быть вставлен в устройство введения настолько далеко по длине устройства введения, насколько возможно, узел идентификации для идентификации конца устройства введения, устройства слежения и калибровочного элемента на первом и втором изображениях, узел определения относительного положения в пространстве устройства слежения и калибровочного элемента из первого и второго изображений, на которых были идентифицированы конец устройства введения, устройство слежения и калибровочный элемент. Приспособление для определения плана воздействия на целевую область внутри объекта содержит узел предоставления положения устройства слежения в устройстве введения, узел определения позиции и формы устройства введения, узел предоставления позиции и формы целевой области, узел определения плана воздействия в зависимости от позиции и формы устройства введения, позиции и формы целевой области, наиболее удаленного положения устройства слежения в устройстве введения и относительного положения в пространстве устройства слежения и калибровочного элемента. Способ калибровки системы введения воздействующего элемента в объект проводят посредством калибровочного приспособления с использованием машиночитаемого носителя для калибровки системы введения воздействующего элемента. Способ определения плана воздействия на целевую область внутри объекта проводят с помощью приспособления для определения плана воздействия с использованием машиночитаемого носителя для определения плана воздействия. Использование группы изобретений позволяет повысить точность позиционирования воздействующего элемента внутри объекта. 6 н. и 9 з.п. ф-лы, 11 ил.

Способ обнаружения жизнедеятельности, способ управления жизнедеятельностью и способ передачи информации, касающейся жизнедеятельности // 2650202

Группа изобретений относится к медицине и может быть использована для обнаружения активного состояния в живом объекте, управления им, а также для передачи информации, связанной с активным состоянием в живом объекте. Облучают живой объект первой электромагнитной волной, имеющей заданную длину волны, причем заданная длина волны включена в диапазон от 1,028 до 2,50 мкм. Обнаруживают активное состояние или его изменение, относящееся к второй электромагнитной волне. Вторая электромагнитная волна имеет ту же длину волны, что и упомянутая заданная длина волны. Вторую электромагнитную волну получают от детектируемого участка в живом объекте. Заданная длина волны относится к изменению длины волны полосы поглощения. Изменение длины волны полосы поглощения относится к колебанию атомов в детектируемом участке. Колебание атомов относится к по меньшей мере одному из атомов азота и углерода. Устройство наблюдения содержит светоизлучающий элемент, выполненный с возможностью излучения первой электромагнитной волны с упомянутой длиной волны для облучения живого объекта. Фотодетектор выполнен с возможностью приема второй электромагнитной волны с той же длиной волны, что и первая. Группа изобретений обеспечивает обнаружение активного состояния в живом объекте с высоким пространственным разрешением. 5 н. и 13 з.п. ф-лы, 39 ил., 6 табл.