[發(fā)明專利]組織光熱效應(yīng)治療優(yōu)化與監(jiān)測方法與裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310663899.0
• 申請日: 2013-12-11
• 公開（公告）號: CN103919607A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權(quán)）人: 李志芳
• 主分類號: A61B18/22
• 分類號: A61B18/22;A61B5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光熱治療技術(shù)與監(jiān)測領(lǐng)域，具體涉及到激光誘導(dǎo)的光熱治療優(yōu)化與監(jiān)測的方法與裝置。

背景技術(shù)

腫瘤是影響人類健康重要的疾病。全國腫瘤登記中心發(fā)布的《2012中國腫瘤登記年報》指出：全國腫瘤死亡率為180.54/10萬，每年因癌癥死亡病例達(dá)270萬例。我國居民因癌癥死亡的幾率是13%，?即每7至8人中有1人因癌死亡。目前腫瘤的光熱治療的方法主要是凝固法和激光免疫療法。前者利用對組織的高溫凝固殺死腫瘤，后者利用光熱效應(yīng)殺死腫瘤釋放腫瘤抗原并結(jié)合免疫佐劑激發(fā)體內(nèi)的系統(tǒng)性抗癌免疫效應(yīng)。這兩種方法都要求我們必須實時的監(jiān)控整個治療過程中的溫度分布以及變化情況，從而防止創(chuàng)傷周圍正常組織并達(dá)到最佳療效。因此，需要對組織光熱效應(yīng)中的溫度進(jìn)行實時準(zhǔn)確地監(jiān)測，并能快速地反饋并調(diào)節(jié)治療光源。目前，光熱效應(yīng)中溫度的檢測方法主要是：超聲和磁共振方法。由于超聲的穿透深度高，它可以用于監(jiān)測光熱治療時的溫度的變化，但是超聲的分辨率低且對溫度變化的響應(yīng)慢；而磁共振方法的分辨率高而靈敏度高，但是磁共振方法笨重且速度慢。因此，發(fā)展新型有效的組織光熱效應(yīng)治療優(yōu)化和監(jiān)測的方法，猶為緊迫和十分重要。這正是本發(fā)明的意義之所在。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于發(fā)展一種組織光熱效應(yīng)治療優(yōu)化與監(jiān)測方法。該方法集成了連續(xù)強激光和脈沖激光，連續(xù)強激光用于產(chǎn)生組織的光熱效應(yīng)，而脈沖激光用于產(chǎn)生光聲信號并監(jiān)測組織溫度變化；該方法中的兩種激光器發(fā)出的激光通過光纖傳遞并同時輸入到軟彌散端多模光纖中，彌散端光纖采用微創(chuàng)的方式插入組織體內(nèi)，并對組織進(jìn)行光輻照；該方法還集成聚焦式超聲換能器，用于接收由脈沖激光產(chǎn)生的光聲信號，其信號可重建出高對比度高分辨率的組織光聲圖像，并利用光聲信號的強度大小的改變監(jiān)測組織的溫度變化，根據(jù)要求及時調(diào)整連續(xù)強激光劑量與輻照時間，以達(dá)到優(yōu)化的光熱效應(yīng)。過程操作性能靈敏，快捷，能夠同時實現(xiàn)光熱效應(yīng)優(yōu)化和監(jiān)測的效果。

一種實現(xiàn)上述的方法采用的裝置，包括連續(xù)激光發(fā)生器、脈沖激光發(fā)生器、光纖組件、聲采集組件、計算機組件，聲耦合組件、掃描機構(gòu)與計算機連接、樣品固定組件、數(shù)據(jù)采集卡、超聲換能器與數(shù)據(jù)采集卡線路連接、數(shù)據(jù)采集卡與計算機線路連接、計算機。其特征在于：連續(xù)強激光和脈沖激光同時輸入前端部為軟彌散多模光纖中，兩個激光器發(fā)出的激光通過光纖傳遞由軟彌散光纖的端面發(fā)出激光，對靶位組織的同一個區(qū)域進(jìn)行輻照。連續(xù)強激光用于生產(chǎn)光熱效應(yīng)，脈沖激光用于光聲信號的激發(fā)。并采用超聲換能器探測光聲信號，通過光聲信號的強度的變化來反映組織光熱效應(yīng)引起的溫度的變化，從而實時監(jiān)測組織的光熱效應(yīng)，并根據(jù)實測溫度變化調(diào)節(jié)連續(xù)激光的劑量和輻照時間，以達(dá)到優(yōu)化的光熱效應(yīng)。

本發(fā)明的工作原理：光纖彌散端的周圍組織受到連續(xù)強激光輻照時，吸收連續(xù)光的能量，引起此區(qū)域的溫度升高；同時，彌散端的周圍組織受到脈沖激光照射，產(chǎn)生光聲信號。組織的溫度與光聲信號強度存在一一對應(yīng)關(guān)系。因此，通過測量光聲信號可以反演出組織被測量區(qū)域的溫度。這不僅可以用于檢測組織的光熱效應(yīng)的溫度，還可以優(yōu)化光熱治療的光劑量和輻照時間。此方法方便快捷，能夠?qū)崿F(xiàn)光熱效應(yīng)優(yōu)化和監(jiān)測一體化。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：

1、本發(fā)明方法可以直接利用光聲信號反映組織的溫度，所以能夠做到準(zhǔn)確實時的監(jiān)測光熱效應(yīng)中溫度的變化。

2、本發(fā)明方法利用監(jiān)測到的組織溫度，及時調(diào)整連續(xù)激光的光劑量及照射時間，優(yōu)化組織光熱效應(yīng)以達(dá)到光熱治療中溫度要求。

3、本發(fā)明中將連續(xù)激光和脈沖激光輸入到帶有彌散端的光纖中，有效實現(xiàn)組織光熱效應(yīng)的治療優(yōu)化和監(jiān)測一體化，為臨床研究提供了一種便捷的方法。

4、本發(fā)明中采用微創(chuàng)的方式將彌散端光纖直接插入組織體內(nèi)，無需要采用光熱材料，避免毒性作用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明方法光聲信號在不同光功率（2，3，4W）與組織溫度的關(guān)系。

圖3為連續(xù)激光輻照時間和組織溫度（a）與光聲信號(b)的關(guān)系。

具體實施方式