專利名稱：實體腫瘤錐形散射激光治療系統的制作方法
技術領域：
本實用新型屬醫療器械，尤其涉及實體腫瘤錐形散射激光治療系統，適用于所有淺表、深部實體腫瘤。如原發性肝癌、繼發性肝癌、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引導下植入腫瘤中心，然后激光輻照，把光能轉化為熱能。技術關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，才能有效擴大治療范圍和避免損傷機體。熱療系統主要由激光器、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性能和治療效果的二個重要技術參素。產商提供成品激光器和光纖，而經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處理，轉化為低能量的激光光強分布。目前國外應用化學腐蝕法研制的有裸光纖治療頭和柱型發散光纖治療頭。前者傳輸熱量集中在尖端，易導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。后者應用適當的激光功率和暴露時間，發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，適用于所有淺表、深部實體腫瘤的治療，如原發性肝癌、繼發性肝癌、肺癌、腎癌、胰腺癌、子宮癌、乳房癌等良惡性腫瘤。具有以下優點(1)光強分布均勻，形態易控制，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，還可避免熱療區外的血管等重要結構的損傷。(4)散射光纖治療頭制作簡便，經濟，無污染；(5)激光光纖本身是滅菌的，可反復使用，價格低廉(100元/米)，合乎經濟原則，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炭化從而影響治療效果。
圖2為錐形散射光纖治療頭結構示意圖。
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DioMED30型GaAIAs半導體激光器，波長810nm，功率0.5-30w，體積175mm×390mm×387mm，凈重12kg。當激光器功率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℃。術后1個月熱凝固肝組織壞死橫徑31.0mm，且壞死區無殘留活組織(參見圖3)。效果明顯優于國內外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別？根據生物組織與激光相互作用研究，如轉移性肝癌、肝細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、肝細胞癌、轉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參數，穿透率越強，消融直徑越大。因此，半導體散射激光熱凝固肝癌的效果可能比肝組織更好。當消融更大體積的實體腫瘤時，可根據腫瘤長徑，調換相應長度的治療頭，根據腫瘤橫徑，可應用分光技術或2根以上的光纖同時作用，熱場互補。使用本實用新型技術對機體影響小、并發癥少，可反復進行，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。
權利要求1.實體腫瘤錐形散射激光治療系統，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.根據權利要求1所述的實體腫瘤錐形散射激光治療系統，其特征是錐形的角度為10°＜α＜90°。
3.根據權利要求1所述的實體腫瘤錐形散射激光治療系統，其特征是激光器1采用波長為810nm的半導體激光作為輸出激光。
4.根據權利要求1所述的實體腫瘤錐形散射激光治療系統，其特征是傳輸光纖2與激光治療頭3為活動連接。
5.根據權利要求1所述的實體腫瘤錐形散射激光治療系統，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，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，還可避免熱療區外的血管等重要結構的損傷。本實用新型結構設計合理、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 優先權日2002年5月26日
發明者洪德飛, 童利民, 彭淑牖 申請人:浙江大學醫學院附屬邵逸夫醫院