光熱和光動(dòng)力治療裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種光熱和光動(dòng)力治療裝置，包括封閉的治療腔室以及封裝于所述治療腔室內(nèi)的激光器、加熱板、光學(xué)系統(tǒng)、血氧儀、熱成像系統(tǒng)以及空氣凈化器；所述激光器發(fā)射激光通過(guò)所述光學(xué)系統(tǒng)向治療體提供光源，所述光學(xué)系統(tǒng)用于控制激光的光斑大小以控制光源的功率密度；所述加熱板用于給所述治療腔室加熱，以保持治療體的溫度；所述血氧儀用于監(jiān)測(cè)治療體的血氧濃度變化；所述熱成像系統(tǒng)用于檢測(cè)治療體的局部或整體溫度；所述空氣凈化器用于凈化所述治療腔室內(nèi)的空氣；所述治療腔室上還設(shè)置有通氣孔，用于向所述治療腔室內(nèi)輸入氧氣或麻醉劑。本發(fā)明將光熱和光動(dòng)力治療結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)小動(dòng)物或培養(yǎng)板里的細(xì)胞進(jìn)行光熱和/或光動(dòng)力治療。
【專利說(shuō)明】光熱和光動(dòng)力治療裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種物理療法的一種裝置，特別涉及一種用于對(duì)小動(dòng)物腫瘤或培養(yǎng)板里的細(xì)胞進(jìn)行治療的光熱和光動(dòng)力治療裝置。
【背景技術(shù)】 [0002]傳統(tǒng)的手術(shù)切除、化療、放療或生物治療已在腫瘤治療方面取得了非凡的成就，但是其毒副作用、多藥耐藥等問(wèn)題仍難以克服。近年來(lái)，穿透皮膚的近紅外光激活納米材料的光熱、光動(dòng)力治療因其存在非侵襲、無(wú)毒、靶向、高效等優(yōu)勢(shì)而日益受到親睞。光熱治療是指利用各種致熱源的熱效應(yīng)，將腫瘤區(qū)或全身加熱至有效治療的溫度，并維持一定的時(shí)間，利用正常組織和腫瘤組織對(duì)溫度耐受力的差異，達(dá)到既能殺滅腫瘤細(xì)胞又不損傷正常組織的治療方法。光動(dòng)力療法(PhotodynamicTherapyJDT)是二十世紀(jì)七十年代末問(wèn)世而在近幾年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的一種針對(duì)(血管)增生性病變組織的選擇性治療新技術(shù)，該療法是完全不同于手術(shù)、放療、化療和免疫治療之后的又一種正在研究、快速發(fā)展中的嶄新療法，已成為世界腫瘤防治科學(xué)中最活躍的研究領(lǐng)域之一。光動(dòng)力治療一種是以光、光敏劑和氧的相互作用為基礎(chǔ)的疾病局部處理的治療模式，已被美國(guó)食品藥物管理局(U.S.FoodandDrugAdministration,FDA)正式批準(zhǔn)應(yīng)用于局部腫瘤的治療。光動(dòng)力治療涉及到光敏劑被光激發(fā)釋放出活性氧和單線態(tài)氧，引導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡或壞死。國(guó)內(nèi)外已經(jīng)在光熱、光動(dòng)力治療開(kāi)展了大量的實(shí)驗(yàn)，但是目前缺乏把激光和光熱或光動(dòng)力結(jié)合治療小動(dòng)物腫瘤的儀器設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種把激光和光熱或光動(dòng)力結(jié)合治療小動(dòng)物腫瘤的儀器設(shè)備。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案:
[0005]一種光熱和光動(dòng)力治療裝置，其中，包括封閉的治療腔室以及封裝于所述治療腔室內(nèi)的激光器、加熱板、光學(xué)系統(tǒng)、血氧儀、熱成像系統(tǒng)以及空氣凈化器；所述激光器發(fā)射激光通過(guò)所述光學(xué)系統(tǒng)向治療體提供光源，所述光學(xué)系統(tǒng)用于控制激光的光斑大小以控制光源的功率密度；所述加熱板用于給所述治療腔室加熱，以保持治療體的溫度；所述血氧儀用于監(jiān)測(cè)治療體的血氧濃度變化；所述熱成像系統(tǒng)用于檢測(cè)治療體的局部或整體溫度；所述空氣凈化器用于凈化所述治療腔室內(nèi)的空氣；所述治療腔室上還設(shè)置有通氣孔，用于向所述治療腔室內(nèi)輸入氧氣或麻醉劑。
[0006]優(yōu)選地，該裝置還包括一計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)分別與所述激光器、加熱板、光學(xué)系統(tǒng)、血氧儀、熱成像系統(tǒng)以及空氣凈化器連接，用于控制所述激光器、加熱板、光學(xué)系統(tǒng)、血氧儀、熱成像系統(tǒng)以及空氣凈化器。
[0007]優(yōu)選地，所述激光器還連接有一激光功率計(jì)，用于檢測(cè)所述激光器3發(fā)射激光的功率。[0008]優(yōu)選地，所述治療體為小動(dòng)物或培養(yǎng)板里的細(xì)胞。
[0009]優(yōu)選地,所述激光器發(fā)射的激光的波長(zhǎng)范圍是600~1400nm，功率大小為0.1~10W。
[0010]優(yōu)選地，照射到所述治療體的光源的功率密度為0.1~lOW/cm2。
[0011]優(yōu)選地，該治療裝置對(duì)所述治療體同時(shí)進(jìn)行光熱和光動(dòng)力治療。
[0012]本發(fā)明具有如下的有益效果:
[0013]本發(fā)明將光熱和光動(dòng)力治療結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)小動(dòng)物或培養(yǎng)板里的細(xì)胞分別進(jìn)行光熱或光動(dòng)力治療或者是同時(shí)進(jìn)行光熱和光動(dòng)力治療，在治療的過(guò)程中可以通過(guò)血氧儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)治療體的血氧濃度變化；通過(guò)熱成像系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測(cè)治療體的局部或整體溫度；該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明一具體實(shí)施例提供的光熱和光動(dòng)力治療裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]附圖標(biāo)記:
[0016]1-計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，2-治療腔室，201-通氣孔，3-激光器，301-激光功率計(jì)，4_加熱板，5-光學(xué)系統(tǒng),6-血氧儀,7-熱成像系統(tǒng),8-空氣凈化器。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為了更好地闡述本發(fā)`明的技術(shù)特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)，以下結(jié)合實(shí)施例及其附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0018]如前所述，本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的問(wèn)題，提供了一種把激光和光熱或光動(dòng)力結(jié)合治療小動(dòng)物腫瘤的儀器設(shè)備。如圖1所示，本實(shí)施例提供的光熱和光動(dòng)力治療裝置包括計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)1、封閉的治療腔室2以及封裝于所述治療腔室2內(nèi)的激光器3、加熱板4、光學(xué)系統(tǒng)5、血氧儀6、熱成像系統(tǒng)7以及空氣凈化器8。所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)I分別與所述激光器3、加熱板4、光學(xué)系統(tǒng)5、血氧儀6、熱成像系統(tǒng)7以及空氣凈化器8連接,用于控制所述激光器3、加熱板4、光學(xué)系統(tǒng)5、血氧儀6、熱成像系統(tǒng)7以及空氣凈化器8。所述激光器3發(fā)射激光通過(guò)所述光學(xué)系統(tǒng)5照射到治療體(小動(dòng)物或培養(yǎng)板里的細(xì)胞)上，向治療體提供光源，所述光學(xué)系統(tǒng)5用于控制激光的光斑大小以控制光源的功率密度，其中，所述激光器3還連接有一激光功率計(jì)301，用于檢測(cè)激光器3發(fā)射激光的功率，再通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)5進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到所需要的功率密度。所述加熱板4用于給所述治療腔室2加熱，以保持治療體的溫度。所述血氧儀6用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)治療體的血氧濃度變化，間接反映光動(dòng)力治療的效果。所述熱成像系統(tǒng)7用于檢測(cè)治療體的局部或整體溫度。所述空氣凈化器8用于凈化所述治療腔室2內(nèi)的空氣，本實(shí)施例中，所述空氣凈化器8為活性炭空氣凈化器。所述治療腔室2上還設(shè)置有通氣孔201，用于向所述治療腔室2內(nèi)輸入氧氣或麻醉劑；在對(duì)小動(dòng)物進(jìn)行治療時(shí)，通過(guò)通氣孔連接麻醉劑，以對(duì)小動(dòng)物進(jìn)行麻醉；或者在進(jìn)行光動(dòng)力治療時(shí)，通過(guò)通氣孔輸入氧氣，以調(diào)節(jié)小動(dòng)物體內(nèi)的血氧濃度。
[0019]在本發(fā)明中，所述激光器3發(fā)射的激光的波長(zhǎng)范圍是600~1400nm，功率大小的范圍是0.1~IOW ;照射到所述治療體的光源的功率密度大小的范圍是0.1~lOW/cm2。其中，在進(jìn)行光熱治療時(shí)，光源的功率密度大小的范圍是0.3~lOW/cm2 ;在進(jìn)行光動(dòng)力治療時(shí)，光源的功率密度大小的范圍是0.1~5W/cm2。可以通過(guò)安裝具有連續(xù)波長(zhǎng)的激光器來(lái)獲得不同波長(zhǎng)的光源，也可以通過(guò)更換激光器來(lái)獲得不同波長(zhǎng)的光源。
[0020]下面介紹采用本發(fā)明提供的光熱和光動(dòng)力治療裝置分別進(jìn)行光熱和光動(dòng)力治療的具體例子。
[0021]1、小動(dòng)物光熱治療
[0022]首先打開(kāi)活性炭空氣凈化器8凈化治療腔室2內(nèi)的空氣IOmin后，在小老鼠腫瘤內(nèi)注入50 μ g/mL的吲哚菁綠200 μ L，將小老鼠置于37°C的加熱板4上，并通過(guò)加熱板4加熱保持該溫度，將小老鼠的鼻孔對(duì)準(zhǔn)通氣孔201，由通氣孔201連接麻醉機(jī)對(duì)小老鼠進(jìn)行麻醉。打開(kāi)激光器3，激光器3發(fā)射的激光的波長(zhǎng)為808nm，調(diào)節(jié)激光器的功率為4W，通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)5調(diào)節(jié)激光的光斑大小為4cm2，使得照射到小老鼠腫瘤位置的光源功率密度為IW/cm2,同時(shí)通過(guò)激光功率計(jì)301測(cè)定功率并進(jìn)一步校準(zhǔn)。通過(guò)與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)I連接的熱成像系統(tǒng)7觀測(cè)小老鼠及腫瘤位置的溫度變化。
[0023]2、小動(dòng)物光動(dòng)力治療
[0024]首先打開(kāi)活性炭空氣凈化器8凈化治療腔室2內(nèi)的空氣IOmin后，在小老鼠腫瘤內(nèi)注入50μ g/mL的吲哚菁綠200μ L，然后在小老鼠腹腔注射戊巴比妥對(duì)小老鼠進(jìn)行麻醉，將小老鼠置于37°C的加熱板4上，并通過(guò)加熱板4加熱保持該溫度，將小老鼠的鼻孔對(duì)準(zhǔn)通氣孔201,從通氣孔201輸入氧氣增強(qiáng)老鼠體內(nèi)的血氧濃度。打開(kāi)激光器3,激光器3發(fā)射的激光的波長(zhǎng)為670nm，調(diào)節(jié)激光器的功率為2W，通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)5調(diào)節(jié)激光的光斑大小為4cm2，使得照射到小老鼠腫瘤位置的光源功率密度為0.5ff/cm2,同時(shí)通過(guò)激光功率計(jì)301測(cè)定功率密度并進(jìn)一 步校準(zhǔn)。通過(guò)與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)I連接的血氧儀6觀測(cè)小老鼠及腫瘤位置的血氧濃度的變化。
[0025]3、小動(dòng)物光動(dòng)力-光熱治療
[0026]首先打開(kāi)活性炭空氣凈化器8凈化治療腔室2內(nèi)的空氣IOmin后，在小老鼠腫瘤內(nèi)注入50 μ g/mL的吲哚菁綠200 μ L，然后在小老鼠腹腔注射戊巴比妥對(duì)小老鼠進(jìn)行麻醉，將小老鼠置于37°C的加熱板4上，并通過(guò)加熱板4加熱保持該溫度，將小老鼠的鼻孔對(duì)準(zhǔn)通氣孔201,從通氣孔201輸入氧氣增強(qiáng)老鼠體內(nèi)的血氧濃度。打開(kāi)激光器3,激光器3發(fā)射的激光的波長(zhǎng)為670nm，調(diào)節(jié)激光器的功率為2W，通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)5調(diào)節(jié)激光的光斑大小為4cm2，使得照射到小老鼠腫瘤位置的光源功率密度為0.5ff/cm2,同時(shí)通過(guò)激光功率計(jì)301測(cè)定功率密度并進(jìn)一步校準(zhǔn)。通過(guò)與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)I連接的血氧儀6觀測(cè)小老鼠及腫瘤位置的血氧濃度的變化。通過(guò)與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)I連接的熱成像系統(tǒng)7觀測(cè)小老鼠及腫瘤位置的溫度變化。
[0027]4、細(xì)胞光熱治療
[0028]首先將MCF-7乳腺癌細(xì)胞(培養(yǎng)基中吲哚菁綠濃度為50 μ g/mL)加入培養(yǎng)板中，將培養(yǎng)板置于37°C的加熱板4上，并通過(guò)加熱板4加熱保持該溫度，打開(kāi)激光器3，激光器3發(fā)射的激光的波長(zhǎng)為808nm，調(diào)節(jié)激光器的功率為10W，通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)5調(diào)節(jié)激光的光斑大小為1cm2，使得照射到培養(yǎng)板位置的光源功率密度為lOW/cm2，同時(shí)通過(guò)激光功率計(jì)301測(cè)定功率并進(jìn)一步校準(zhǔn)。通過(guò)與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)I連接的熱成像系統(tǒng)7觀測(cè)培養(yǎng)板中的溫度變化。
[0029]5、細(xì)胞光動(dòng)力治療[0030]首先將MCF-7乳腺癌細(xì)胞(培養(yǎng)基中吲哚菁綠濃度為50 μ g/mL)加入培養(yǎng)板中，將培養(yǎng)板置于37°C的加熱板4上，并通過(guò)加熱板4加熱保持該溫度，打開(kāi)激光器3，激光器3發(fā)射的激光的波長(zhǎng)為980nm，調(diào)節(jié)激光器的功率為1W，通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)5調(diào)節(jié)激光的光斑大小為10cm2，使得照射到培養(yǎng)板位置的光源功率密度為0.1ff/cm2,同時(shí)通過(guò)激光功率計(jì)301測(cè)定功率并進(jìn)一步校準(zhǔn)。通過(guò)與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)I連接的血氧儀6觀測(cè)氧濃度的變化。
[0031]綜上所述,本發(fā)明將光熱和光動(dòng)力治療結(jié)合,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)小動(dòng)物或培養(yǎng)板里的細(xì)胞分別進(jìn)行光熱或光動(dòng)力治療，在治療的過(guò)程中可以通過(guò)血氧儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)治療體的血氧濃度變化；通過(guò)熱成像系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測(cè)治療體的局部或整體溫度；該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低。
[0032]需要說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開(kāi)來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0033]雖然本發(fā)明是參照其示例性的實(shí)施例被具體描述和顯示的，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對(duì)其進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)的各種改`變。
【權(quán)利要求】
1.一種光熱和光動(dòng)力治療裝置，其特征在于，包括封閉的治療腔室(2)以及封裝于所述治療腔室(2)內(nèi)的激光器(3)、加熱板(4)、光學(xué)系統(tǒng)(5)、血氧儀(6)、熱成像系統(tǒng)(7)以及空氣凈化器(8);所述激光器(3)發(fā)射激光通過(guò)所述光學(xué)系統(tǒng)(5)向治療體提供光源，所述光學(xué)系統(tǒng)(5)用于控制激光的光斑大小以控制光源的功率密度；所述加熱板(4)用于給所述治療腔室(2)加熱，以保持治療體的溫度；所述血氧儀(6)用于監(jiān)測(cè)治療體的血氧濃度變化；所述熱成像系統(tǒng)(7)用于檢測(cè)治療體的局部或整體溫度；所述空氣凈化器(8)用于凈化所述治療腔室(2)內(nèi)的空氣；所述治療腔室(2)上還設(shè)置有通氣孔(201)，用于向所述治療腔室(2)內(nèi)輸入氧氣或麻醉劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光熱和光動(dòng)力治療裝置，其特征在于，該裝置還包括一計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(1)，所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(I)分別與所述激光器(3)、加熱板(4)、光學(xué)系統(tǒng)(5)、血氧儀(6)、熱成像系統(tǒng)(7)以及空氣凈化器(8)連接，用于控制所述激光器(3)、加熱板(4)、光學(xué)系統(tǒng)(5)、血氧儀(6)、熱成像系統(tǒng)(7)以及空氣凈化器(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要 求2所述的光熱和光動(dòng)力治療裝置，其特征在于，所述激光器(3)還連接有一激光功率計(jì)(301)，用于檢測(cè)所述激光器(3)發(fā)射激光的功率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的光熱和光動(dòng)力治療裝置，其特征在于，所述治療體為小動(dòng)物或培養(yǎng)板里的細(xì)胞。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光熱和光動(dòng)力治療裝置，其特征在于，所述激光器(3)發(fā)射的激光的波長(zhǎng)范圍是600~1400nm，功率大小為0.1~10W。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光熱和光動(dòng)力治療裝置，其特征在于，照射到所述治療體的光源的功率密度為0.1~lOW/cm2。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光熱和光動(dòng)力治療裝置，其特征在于，所述空氣凈化器(8)為活性炭空氣凈化器。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光熱和光動(dòng)力治療裝置，其特征在于，該治療裝置對(duì)所述治療體同時(shí)進(jìn)行光熱和光動(dòng)力治療的裝置。
【文檔編號(hào)】A61N5/06GK103638606SQ201310740459
【公開(kāi)日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】蔡林濤, 鄭明彬, 趙鵬飛, 羅震宇, 龔萍, 鄭翠芳 申請(qǐng)人:深圳先進(jìn)技術(shù)研究院