СПОСОБ И ЭНДОСКОП ДЛЯ ИЗБИРАТЕЛЬНОЙ ФОТОТЕРАПИИ Российский патент 1998 года по МПК A61B1/00 

Изобретение относится к области медицины, в частности, к эндоскопии (гастроскопии, онкологии), фототерапии, эндоскопической хирургии.

В настоящее время в клинической практике все шире находят применение фототерапевтические методы лечения заболеваний, основной задачей которых является доставка на поверхность очага патологии светового воздействия характерной длины волны, заданной мощности и длительности [1]. Сегодня для доставки лазерного излучения к объекту наибольшее распространение получили моноволоконные зонды. В этом случае, для того чтобы сообщить необходимую дозу излучения, врачу требуется либо сканировать лучом (торцем световода) по поверхности объекта, что не обеспечивает равномерности подачи излучения на поверхности объекта и требует длительной монотонной работы в течение сеанса фототерапии или при фотовоздействии, либо подвергать фотовоздействию всю обозреваемую поверхность, что не всегда возможно в силу существенной разницы предельных допустимых доз для здоровых тканей и терапевтических доз или уровней мощности фотовоздействия для патологических. В случае эндоскопического лечения задача избирательного фотовоздействия стоит особо остро, так как появляется необходимость в защите здоровых участков внутренних органов от передозировки лазерным излучением [1, 2, 3].

Известны способы обеспечения избирательности фотовоздействия во время эндоскопических операций посредством эндоскопа и экранирующего инструмента [2, 3]. Недостатком этого способа является необходимость манипуляции эндоскопом и экранирующим инструментом одновременно в течение всего фототерапевтического сеанса, при этом зачастую приходится использовать специальные (хирургические) методы для введения экранирующего инструмента в оперционное пространство эндоскопа. Обычно через инструментальный канал эндоскопа [4] с помощью моноволокна осуществляется фотовоздействие, а экранирующий инструмент защищает здоровые участки поверхности от попадания лазерного излучения. Что требует от оператора управления двумя инструментами и эндоскопом одновременно при, и без того, монотонной процедуре.

Известны эндоскопы, выбранные в качестве прототипа, представляющие собой гастродуоденоскоп с двумя инструментальными каналами [5, 6] и эндоскоп с каналом фотовоздействия, размещенным на поверхности гибкого тубуса [7].

Недостатками прототипа являются все также сложность манипуляции прибором и двумя инструментами световодным и экранирующим, специально разработанным для введения в операционное пространство через второй инструментальный канал эндоскопа, при этом аспирация операционного пространства затруднена и отсутствует возможность использования какого-либо иного эндоскопического инструмента (фиг.1). В случае внешнего размещения канала фотовоздействия [7] имеет место существенная неоднородность упругости гибкой части эндоскопа при его изгибе в различных направлениях, при этом не обеспечивается избирательность фотовоздействия.

Задачей изобретения является увеличение эффективности лечения за счет снижения травматизма здоровых тканей при фототерапевтических процедурах со средней мощностью оптического излучения P_ср до 400 мВт/см² в диапазоне длин волн 500 - 740 нм.

Указанная задача решается тем, что в одном из каналов эндоскопа с двумя инструментальными каналами устанавливается канал формирования и передачи фотовоздействия, обеспечивающий передачу лазерного излучения (средняя мощность до 400 Вт/см²) в соответствии с маской-диафрагмой, решающей задачу избирательности (экранирования), при этом второй инструментальный канал остается свободным для аспирации или использования произвольного эндоскопического инструмента.

Указанная задача известными конструкциями не решалась. Сопоставительный анализ с прототипами позволяет сделать вывод, что заявляемый эндоскоп отличается тем, что в один из инструментальных каналов устанавливается канал формирования и передачи фотовоздействия (КФПФ), состоящий из микрообъектива, волоконно-оптического зонда [8] и маски диафрагмы. Эндоскоп в сборе представляет собой гастродуоденоскоп состоящий из инструментального канала - 1, инструментального канала - 2, тракта аспирации, канала подачи воды и воздуха, канала передачи изображения, канала освещения [фиг.2], в инструментальном канале которого размещен канал формирования и передачи картины фотовоздействия. Заявитель в просмотренных источниках информации не обнаружил технических решений аналогичных заявленному, поэтому предлагаемое устройство соответствует критерию "новизна". Так как предлагаемое устройство отличается от известных наличием новых существенных признаков, то оно соответствует критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 показаны способы обеспечения избирательности фотовоздействия с помощью эндоскопического инструментария, на фиг.2 - структурная схема эндоскопа, где 1 - источник лазерного излучения, 2 - маска-диафрагма и устройство совмещения, 3 - волоконно-оптический зонд, 4 - дистальная (погружаемая) часть эндоскопа, 5 - инструмент, 6 - микрокомпрессор, 7 - наглазник эндоскопа, 8 - осветитель, (А.) - канал формирования и передачи фотовоздействия (инструментальный канал 1), (Б.) - инструментальный канал 2, (В. ) - тракт аспирации и канал подачи воды и воздуха, (Г.) - канал передачи изображения, (Д.) - канал освещения; на фиг.3 - состав канала формирования и передачи фотовоздействия, где 1 - микрообъектив, 2 - волоконно-оптический зонд, 3 - устройство совмещения, 4 - маска-диафрагма, 5 - коллимационный объектив, 6 - источник лазерного излучения.

Способ обеспечения избирательного фотовоздействия на поверхности внутренних органов заключается в следующем: в одном из инструментальных каналов эндоскопа размещают канал формирования и передачи фотовоздействия, в состав которого входят микрообъектив, волоконно-оптический зонд, устройство совмещения, маска-диафрагма и коллимирующий объектив, с помощью маски - диафрагмы из пучка лазерного излучения вырезают картину фотовоздействия необходимой формы (фиг.3), полученную картину фотовоздействия подают на фокон волоконно-оптического зонда, имеющего регулярную структуру, выполненного без использования клеев, после чего перемещают маску-диафрагму в плоскости параллельной плоскости торца фокона волоконно-оптического зонда и вращают маску-диафрагму относительно продольной оси последнего для проецирования картины фотовоздействия с дистального торца волоконно-оптического зонда на облучаемую поверхность.

В состав эндоскопа для избирательного фотовоздействия входят первый и второй инструментальные каналы, тракт аспирации, канал подачи воды и воздуха, канал передачи изображения, канала освещения и канал формирования и передачи фотовоздействия (фиг 2). Канал формирования и передачи фотовоздействия расположен в одном из инструментальных каналов и содержит микрообъектив, волоконно-оптический зонд, изготовленный травлением без использования клеев, устройство совмещения, маску-диафрагму и коллимирующий объектив (фиг.3).

Устройство работает следующим образом: лазерное излучение через коллимационный объектив, решающий задачу равномерного распределения плотности лазерного излучения, попадает на маску-диафрагму, которая "вырезает" из пучка необходимую форму картины фотовоздействия. Картина фотовоздействия подается на фокон волоконно-оптического зонда, имеющего регулярную структуру, выполненного травлением без применения оптических клеев, закрепленного в устройстве совмещения, которое позволяет сдвигать маску-диафрагму в плоскости параллельной плоскости торца фокона и вращать ее относительно продольной оси фокона волоконно-оптического зонда, который передает изображение в микрообъектив с сохранением конфигурации картины фотовоздействия, микрообъектив проецирует картину с дистального торца зонда на облучаемую поверхность.

При таком способе передачи оптического излучения отпадает необходимость в дополнительных эндоскопических приспособлениях для защиты здоровых тканей от лазерного излучения, уменьшается количество манипуляций врача во время фототерапевтическго сеанса для обеспечения избирательности фотовоздействия, при этом аспирация операционного пространства остается свободной и оператор может пользоваться любым штатным эндоскопическим инструментом.

Создан действующий образец гастродуоденоскопа, подтверждающий работоспособность и эффективность предлагаемого устройства. Таким образом данное устройство позволяет решить задачу обеспечения избирательности фототерапевтического воздействия в эндоскопических операциях.

Источники информации
1. Д. Г.Чирешкин., А.М.Дунаевская., Г.Э.Тимэн. Лазерная эндоскопическая хирургия верхних дыхательных путей. М.: Медицина, 1990 г. стр. 61- 64;
2. О. К. Скобелкин и др., Лазеры в хирургии. M.: Медицина, 1991 г. стр. 155, 180;
3. О. К. Скобелкин и др., Применение лазеров в хирургии. M.: Медицина, 1985 г. стр 4;
4. А.С.Балалыкин. Эндоскопия. Л.: Медицина. 1987г. стр.15-17;
5. OLYMPUS ENDOSCOPY SYSTEM. Синзюку-ку, Токио, Япония, 1994 г. Стр. 16;
6. Гибкие эндоскопы "ФУДЖИНОН", FUJINON, 1995, стр. 6.

7. US патент N 3858577, Кл. A 61 B 1/06, 1975 г. стр. 5,
8. Laser use in oncology. N.F. Kovtonyuk, B.S. Lobanov, A.G. Polutov, A. V. Karmenyan, E. N. Salnikov, A.L. Klyukin, A.V. Sokolov. Control system of space and time distribution of laser radiation on base of liquid crystal modulator for diagnostics and therapy of malignancies with the aid of photodynamic therapy method. SPIE, Vol. 2728, 1995 г, стр. 16-34.

Изобретение может быть использовано в медицине, в частности в эндоскопии (гастроскопии, фотодинамической терапии) и эндоскопической хирургии. Доставка лазерного излучения на выбранные участки поверхности внутренних органов осуществляется с помощью эндоскопа с двумя инструментальными каналами. В одном из инструментальных каналов эндоскопа размещается канал формирования и передачи картины фотовоздействия. Такой эндоскоп содержит два инструментальных канала, тракт аспирации, канал подачи воды и воздуха, канал передачи изображения и канал освещения. Канал формирования и передачи картины фотовоздействия состоит из микрообъектива, волоконно-оптического зонда, устройства совмещения, маски-диафрагмы, коллимирующего объектива. Картина фотовоздействия подается на фокон волоконно-оптического зонда, имеющего регулярную структуру, выполненного травлением и закрепленного в устройстве - совмещения. Устройство совмещения позволяет сдвигать маску-диафрагму в плоскости параллельной плоскости торца фокона и вращать ее относительно продольной оси фокона, который передает изображение к поверхности с сохранением картины фотовоздействия. Микрообъектив проецирует картину с дистального торца зонда на облучаемую поверхность. Данное изобретение предназначено для повышения эффективности лечения за счет травматизма здоровых тканей при фототерапевтических процедурах со средней мощностью оптического излучения P_ср - до 400 мВт/см² в диапазоне длин волн 500 - 740 нм. 2 н.п.ф-лы, 3 ил.

1. Способ обеспечения избирательного фотовоздействия на поверхности внутренних органов, заключающийся в доставке лазерного излучения на выбранные участки поверхности внутренних органов с помощью эндоскопа с двумя инструментальными каналами, каналом формирования и передачи фотовоздействия, отличающийся тем, что канал формирования и передачи фотовоздействия размещают в одном из инструментальных каналов и выполняют из микрообъектива, волоконно-оптического зонда, устройства совмещения, маски-диафрагмы и коллимирующего объектива, затем из пучка лазерного излучения за счет маски диафрагмы вырезают картину фотовоздействия необходимой формы, подают полученную картину фотовоздействия на фокон волоконно-оптического зонда, имеющего регулярную структуру, выполненного без использования клеев, после чего перемещают маску-диафрагму в плоскости, параллельной плоскости торца фокона волоконно-оптического зонда, и вращают маску-диафрагму относительно продольной оси последнего для проецирования картины фотовоздействия с дистального торца волоконно-оптического зонда на облучаемую поверхность. 2. Эндоскоп, состоящий из первого и второго инструментального канала, тракта аспирации, канала подачи воды и воздуха, канала передачи изображения, канала освещения и канала формирования и передачи фотовоздействия, отличающийся тем, что канал формирования и передачи фотовоздействия расположен в одном из инструментальных каналов и содержит микрообъектив, волоконно-оптический зонд, изготовленный травлением без использования клеев, устройство совмещения, маску-диафрагму и коллимирующий объектив, при этом устройство совмещения обеспечивает сдвиг маски-диафрагмы в плоскости, параллельной плоскости торца фокона волоконно-оптического зонда, и вращение маски-диафрагмы относительно продольной оси последнего с возможностью формирования картины фотовоздействия.