УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ ИНФРАКРАСНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ НА КОЛЛАГЕНОВЫЙ СЛОЙ КОЖИ ЧЕЛОВЕКА С ВИЗУАЛИЗАЦИЕЙ ПРОЦЕССА Российский патент 2014 года по МПК A61N5/67 A61B6/08 G01N24/00 

Техническое решение относится к области медицины и биологии и предназначено для сканирования поверхности кожи биологического объекта с помощью ядерного магнитного и квадрупольного резонансов (ЯМР и ЯКР) и воздействия на его коллагеновый слой инфракрасным (ИК) излучением с визуализацией процесса.

Устройство может быть использовано, например, для сканирования подкожного слоя биологического объекта и воздействия на его коллагеновый слой. Также оно может быть использовано для уничтожения внутриматочных образований в гинекологии, образований в кишечнике и т.д.

Близким к заявляемому решению является патент US 5533998 (DE4430720 А1) [1]. В решении используется ультразвуковая визуализация, но в нем требуется определенная среда (жидкость) для оптимального прохождения ультразвука в исследуемую область, что сильно усложняет способ и устройство. Отсутствует возможность контроля над изменениями физических параметров и структуры ткани объекта.

Наиболее близким к предлагаемому решению является «Способ и устройство для сканирования и локального воздействия на исследуемую область в биологических объектах» по патенту РФ №2353922 МПК G01N 24/00 [2]. Устройство для сканирования, представляющее собой магнитно-резонансный томограф (МРТ), содержит приемо-передающий канал для формирования радиочастотных импульсов, блок пространственной локализации для выделения и запоминания отдельных параметров и дисплей.

К недостаткам данного устройства следует отнести то, что локальное резонансное воздействие на исследуемую область является относительно слабым, не позволяющим структурно изменять выбранную область.

Целью создания нового технического решения является обеспечение возможности локального воздействия на проблемную область объекта вплоть до уничтожения, а также возможности отслеживания происходящих изменений в ткани объекта.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сканирования и локального воздействия электромагнитным излучением на кожу человека, представляющее собой магнитно-резонансный томограф, содержащее приемо-передающий канал, формирующий радиочастотные импульсы и преобразующий сигналы резонанса, блок пространственной локализации и дисплей, дополнительно введен блок локального воздействия, который выполнен в виде манипулятора с ИК лазером и линзой. Устройство также оснащено маркером для привязки луча лазера к системе координат исследуемой области. При этом маркер выполнен в виде капсулы (ампулы) из немагнитного материала, заполненной жидкостью, содержащей, например, ядра фтора.

Устройство, представляющее собой магнитно-резонансный томограф с блоком локального воздействия, позволяет, сканируя и воздействуя на выбранную область, одновременно отслеживать изменения ткани, например структуры и температуры, используя методы ЯМР и ЯКР.

Введение блока локального воздействия на выбранную оператором область, выполненного в виде манипулятора, использующего энергию ИК излучения, и линзы, позволяет путем перемещения линзы, наводя фокус на требуемую глубину, локально воздействовать на выбранную область объекта.

Наличие маркера, выполненного в виде капсулы (ампулы), обеспечивает возможность привязать луч лазера к системе координат объекта, путем идентификации маркера во время сканирования с помощью магнитно-резонансного томографа.

Сущность представленного технического решения поясняется чертежом, на котором изображена блок-схема устройства.

Заявляемое устройство содержит: приемо-передающий канал 1, формирующий радиочастотные импульсы, спектр которых совпадает со спектром ЯМР ¹Н ядер водорода и спектром ЯКР ¹⁴N ядер азота, и преобразующий сигналы ЯМР ¹Н и ЯКР ¹⁴N, блок пространственной локализации 2 для выделения и запоминания параметров выбранной оператором области в исследуемом объекте, микропроцессорный контроллер 3, управляющий приемо-передающим каналом 1, блоком пространственной локализации 2, и терминал 4 (дисплей с клавиатурой и манипулятором типа "мышь"). В отличие от прототипа в заявленное устройство, содержащее перечисленные выше элементы, введен блок локального воздействия 5 на выбранную оператором область, использующего энергию излучения инфракрасного лазера.

Устройство работает следующим образом. Вначале объект сканируется с помощью ядерного магнитного резонанса (магнитно-резонансной томографии - МРТ) [3] и определяется интересующая оператора область объекта, преобразованный массив данных которой запоминается в памяти контроллера. Затем на объект устанавливается блок локального воздействия (манипулятор с лазером). Во время перемещения манипулятора вначале производится автоюстировка (привязка к координатам поверхности) линзы полупроводникового лазера по максимуму амплитуды отраженного от поверхности объекта сигнала, как это делается в приводах CD или DVD. Затем осуществляется подстройка положения линзы, чтобы фокус находился на нужной глубине под поверхностью объекта, и полупроводниковый лазер включается на более мощное излучение для воздействия на ткань объекта. За изменениями в ткани объекта, например структуры, температуры, оператор следит с помощью МРТ. Привязка манипулятора к лабораторной системе координат осуществляется с помощью маркера в виде сферы диаметром 0,5-1 мм, содержащего, например, протоны водорода, ядра фтора и др., который обнаруживается системой МРТ в процессе сканирования. Маркер находится в непосредственной близости от луча лазера и поверхности объекта.

Источники информации

1. United States Patent 5533998. Apparatus and method for Laser Cyclo-Photocoagulation / M.Freese, P.Reimer, T.Lasser; Declared Dec. 12.94; Pab. Jul. 9.96.

2. Пат.2353922 Российская Федерация, МПК G 0l 22/04. Способ и устройство для сканирования и локального воздействия на исследуемую область в биологических объектах / В.В.Федотов, Ю.С.Литвинов, Ж.Ю.Нестерова, А.В. Федотов, ИЛ. Корнева; ФГУ ВПО РГУ им. И.Канта. -№2007126501/28; заявл. 11.07.07; опубл. 27.04.09. - 5 с.

3. Получение ЯМР-изображений с пространственной локализацией / С.Вебба // Физика визуализации изображений в медицине. - Мир, 1991. - С.105-231.

Изобретение относится к области медицины и касается устройства для воздействия инфракрасным излучением на кожу человека. Устройство выполнено в виде магнитно-резонансного томографа, и содержит приемо-передающий канал, блок пространственной локализации, микропроцессорный контроллер и дисплей. Устройство также оснащено блоком локального воздействия, выполненным в виде манипулятора с ИК лазером, линзой и маркером для привязки луча лазера к системе координат исследуемой области. Технический результат заключается в повышении точности и мощности локального воздействия, а также в обеспечении возможности отслеживания происходящих изменений в ткани объекта. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для сканирования и локального воздействия электромагнитным излучением на кожу человека, выполненное в виде магнитно-резонансного томографа, содержащее приемо-передающий канал, блок пространственной локализации, микропроцессорный контроллер и дисплей, отличающееся тем, что устройство дополнительно оснащено блоком локального воздействия, выполненным в виде манипулятора с ИК лазером и линзой, а также оснащено маркером, для привязки луча лазера к системе координат исследуемой области.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что маркер выполнен в виде капсулы (ампулы) из немагнитного материала, заполненной веществом, содержащим жидкость, например, с ядрами фтора.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что линза установлена с возможностью перемещения вдоль луча лазера для наведения фокуса на требуемую глубину, для локального воздействия на выбранную область объекта.