Способ фотодинамической диагностики и терапии центрального рака легкого и устройство его осуществления Российский патент 2020 года по МПК A61B5/00 

Область техники

Изобретение относится к медицине, а именно к онкологии и эндоскопии, и может быть использовано для диагностических и малоинвазивных процедур в просветах различных органов, в том числе трахеобронхиального дерева при центральном раке легкого.

Уровень техники

Визуализация патологических процессов является одной из основ медицинской диагностики. В этом аспекте важную роль играет диагностика, основанная на визуализации ткани в свете флуоресценции [Moghissi K., Stringer M.R., Dixon K. Fluorescence photodiagnosis in clinical practice // Photodiagnosis Photodyn. Ther 2008. 5. Р. 235-237].

Если визуализация выполняется после системного или местного введения в организм фотосенсибилизатора (ФС), то такой метод флуоресцентной диагностики принято называть фотодинамической диагностикой (ФДЦ). В зависимости от типа фотосенсибилизатора, ФДД может производиться в видимой или ближней инфракрасной (БИК) области спектра. Многие ФС обладают свойством избирательно накапливаться в патологически измененной ткани и при воздействии на нее светом определенной длины волны разрушать ее за счет генерации в месте облучения активных форм кислорода. Такой метод лечения называется фото динамической терапией (ФДТ). Известны различные методики ФДД и ФДТ, которые отличаются используемым ФС, способом его введения в организм и особенностью освещения биологической ткани.

Известен способ ФДД, в том числе рака легких, в БИК области спектра [Okusanya ОТ, Holt D, Heitjan D, Deshpande С et al. Intraoperative near-infrared imaging can identify pulmonary nodules. Ann Thorac Surg 2014; 98:1223-30.], основанный на применении в качестве ФС красителя индоцианин зеленый (ИЦЗ), который является единственно разрешенным для клинического использования препаратом, обладающим флуоресценцией в БИК области спектра (поглощение 720-830 нм, излучение 820-870 нм).

Способ заключается во внутривенном введении в организм пациента водного раствора ИЦЗ с последующим осмотром ткани в свете флуоресценции.

Флуоресцентный контраст опухолевого участка в данном способе достигается благодаря эффекту повышенной проницаемости и удержания, возникающего в опухоли вследствие, индуцированного опухолью ангиогенеза с незрелыми сосудами, обладающими повышенной проницаемостью. В результате молекулы ИЦЗ выходят из сосудов в интерстициальное пространство, где они надолго задерживаются из-за нарушения лимфодренажа, увеличивая тем самым локальную концентрацию ИЦЗ. Повышенная концентрация ИЦЗ позволяет по увеличению яркости БИК флуоресценции идентифицировать местоположение опухолевых узлов.

При освещении ткани, содержащей ИЦЗ, терапевтическим лазерным оптическим излучением в области ее максимального поглощения вблизи 800 нм, 80-90% энергии преобразуется в тепло, что позволяет успешно применять ИЦЗ для фото динамической термотерапии [Giraudeau С., Moussaron A., Stallivieri A., Mordon S., Frochot С. Indocyanine Green: Photosensitizer or Chromophore. Still a Debate//Current Medicinal Chemistry. 2014. 21. Р. 1871-1897].

Основным преимуществом применения данного препарата, является возможность работы в БИК области, где находится окно прозрачности биологической ткани, что позволяет с помощью оптического излучения проводить диагностику и терапию опухолей расположенных глубоко под слизистой.

Недостаток данного способа заключается в том, что ИЦЗ является не очень эффективным фотосенсибилизатором для фотодинамической терапии, поскольку квантовый выход триплетного состояния, который определяет его возможность генерировать активные формы кислорода, разрушающие раковые клетки, невелик (10-20%). Кроме того, этот ФС не достигает внутренних структур клетки, концентрируясь, в основном, в сосудах и в интерстициальном пространстве.

Указанных недостатков лишен способ фотодинамической терапии центрального рака легкого и контроля ее эффективности [Патент РФ №2576823, опубл. 10.03.2016], который был выбран в качестве прототипа. Способ основан на использовании ФС хлоринового ряда (препараты Радахлорин, Фотодитазин, Фотолон, NPe6 и др.). Действующим веществом в них является хлорин еб (Хл-е6) отличающийся высоким квантовым выходом синглетного кислорода (около 80%), наличием интенсивной длинноволновой полосы поглощения вблизи 660 нм, с коэффициентом экстинкции более чем на порядок превышающим соответствующие значения коэффициента экстинкции других порфириновых ФС, а также способностью молекул Хл-е6 проникать через мембрану внутрь раковых клеток, что позволяет при облучении опухоли светом вызывать прямое повреждение опухолевых клеток.

Заключается способ в системном вводе данного типа ФС, выявлении с помощью флуоресцентного видеоэндоскопа опухолевых участков, обладающих интенсивной флуоресценцией красного цвета при ее возбуждении фиолетовым светом в области 398-410 нм и фотодинамической деструкции выявленных патологических участков излучением диодного лазера с длиной волны 660-665 нм, работающим в импульсно-периодическом режиме. Облучение выполняют под флуоресцентным контролем, осуществляемым оценкой интенсивности красной флуоресценции в промежутке между импульсами лазерного излучения 660-665 нм и при уменьшении свечения ниже терапевтического уровня, вызванного фотовыцветанием препарата, приостанавливают облучение. Для реализации данного способа используется аппаратура, обеспечивающая флуоресцентную визуализацию и фотодинамическое облучение. Одним из условий эффективного применения такой аппаратуры является возможность одновременного с флуоресцентной визуализацией осуществлять наблюдение обычной картины в белом свете. Такой возможностью, в частности, обладает видеоэндоскопическая система PENTAX SAFE-3000, в которой используется комбинированный источник света включающий в себя лазер с длиной волны 408 нм и ксеноновую лампу с электромеханическим затвором, которые излучают попеременно и синхронно с кадровой разверткой, установленного на дистальном конце эндоскопа телевизионной камеры, обеспечивая таким образом возможность разделения сигналов, формируемых в белом свете и свете флуоресценции. При этом, в соответствии с прототипом для выполнения фотодинамической терапии в указанную систему включен лазер с длиной волны 660-665 нм, который через вставляемый в инструментальный канал эндоскопа волоконно-оптический световод облучает выбранный участок ткани. Этот лазер работает в импульсно-периодическом режиме с частотой 1-2 Гц и скважностью 1,5-3, что позволяет в промежутке между импульсами видеть флуоресцентное изображение облучаемого участка, и тем самым корректировать место и время облучения, прекращая его при снижении яркости флуоресценции ниже терапевтического уровня.

Недостатком данного способа является ограниченная проникающая способность используемого для возбуждения излучения вблизи 400 нм. Поэтому подслизистые опухоли, к которым относится рак бронхов, с помощью ФС хлоринового ряда визуализировать не всегда удается. Кроме того, тропность данного типа ФС к злокачественным опухолям зависит от природы раковых клеток, и не все типы опухолей одинаково хорошо удается визуализировать. Все это снижает точность диагностики и ограничивает фото динамическое лечебное воздействие. Раскрытие изобретения

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретения является повышение достоверности диагностики и эффективности терапевтического воздействия.

Поставленная задача решается за счет достижения технического результата, заключающегося в расширенном одновременном выявлении различных признаков опухолевой ткани и более тщательном ее разрушении.

Данный технический результат достигается тем, что в способе фотодинамической диагностики и терапии центрального рака легкого с импульсно-периодическим с частотой 1-2 Гц и скважностью 1,5-3 и противофазным включением на стадии терапии источников излучения, при котором пациенту внутривенно вводят фотосенсибилизатор хлоринового ряда, выявляют с помощью видеоэндоскопа участки ткани, обладающие флуоресценцией красного цвета при их освещении фиолетовым светом с длиной волны вблизи 400 нм, проводят фотодинамическую деструкцию выявленных участков облучая их излучением терапевтического лазера с длиной волны вблизи 662 нм с плотностью мощности около 100-200 мВт/см² и оценивают уровень интенсивности флуоресцентного излучения красного цвета, при падении которого более чем в два раза относительно исходного уровня прекращают облучение терапевтическим лазером новым является то, что пациенту непосредственно перед обследованием дополнительно внутривенно вводят фотосенсибилизатор индоцианин зеленый в дозе, не превышающей 0,5 мг/кг массы тела больного. Включение импульсно-периодического и противофазного режима производят и на стадии диагностики с частотой 10-20 Гц источника фиолетового света и лазера с длиной волны излучения вблизи 800 нм, освещением которого выявляют с помощью видеоэндоскопа участки ткани, обладающие флуоресценцией в ближней инфракрасной области спектра в диапазоне длин волн 820-870 нм. Полученные, разделенные во времени два диагностических изображения, соответствующие флуоресцентному излучению в красной и ближней инфракрасной области отображают на экране монитора с помощью работающей синхронно с источниками излучения видеоэндоскопической системы с компьютерной программой обработки изображений. Сравнением этих изображений между собой делают диагностическое заключение о патологическом изменении ткани по кадру, в котором зона повышенной флуоресценции обладает наибольшим контрастом. В данной зоне одновременно с облучением терапевтическим лазером с длиной волны вблизи 662 нм, проводят терапевтическое лазерное облучение с длиной волны вблизи 800 нм и плотностью мощности 500-1000 мВт/см². Наряду с оценкой уровня интенсивности флуоресценции красного цвета оценивают уровень интенсивности флуоресценции в БИК области в диапазоне длин волн 820-870 нм, и при падении этого уровня не менее чем в два раза относительно исходного уровня облучение прекращают. В промежутки времени отсутствия освещения фиолетовым светом дополнительно включают RGB лазер и одновременно с регистрацией участка ткани в свете БИК флуоресценции проводят регистрацию в отраженном белом свете.

Совместное использование двух сенсибилизаторов, а именно Хл-е6 + ИЦЗ расширяет возможность выявления признаков раковой ткани и повышает эффективность ее деструкции. Накопление ФС хлоринового ряда внутри раковых клеток позволяет благодаря характерной красной флуоресценции Хл-е6 обнаружить расположение приповерхностных опухолевых узлов, а благодаря высокому квантовому выходу, генерируемого им синглетного кислорода при облучении, эффективно их разрушать. Одновременно ФС ИЦЗ в основном концентрируется в опухолевой сосудистой системе и в ее интерстициальном пространстве. Благодаря поглощению и флуоресценции в БИК области спектра ИЦЗ способен визуализировать опухоль под слизистой на большей глубине, чем Хл-е6 и обеспечить сочетание фотодинамической и фототермической деструкции.

Устройство, реализующее предлагаемый способ построено на базе аппаратуры, созданной компанией Karl Storz Endoscopy (Tuttlingen, Germany) для выполнения эндоскопического осмотра трахеобронхиального дерева лишь только в свете БИК флуоресценции после введения в организм ИЦЗ, либо только в белом свете. Указанное устройство «ICG bronchoscopy unit» [Schweiger T, Schwarz S, Traxler D, Dodier P, Aigner C, Lang G, Klepetko W, Hoetzenecker K. Bronchoscopic Indocyanine Green Fluorescence Imaging of the Anastomotic Perfusion after Tracheal Surgery. Ann. Thorac Surg. 2016. 101 (5): 1943-1949], выбранное в качестве прототипа, содержит видеоэндоскоп, включающий наблюдательный, осветительный и инструментальный каналы, осветитель с источниками инфракрасного и белого излучений, инфракрасный фильтр и оптический адаптер проецирования изображении наблюдаемого объекта на цветную видеокамеру, подключенную к процессору с монитором.

Решение технической задачи расширения функциональных возможностей устройства для реализации предлагаемого способа достигается тем, что устройство для фотодинамической диагностики и терапии центрального рака легкого, содержащее эндоскоп, включающий наблюдательный, осветительный и инструментальный каналы, осветитель с источником инфракрасного и белого излучений, инфракрасный фильтр, оптический адаптер проецирования изображении наблюдаемого объекта на цветную видеокамеру, подключенную к процессору с монитором, отличается тем, что источник инфракрасного излучения осветителя выполнен в виде лазера с длиной волны излучения вблизи 808 нм, выход которого через дискретный электрооптический дефлектор соединен с осветительным каналом и с, помещенным в инструментальный канал эндоскопа, оптоволоконным терапевтическим инструментом с диффузором на обращенном к обрабатываемой ткани конце, источник белого излучения выполнен в виде RGB лазера, в осветитель включены лазеры с длиной волны излучения вблизи 405 нм и 662 нм, выходы которых соответственно соединены с осветительным каналом и оптоволоконным инструментом инструментального канала эндоскопа, а также контроллер управления лазерами и дискретным электрооптическим дефлектором. Контроллер соединен с видеокамерой для приема кадровых синхроимпульсов и процессором для приема-передачи сигналов их включения, а инфракрасный фильтр выполнен с функцией блокировки излучения с длиной волны вблизи 808 нм и включен вместе с фильтрами, блокирующими излучения с длиной волны вблизи 405 нм и 662 нм в оптический адаптер проецирования изображения объекта.

Осуществление и примеры реализации изобретения.

Более детально предложенный способ фотодинамической диагностики и терапии в видимом и инфракрасном диапазоне спектра, заключается в следующем. Пациенту за 2-6 часов до операции внутривенно вводят фотосенсибилизатор хлоринового ряда в стандартной дозе 1 мг/кг массы тела больного. Далее ему непосредственно перед началом обследования дополнительно внутривенно вводят ИЦЗ в дозе 0,2-0,5 мг/кг, после чего проводят видеоэндоскопическую регистрацию флуоресцентных картин выбранного участка ткани в видимом диапазоне длин волн (670-730 нм) при возбуждении лазером с длиной волны вблизи 405 нм, а также в БИК области спектра в диапазоне длин волн (820-870 нм) при возбуждении лазером с длиной волны вблизи 808 нм. При этом указанные диагностические лазеры (405 нм и 808 нм) излучают в противофазе, что позволяет синхронно работающей с ними видеоэндоскопической системе проводить с помощью процессора раздельный захват и обработку цифровых изображений, соответствующих четным и нечетным кадрам. Флуоресцентные кадры, полученные в видимой и ближней инфракрасной области спектра, одновременно отображаются на мониторе. Диагностическое заключение делается врачом по кадру, в котором зона повышенной флуоресценции обладает наибольшим контрастом.

Для анатомической привязки, наблюдаемой на исследуемом участке особенности флуоресценции, можно проводить одновременно с одним из флуоресцентных кадров регистрацию изображения, полученного в отраженном белом свете с помощью RGB лазера. Многочисленные эксперименты показали, что включение RGB лазера наиболее целесообразно проводить при отсутствии фиолетового (405 нм) освещения.

В зонах с повышенной флуоресценцией осуществляют прицельное облучение одновременно излучениями с длинами волн вблизи 662 нм и 808 нм с помощью соответствующих лечебных лазеров и контролируют процесс воздействия по ослаблению интенсивности флуоресценции в диапазонах 670-730 нм и 820-870 нм в результате обесцвечивания соответствующих фотосенсибилизаторов. Прицельное облучение прекращают при снижении уровня флуоресценции не менее чем в два раза.

Схема устройства, с помощью которого может быть реализован описанный способ, представлена на фиг. 1.

Устройство состоит из эндоскопа 1, включающего в себя наблюдательный канал 2, предназначенный для формирования изображения объекта 3, осветительный канал 4, для освещения объекта 3, и инструментальный канал 5, для проведения манипуляций с объектом 3.

Наблюдательный канал 2 эндоскопа 1 снабжен оптическим адаптером 6 с узлом оптических фильтров 7 для спектральной фильтрации изображения объекта 3 при его проецировании с помощью адаптера 6 на цветную видеокамеру 8, которая подключена через USB кабель 9 к процессору 10 с монитором 11.

В состав устройства также входит многоволновый лазерный осветитель 12, включающий в себя лазеры 13-16. Выходы лазеров 13 (405 нм), 14 (RGB лазер) и 15 (808 нм) объединены в соединенный с осветительным каналом 4 диагностический выход 17 осветителя 12, Выходы же лазеров 15 (808 нм) и 16 (662 нм) объединены в терапевтический выход 18 осветителя 12. При этом выходы 17 и 18 соединены с выходом лазера 15 через дискретный электрооптический дефлектор 20.

Дискретный электрооптический дефлектор реализован при помощи, например, двухкаскадной схемы с двумя ячейками Поккельса и двулучепреломляющим кристаллом между ними (https://electrono.ru/9-5-4-elektroopticheskiy-deflektor-diskretnogo-deystviya-kvant_opt).

В состав осветителя 12, входит контроллер 19, обеспечивающий работу лазеров 13-16 и дискретного электрооптического дефлектора 20. Оптическое соединение выхода 17 с осветительным каналом 4 эндоскопа 2 осуществлено посредством оптоволоконного световода 21, а терапевтический выход 18 осветителя 12 соединен с помещенным в инструментальный канал 5 эндоскопа 1 оптоволоконным терапевтическим инструментом 22 с цилиндрическим диффузором 23 на обращенном к обрабатываемой ткани объекта 3 его конце.

Посредством кабеля кадровой синхронизации 24, осуществлена связь между видеокамерой 8 и контроллером 19, а через кабель USB 25 - связь контроллера 20 с процессором 10.

Устройство в зависимости от режима работы функционирует следующим образом. После введения препаратов ИЦЗ и Хл-е6 в режиме одновременной визуализации в свете БИК и видимой флуоресценции производится освещение объекта лазерами 13 (405 нм) и 15 (808 нм), осуществляющими возбуждение соответствующих флуоресценций через осветительный канал 4 эндоскопа 1. При этом излучение лазера 15 в диагностический канал 17 направляется с помощью дискретного электрооптического дефлектора 20. Возбуждение флуоресценций проводится путем противофазного включения лазеров 13 и 15 контроллером 19, работа которого синхронизируется с кадровой разверткой видеокамеры 8. Последнее осуществляется с помощью синхросигнала поступающего через кабель кадровой синхронизации 24, что позволяет включать лазер 13 (405 нм) во время, например, нечетных кадров, а включать лазер 15 (808 нм) - во время четных кадров. При необходимости одновременной визуализации объекта в свете БИК флуоресценции и в отраженном белом свете вместо лазера 13 (405 нм) включается лазер 15 (RGB).

Формируемые наблюдательным каналом 2 эндоскопа 1 и оптическим адаптером 6 изображения объекта 3, после его очистки от возбуждающих излучений с помощью узла фильтров 7, поступают в видеокамеру 8, из которой изображения в цифровой форме по кабелю 9 поступают в процессор 10, где с помощью сигнала, поступающего через кабель 25, производится селекция нечетных и четных кадров. Эти кадры запоминаются в оперативной памяти процессора и одновременно отображаются на мониторе рядом друг с другом. В зависимости от выбранного режима освещения эти кадры будут представлять либо флуоресцентные изображения в БИК и видимой области спектра, либо флуоресцентное изображение в БИК области спектра и изображение в отраженном белом свете. В последнем случае возможно также получение комбинированного изображения (БИК флуоресценция + белый свет), которое образуется в результате обработки компьютером соответствующих кадров.

При выполнении терапевтической процедуры включается лазер 16 (662 нм) и лазер 15 (808 нм), излучение которого с помощью дискретного электрооптического дефлектора 20 направляется в терапевтический канал 18. Лазеры 15 и 16 работают в импульсно-периодическом режиме с частотой 1-2 Гц и скважностью 1,5-3. При этом с интервалом 20-30 с, с помощью дискретного электрооптического дефлектора 20 производится переключение лазера 15 в диагностический канал на время около 3 с, что позволяет с помощью компьютерной программы оценить вызванное фотовыцветанием изменения интенсивностей не только красной, но и БИК флуоресценций облучаемого участка в нечетных и четных кадрах, и при их снижении в два и более раза лечебное облучение объекта прекратить путем подачи соответствующего сигнала из процессора в контроллер осветителя по кабелю 25. Во время этой процедуры на экране монитора видны в свете видимой и БИК флуоресценций изображения участка объекта, в котором в данный момент производится терапевтическое освещение, причем изображение, полученное в видимом диапазоне показывается в реальном времени, а в БИК диапазоне - с задержкой на упомянутые 20-30 с.

Поступающие в наблюдательный канал в результате отражения от объекта 3 излучения лазеров 13 (405 нм), 15 (808 нм) и 16 (662 нм) блокируются, установленными в оптическом адаптере 6, соответствующими режекторными светофильтрами в узле 7 и поэтому не мешают работе видеокамеры.

Средние мощности лазеров 13 (405 нм), 15 (808 нм) и 14 (RGB), работающих при диагностике в импульсно-периодическом режиме с кадровой частотой видеокамеры 8, составляющей около 25 Гц, регулируются от 0 до 100% путем изменения длительности их включения от нуля до времени экспозиции кадра (при кадровой частоте 25 Гц, она составляет 40 мс), а лазеров 15 (808 нм) и 16 (662 нм), работающих в импульсно-периодическом режиме при терапии с частотой 1-2 Гц, регулируются путем изменения тока через них.

Все указанные регулировки могут осуществляться по выбору врача либо вручную с панели осветителя, либо в соответствии с заданным алгоритмом управления компьютером в автоматическом режиме.

Пример клинического исследования

Пациенту X были введены два препарата - Radachlorin® за 2 часа до обследования и ИЦЗ за 1 минуту до флуоресцентной визуализации. Регистрация проводилась одновременно в БИК области спектра (возбуждение 808 нм) и видимой области спектра (возбуждении 405 нм). На фиг. 2 показаны зарегистрированные флуоресцентные изображения одного и того же участка бронхов, полученные при обоих возбуждениях. Видно, что в изображении, полученном с помощью ИЦЗ (фиг. 2а) визуализируются с хорошим контрастом опухолевый узел 26. Этот же узел выявлен и с помощью Radachlorin® (фиг. 2б). На исходной цветной фотографии этот узел благодаря характерному красному свечению виден существенно лучше. Детальный анализ показывает, что имеются также узлы на участке 27, которые можно увидеть только в свете ИЦЗ флуоресценции. При проведении прицельной биопсии, полученные из указанных мест материалы, при гистологическом исследовании показали - плоскоклеточный рак. Пример реализации устройства

Для проведения флуоресцентной диагностики и фотодинамической терапии центрального рака легкого в видимой и БИК областях спектра, была разработана экспериментальная видеоэндоскопическая система, позволившая проверить осуществимость предлагаемого способа в клинических условиях и возможность технической реализации устройства. Система построена на базе стандартного бронхофиброскопа и цифровой телевизионной камеры асА720-520uc (Basler AG, Германия), связь между которыми осуществлена с помощью оптического адаптера F18 (Китай), в который встроены блокирующие светофильтры BLP01-405R-25, NF03-808E-25, NF03-658E-25 (Semrock, США). Для управления системой и отображения информации в качестве процессора и монитора используется ноутбук ASUS ROG GL752VW-T4505T, видеосигналы в который поступают с помощью кабеля, обеспечивающего высокоскоростной двунаправленный интерфейс USB 3.0. В качестве осветителя применен модифицированный многоволновый лазерный аппарат ЛАХТА-МИЛОН (ООО Квалитек, Россия), оснащенный программируемым контроллером Arduino Mega 2560 (Россия), предназначенным для управления лазерными модулями 405 нм, 808 нм, 662 нм и RGB. Контроллер связан с ноутбуком через дополнительный кабель USB 3.0, осуществляющий прием и передачу сигналов включения лазеров. Ноутбук оснащен пакетом программ ММС Soft (http://www.mmcatalog.com/), включающим в себя специально разработанный для данной системы модуль Win2, задача которого заключается в управлении прибором в различных его режимах, а также в захвате, обработке и анализе изображений и формировании двухоконной телевизионной картины, в которой кадры, полученные в свете двух флуоресценций (или в свете БИК флуоресценции и в отраженном белом свете), размещаются на экране монитора рядом друг с другом и могут быть запомнены в виде фото и видео изображений. В процессе лечебного фотодинамического и фототермического воздействия производится анализ интенсивности флуоресцентных сигналов и при падении их в два и более раза относительно исходного уровня происходит автоматическое выключение терапевтических лазеров с помощью сигналов, поступающих в контроллер осветителя через дополнительный кабель USB 3.0. Облучение объекта терапевтическими излучениями осуществляется с помощью световодного инструмента, представляющего собой световод диффузионного типа с длиной рассеивающей части 10 мм (ООО Полироник, Россия), что позволяет проводить равномерное облучение стенок бронха соответствующей длины.

В результате предлагаемый способ и устройство его реализации позволяют:

- использовать для диагностики и лечения преимущества каждого из фотосенсибилизаторов Хл-е6 и ИЦЗ накапливаться в различных участках патологически измененной ткани, - вводить ИЦЗ в обычной дозе, причем делать это непосредственно во время обследования, а не как у аналога - за 24 часа до осмотра, при дозировке на порядок превышающей рекомендуемую,

- детектировать их местоположения с использованием одновременной визуализации в свете двух флуоресценций в БИК и видимой областях спектра с возможностью проведения обычного наблюдения,

- выполнять прицельное облучение оптическими излучениями одновременно в двух спектральных областях на длинах волн, оптимальных для каждого из фотосенсибилизаторов,

- расширять арсенал поражающих факторов на опухоль, добавляя к фотоиндуцированному цитотоксичному воздействию ее фототермическое разрушение,

- контролировать эффективность облучения обоих фотосенсибилизаторов по их фотообесцвечиванию.

- использовать ряд стандартных устройств (эндоскоп, телевизионная камера, компьютер, световолоконный инструмент), что упрощает создание видеоэндоскопической системы и облегчает ее модернизацию,

- проводить одновременное наблюдение в свете БИК флуоресценции и в белом свете для привязки зон повышенного свечения к анатомическим структурам,

- подводить диагностическое излучение к эндоскопу через тонкое оптическое моноволокно вместо примененного в прототипе более громоздкого и дорогого жидкостного световода,

- осуществлять облучение бронхов малого диаметра путем выдвижения волоконного световода с диффузором за пределы эндоскопа,

- использовать один и тот же лазерный диод как для возбуждения флуоресценции, так и фотодинамического облучения,

- проводить переключение источников света чисто электронными средствами, вместо используемых в прототипе электромеханических устройств.

Таким образом, предложенные способ и устройство его реализующее обеспечивают повышение точности диагностирования патологии за счет расширения вида информации о состоянии ткани, а за счет увеличения интенсивности обработки, более оперативное ее удаление.

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к онкологии и эндоскопии, и может быть использована для диагностических и малоинвазивных процедур в просветах различных органов, в том числе трахеобронхиального дерева при центральном раке легкого. Совместное использование двух фотосенсибилизаторов в виде хлорин е6 и индоцианин зеленый и оптимизация режима регистрации их флуоресценции на стадии диагностики в сочетании с прицельным облучением одновременно в двух спектральных областях на длинах волн, оптимальных для каждого из фотосенсибилизаторов, обеспечивает расширение вида информации о состоянии ткани с возможностью выявления признаков раковой ткани и повышает эффективность ее деструкции. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ фотодинамической диагностики и терапии центрального рака легкого с импульсно-периодическим с частотой 1-2 Гц и скважностью 1,5-3 и противофазным включениями на стадии терапии источников излучения, при котором пациенту внутривенно вводят фотосенсибилизатор хлоринового ряда, выявляют с помощью видеоэндоскопа участки ткани, обладающие флуоресценцией красного цвета при их освещении фиолетовым светом с длиной волны вблизи 400 нм, проводят фотодинамическую деструкцию выявленных участков, облучая их излучением терапевтического лазера с длиной волны вблизи 662 нм с плотностью мощности около 100-200 мВт/см², и оценивают уровень интенсивности флуоресцентного излучения красного цвета, при падении которого более чем в два раза относительно исходного уровня прекращают облучение терапевтическим лазером, отличающийся тем, что пациенту непосредственно перед обследованием дополнительно внутривенно вводят фотосенсибилизатор индоцианин зеленый в дозе, не превышающей 0,5 мг/кг массы тела больного, включение импульсно-периодического и противофазного режимов производят и на стадии диагностики с частотой 10-20 Гц источника фиолетового света и лазера с длиной волны вблизи 800 нм, освещением которого выявляют с помощью видеоэндоскопа участки ткани, обладающие флуоресценцией в ближней инфракрасной области спектра в диапазоне длин волн 820-870 нм, разделенные во времени два диагностических изображения, соответствующих флуоресцентному излучению в красной и ближней инфракрасной областях, отображают на экране монитора с помощью работающей синхронно с источниками излучения видеоэндоскопической системы и компьютерной программы обработки изображений, сравнением этих изображений между собой делают диагностическое заключение о патологическом изменении ткани по кадру, в котором зона повышенной флуоресценции обладает наибольшим контрастом, в данной зоне одновременно с облучением терапевтическим лазером с длиной волны вблизи 662 проводят терапевтическое лазерное облучение с длиной волны вблизи 800 нм и плотностью мощности 500-1000 мВт/см², наряду с оценкой уровня интенсивности флуоресценции красного цвета оценивают уровень интенсивности флуоресценции в ближней инфракрасной области в диапазоне длин волн 820-870 нм и при падении этого уровня не менее чем в два раза относительно исходного уровня облучение прекращают.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в промежутки времени отсутствия освещения фиолетовым светом дополнительно включают RGB лазер и одновременно с регистрацией участка ткани в свете ближней инфракрасной флуоресценции проводят регистрацию в отраженном белом свете.

3. Устройство для фотодинамической диагностики и терапии центрального рака легкого, содержащее эндоскоп, включающий наблюдательный, осветительный и инструментальный каналы, осветитель с источником инфракрасного и белого излучений, инфракрасный фильтр, оптический адаптер проецирования изображений наблюдаемого объекта на цветную видеокамеру, подключенную к процессору с монитором, отличающееся тем, что источник инфракрасного излучения осветителя выполнен в виде лазера с длиной волны излучения вблизи 808 нм, выход которого через дискретный электрооптический дефлектор соединен с осветительным каналом и с помещенным в инструментальный канал эндоскопа оптоволоконным терапевтическим инструментом с диффузором на обращенном к обрабатываемой ткани конце, источник белого излучения выполнен в виде RGB лазера, в осветитель включены лазеры с длиной волны излучения вблизи 405 нм и 662 нм, выходы которых соответственно соединены с осветительным каналом и оптоволоконным инструментом инструментального канала эндоскопа, а также контроллер управления лазерами и дискретным электрооптическим дефлектором, при этом контроллер соединен с видеокамерой для приема кадровых синхроимпульсов и процессором для приема-передачи сигналов их включения, а инфракрасный фильтр выполнен с функцией блокировки излучения с длиной волны вблизи 808 нм и включен вместе с фильтрами, блокирующими излучения с длиной волны вблизи 405 нм и 662 нм в оптический адаптер проецирования изображения объекта.