Устройство для воздействия излучением лазера на участок биологического объекта с визуализацией процесса Российский патент 2023 года по МПК A61N5/67 A61B5/55 

Техническое решение относится к области медицины и биологии и предназначено для сканирования участка биологического объекта с помощью ядерного магнитного и квадрупольного резонансов (ЯМР и ЯКР) и воздействия на него мощным излучением лазера с визуализацией процесса.

Устройство может быть использовано, например, для лечения геморроя, аденомы простаты, гинекологических заболеваний. Также оно может быть использовано для уничтожения внутриматочных образований в гинекологии, образований в кишечнике и т.д.

Близким к заявляемому решению является патент RU 2664590 С1 [1]. Изобретение относится к медицине, в частности к оперативной колопроктологии, и может быть использовано для лечения наружного геморроя. Осуществляют вапоризацию наружных геморроидальных узлов при интерстициальном воздействии на них с помощью аппарата лазерного полупроводникового Лахта - Милон. Данное техническое решение не позволяет визуализировать процесс воздействия лазерного излучения на объект.

Наиболее близким к предлагаемому решению является «Устройство для воздействия инфракрасным излучением на коллагеновый слой кожи человека с визуализацией процесса» по патенту РФ №2527318 МПК G01N 24/00 [2]. Целью 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 приемопередающий канал, формирующий радиочастотные импульсы и преобразующий сигналы резонанса, блок пространственной локализации, дисплей и блок локального воздействия, который выполнен в виде манипулятора с ИК лазером и линзой. Недостатком устройства является сложность доступа во внутренние ткани объекта из-за размеров опто - механической системы манипулятора. Устройство позволяет, сканировать и воздействовать на небольшую глубину от поверхности выбранной области.

Целью создания нового технического решения является обеспечение локального воздействия излучением лазера на проблемную область внутри ткани объекта с возможностью отслеживания происходящих изменений в ткани объекта.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сканирования и локального воздействия на участок биологического объекта X (фиг.1), представляющее собой магнитно-резонансный томограф, содержащее приемо-передающий канал 1, формирующий радиочастотные импульсы и преобразующий сигналы резонанса, блок пространственной локализации 2, микропроцессорный контроллер 3, управляющий приемо-передающим каналом 1, блоком пространственной локализации 2, терминал 4 (дисплей с клавиатурой и манипулятором типа "мышь") и блок локального воздействия излучением лазера 5, дополнительно введено оптоволокно 6, свободный конец которого может проходить внутри проблемной области объекта, прокалывая последний, другой конец оптоволокна подключен к оптическому выходу блока локального воздействия.

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 в объект помещается свободный конец оптоволокна 3, выходящего из блока локального воздействия (смотрите Фиг. 2). Во время перемещения оптоволокна может производиться юстировка (привязка к координатам поверхности 1) линзы 2 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 4 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 свободного конца оптоволокна к лабораторной системе координат осуществляется с помощью маркера 5 в виде капсулы, содержащей, например, протоны водорода, ядра фтора и др., который обнаруживается системой МРТ в процессе сканирования.

Оптоволокно позволяет существенно отдалить блок локального воздействия от объекта, длина его может доходить до нескольких метров, что позволяет удобно расположить все узлы устройства относительно объекта. Устройство, представляющее собой магнитно-резонансный томограф с блоком локального воздействия через оптоволокно, позволяет, сканируя и воздействуя на выбранную область излучением лазера, одновременно отслеживать изменения ткани, например, структуры и температуры, используя методы ЯМР и ЯКР.

На Фиг. 2. показан блок локального воздействия с оптоволокном, где: 7 - поверхность объекта, 8 - линза, 9 - оптоволокно, 10 - сфокусированный луч лазера, 11 - обод, из материала, содержащего ядра фтора или водорода.

Перемещение линзы осуществляется микрометрическим механическим устройством, управляемым микропроцессором.

Введение оптоволоконного кабеля позволяет локально воздействовать на проблемную область внутри объекта путем прокалывания ткани. Фокус на требуемую глубину наводят, перемещая линзу относительно начала оптоволокна, куда вводят луч лазера.

Источники информации

1. Пат. 2664590 С1 МПК А61В 18/20 Российская Федерация, МПК G 0122/04. Способ лечения больных наружным геморроем с применением лазерной вапоризации / Б.М. Велик, П. Сингх, А.Л. Хатламаджиян, - 2017125682; заявл. 2017.07.17; опубл. 2018.08.21. - 10 с.

2. Пат. №2527318 МПК G01N 24/00 Российская Федерация, МПК G 0122/04. 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, И.П. 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 / Под редакцией С. Вебба // Физика визуализации изображений в медицине. - Мир, 1991. - С. 105-231.

Использование: для локального воздействия электромагнитным излучением на исследуемую область в биологических объектах. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для локального воздействия электромагнитным излучением на исследуемую область в биологических объектах, выполненное в виде магнитно-резонансного томографа, содержит приемо-передающий канал, формирующий радиочастотные импульсы и преобразующий сигналы резонанса, блок пространственной локализации, блок локального воздействия излучением лазера и дисплей, при этом дополнительно введено оптоволокно, свободный конец которого может проходить внутри проблемной области объекта, прокалывая последний, другой конец оптоволокна подключен к оптическому выходу блока локального воздействия. Технический результат: повышение точности и мощности локального воздействия внутри ткани биологического объекта, а также обеспечение возможности отслеживания происходящих изменений в ткани объекта. 2 ил.

Устройство для локального воздействия электромагнитным излучением на исследуемую область в биологических объектах, выполненное в виде магнитно-резонансного томографа, содержащее приемо-передающий канал, формирующий радиочастотные импульсы и преобразующий сигналы резонанса, блок пространственной локализации, блок локального воздействия излучением лазера и дисплей, дополнительно введено оптоволокно, свободный конец которого может проходить внутри проблемной области объекта, прокалывая последний, другой конец оптоволокна подключен к оптическому выходу блока локального воздействия.