专利名称：辐照带导管的制作方法
技术领域：
本发明涉及在治疗过程中将辐射光能安全地提供给人体内、更一般地、哺乳动物 体内的治疗部位的装置和方法。
背景技术：
本发明一般地涉及用光动力疗法中采用的辐射能来对人体(更一般地，哺乳动物 体)内的部位进行治疗的装置和方法。光动力疗法(Photodynamic Therapy, PDT)越来越 多地用于治疗肿瘤，以及用于破坏微生物、病变等。当用PDT治疗恶性肿瘤时，在计划治疗 之前的预定时间将光敏染料注入患者体内。所述光敏染料在穿透癌细胞、微生物或其它靶 细胞的波长下被激活，产生破坏靶细胞的氧自由基。Martin等人的美国专利5，728，090提出了安装在基本为圆柱形的支撑件内的LED 阵列，所述支撑件上附加有可拆除的多面头，不过，这种配置的非柔性和宽直径限制了可以 使用这种装置的手术的类型。同样地，Happawana等人的美国专利申请2007/0168000提 出了一种半导体发光器件系统，但这种系统也是非柔性的。Van Zuylen等人的美国专利 6，221，095提出了一种只在体外使用的光子治疗机工具。因此虽然现有技术也曾尝试解决将有效的辐射光能送到人体内空间这一技术问 题，单现有技术中的装置却不能容易地到达较宽范围的体内部位。因此，长期以来仍然需要 一种可以将辐射光能发送到哺乳动物体或人体内的部位的装置，该装置同时提供抵消热效 应的冷却，从而可以施用最佳安全量的辐射能。在普通外科中，重点已放在腹腔镜技术上，这种技术现在已应用于大部分的腹腔 内手术。另一个长期的需求将通过提供用于在腹腔镜手术过程中将辐射光能发送至体内部 位的装置和方法来得到满足。现在腔内手术中又新增了一种需求——用柔性内窥镜进行疾病的治疗，通过利用 天然孔道(即口)在腹壁切口用药、使其到达靶组织。也可其它天然孔道，如肛门或阴道， 到达腹腔。LED电路板的柔性是个必须要解决的问题，即使直而窄的柔性聚酯或聚酰亚胺电 路板也只在一个方向上是柔性的、在其它方向上是非柔性的。如果适合安装LED的电路板 在所有方向上都具有很好的柔性，那么长期以来的需要就可以得到满足。另一项长期以来的需要也可以通过提供用于在NOTES (Natural Orifice TransluminalEndoscopic Surgery，天然孔道穿腔内镜手术)过程中将辐射光能发送到体 内部位的装置和方法而得到满足。医学装置和方法的易于使用性、安全性及其与医院现有的标准设备、做法和电源 之间的兼容性是另一个长期需要解决的问题。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种光辐照装置(Light Irradiating Unit，LIU)，该光辐照装置用于在治疗过程中将辐射能安全地提供给人体内的治疗部位；其中，LIU由以 下模块组成辐照阵列(Irradiating Array, ΙΑ)，该辐照阵列包括沿柔性支撑件呈纵向单 排设置的多个LED，该多个LED以串联方式与电池供电的外部LED控制器和电源电连接，所 述IA可以在原位作360°旋转；外部LED控制器和电源(Controller and Power Supply, CPS)；阵列外壳导管(Array Housing Catheter，AHC)，该AHC用于包住所述IA并将该IA 引导到治疗部位；以及冷却导管(Cooling Catheter, CC)，该CC用于在治疗过程中包住和 冷却所述AHC，所述CC适于与含有冷却流体的标准静脉输液袋相连，该输液袋适于在治疗 过程中通过所述CC提供重力引导的冷却流体流，所述CC还适于在所述治疗过程中提供冷 却流体的排出通道。本发明的另一个目的是提供如上所述的LIU，其中，所述CPS还包括电池供电单 元。本发明的另一个目的是提供如上所述的LIU，其中，所述LIU还包括电机驱动机 构，该电机驱动机构以治疗方案需要的预定方式旋转选自所述IA、所述AHC和所述CC中的 至少一个。本发明的另一个目的是提供如上所述的LIU，其中，所述LIU还包括具有充电电池 和第一连接机构的CPS，所述第一连接机构用于将CPS连接至墙壁电源适配器，以便给所述 电池充电。用于将CPS连接至IA的第二连接机构也包括于其中。安全机构适于确保所述 第一或第二连接机构在任何一个时间分别进行第一或第二连接，同时使所述第一或第二连 接不会同时完成或保持。本发明的另一个目的是提供如上所述的LIU，其中，所述CPS还包括用于遥控操作 的机构。本发明的另一个目的是提供如上所述的LIU，其中，所述CC适于连接至标准医用 泵，该泵适于在治疗过程中促使冷却流体流动。本发明的另一个目的是提供如上所述的LIU，其中，所述LED以并联方式与电池供 电的外部LED CPS电连接。本发明的另一个目的是提供如上所述的LIU，其中，所述柔性支撑件折叠为折扇的 形式。本发明的另一个目的是提出一种在治疗过程中将辐射能安全地提供给人体内的 治疗部位的方法，该方法包括以下步骤获得辐照阵列(IA)，沿柔性支撑件单排纵向设置 多个LED，该LED以串联方式与电池供电的外部LED CPS电连接，所述IA可在原位作360° 旋转；获得外部LED控制器和电源(CPS)；获得阵列外壳导管(AHC)，该AHC用于包住所述 IA并将该IA引导到治疗部位；以及，获得冷却导管(CC)，该CC用于在治疗过程中包住并冷 却所述AHC，所述CC适于与含有冷却流体的标准静脉输液袋相连，该输液袋适于在治疗过 程中通过所述CC提供重力引导的冷却流体流，所述CC还适于在所述治疗过程中提供冷却 流体的排出通道。本发明的另一个目的是提供一种方法，其中，所述方法还包括用电池给CPS供电 的步骤。本发明的另一个目的是提供一种方法，其中，所述方法还包括获得电机驱动机构 的步骤，所述电机驱动机构根据治疗方案的需要、以预定方式旋转选自IA、AHC和CC中的至少一个。本发明的另一个目的是提出一种在治疗过程中将辐射能安全地提供给人体内的 治疗部位的方法，该方法还包括提供具有充电电池的CPS的步骤，首先，将CPS连接至墙壁 电源适配器，其次，将CPS连接至IA，调配墙壁电源适配器与CPS之间的第一连接和CPS与 IA之间的第二连接，从而使得在任何一个时间所述第一或第二连接中只有一个连接存在， 并通过建立第一连接来给CPS充电。本发明的另一个目的是提供一种方法，其中，所述方法包括通过遥控操作CPS的步骤。本发明的另一个目的是提供一种方法，其中，所述方法包括将CC连接至标准医用 泵的步骤，所述泵用于在治疗过程中促使冷却流体流动。此外，本发明的另一个目的是提供一种方法，其中，所述方法包括将所述LED以并 联方式与电池供电的外部LED CPS电连接的步骤。最后，本发明的另一个目的是提供一种方法，其中，所述方法包括将所述柔性支撑 件折叠为折扇形式的步骤。
图1为LED控制器和电源(CPS)的示意图；图2是代表性的工作循环示意图；图3是本发明一个实施例的示意图；图4是本发明一个实施例的示意图；图5是本发明一个实施例的示意图，该图展示了用于每个LED的折成折扇状的柔 性电路板。
具体实施例方式下面的描述以及本发明的所有章节均用于使本领域技术人员能够实施本发明，以 最佳的实施方式实现本发明。不过，本领域技术人员可以对本发明作出许多改变，因为本发 明的一般原理已经在本发明中得到了明确地描述，以便提供一种在治疗过程中将辐射能安 全地提供给人体，或者更一般地，哺乳动物体内的治疗部位的装置和方法。在介绍附图和实施例之前，应当理解，本发明不限于下面的描述或者附图中提出 的构件的具体结构和配置。本领域技术人员可以以多种方式实现本发明。用于LED原位水冷的基本原理LED —般产生10%的光输出和90%的热输出。因此用于光动力疗法的一个典型 LED可产生1瓦特的热，10个LED组成的阵列可产生10瓦特的热。如果不除去过多的热， LED可能会烧掉，这当然会对患者造成伤害。示例BTU 是 British Thermal Units (英国热量单位)的缩写。h = hours (小时)。W =水或冷却剂的重量。在工作情形下，可以使用重2. 2英镑、1升的静脉输液袋的水或者其它医学上可以 接受的冷却剂。如果治疗过程持续1小时，则
每个LED 1瓦特=3BTU的热量10个LED产生30BTU的热量。
,BTUh假设环境水温为70° F，由于Δ7°=--『那么体内的总工
W =30/2.2 = 13.6T,
作温度将是83. 6° F(被认为是安全的温度)。示例(见图1)LED控制器和电源(CPS)IXD (液晶显示屏)显示了所选择的模式的值。1.按钮1改变模式。2.按钮2控制增大的功能。3.按钮3控制减小的功能。该装置的两个功能是调节给予LED的功率(亮度)，并监控LED的温度。当处于功 率设定显示模式时，当前功率被显示出来。可以通过按压按钮1来调节LED功率。要减小 功率就按压第2个按钮。当前工作温度也被显示出来。温度模式显示设定的温度。可以在 关闭之前改变最高温度。示例LED功率控制图2是代表性的工作循环示意图。LED功率设定由工作循环来控制。当功率水平为0时，工作循环开始。25%功率水平时，灯亮25微秒、灭75微秒。50%功率水平时，灯亮50微秒、灭50微秒。75%功率水平时，灯亮75微秒、灭25微秒。100%功率水平时，灯一直亮着。示例温度控制现在参见图3，其为热敏电阻/LED配置的示意图。通过十个热敏电阻构成的电阻的电压改变来进行温度控制。一类热敏电阻在不同温度的电阻值的例子25°C时，每个热敏电阻的电阻值为200欧姆，串联在一起的10个热敏电阻的电阻 值总共是2000欧姆。50°C时，每个热敏电阻的电阻值为100欧姆，串联在一起的10个热敏电阻的电阻 值总共是1000欧姆。75°C时，每个热敏电阻的电阻值为500欧姆，串联在一起的10个热敏电阻的电阻 值总共是500欧姆。100°C时，每个热敏电阻的电阻值为250欧姆，串联在一起的10个热敏电阻的电阻 值总共是250欧姆。本发明的实施例现在参见图4，该图为本发明的非限制性实施例的示意图。1.静脉输液袋中的冷却流体与泵装置相连。
2.泵装置将冷却流体发送给导管。3.迫使冷却流体流过导管、以冷却所述LED。4.将冷却流体从导管排出、使其回流。5.冷却流体流回到排出导管，从排出导管处被排掉。6. LED控制器送出功率以控制LED。7. LED面板送回工作情况。本发明的一个关键、核心的实施方式是提供一种柔性电路板，该柔性电路板折叠 成“折扇”状，对应每个LED，作为柔性支撑件的整体或一部分，LED单排纵向安装在所述柔 性支撑件上，如图5中的实施例所示。这种折扇形式提供了在所有方向上的高柔性，同时又 不会在零件上造成机械应力。在本发明的范围内还提供一种光辐照装置(LIU)，该LIU用于在治疗过程中将辐 射能安全地提供给人体内的治疗部位。所述LIU由以下模块组成辐照阵列(IA)，该辐照阵 列包括沿柔性支撑件单排纵向设置的多个LED，该多个LED以串联方式与电池供电的外部 LED控制器和电源电连接，所述IA可以作360°原位旋转；外部LED控制器和电源(CPS)； 阵列外壳导管(AHC)，该AHC用于包住所述IA并将该IA引导到治疗部位；以及冷却导管 (CC)，该CC用于在治疗过程中包住和冷却所述AHC，所述CC适于与含有冷却流体的标准静 脉输液袋相连，该输液袋适于在治疗过程中通过所述CC提供重力引导的冷却流体流，所述 CC还适于在所述治疗过程中提供冷却流体的排出通道。在本发明的范围内还提供一种如上所述的LIU，还提供具有电池供电单元的CPS。在本发明的范围内还提供一种如上所述的LIU，还提供电机驱动机构，该电机驱动 机构以治疗方案需要的预定方式旋转选自所述IA、所述AHC和所述CC中的至少一个。在本发明的范围内还提供一种如上所述的LIU，所述LIU还包括具有充电电池和 第一连接机构的CPS，所述第一连接机构用于将CPS连接至墙壁电源适配器，以便给所述电 池充电。用于将CPS连接至IA的第二连接机构也包括于其中。安全机构适于确保所述第 一或第二连接机构在任何一个时间分别进行第一或第二连接，同时使所述第一或第二连接 不会同时完成或保持。在本发明的范围内还提供一种如上所述的LIU，其中，所述CPS还包括用于遥控操 作的机构。在本发明的范围内还提供一种如上所述的LIU，其中，所述CC适于连接至标准医 用泵，该泵适于在治疗过程中促使冷却流体流动。在本发明的范围内还提供一种如上所述的LIU，其中，所述LED以并联方式与电池 供电的外部LED CPS电连接。在本发明的范围内还提供一种如上所述的LIU，其中，所述柔性支撑件折叠为折扇 的形式。在本发明的范围内还提供一种在治疗过程中将辐射能安全地提供给人体内的治 疗部位的方法，该方法包括以下步骤获得辐照阵列(IA)，沿柔性支撑件单排纵向设置多 个LED，该LED以串联方式与电池供电的外部LED CPS电连接，所述IA可在原位作360°旋 转；获得外部LED控制器和电源(CPS)；获得阵列外壳导管(AHC)，该AHC用于包住所述IA 并将该IA引导到治疗部位；以及，获得冷却导管(CC)，该CC用于在治疗过程中包住并冷却所述AHC，所述CC适于与含有冷却流体的标准静脉输液袋相连，该输液袋适于在治疗过程 中通过所述CC提供重力引导的冷却流体流，所述CC还适于在所述治疗过程中提供冷却流 体的排出通道。在本发明的范围内还提供一种如上所述的方法，其中，所述方法还包括用电池给 CPS供电的步骤。在本发明的范围内还提供一种如上所述的方法，其中，所述方法还包括获得电机 驱动机构的步骤，所述电机驱动机构根据治疗方案的需要、以预定方式旋转选自IA、AHC和 CC中的至少一个。在本发明的范围内还提供一种如上所述的在治疗过程中将辐射能安全地提供给 人体内的治疗部位的方法，该方法还包括提供具有充电电池的CPS的步骤，首先，将CPS连 接至墙壁电源适配器，其次，将CPS连接至IA，调配墙壁电源适配器与CPS之间的第一连接 和CPS与IA之间的第二连接，从而使得在任何一个时间所述第一或第二连接中只有一个连 接存在，并通过建立第一连接来给CPS充电。在本发明的范围内还提供一种如上所述的方法，其中，所述方法包括通过遥控操 作CPS的步骤。在本发明的范围内还提供一种如上所述的方法，其中，所述方法包括将CC连接至 标准医用泵的步骤，所述泵用于在治疗过程中促使冷却流体流动。在本发明的范围内还提供一种如上所述的方法，其中，所述方法包括将所述LED 以并联方式与电池供电的外部LED CPS电连接的步骤。在本发明的范围内还提供一种如上所述的方法，其中，所述LED以并联方式与电 池供电的外部LED CPS电连接。在本发明的范围内还提供一种如上所述的方法，其中，所述方法包括将所述柔性 支撑件折叠为折扇形式的步骤。虽然上述装置和方法用于发送辐射光能，以便用光动力疗法来治疗膀胱肿瘤、胃 肠肿瘤、脑肿瘤、前列腺肿瘤和胃肿瘤，但本发明也试图使用尺寸和形状合适的类似的装 置、利用任何其它的天然/人工孔道、空间和手术后空来对其它人体器官、组织和肿瘤实施 类似的治疗。
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权利要求
一种光辐照装置，该光辐照装置用于在治疗过程中将辐射能安全地提供给人体内的治疗部位，其中，所述光辐照装置由以下模块组成(a)辐照阵列，该辐照阵列包括沿柔性支撑件单排纵向设置的多个LED，该多个LED以串联方式与电池供电的外部LED控制器和电源电连接，所述辐照阵列可以在原位作360°旋转；(b)外部LED控制器和电源；(c)阵列外壳导管，该阵列外壳导管用于包住所述辐照阵列并将该辐照阵列引导到治疗部位；以及(d)冷却导管，该冷却导管用于在治疗过程中包住和冷却所述阵列外壳导管，所述冷却导管适于与含有冷却流体的标准静脉输液袋相连，该输液袋适于在治疗过程中通过所述冷却导管提供重力引导的冷却流体流，所述冷却导管还适于在所述治疗过程中提供冷却流体的排出通道。
2.根据权利要求1所述的光辐照装置，其特征在于所述外部LED控制器和电源还包 括电池供电单元。
3.根据权利要求1所述的光辐照装置，其特征在于所述光辐照装置还包括电机驱动 机构，该电机驱动机构以治疗方案需要的预定方式旋转选自所述辐照阵列、所述阵列外壳 导管和所述冷却导管中的至少一个。
4.根据权利要求1所述的光辐照装置，其特征在于，所述光辐照装置还包括(a)具有充电电池的外部LED控制器和电源；(b)用于将所述外部LED控制器和电源连接至墙壁电源适配器、以便给所述电池充电 的第一连接机构；(c)用于将所述外部LED控制器和电源连接至所述辐照阵列的第二连接机构；(d)安全机构，该安全机构适于确保所述第一或第二连接机构在任何一个时间分别进 行第一或第二连接，同时使所述第一或第二连接不会同时完成或保持。
5.根据权利要求1所述的光辐照装置，其特征在于所述外部LED控制器和电源还包 括用于遥控操作的机构。
6.根据权利要求1所述的光辐照装置，其特征在于所述冷却导管适于连接至标准医 用泵，该泵适于在治疗过程中促使冷却流体流动。
7.根据权利要求1所述的光辐照装置，其特征在于所述LED以并联方式与电池供电 的所述外部LED控制器和电源电连接。
8.根据权利要求1所述的光辐照装置，其特征在于所述柔性支撑件折叠成折扇形式。
9.一种在治疗过程中将辐射能安全地提供给人体内的治疗部位的方法，该方法包括以 下步骤(a)获得辐照阵列，沿柔性支撑件单排纵向设置多个LED，该多个LED以串联方式与电 池供电的外部LED CPS电连接，所述辐照阵列可在原位作360°旋转；(b)获得外部LED控制器和电源；(c)获得阵列外壳导管，该阵列外壳导管用于包住所述辐照阵列并将该辐照阵列引导 到治疗部位；以及，(d)获得冷却导管，该冷却导管用于在治疗过程中包住并冷却所述阵列外壳导管，所述冷却导管适于与含有冷却流体的标准静脉输液袋相连，该输液袋适于在治疗过程中通过所 述冷却导管提供重力引导的冷却流体流，所述冷却导管还适于在所述治疗过程中提供冷却 流体的排出通道。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于所述方法还包括用电池给所述控制器和 电源供电的步骤。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于所述方法还包括获得电机驱动机构的步 骤，所述电机驱动机构根据治疗方案的需要、以预定方式旋转选自所述辐照阵列、所述阵列 外壳导管和所述冷却导管中的至少一个。
12.根据权利要求9所述的在治疗过程中将辐射能安全地提供给人体内的治疗部位的 方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤(a)提供具有充电电池的控制器和电源；(b)首先，将所述控制器和电源连接至墙壁电源适配器；(c)其次，将所述控制器和电源连接至所述辐照阵列；(d)调配墙壁电源适配器与所述控制器和电源之间的第一连接和所述控制器和电源与 所述辐照阵列之间的第二连接，从而使得在任何一个时间所述第一或第二连接中只有一个 连接存在；(e)通过建立所述第一连接来给所述控制器和电源充电。
13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于所述方法包括通过遥控操作所述控制器 和电源的步骤。
14.根据权利要求9所述的方法，其特征在于所述方法包括将冷却导管连接至标准医 用泵的步骤，所述泵用于在治疗过程中促使冷却流体流动。
15.根据权利要求9所述的方法，其特征在于所述方法包括将所述多个LED以并联方 式与电池供电的外部LED控制器和电源电连接的步骤。
16.根据权利要求9所述的方法，其特征在于所述方法包括将所述柔性支撑件折叠为 折扇形式的步骤。
全文摘要
本发明的一个目的是提供一种光辐照装置(LIU)，该光辐照装置用于在治疗过程中将辐射能安全地提供给人体内的治疗部位；其中，LIU由以下模块组成辐照阵列(IA)，该辐照阵列包括沿柔性支撑件呈纵向单排设置的多个LED，该多个LED以串联方式与电池供电的外部LED控制器和电源电连接，所述IA可以作360°原位旋转；外部LED控制器和电源(CPS)；阵列外壳导管(AHC)，该AHC用于包住所述IA并将该IA引导到治疗部位；以及冷却导管(CC)，该CC用于在治疗过程中包住和冷却所述AHC，所述CC适于与含有冷却流体的标准静脉输液袋相连，该输液袋适于在治疗过程中通过所述CC提供重力引导的冷却流体流，所述CC还适于在所述治疗过程中提供冷却流体排出通道。
文档编号A61B18/00GK101883533SQ200880111332
公开日2010年11月10日 申请日期2008年8月10日 优先权日2007年8月8日
发明者汤姆·克伯尔 申请人:汤姆·克伯尔