一种光动力治疗仪及其使用方法与流程

本发明属于医疗器械技术领域，具体地说，涉及一种光动力治疗仪及其使用方法。

背景技术：

光动力疗法(photodynamic therapy PDT)是治疗肿瘤的一种新方法。它是通过向机体内注射或局部外用能被肿瘤细胞吸收、储留的光敏剂及用相应波长的光照射病灶，进而达到选择性杀伤肿瘤细胞的作用。

对于面积偏大、多发或生长在特殊部位的皮肤肿瘤，常规治疗往往比较棘手。而光动力疗法具有高选择性肿瘤杀伤作用，操作简便，损伤小，能保持患者正常容貌等特点，因此在治疗上述肿瘤时，光动力疗法具有常规疗法无法比拟的优势。

近年来，光动力疗法治癌新型光敏剂及新型激光光源的研发均取得了很大进展。目前临床上PDT治疗皮肤肿瘤主要用于不适于采取手术切除或其他方法治疗的患者，如肿瘤基底较大、病灶较多或伴有心血管疾病、年老体弱、不愿意行手术切除等，但患者肝、肾功能需良好。很多皮肤肿瘤均可采用PDT治疗，主要包括基底细胞癌、鳞状细胞癌、Bowen氏病等。

但是现有的光动力治疗仪对于医生的依赖过多，不利于大规模推广，影响了治疗效果和PDT疗法的普及；由于过于依赖人工经验，因此治疗效果不稳定。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种治疗效果好、基本可以实现自动化治疗的光动力治疗仪及其使用方法。

根据本发明的一个方面，提供一种光动力治疗仪，所述光动力治疗仪包括：便携支架、交互系统、激光系统、生理参数监测系统和可插拔图像采集系统；

所述便携支架包括底座和延长臂；

所述交互系统设置于所述便携支架的底座上；

所述激光系统通过连接装置与所述延长臂相连接；所述交互系统通过有线方式对所述激光系统进行控制；

所述生理参数监测系统与所述底座相连接，并通过有线或无线方式与所述交互系统进行数据交互；所述生理参数监测系统用于监测被治疗者的生理参数；

所述可插拔图像采集系统与所述底座相连接，并通过有线或无线方式与所述交互系统进行数据交互。

根据本发明的一个具体实施方式，所述交互系统包括触摸式可视化图形界面。

根据本发明的另一个具体实施方式，所述激光系统包括：激光器、激光功率计和光学系统；

所述激光器通过连接装置与所述延长臂相连接；

所述激光功率计与所述激光器相连接；

所述光学系统置于所述激光器输出口的前端，用于控制所述激光器输出激光的光斑大小和/或调整所述激光器的功率。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述激光器的输出激光波长为630nm。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述激光器的输出端口内部设置有一块内附光子晶体膜的光子晶体滤波镜片。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述光子晶体膜由3层砷化镓和3层二氧化硅交替组成，与所述光子晶体滤波镜片相接触的是二氧化硅层。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述砷化镓的厚度为46.3nm，所述二氧化硅的厚度为70.9nm。

根据本发明的另一个方面，提供一种光动力治疗仪的使用方法，其特征在于，所述使用方法包括步骤：

a)采用可插拔图像采集系统对患者的病灶进行图像信息采集，并将所述图像信息传输至交互系统；

b)所述交互系统对所述图像信息进行解码，获得各像素点的RGB值，并根据所述RGB值，生成像素矩阵，根据所述像素矩阵确定每个像素点所需的激光功率；

c)将质量浓度为10％的ALA溶液涂覆于病灶处，涂覆边缘超过上述像素矩阵所确定的病灶边界0.5cm～1.0cm；

并用遮盖物对涂覆处进行遮盖，避光4h-5h后去除所述遮盖物；

d)所述交互系统控制延长臂，使所述延长臂控制激光系统的位置与病灶的位置匹配，并通过有线方式启动所述激光系统，所述激光系统输出激光对病灶进行照射；

e)生理参数监测系统的启动不晚于所述激光系统的启动，所述生理参数监测系统用于监测患者的生理参数，并将所述生理参数实时反馈至所述交互系统；

f)所述交互系统根据所述图像信息、生理参数对激光系统的位置和输出功率进行调整；

g)治疗完毕，通过所述交互系统关闭所述激光系统；

上述光动力治疗仪为权利要求1～7所述的任意一项权利要求所述。

根据本发明的一个具体实施方式，9在所述步骤c)中，采用保鲜膜及遮光薄膜对涂覆处进行遮盖。

根据本发明的另一个具体实施方式，在所述步骤d)中，所述激光对病灶进行照射的时间为28min～32min。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述激光系统的输出波长为630nm，能量密度为98J/cm²～102J/cm²。

本发明提供的光动力治疗仪治疗效果好，能使肿瘤病灶消失，病变部位完全恢复正常。对于严重病患，可通过两至三次治疗使病灶彻底根除。该光动力治疗仪操作简便，基本可实现全自动运行。减少了对医生经验的依赖，治疗效果稳定、可控。并且采用本发明提供的光动力治疗仪的使用方法，能够使病患在术后不遗留斑痕，可显著提高患者的术后生活质量。因此，本发明提供的光动力治疗仪及其使用方法都值得大规模推广。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1所示为根据本发明提供的一种光动力治疗仪的一个具体实施方式的结构示意图；

图2所示为根据本发明提供的一种光动力治疗仪使用方法的一个具体实施方式的流程示意图。

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

具体实施方式

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按此例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。

参见图1，本发明提供的一种光动力治疗仪包括：便携支架10、交互系统20、激光系统30、生理参数监测系统40和可插拔图像采集系统50。

所述便携支架10包括底座11和延长臂12。

所述交互系统20设置于所述便携支架10的底座11上。所述交互系统20是整个光动力治疗仪的核心。生理参数监测系统40和可插拔图像采集系统50获取的信息需要反馈至交互系统20，经由交互系统20处理后，控制激光系统30的具体工作，以使对病灶进行治疗。

所述激光系统30通过连接装置60与所述延长臂12相连接；所述交互系统20通过有线方式对所述激光系统30进行控制。当激光系统30与病灶位置匹配后，可以启动激光输出对病灶进行照射治疗。为了提高治疗效果，优选的，所述激光系统30包括：激光器31、激光功率计32和光学系统33。

经发明人研究发现，针对目前常见的皮肤癌，例如基底细胞癌、鳞状细胞癌、Bowen氏病等，所述激光器31的输出激光波长为630nm会获得较好的治疗效果。因此，选用红光激光器31来进行病灶治疗。而红光光谱较宽，为了精确获得波长为630nm的激光，需要在激光器31的输出端口内部设置有一块内附光子晶体膜的光子晶体滤波镜片，以便将其他波长的激光滤除，而使630nm的激光大量通过。

优选的，所述光子晶体膜由3层砷化镓和3层二氧化硅交替组成，与所述光子晶体滤波镜片相接触的是二氧化硅层。进一步地，所述砷化镓的厚度为46.3nm，所述二氧化硅的厚度为70.9nm。添加有光子晶体滤波片的激光器31可以有效提高光动力治疗仪照射光源的色纯度，将630nm的激光的透射率提高至99％以上，不但能提高病灶的治疗效率，还可以缩短治疗时间，减轻患者的不适感。

所述激光器31通过连接装置60与所述延长臂12相连接。该连接装置60将激光器31与便携支架10进行机械连接，可使二者位置相对固定，有利于治疗的稳定性。由于手术室空间布置各有不同，病灶位置也不一样，为了保证激光器31与病灶的对位，优远的，连接装置60可以伸缩以及旋转。机械连接之后，还需要对激光器31与交互装置20进行电连接，以便交互装置20激光器31之间能够实现顺畅的信号传输。

为了对激光器31的激光功率进行准确监控，所述激光系统30包括激光功率计32，所述激光功率计32与所述激光器31相连接。

由于病灶的大小、形状、深度各不相同，需要对激光器的输出光线进行调整来适应于各类不同的病灶。因此就需要在激光器31的出口前端设置一光学系统33。光学系统33用于控制所述激光器31输出激光的光斑大小和/或调整所述激光器31的功率。光学系统33主要通过设置透镜来对光束进行调整。

所述生理参数监测系统40与所述底座11相连接，并通过有线或无线方式与所述交互系统20进行数据交互。采用无线方式进行数据交互灵活性更强，由于线路的减少，也使设备连接更加简单。所述生理参数监测系统40用于监测被治疗者的生理参数。所述生理参数包括但不限于：血压、脉搏、心率和/或血氧饱和度。生理参数监测系统40实时监测患者的生理参数变化，并将上述数值反馈给交互系统20。一旦患者的生理参数出现异常，交互系统20会做出快速反应，如发出警报、停止激光系统30工作等。

所述可插拔图像采集系统50与所述底座11相连接，并通过有线或无线方式与所述交互系统20进行数据交互。可插拔图像采集系统50用于采集病灶的图形特征，病灶深度，并将上述数值传输给交互系统20，便于交互系统20对具体的治疗方案进行分析设计。

优选的，所述交互系统20包括触摸式可视化图形界面。医生可以通过可视化图形界面直观快速地获取病灶图像、病灶参数以及激光系统30、生理信息监测系统40的各种数据。此外，通过触摸控制，医生可以快速对光动力治疗仪的多部件进行调整，并及时看到调整结果。例如：医生可以采用触摸方式调整激光系统的功率、调整激光系统与病灶的相对位置等等。

为了进一步了解本发明提供的光动力治疗仪的使用可参见图2，根据图2所示为本发明提供的光动力治疗仪的使用方法包括如下步骤：

步骤S101，采用可插拔图像采集系统50对患者的病灶进行图像信息采集，并将所述图像信息传输至交互系统20。

步骤S102，所述交互系统20对所述图像信息进行解码，获得各像素点的RGB值，开根据所述RGB值，生成像素矩阵，根据所述像素矩阵确定每个像素点所需的激光功率。通过交互系统20的分析后，可以确定病灶的范围以及具体治疗时各个位置所需的激光功率，有利于后续的精确治疗。

步骤S103，将质量浓度为10％的ALA溶液(光敏剂)涂覆于病灶处，涂覆边缘通过上述像素矩阵所确定的病灶边界0.5cm～1.0cm。涂覆边缘略超出病灶边界可以使治疗更加彻底，而且不会损害周围的皮肤。

并用遮盖物对涂覆处进行遮盖，避光4h-5h后去除所述遮盖物。避光时间与ALA溶液浓度有关，是经过发明人多次试验之后确定的最佳时间。病灶经过4h～5h的ALA溶液渗透后，可以在激光照射时取得较好的治疗效果。优选的，采用保鲜膜及遮光薄膜双层薄膜对涂覆处进行遮盖。采用双层膜进行遮盖能够使遮盖效果更好。保鲜膜安全性高，与皮肤接触安全可靠；遮光薄膜置于外层可以有效实现遮光。

步骤S104，所述交互系统20控制延长臂12，使所述延长臂12控制激光系统20的位置与病灶的位置匹配，并通过有线方式启动所述激光系统20，所述激光系统20输出激光对病灶进行照射。为了对大部分的皮肤肿瘤有较好的治疗效果，所述激光系统的输出波长为630nm，能量密度为98J/cm²～102J/cm²，例如：98J/cm²、100J/cm²或102J/cm²，优选为100J/cm²。

经过发明人反复研究发现，所述激光对病灶进行照射的时间为28min～32min，治疗效果最好。优选的，照射时间为30min。如果病灶面积过大或者深度较深可进行多次治疗，但依旧要保证单次照射时间在28min～32min之间。

为了提高治疗效果，优选的，所述激光系统30包括：激光器31、激光功率计32和光学系统33。激光器31用来对病灶进行照射。激光功率计32用于对激光器31的输出功率进行实时监测，并将数值传输给交互装置20；交互装置20可根据激光功率计32的示数对激光器31进行实时调整。光学系统33用于控制所述激光器31输出激光的光斑大小和/或调整所述激光器31的功率。光学系统33主要通过设置透镜来对光束进行调整，例如调整光束的角度以及光斑的大小等。

执行步骤S105，生理参数监测系统40的启动不晚于所述激光系统30的启动，所述生理参数监测系统40用于监测患者的生理参数，并将所述生理参数实时反馈至所述交互系统。所述生理参数包括但不限于：血压、脉搏、心率和/或血氧饱和度。生理参数监测系统40实时监测患者的生理参数变化，并将上述数值反馈给交互系统20。一旦患者的生理参数出现异常，交互系统20会做出快速反应，如发出警报、停止激光系统30工作等。

最为优选的，在手术之前启动生理参数监测系统40，对患者的术前情况做监测，如符合手术要求的条件，则启动激光系统30对病灶进行照射治疗。

步骤S106，所述交互系统20根据所述图像信息、生理参数对激光系统30的位置和输出功率进行调整，以达到最佳的治疗效果。

步骤S107，治疗完毕，通过所述交互系统20关闭所述激光系统30。

根据病灶存在的个体差异，可以在一次治疗后，再进行第二、第三次甚至更多次治疗，以达到最佳治疗效果。

采用本发明提供的光动力治疗仪对皮肤肿瘤进行治疗创伤小、效果好、患者痛苦小、恢复快，有利于大面积推广使用。

虽然关于示例实施例及其优点已经详细说明，应当理解在不脱离本发明的精神和所附权利要求限定的保护范围的情况下，可以对这些实施例进行各种变化、替换和修改。对于其他例子，本领域的普通技术人员应当容易理解在保持本发明保护范围内的同时，工艺步骤的次序可以变化。

此外，本发明的应用范围不局限于说明书中描述的特定实施例的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法及步骤。从本发明的公开内容，作为本领域的普通技术人员将容易地理解，对于目前已存在或者以后即将开发出的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤，其中它们执行与本发明描述的对应实施例大体相同的功能或者获得大体相同的结果，依照本发明可以对它们进行应用。因此，本发明所附权利要求旨在将这些工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤包含在其保护范围内。