專利名稱：輻照帶導管的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在治療過程中將輻射光能安全地提供給人體內、更一般地、哺乳動物 體內的治療部位的裝置和方法。
背景技術：
本發(fā)明一般地涉及用光動力療法中采用的輻射能來對人體(更一般地，哺乳動物 體)內的部位進行治療的裝置和方法。光動力療法(Photodynamic Therapy, PDT)越來越 多地用于治療腫瘤，以及用于破壞微生物、病變等。當用PDT治療惡性腫瘤時，在計劃治療 之前的預定時間將光敏染料注入患者體內。所述光敏染料在穿透癌細胞、微生物或其它靶 細胞的波長下被激活，產生破壞靶細胞的氧自由基。Martin等人的美國專利5，728，090提出了安裝在基本為圓柱形的支撐件內的LED 陣列，所述支撐件上附加有可拆除的多面頭，不過，這種配置的非柔性和寬直徑限制了可以 使用這種裝置的手術的類型。同樣地，Happawana等人的美國專利申請2007/0168000提 出了一種半導體發(fā)光器件系統(tǒng)，但這種系統(tǒng)也是非柔性的。Van Zuylen等人的美國專利 6，221，095提出了一種只在體外使用的光子治療機工具。因此雖然現(xiàn)有技術也曾嘗試解決將有效的輻射光能送到人體內空間這一技術問 題，單現(xiàn)有技術中的裝置卻不能容易地到達較寬范圍的體內部位。因此，長期以來仍然需要 一種可以將輻射光能發(fā)送到哺乳動物體或人體內的部位的裝置，該裝置同時提供抵消熱效 應的冷卻，從而可以施用最佳安全量的輻射能。在普通外科中，重點已放在腹腔鏡技術上，這種技術現(xiàn)在已應用于大部分的腹腔 內手術。另一個長期的需求將通過提供用于在腹腔鏡手術過程中將輻射光能發(fā)送至體內部 位的裝置和方法來得到滿足?，F(xiàn)在腔內手術中又新增了一種需求——用柔性內窺鏡進行疾病的治療，通過利用 天然孔道(即口)在腹壁切口用藥、使其到達靶組織。也可其它天然孔道，如肛門或陰道， 到達腹腔。LED電路板的柔性是個必須要解決的問題，即使直而窄的柔性聚酯或聚酰亞胺電 路板也只在一個方向上是柔性的、在其它方向上是非柔性的。如果適合安裝LED的電路板 在所有方向上都具有很好的柔性，那么長期以來的需要就可以得到滿足。另一項長期以來的需要也可以通過提供用于在NOTES (Natural Orifice TransluminalEndoscopic Surgery，天然孔道穿腔內鏡手術)過程中將輻射光能發(fā)送到體 內部位的裝置和方法而得到滿足。醫(yī)學裝置和方法的易于使用性、安全性及其與醫(yī)院現(xiàn)有的標準設備、做法和電源 之間的兼容性是另一個長期需要解決的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一個目的是提供一種光輻照裝置(Light Irradiating Unit，LIU)，該光輻照裝置用于在治療過程中將輻射能安全地提供給人體內的治療部位；其中，LIU由以 下模塊組成輻照陣列(Irradiating Array, ΙΑ)，該輻照陣列包括沿柔性支撐件呈縱向單 排設置的多個LED，該多個LED以串聯(lián)方式與電池供電的外部LED控制器和電源電連接，所 述IA可以在原位作360°旋轉；外部LED控制器和電源(Controller and Power Supply, CPS)；陣列外殼導管(Array Housing Catheter，AHC)，該AHC用于包住所述IA并將該IA 引導到治療部位；以及冷卻導管(Cooling Catheter, CC)，該CC用于在治療過程中包住和 冷卻所述AHC，所述CC適于與含有冷卻流體的標準靜脈輸液袋相連，該輸液袋適于在治療 過程中通過所述CC提供重力引導的冷卻流體流，所述CC還適于在所述治療過程中提供冷 卻流體的排出通道。本發(fā)明的另一個目的是提供如上所述的LIU，其中，所述CPS還包括電池供電單 元。本發(fā)明的另一個目的是提供如上所述的LIU，其中，所述LIU還包括電機驅動機 構，該電機驅動機構以治療方案需要的預定方式旋轉選自所述IA、所述AHC和所述CC中的 至少一個。本發(fā)明的另一個目的是提供如上所述的LIU，其中，所述LIU還包括具有充電電池 和第一連接機構的CPS，所述第一連接機構用于將CPS連接至墻壁電源適配器，以便給所述 電池充電。用于將CPS連接至IA的第二連接機構也包括于其中。安全機構適于確保所述 第一或第二連接機構在任何一個時間分別進行第一或第二連接，同時使所述第一或第二連 接不會同時完成或保持。本發(fā)明的另一個目的是提供如上所述的LIU，其中，所述CPS還包括用于遙控操作 的機構。本發(fā)明的另一個目的是提供如上所述的LIU，其中，所述CC適于連接至標準醫(yī)用 泵，該泵適于在治療過程中促使冷卻流體流動。本發(fā)明的另一個目的是提供如上所述的LIU，其中，所述LED以并聯(lián)方式與電池供 電的外部LED CPS電連接。本發(fā)明的另一個目的是提供如上所述的LIU，其中，所述柔性支撐件折疊為折扇的 形式。本發(fā)明的另一個目的是提出一種在治療過程中將輻射能安全地提供給人體內的 治療部位的方法，該方法包括以下步驟獲得輻照陣列(IA)，沿柔性支撐件單排縱向設置 多個LED，該LED以串聯(lián)方式與電池供電的外部LED CPS電連接，所述IA可在原位作360° 旋轉；獲得外部LED控制器和電源(CPS)；獲得陣列外殼導管(AHC)，該AHC用于包住所述 IA并將該IA引導到治療部位；以及，獲得冷卻導管(CC)，該CC用于在治療過程中包住并冷 卻所述AHC，所述CC適于與含有冷卻流體的標準靜脈輸液袋相連，該輸液袋適于在治療過 程中通過所述CC提供重力引導的冷卻流體流，所述CC還適于在所述治療過程中提供冷卻 流體的排出通道。本發(fā)明的另一個目的是提供一種方法，其中，所述方法還包括用電池給CPS供電 的步驟。本發(fā)明的另一個目的是提供一種方法，其中，所述方法還包括獲得電機驅動機構 的步驟，所述電機驅動機構根據治療方案的需要、以預定方式旋轉選自IA、AHC和CC中的至少一個。本發(fā)明的另一個目的是提出一種在治療過程中將輻射能安全地提供給人體內的 治療部位的方法，該方法還包括提供具有充電電池的CPS的步驟，首先，將CPS連接至墻壁 電源適配器，其次，將CPS連接至IA，調配墻壁電源適配器與CPS之間的第一連接和CPS與 IA之間的第二連接，從而使得在任何一個時間所述第一或第二連接中只有一個連接存在， 并通過建立第一連接來給CPS充電。本發(fā)明的另一個目的是提供一種方法，其中，所述方法包括通過遙控操作CPS的步驟。本發(fā)明的另一個目的是提供一種方法，其中，所述方法包括將CC連接至標準醫(yī)用 泵的步驟，所述泵用于在治療過程中促使冷卻流體流動。此外，本發(fā)明的另一個目的是提供一種方法，其中，所述方法包括將所述LED以并 聯(lián)方式與電池供電的外部LED CPS電連接的步驟。最后，本發(fā)明的另一個目的是提供一種方法，其中，所述方法包括將所述柔性支撐 件折疊為折扇形式的步驟。


圖1為LED控制器和電源(CPS)的示意圖；圖2是代表性的工作循環(huán)示意圖；圖3是本發(fā)明一個實施例的示意圖；圖4是本發(fā)明一個實施例的示意圖；圖5是本發(fā)明一個實施例的示意圖，該圖展示了用于每個LED的折成折扇狀的柔 性電路板。
具體實施例方式下面的描述以及本發(fā)明的所有章節(jié)均用于使本領域技術人員能夠實施本發(fā)明，以 最佳的實施方式實現(xiàn)本發(fā)明。不過，本領域技術人員可以對本發(fā)明作出許多改變，因為本發(fā) 明的一般原理已經在本發(fā)明中得到了明確地描述，以便提供一種在治療過程中將輻射能安 全地提供給人體，或者更一般地，哺乳動物體內的治療部位的裝置和方法。在介紹附圖和實施例之前，應當理解，本發(fā)明不限于下面的描述或者附圖中提出 的構件的具體結構和配置。本領域技術人員可以以多種方式實現(xiàn)本發(fā)明。用于LED原位水冷的基本原理LED —般產生10%的光輸出和90%的熱輸出。因此用于光動力療法的一個典型 LED可產生1瓦特的熱，10個LED組成的陣列可產生10瓦特的熱。如果不除去過多的熱， LED可能會燒掉，這當然會對患者造成傷害。示例BTU 是 British Thermal Units (英國熱量單位)的縮寫。h = hours (小時)。W =水或冷卻劑的重量。在工作情形下，可以使用重2. 2英鎊、1升的靜脈輸液袋的水或者其它醫(yī)學上可以 接受的冷卻劑。如果治療過程持續(xù)1小時，則
每個LED 1瓦特=3BTU的熱量10個LED產生30BTU的熱量。
,BTUh假設環(huán)境水溫為70° F，由于Δ7°=--『那么體內的總工
W =30/2.2 = 13.6T,
作溫度將是83. 6° F(被認為是安全的溫度)。示例(見圖1)LED控制器和電源(CPS)IXD (液晶顯示屏)顯示了所選擇的模式的值。1.按鈕1改變模式。2.按鈕2控制增大的功能。3.按鈕3控制減小的功能。該裝置的兩個功能是調節(jié)給予LED的功率(亮度)，并監(jiān)控LED的溫度。當處于功 率設定顯示模式時，當前功率被顯示出來?？梢酝ㄟ^按壓按鈕1來調節(jié)LED功率。要減小 功率就按壓第2個按鈕。當前工作溫度也被顯示出來。溫度模式顯示設定的溫度?？梢栽?關閉之前改變最高溫度。示例LED功率控制圖2是代表性的工作循環(huán)示意圖。LED功率設定由工作循環(huán)來控制。當功率水平為0時，工作循環(huán)開始。25%功率水平時，燈亮25微秒、滅75微秒。50%功率水平時，燈亮50微秒、滅50微秒。75%功率水平時，燈亮75微秒、滅25微秒。100%功率水平時，燈一直亮著。示例溫度控制現(xiàn)在參見圖3，其為熱敏電阻/LED配置的示意圖。通過十個熱敏電阻構成的電阻的電壓改變來進行溫度控制。一類熱敏電阻在不同溫度的電阻值的例子25°C時，每個熱敏電阻的電阻值為200歐姆，串聯(lián)在一起的10個熱敏電阻的電阻 值總共是2000歐姆。50°C時，每個熱敏電阻的電阻值為100歐姆，串聯(lián)在一起的10個熱敏電阻的電阻 值總共是1000歐姆。75°C時，每個熱敏電阻的電阻值為500歐姆，串聯(lián)在一起的10個熱敏電阻的電阻 值總共是500歐姆。100°C時，每個熱敏電阻的電阻值為250歐姆，串聯(lián)在一起的10個熱敏電阻的電阻 值總共是250歐姆。本發(fā)明的實施例現(xiàn)在參見圖4，該圖為本發(fā)明的非限制性實施例的示意圖。1.靜脈輸液袋中的冷卻流體與泵裝置相連。
2.泵裝置將冷卻流體發(fā)送給導管。3.迫使冷卻流體流過導管、以冷卻所述LED。4.將冷卻流體從導管排出、使其回流。5.冷卻流體流回到排出導管，從排出導管處被排掉。6. LED控制器送出功率以控制LED。7. LED面板送回工作情況。本發(fā)明的一個關鍵、核心的實施方式是提供一種柔性電路板，該柔性電路板折疊 成“折扇”狀，對應每個LED，作為柔性支撐件的整體或一部分，LED單排縱向安裝在所述柔 性支撐件上，如圖5中的實施例所示。這種折扇形式提供了在所有方向上的高柔性，同時又 不會在零件上造成機械應力。在本發(fā)明的范圍內還提供一種光輻照裝置(LIU)，該LIU用于在治療過程中將輻 射能安全地提供給人體內的治療部位。所述LIU由以下模塊組成輻照陣列(IA)，該輻照陣 列包括沿柔性支撐件單排縱向設置的多個LED，該多個LED以串聯(lián)方式與電池供電的外部 LED控制器和電源電連接，所述IA可以作360°原位旋轉；外部LED控制器和電源(CPS)； 陣列外殼導管(AHC)，該AHC用于包住所述IA并將該IA引導到治療部位；以及冷卻導管 (CC)，該CC用于在治療過程中包住和冷卻所述AHC，所述CC適于與含有冷卻流體的標準靜 脈輸液袋相連，該輸液袋適于在治療過程中通過所述CC提供重力引導的冷卻流體流，所述 CC還適于在所述治療過程中提供冷卻流體的排出通道。在本發(fā)明的范圍內還提供一種如上所述的LIU，還提供具有電池供電單元的CPS。在本發(fā)明的范圍內還提供一種如上所述的LIU，還提供電機驅動機構，該電機驅動 機構以治療方案需要的預定方式旋轉選自所述IA、所述AHC和所述CC中的至少一個。在本發(fā)明的范圍內還提供一種如上所述的LIU，所述LIU還包括具有充電電池和 第一連接機構的CPS，所述第一連接機構用于將CPS連接至墻壁電源適配器，以便給所述電 池充電。用于將CPS連接至IA的第二連接機構也包括于其中。安全機構適于確保所述第 一或第二連接機構在任何一個時間分別進行第一或第二連接，同時使所述第一或第二連接 不會同時完成或保持。在本發(fā)明的范圍內還提供一種如上所述的LIU，其中，所述CPS還包括用于遙控操 作的機構。在本發(fā)明的范圍內還提供一種如上所述的LIU，其中，所述CC適于連接至標準醫(yī) 用泵，該泵適于在治療過程中促使冷卻流體流動。在本發(fā)明的范圍內還提供一種如上所述的LIU，其中，所述LED以并聯(lián)方式與電池 供電的外部LED CPS電連接。在本發(fā)明的范圍內還提供一種如上所述的LIU，其中，所述柔性支撐件折疊為折扇 的形式。在本發(fā)明的范圍內還提供一種在治療過程中將輻射能安全地提供給人體內的治 療部位的方法，該方法包括以下步驟獲得輻照陣列(IA)，沿柔性支撐件單排縱向設置多 個LED，該LED以串聯(lián)方式與電池供電的外部LED CPS電連接，所述IA可在原位作360°旋 轉；獲得外部LED控制器和電源(CPS)；獲得陣列外殼導管(AHC)，該AHC用于包住所述IA 并將該IA引導到治療部位；以及，獲得冷卻導管(CC)，該CC用于在治療過程中包住并冷卻所述AHC，所述CC適于與含有冷卻流體的標準靜脈輸液袋相連，該輸液袋適于在治療過程 中通過所述CC提供重力引導的冷卻流體流，所述CC還適于在所述治療過程中提供冷卻流 體的排出通道。在本發(fā)明的范圍內還提供一種如上所述的方法，其中，所述方法還包括用電池給 CPS供電的步驟。在本發(fā)明的范圍內還提供一種如上所述的方法，其中，所述方法還包括獲得電機 驅動機構的步驟，所述電機驅動機構根據治療方案的需要、以預定方式旋轉選自IA、AHC和 CC中的至少一個。在本發(fā)明的范圍內還提供一種如上所述的在治療過程中將輻射能安全地提供給 人體內的治療部位的方法，該方法還包括提供具有充電電池的CPS的步驟，首先，將CPS連 接至墻壁電源適配器，其次，將CPS連接至IA，調配墻壁電源適配器與CPS之間的第一連接 和CPS與IA之間的第二連接，從而使得在任何一個時間所述第一或第二連接中只有一個連 接存在，并通過建立第一連接來給CPS充電。在本發(fā)明的范圍內還提供一種如上所述的方法，其中，所述方法包括通過遙控操 作CPS的步驟。在本發(fā)明的范圍內還提供一種如上所述的方法，其中，所述方法包括將CC連接至 標準醫(yī)用泵的步驟，所述泵用于在治療過程中促使冷卻流體流動。在本發(fā)明的范圍內還提供一種如上所述的方法，其中，所述方法包括將所述LED 以并聯(lián)方式與電池供電的外部LED CPS電連接的步驟。在本發(fā)明的范圍內還提供一種如上所述的方法，其中，所述LED以并聯(lián)方式與電 池供電的外部LED CPS電連接。在本發(fā)明的范圍內還提供一種如上所述的方法，其中，所述方法包括將所述柔性 支撐件折疊為折扇形式的步驟。雖然上述裝置和方法用于發(fā)送輻射光能，以便用光動力療法來治療膀胱腫瘤、胃 腸腫瘤、腦腫瘤、前列腺腫瘤和胃腫瘤，但本發(fā)明也試圖使用尺寸和形狀合適的類似的裝 置、利用任何其它的天然/人工孔道、空間和手術后空來對其它人體器官、組織和腫瘤實施 類似的治療。
9
權利要求
一種光輻照裝置，該光輻照裝置用于在治療過程中將輻射能安全地提供給人體內的治療部位，其中，所述光輻照裝置由以下模塊組成(a)輻照陣列，該輻照陣列包括沿柔性支撐件單排縱向設置的多個LED，該多個LED以串聯(lián)方式與電池供電的外部LED控制器和電源電連接，所述輻照陣列可以在原位作360°旋轉；(b)外部LED控制器和電源；(c)陣列外殼導管，該陣列外殼導管用于包住所述輻照陣列并將該輻照陣列引導到治療部位；以及(d)冷卻導管，該冷卻導管用于在治療過程中包住和冷卻所述陣列外殼導管，所述冷卻導管適于與含有冷卻流體的標準靜脈輸液袋相連，該輸液袋適于在治療過程中通過所述冷卻導管提供重力引導的冷卻流體流，所述冷卻導管還適于在所述治療過程中提供冷卻流體的排出通道。
2.根據權利要求1所述的光輻照裝置，其特征在于所述外部LED控制器和電源還包 括電池供電單元。
3.根據權利要求1所述的光輻照裝置，其特征在于所述光輻照裝置還包括電機驅動 機構，該電機驅動機構以治療方案需要的預定方式旋轉選自所述輻照陣列、所述陣列外殼 導管和所述冷卻導管中的至少一個。
4.根據權利要求1所述的光輻照裝置，其特征在于，所述光輻照裝置還包括(a)具有充電電池的外部LED控制器和電源；(b)用于將所述外部LED控制器和電源連接至墻壁電源適配器、以便給所述電池充電 的第一連接機構；(c)用于將所述外部LED控制器和電源連接至所述輻照陣列的第二連接機構；(d)安全機構，該安全機構適于確保所述第一或第二連接機構在任何一個時間分別進 行第一或第二連接，同時使所述第一或第二連接不會同時完成或保持。
5.根據權利要求1所述的光輻照裝置，其特征在于所述外部LED控制器和電源還包 括用于遙控操作的機構。
6.根據權利要求1所述的光輻照裝置，其特征在于所述冷卻導管適于連接至標準醫(yī) 用泵，該泵適于在治療過程中促使冷卻流體流動。
7.根據權利要求1所述的光輻照裝置，其特征在于所述LED以并聯(lián)方式與電池供電 的所述外部LED控制器和電源電連接。
8.根據權利要求1所述的光輻照裝置，其特征在于所述柔性支撐件折疊成折扇形式。
9.一種在治療過程中將輻射能安全地提供給人體內的治療部位的方法，該方法包括以 下步驟(a)獲得輻照陣列，沿柔性支撐件單排縱向設置多個LED，該多個LED以串聯(lián)方式與電 池供電的外部LED CPS電連接，所述輻照陣列可在原位作360°旋轉；(b)獲得外部LED控制器和電源；(c)獲得陣列外殼導管，該陣列外殼導管用于包住所述輻照陣列并將該輻照陣列引導 到治療部位；以及，(d)獲得冷卻導管，該冷卻導管用于在治療過程中包住并冷卻所述陣列外殼導管，所述冷卻導管適于與含有冷卻流體的標準靜脈輸液袋相連，該輸液袋適于在治療過程中通過所 述冷卻導管提供重力引導的冷卻流體流，所述冷卻導管還適于在所述治療過程中提供冷卻 流體的排出通道。
10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于所述方法還包括用電池給所述控制器和 電源供電的步驟。
11.根據權利要求9所述的方法，其特征在于所述方法還包括獲得電機驅動機構的步 驟，所述電機驅動機構根據治療方案的需要、以預定方式旋轉選自所述輻照陣列、所述陣列 外殼導管和所述冷卻導管中的至少一個。
12.根據權利要求9所述的在治療過程中將輻射能安全地提供給人體內的治療部位的 方法，其特征在于，所述方法還包括以下步驟(a)提供具有充電電池的控制器和電源；(b)首先，將所述控制器和電源連接至墻壁電源適配器；(c)其次，將所述控制器和電源連接至所述輻照陣列；(d)調配墻壁電源適配器與所述控制器和電源之間的第一連接和所述控制器和電源與 所述輻照陣列之間的第二連接，從而使得在任何一個時間所述第一或第二連接中只有一個 連接存在；(e)通過建立所述第一連接來給所述控制器和電源充電。
13.根據權利要求9所述的方法，其特征在于所述方法包括通過遙控操作所述控制器 和電源的步驟。
14.根據權利要求9所述的方法，其特征在于所述方法包括將冷卻導管連接至標準醫(yī) 用泵的步驟，所述泵用于在治療過程中促使冷卻流體流動。
15.根據權利要求9所述的方法，其特征在于所述方法包括將所述多個LED以并聯(lián)方 式與電池供電的外部LED控制器和電源電連接的步驟。
16.根據權利要求9所述的方法，其特征在于所述方法包括將所述柔性支撐件折疊為 折扇形式的步驟。
全文摘要
本發(fā)明的一個目的是提供一種光輻照裝置(LIU)，該光輻照裝置用于在治療過程中將輻射能安全地提供給人體內的治療部位；其中，LIU由以下模塊組成輻照陣列(IA)，該輻照陣列包括沿柔性支撐件呈縱向單排設置的多個LED，該多個LED以串聯(lián)方式與電池供電的外部LED控制器和電源電連接，所述IA可以作360°原位旋轉；外部LED控制器和電源(CPS)；陣列外殼導管(AHC)，該AHC用于包住所述IA并將該IA引導到治療部位；以及冷卻導管(CC)，該CC用于在治療過程中包住和冷卻所述AHC，所述CC適于與含有冷卻流體的標準靜脈輸液袋相連，該輸液袋適于在治療過程中通過所述CC提供重力引導的冷卻流體流，所述CC還適于在所述治療過程中提供冷卻流體排出通道。
文檔編號A61B18/00GK101883533SQ200880111332
公開日2010年11月10日 申請日期2008年8月10日 優(yōu)先權日2007年8月8日
發(fā)明者湯姆·克伯爾 申請人:湯姆·克伯爾