基于光纖材料光熱效應(yīng)的激光熱療探頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于光纖材料光熱效應(yīng)的激光熱療探頭。
【背景技術(shù)】
[0002]激光熱療是一種通過光纖將光導(dǎo)入到人體內(nèi)部，使局部生物組織受熱后發(fā)生凝結(jié)、壞死的新型腫瘤治療技術(shù)，它能通過較小的入侵達(dá)到原位腫瘤清除的目的。與傳統(tǒng)的外科切除手術(shù)相比，該方法具有手術(shù)時(shí)間短，手術(shù)創(chuàng)傷面小，很少出現(xiàn)大量出血，對患者造成的痛苦小，術(shù)后恢復(fù)效果好，并且具有一定的消炎殺菌作用的特點(diǎn)。在疾病治療中具有一定的前景，特別是在腫瘤的治療研宄中，目前已被用于治療許多類型的腫瘤，例如肝臟、腦、乳腺、視網(wǎng)膜等部位的腫瘤。
[0003]在激光熱療中，需要通過導(dǎo)光光纖將激光導(dǎo)入組織，一般導(dǎo)光光纖端面是橫向切平的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)使得光離開端面之后仍沿光纖的軸向筆直傳播，其散射角度很小，在治療過程中只有正前向的組織會(huì)被照射消亡，位于出光端的圓周向腫瘤細(xì)胞和組織仍然存活。目前常用的解決方法是將導(dǎo)光光纖的導(dǎo)光端進(jìn)行物理研磨或者化學(xué)腐蝕。物理研磨過程中需保證研磨強(qiáng)度、時(shí)間、角度的一致性；往往物理研磨效果不是很好，在此基礎(chǔ)上要結(jié)合化學(xué)腐蝕?；瘜W(xué)腐蝕過程需利用氫氟酸等腐蝕液進(jìn)一步增強(qiáng)研磨端面的粗糙度。此類方法操作過程復(fù)雜，且治療時(shí)需要單獨(dú)的導(dǎo)光探頭，增加了治療探針的數(shù)量和加大了手術(shù)的難度。
[0004]在激光熱療治療中，溫度的檢測是激光熱療安全治療的關(guān)鍵。組織溫度維持過低達(dá)不到治療的效果，溫度過高過快組織會(huì)碳化或者汽化，傷害正常的組織。而且，激光劑量也是影響整個(gè)治療過程的核心，直接決定了治療區(qū)域的范圍和安全性，如腦手術(shù)中，需要治療的腫瘤非常接近要害組織時(shí)，必須嚴(yán)格控制傷害到鄰近監(jiān)控組織和敏感結(jié)構(gòu)。目前常見的做法是利用核磁共振(MRI)成像、計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)實(shí)時(shí)測溫，但是MIR成像、CT成像測量時(shí)間長，測量圖像與實(shí)際毀損過程有延遲現(xiàn)象，而且設(shè)備比較復(fù)雜，成本代價(jià)高。另外也有用熱電偶進(jìn)行測量，因熱電偶的探頭是金屬制得，對激光有吸收，會(huì)產(chǎn)生一定的背景噪聲，使得測量溫度高于實(shí)際溫度，同時(shí)電磁會(huì)對其產(chǎn)生一定的干擾，不能與MRI成像等技術(shù)共同使用。還有一種使用超聲測量，它必須預(yù)先測量各種組織的聲特性以及溫度特性。實(shí)際中因?yàn)楦鱾€(gè)個(gè)體之間的特性參數(shù)不同，所以測量過程較復(fù)雜，耗時(shí)較長，精確度不高。
[0005]要實(shí)現(xiàn)激光熱療的安全、有效、傷害小，需要在減少探頭數(shù)量的基礎(chǔ)上實(shí)時(shí)測得組織溫度的完全分布式信息，控制激光輸出計(jì)量。目前研宄最先進(jìn)的是2014年美國的Monteris醫(yī)學(xué)公司，將導(dǎo)光器件和熱電偶集成在化，做成一個(gè)探頭，使用解調(diào)軟件實(shí)時(shí)測量組織的溫度，且利用MRI成像來同步觀測和監(jiān)控治療。由于熱電偶產(chǎn)生背景噪聲且不具備抗電磁干擾性，所以該探頭溫度實(shí)時(shí)測量還是以MRI為主，且該探頭的尺寸較大，制作成本尚O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對激光熱療中探頭數(shù)目多、尺寸大、點(diǎn)分布式測量溫度，激光輸出劑量不易控制的問題，提出一種基于光纖材料光熱效應(yīng)的激光熱療探頭，其結(jié)構(gòu)簡單、制作容易、成本低、精度高、實(shí)用性強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)傳光傳感一體化。該探頭能實(shí)現(xiàn)對治療區(qū)域的完全分布式溫度高精度測量，達(dá)到安全治療的效果。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
一種基于光纖材料光熱效應(yīng)的激光熱療探頭，包括傳光光纖、保護(hù)套、光纖溫度傳感器和光熱探頭；所述光熱探頭的前端或后端連接光纖溫度傳感器，后端的光纖溫度傳感器連接所述傳光光纖，所述保護(hù)套包覆在傳光光纖、光纖溫度傳感器和光熱探頭的外部。治療時(shí)將熱療探頭放置在需治療的組織中，光熱探頭將傳光光纖導(dǎo)入的激光轉(zhuǎn)化為熱能，并以該探頭為中心向四周傳導(dǎo)和輻射，在組織中形成一定的溫度場分布；光纖溫度傳感器實(shí)現(xiàn)治療組織周圍的溫度分布場溫度信息的完全分布式測量。
[0008]本發(fā)明與現(xiàn)有熱療探頭相比較，具有如下顯而易見的突出實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著優(yōu)占.V.1.光熱探頭能形成一定的溫度分布場，能容易地實(shí)現(xiàn)組織的熱療，避免了熱療復(fù)雜的制作工藝；2.與利用導(dǎo)光光纖導(dǎo)入治療激光和傳感器分別進(jìn)行治療和溫度測量技術(shù)相比，本發(fā)明只需使用一個(gè)探頭即可同時(shí)實(shí)現(xiàn)傳能和傳感；3.光纖溫度傳感器不受輸入激光的影響，抗電磁的干擾，可應(yīng)用在更多場合；4.通過解調(diào)獲得光信號實(shí)現(xiàn)治療組織的完全分布式溫度測量，避免了多點(diǎn)溫度測量繁瑣和對組織有傷害的問題，保證治療組織周圍組織或敏感部位的安全，降低了手術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)；5.該探頭制作簡易，成本低，精度高。
[0009]在激光熱療時(shí)，一方面光纖溫度傳感器實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)完全分布式溫度測量，且能反饋調(diào)控激光輸出功率，使探頭保持設(shè)定的溫度，另一方面光熱探頭能夠?qū)⒐饽苻D(zhuǎn)換為熱能，形成熱療探頭的熱源點(diǎn)，避免因激光的方向性引起的溫度分布不均。
【附圖說明】
[0010]圖1是基于光纖材料光熱效應(yīng)的激光熱療探頭示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例結(jié)合附圖詳述如下:
如圖1所示，一種基于光纖材料光熱效應(yīng)的激光熱療探頭，包括傳光光纖1、保護(hù)套2、光纖溫度傳感器3和光熱探頭4 ;所述光熱探頭4的前端或后端連接光纖溫度傳感器3，后端的光纖溫度傳感器3連接所述傳光光纖1，所述保護(hù)套2包覆在傳光光纖1、光纖溫度傳感器3和光熱探頭4的外部。傳光光纖I將激光導(dǎo)入到光熱探頭4中，光熱探頭4將光能轉(zhuǎn)化為熱能，向周圍傳導(dǎo)和輻射形成一定的溫度分布場；光纖溫度傳感器3實(shí)時(shí)監(jiān)測溫度場的溫度變化信息。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于光纖材料光熱效應(yīng)的激光熱療探頭，其特征在于，包括傳光光纖(1)、保護(hù)套(2)、光纖溫度傳感器(3)和光熱探頭(4);所述光熱探頭(4)的前端或后端連接光纖溫度傳感器(3 )，后端的光纖溫度傳感器(3 )連接所述傳光光纖(I)，所述保護(hù)套(2 )包覆在傳光光纖(I)、光纖溫度傳感器(3 )和光熱探頭(4)的外部。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于光纖材料光熱效應(yīng)的激光熱療探頭，包括傳光光纖、保護(hù)套、光纖溫度傳感器和光熱探頭；所述光熱探頭的前端或后端連接光纖溫度傳感器，后端的光纖溫度傳感器連接所述傳光光纖，所述保護(hù)套包覆在傳光光纖、光纖溫度傳感器和光熱探頭的外部。治療時(shí)將熱療探頭放置在需治療的組織中，光熱探頭將導(dǎo)入的激光轉(zhuǎn)化為熱能，并以該探頭為中心向四周傳導(dǎo)和輻射，在組織中形成一定的溫度場分布；光纖溫度傳感器實(shí)現(xiàn)組織周圍的溫度分布場溫度信息的完全分布式測量。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，成本低，尺寸小，制作簡易，可實(shí)時(shí)測量溫度分布，為激光誘導(dǎo)間質(zhì)熱療法提供了一種安全、實(shí)用性強(qiáng)的探頭結(jié)構(gòu)和一種小尺寸、可精確控溫的點(diǎn)熱源裝置。
【IPC分類】A61B18-28
【公開號】CN104840251
【申請?zhí)枴緾N201510226946
【發(fā)明人】陳娜, 鄭海燕, 張煒, 王廷云, 劉書朋, 陳振宜, 龐拂飛
【申請人】上海大學(xué)
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月7日