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)后恢復效果好，并且具有一定的消炎殺菌作用的特點。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，需要通過導光光纖將激光導入組織，一般導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被照射消亡，位于出光端的圓周向腫瘤細胞和組織仍然存活。目前常用的解決方法是將導光光纖的導光端進行物理研磨或者化學腐蝕。物理研磨過程中需保證研磨強度、時間、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)合化學腐蝕?；瘜W腐蝕過程需利用氫氟酸等腐蝕液進一步增強研磨端面的粗糙度。此類方法操作過程復雜，且治療時需要單獨的導光探頭，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不到治療的效果，溫度過高過快組織會碳化或者汽化，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，必須嚴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、計算機斷層掃描(CT)實時測溫，但是MIR成像、CT成像測量時間長，測量圖像與實際毀損過程有延遲現(xiàn)象，而且設(shè)備比較復雜，成本代價高。另外也有用熱電偶進行測量，因熱電偶的探頭是金屬制得，對激光有吸收，會產(chǎn)生一定的背景噪聲，使得測量溫度高于實際溫度，同時電磁會對其產(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，它必須預先測量各種組織的聲特性以及溫度特性。實際中因為各個個體之間的特性參數(shù)不同，所以測量過程較復雜，耗時較長，精確度不高。
[0005]要實現(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)上實時測得組織溫度的完全分布式信息，控制激光輸出計量。目前研宄最先進的是2014年美國的Monteris醫(yī)學公司，將導光器件和熱電偶集成在化，做成一個探頭，使用解調(diào)軟件實時測量組織的溫度，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，所以該探頭溫度實時測量還是以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、實用性強，實現(xiàn)傳光傳感一體化。該探頭能實現(xiàn)對治療區(qū)域的完全分布式溫度高精度測量，達到安全治療的效果。
[0007]為達到上述目的，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入的激光轉(zhuǎn)化為熱能，并以該探頭為中心向四周傳導和輻射，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質(zhì)性特點和顯著優(yōu)占.V.1.光熱探頭能形成一定的溫度分布場，能容易地實現(xiàn)組織的熱療，避免了熱療復雜的制作工藝；2.與利用導光光纖導入治療激光和傳感器分別進行治療和溫度測量技術(shù)相比，本發(fā)明只需使用一個探頭即可同時實現(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)獲得光信號實現(xiàn)治療組織的完全分布式溫度測量，避免了多點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)的風險；5.該探頭制作簡易，成本低，精度高。
[0009]在激光熱療時，一方面光纖溫度傳感器實現(xiàn)實時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，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。
【具體實施方式】
[0011]本發(fā)明的優(yōu)選實施例結(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，向周圍傳導和輻射形成一定的溫度分布場；光纖溫度傳感器3實時監(jiān)測溫度場的溫度變化信息。
【主權(quán)項】
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。治療時將熱療探頭放置在需治療的組織中，光熱探頭將導入的激光轉(zhuǎn)化為熱能，并以該探頭為中心向四周傳導和輻射，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，可實時測量溫度分布，為激光誘導間質(zhì)熱療法提供了一種安全、實用性強的探頭結(jié)構(gòu)和一種小尺寸、可精確控溫的點熱源裝置。
【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
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月7日