RU2732348C1 - Device for photodynamic therapy - Google Patents

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: invention refers to medical equipment, namely to physiotherapeutic equipment for phototherapy and photodynamic therapy of body cavities and surfaces with complex relief. Disclosed is a photodynamic therapy device comprising a radiator mounted on a holder, consisting of a plurality of movably connected modules, as well as a control unit, characterized in that the control unit has independent channels for connecting to each emitter module, wherein each of modules is fixed in fastening ring with possibility of movement along its axis and each of modules comprises sealed housing with plug for electric connector.

EFFECT: invention enables to obtain uniform distribution of radiation power density on a complex surface of a large area.

3 cl, 3 dwg

Description

Translated fromRussian

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к физиотерапевтическому оборудованию для светолечения и фотодинамической терапии полостей тела со сложным рельефом.The invention relates to medical technology, namely to physiotherapeutic equipment for phototherapy and photodynamic therapy of body cavities with complex relief.

Фотодинамическая терапия (ФДТ) прочно заняла свое место в онкологии как основной и дополнительный метод лечения ряда злокачественных опухолей. Суть ее сводится к следующему. В организм вводится фотосенсибилизатор (вещество, чувствительное к свету), который преимущественно накапливается в опухолевых клетках. Накопление его в опухоли определяется особенностями обмена веществ опухолевой ткани и свойствами препарата. Далее проводится облучение пораженной области излучением с длиной волны, соответствующей максимуму поглощения фотосенсибилизатора. Поглощение молекулами фотосенсибилизатора квантов света в присутствии кислорода приводит к фотохимической реакции, в результате которой молекулярный триплетный кислород превращается в синглетный, а также образуется большое количество высокоактивных радикалов. Синглетный кислород и радикалы вызывают в клетках опухоли некроз и апоптоз (два варианта гибели клеток). ФДТ также приводит к нарушению питания и гибели опухоли за счет повреждения ее микрососудов. В результате опухоль «рассасывается» и замещается нормальной тканью.Photodynamic therapy (PDT) has firmly taken its place in oncology as the main and additional method of treating a number of malignant tumors. Its essence boils down to the following. A photosensitizer (a substance that is sensitive to light) is introduced into the body, which accumulates mainly in tumor cells. Its accumulation in a tumor is determined by the characteristics of the metabolism of the tumor tissue and the properties of the drug. Next, the affected area is irradiated with radiation with a wavelength corresponding to the absorption maximum of the photosensitizer. The absorption of light quanta by photosensitizer molecules in the presence of oxygen leads to a photochemical reaction, as a result of which molecular triplet oxygen is converted into singlet oxygen, and a large number of highly active radicals are also formed. Singlet oxygen and radicals induce necrosis and apoptosis in tumor cells (two variants of cell death). PDT also leads to malnutrition and death of the tumor due to damage to its microvessels. As a result, the tumor “dissolves” and is replaced by normal tissue.

Метод используется в онкологии при лечении опухолей, доступных для внешнего облучения светом. Прежде всего, это опухоли кожи, облучать которые можно непосредственно любым источником излучения, или опухоли, излучение к которым может быть подведено с помощью специальных насадок или по световоду через эндоскоп. ФДТ используется и в ходе хирургических вмешательств, как дополнение к хирургическому лечению. Наибольшее распространение метод получил при рецидивных опухолях, например, в гинекологии. Но также имеются сообщения об успешном применении ФДТ во время операций при раке желудочно-кишечного тракта, в частности при раке желудка (Филоненко Е.В., Вашакмадзе Л.А., Кириллов Н.В., Хомяков В.М. Интраоперационная фотодинамическая терапия в хирургическом лечении рака желудка. Сибирский онкологический журнал, 2012, №2, с. 84-89).The method is used in oncology for the treatment of tumors accessible for external light irradiation. First of all, these are skin tumors, which can be irradiated directly by any radiation source, or tumors, the radiation to which can be supplied with the help of special attachments or through an optical fiber through an endoscope. PDT is also used during surgical interventions as an adjunct to surgical treatment. The method is most widely used in recurrent tumors, for example, in gynecology. But there are also reports of the successful use of PDT during operations for cancer of the gastrointestinal tract, in particular for stomach cancer (Filonenko E.V., Vashakmadze L.A., Kirillov N.V., Khomyakov V.M. Intraoperative photodynamic therapy in the surgical treatment of stomach cancer. Siberian Journal of Oncology, 2012, No. 2, pp. 84-89).

Существует множество вариантов устройств для фотодинамической терапии. Например, известны диодные лазерные аппараты «Латус», выпускаемые ООО «Аткус», отличающиеся в зависимости от назначения по выходной мощности излучения. Для ФДТ используется аппарат "Латус" с источником излучения на лазерных диодах с длиной волны 661 нм и мощностью излучения от 0,1 до 3,0 Вт. Аппарат «Латус» имеет корпус, внутри которого расположены источник излучения, блок питания и блок управления, и оптический инструмент для доставки излучения к рабочей области. На передней панели корпуса прибора расположен дисплей и кнопки управления, а также разъем стандарта SMA для подключения лазерного инструмента. На корпусе имеется разъем для подключения педали дистанционного включения и выключения лазерного излучения.There are many options for photodynamic therapy devices. For example, diode laser devices "Latus" are known, manufactured by LLC "Atkus", which differ depending on the purpose of the output radiation power. For PDT, the Latus apparatus is used with a radiation source based on laser diodes with a wavelength of 661 nm and a radiation power of 0.1 to 3.0 W. The Latus apparatus has a housing with a radiation source, a power supply and a control unit, and an optical instrument for delivering radiation to the working area. On the front panel of the device there is a display and control buttons, as well as an SMA connector for connecting a laser instrument. There is a connector on the body for connecting a pedal for remote switching on and off the laser radiation.

Ключевые технические решения, реализованные в медицинских лазерных аппаратах предприятия ООО «Аткус», защищены патентами и свидетельствами на полезную модель РФ, направленные, прежде всего на повышение мощности излучения:Key technical solutions implemented in the medical laser devices of the Atkus LLC enterprise are protected by patents and certificates for a useful model of the Russian Federation, aimed primarily at increasing the radiation power:

1. Патент РФ №2110874 «Инжекционный полупроводниковый лазер».1. RF patent №2110874 "Injection semiconductor laser".

2. Свидетельство на полезную модель №8524 «Устройство для отвода тепла от полупроводникового прибора»2. Certificate for useful model No. 8524 "Device for removing heat from a semiconductor device"

3. Свидетельство на полезную модель №14407 «Оптическое устройство для суммирования лучей двух или более лазеров».3. Certificate for useful model No. 14407 "Optical device for combining the beams of two or more lasers."

4. Свидетельство на полезную модель №9098 «Лазерный излучатель».4. Certificate for useful model No. 9098 "Laser emitter".

В частности, в Свидетельстве на полезную модель №9098 «Лазерный излучатель» речь идет о лазерном излучателе, включающем полупроводниковые лазерные диоды с излучающими площадками, связанные общей суммирующей системой, отличающимся тем, что лазерные диоды имеют излучающие площадки шириной 150-600 мкм и оптическую мощность 0,5-10 Вт.In particular, the Certificate for utility model No. 9098 "Laser emitter" refers to a laser emitter including semiconductor laser diodes with emitting areas connected by a common summing system, characterized in that the laser diodes have emitting areas 150-600 microns wide and optical power 0.5-10 watts.

Ключевой особенностью прибора является то, что для доставки излучения к месту воздействия используется оптическое волокно диаметром от 200 до 600 мкм, что позволяет облучать лишь одну область. При этом необходимо строго следовать методике - соблюдать требуемые параметры лазерного излучения и длительность воздействия, а также держать световод на определенном расстоянии от поверхности. Данный аппарат, как и аналогичные аппараты других производителей, могут использоваться со специальными насадками для контактного воздействия. Насадки позволяют осуществить локальное воздействие на ограниченной площади, что исключает их использование внутри брюшной или плевральной полости.A key feature of the device is that an optical fiber with a diameter of 200 to 600 microns is used to deliver radiation to the site of exposure, which makes it possible to irradiate only one area. In this case, it is necessary to strictly follow the technique - observe the required parameters of laser radiation and the duration of exposure, and also keep the fiber at a certain distance from the surface. This device, like similar devices from other manufacturers, can be used with special attachments for contact action. The attachments allow for local action in a limited area, which excludes their use inside the abdominal or pleural cavity.

Известен способ интраоперационной фотодинамической терапии брюшины (патент RU 2449819, МПК A61N 5/00, опубл. 10.05.12), который может применяться во время операций при раке желудка при лечении местнораспространенного и диссеминированного рака органов брюшной полости. Для реализации данного способа ФДТ используется световод с диффузором, помещенный в цилиндрический полый проводник из пластика с рабочим окном на конце. Размер окна равен длине диффузора. Такая конструкция обеспечивает распределение света на 180 градусов. Хирург последовательно облучает все отделы брюшной полости, что позволяет повысить уровень абластики оперативных вмешательств за счет обеспечения воздействия излучением определенной плотности не только на уже имеющееся распространенное поражение брюшины, но и на микродиссеминаты, определяемые только по результатам флуоресцентной диагностики.The known method of intraoperative photodynamic therapy of the peritoneum (patent RU 2449819, IPCA61N 5/00, publ. 10.05.12), which can be used during operations for stomach cancer in the treatment of locally advanced and disseminated cancer of the abdominal organs. To implement this PDT method, an optical fiber with a diffuser is used, which is placed in a cylindrical hollow plastic conductor with a working window at the end. The size of the window is equal to the length of the diffuser. This design provides a 180 degree light distribution. The surgeon sequentially irradiates all parts of the abdominal cavity, which makes it possible to increase the level of ablastic surgery by providing exposure to radiation of a certain density not only on the already existing widespread lesion of the peritoneum, but also on microdisseminates determined only by the results of fluorescence diagnostics.

Недостатком данного устройства является небольшая площадь одновременного воздействия, что требует последовательного облучения всех заинтересованных участков брюшины. Учитывая общую площадь брюшной полости и сложность ее анатомии, использование подобных излучателей для ФДТ значительно удлиняет время операции и усложняет процедуру воздействия. Кроме того, при последовательном облучений ограниченных участков возможен пропуск или повторное облучение отдельных зон.The disadvantage of this device is the small area of simultaneous exposure, which requires sequential irradiation of all interested areas of the peritoneum. Considering the total area of the abdominal cavity and the complexity of its anatomy, the use of such emitters for PDT significantly lengthens the operation time and complicates the procedure. In addition, with successive irradiation of limited areas, it is possible to skip or re-irradiate individual areas.

Для одновременного облучения больших зон сегодня используются излучатели на сверхярких светодиодах, например «Фара» или «Маска» ООО «Аткус» (http://www.atcus.ru/application.php?ID=11), а также похожие аппараты импортного производства PDT-002, SOLAR RB-125, Luxury FDT и другие.For the simultaneous irradiation of large areas, emitters on super-bright LEDs are used today, for example, "Fara" or "Mask" LLC "Atkus" (http://www.atcus.ru/application.php?ID=11), as well as similar imported devices PDT-002, SOLAR RB-125, Luxury FDT and others.

В аппарате «Фара» излучатель представляет собой светодиодную матрицу, расположенную в корпусе цилиндрической формы с принудительной, воздушной системой охлаждения. Габариты излучателя - 108×180 мм, площадь засвечивания - 40-50 см². В устройстве использованы светодиоды с длиной волны 665 нм. Производитель указывает для аппарата «Фара» мощность излучения 8 Вт, а плотность мощности - 100-150 Вт/см². Излучатель закреплен на кронштейне и соединен с блоком управления. Во время сеанса ФДТ в зависимости от расстояния до патологического очага и вида патологии можно регулировать мощность излучения. При этом плотность мощности в зоне засветки распределяется равномерно.In the "Headlight" apparatus, the emitter is an LED matrix located in a cylindrical body with a forced air cooling system. The dimensions of the emitter are 108 × 180 mm, the exposure area is 40-50 cm² . The device uses LEDs with a wavelength of 665 nm. The manufacturer indicates for the "Fara" device the radiation power is 8 W, and the power density is 100-150 W / cm² . The emitter is fixed on a bracket and connected to the control unit. During a PDT session, depending on the distance to the pathological focus and the type of pathology, the radiation power can be adjusted. In this case, the power density in the illumination zone is distributed evenly.

Однако при использовании устройства для облучения полостей через рану излучение на стенках и на дне раны распределится с разной плотностью мощности. В результате при одинаковом времени воздействия на разных участках поверхности поглощенная энергия будет разной. Таким образом, нецелесообразно использовать аппарат «Фара» с одним источником излучения для облучения полостей со сложным рельефом.However, when a device is used to irradiate cavities through a wound, radiation on the walls and at the bottom of the wound will be distributed with different power densities. As a result, the absorbed energy will be different for the same exposure time in different parts of the surface. Thus, it is inappropriate to use the "Fara" apparatus with one radiation source for irradiating cavities with a complex relief.

В аппарате «Маска» излучатель представляет собой светодиодную матрицу, состоящую из трех соединенных прямоугольных частей на 8 светодиодов каждая, с принудительной, воздушной системой охлаждения. Данное устройство выбрано нами в качестве прототипа. Общей площадь излучателя 210×280×86 мм. В устройстве использованы светодиоды с длиной волны 665 нм, общая мощность излучения 50 Вт, плотность мощности 70-80 Вт/см². Излучатель закреплен на кронштейне и соединен с блоком управления. Части излучателя имеют подвижное соединение, благодаря чему излучающая поверхность может изгибаться, повторяя рельеф тела. Аппарат предназначен для засвечивания поверхностных участков тела большой площади (500 см²).In the "Mask" apparatus, the emitter is a LED matrix consisting of three connected rectangular parts for 8 LEDs each, with a forced air cooling system. We have chosen this device as a prototype. The total area of the radiator is 210 × 280 × 86 mm. The device uses LEDs with a wavelength of 665 nm, a total radiation power of 50 W, a power density of 70-80 W / cm² . The emitter is fixed on a bracket and connected to the control unit. The parts of the radiator have a movable connection, due to which the radiating surface can be bent, following the relief of the body. The device is designed to illuminate large surface areas of the body (500 cm² ).

Однако в аппарате «Маска» не предусмотрено раздельное управление частями излучателя и возможность их независимой фокусировки на разных участках поверхности. То есть их нельзя направить вглубь полости тела через операционную рану и фокусировать на участках поверхности, расположенных на разной глубине. Вследствие чего данный аппарат не позволяет уравнять время воздействия для разных зон в полостях со сложным рельефом.However, the “Mask” apparatus does not provide for separate control of the emitter parts and the possibility of their independent focusing on different parts of the surface. That is, they cannot be directed deep into the body cavity through the operating wound and focused on surface areas located at different depths. As a result, this apparatus does not allow equalizing the exposure time for different zones in cavities with complex relief.

Техническая проблема заключается в разработке устройства для фотодинамической терапии с излучателем, состоящим, из нескольких модулей с независимым управлением и системой крепления.The technical problem lies in the development of a device for photodynamic therapy with an emitter consisting of several modules with independent control and a mounting system.

Технический результат заключается в получении равномерного распределения плотности мощности излучения на сложной поверхности большой площади.The technical result consists in obtaining a uniform distribution of the radiation power density on a complex surface of a large area.

Техническая проблема решается тем, что в устройстве для фотодинамической терапии, содержащем закрепленный на держателе излучатель, состоящий из нескольких подвижно соединенных между собой модулей, а также блок управления, согласно изобретению, блок управления имеет независимые каналы для подключения к нему каждого модуля излучателя, при этом каждый из модулей закреплен в крепежном кольце с возможностью перемещения вдоль его оси.The technical problem is solved by the fact that in a device for photodynamic therapy containing a radiator fixed on a holder, consisting of several movably interconnected modules, and a control unit, according to the invention, the control unit has independent channels for connecting each emitter module to it, while each of the modules is fixed in a fastening ring with the ability to move along its axis.

Каждый модуль содержит один или несколько светодиодных или лазерных источников излучения. Держатель выполнен в виде штатива. Каждый модуль имеет герметичный корпус. Крепежные кольца соединены между собой посредством разъемных шаровых шарнирных соединителей.Each module contains one or more LED or laser light sources. The holder is designed as a tripod. Each module has a sealed housing. The fastening rings are interconnected by means of detachable ball-and-socket joints.

Авторами впервые разработано устройство для ФДТ с излучателем, состоящим из нескольких независимых светодиодных или лазерных модулей, системой крепления модулей излучателя и блоком управления, в котором равномерность освещенности достигается изменением яркости свечения модулей и фокусировкой излучения от нескольких модулей на отдельных участках поверхности со сложным рельефом.The authors for the first time have developed a device for PDT with an emitter consisting of several independent LED or laser modules, a system for attaching the emitter modules and a control unit, in which the uniformity of illumination is achieved by changing the brightness of the modules and focusing radiation from several modules on separate areas of the surface with a complex relief.

Сущность предложенного устройства поясняется следующими фигурами.The essence of the proposed device is illustrated by the following figures.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства для фотодинамической терапии.FIG. 1 shows a general view of the device for photodynamic therapy.

На фиг. 2 представлены элементы системы крепления излучающих модулей.FIG. 2 shows the elements of the mounting system of the emitting modules.

На фиг. 3 представлены элементы системы крепления излучающих модулей, соединенные между собой в единую конструкцию.FIG. 3 shows the elements of the mounting system of the emitting modules, interconnected in a single structure.

Элементы конструкции устройства для фотодинамической терапии обозначены следующим образом: 1 - излучающие модули, 2 - крепежное кольцо, 3 - шарнирный соединитель, 4 - зажим для закрепления излучающих модулей на штативе, 5 - штатив для фиксации модулей излучателя, 6 - блок управления с индикатором и элементами управления на рабочей панели, 7 - разъемы для подключения модулей излучателя к независимым каналам блока управления, 8 - соединительные кабели для подключения модулей к блоку управления, 9 - установочный винт для закрепления кольца на излучающем модуле, 10 - отверстие для головки шарнирного соединителя, 11 - паз для закрепления головки шарнирного соединителя, 12 - установочный винт для фиксации головки шарнирного соединителя.The structural elements of the device for photodynamic therapy are designated as follows: 1 - emitting modules, 2 - fastening ring, 3 - articulated connector, 4 - clamp for fixing the emitting modules on the tripod, 5 - tripod for fixing the emitter modules, 6 - control unit with indicator and control elements on the operating panel, 7 - connectors for connecting the emitter modules to independent channels of the control unit, 8 - connecting cables for connecting the modules to the control unit, 9 - set screw for fixing the ring on the emitting module, 10 - hole for the head of the hinge connector, 11 - groove for fixing the head of the swivel connector, 12 - set screw for fixing the head of the swivel connector.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства для фотодинамической терапии. Устройство имеет излучатель, собранный из нескольких модулей 1, крепежные кольца 2 фиксированные на излучающих модулях и соединенные между собой с помощью шарнирных соединителей 3, зажим 4 для закрепления излучателя на штативе 5, блок управления с индикатором и элементами управления на рабочей панели 6. Излучающие модули подключаются к независимым каналам блока управления 6 с помощью соединительных кабелей 8 через разъемы 7.FIG. 1 shows a general view of a device for photodynamic therapy. The device has an emitter assembled fromseveral modules 1, fastening rings 2 fixed on the emitting modules and interconnected by means of hingedconnectors 3, aclip 4 for fixing the emitter on atripod 5, a control unit with an indicator and control elements on theoperating panel 6. Emitting modules are connected to independent channels of thecontrol unit 6 using connectingcables 8 throughconnectors 7.

На фиг. 2 представлены элементы системы крепления излучающих модулей. Основным элементом является крепежное кольцо 2, внутренний диаметр которого равен диаметру корпуса излучающего модуля. Крепежное кольцо закрепляется на излучающем модуле с помощью установочного винта 9. Для соединения крепежных колец 2 между собой используются шарнирные соединители 3, представляющие собой стержень с двумя шаровидными головками. На крепежных кольцах 2 выполнены несколько сквозных отверстий 10 с пазами 11 для заведения и фиксации головок шарнирных соединителей с помощью установочных винтов 12. Число отверстий 10 с пазами 11 для головок шарнирных соединителей 3 может быть два и более, что определяется характеристиками источников излучения и необходимым числом модулей для достижения целевых значений плотности мощности.FIG. 2 shows the elements of the mounting system of the emitting modules. The main element is thefastening ring 2, the inner diameter of which is equal to the diameter of the body of the emitting module. The fastening ring is fixed to the emitting module using aset screw 9. To connect the fastening rings 2 to each other, articulatedconnectors 3 are used, which are a rod with two ball-shaped heads. On the fastening rings 2, several throughholes 10 withslots 11 are made for inserting and fixing the heads of the hinge connectors using setscrews 12. The number ofholes 10 withslots 11 for the heads of thehinge connectors 3 can be two or more, which is determined by the characteristics of the radiation sources and the required number modules to achieve target values of power density.

На фиг. 3 представлены элементы системы крепления нескольких излучающих модулей, соединенные между собой в единую конструкцию. Крепежные кольца 2 соединены между собой с помощью шарнирных соединителей 3 и закреплены в зажиме 4 для фиксации излучателя на штативе. При этом головки шарнирных соединителей 3 заведены в пазы 11 через отверстия 10 и закреплены с помощью установочных винтов 12. Шарнирные соединители позволяют изменять взаимное положение колец - располагать их на разном расстоянии друг от друга и под разным углом относительно друг друга. На фиг. 3 изображены три соединенных между собой крепежных кольца для модулей излучателя, но их количество может быть большим, что определяется площадью поверхности, требующей облучения. В свободные пазы 11 через отверстия 10 могут быть заведены шарнирные соединители 3 для присоединения к излучателю дополнительных крепежных колец с излучающими модулями.FIG. 3 shows the elements of the fastening system of several emitting modules, interconnected in a single structure. The fastening rings 2 are interconnected by means of hingedconnectors 3 and are fixed in theclamp 4 for fixing the emitter on the tripod. In this case, the heads of thehinge connectors 3 are inserted into thegrooves 11 through theholes 10 and secured withset screws 12. The hinged connectors allow you to change the relative position of the rings - to place them at different distances from each other and at different angles relative to each other. FIG. 3 shows three interconnected fastening rings for the emitter modules, but their number can be large, which is determined by the surface area requiring irradiation.Pivotal connectors 3 can be inserted into thefree grooves 11 throughholes 10 to attach additional fastening rings with emitting modules to the emitter.

Излучающие модули должны иметь герметичный корпус с заглушкой для электрического разъема, что позволяет им выдерживать стерилизацию в пароформалиновой камере и воздействие растворов антисептиков перед интраоперационной ФДТ.Emitting modules must have a sealed housing with a plug for the electrical connector, which allows them to withstand sterilization in a vapor-formalin chamber and exposure to antiseptic solutions before intraoperative PDT.

Излучающий модуль может иметь один или несколько светодиодных или лазерных источников излучения, позволяющих получить целевое значение плотности мощности или освещенности на облучаемой поверхности. Этот показатель для отечественных и зарубежных аппаратов колеблется от 70 до 210 мВт/см². Плотность мощности 400 мВт/см² для длины волны 660 нм считается пороговой и сопровождается повышением температуры тканей (Странадко Е.Ф., Армичев А.В., Гейниц А.В. Источники света для фотодинамической терапии. Лазерная медицина, 2011, Т. 15, №3, с. 63-69). Воздействие при такой плотности мощности может потребовать обезболивания. Для источников излучения с длиной волны 660 нм в качестве фотосенсибилизатора используются отечественные препараты фотодитазин, радохлорин, фотолон и другие, которые вводят пациенту, как правило, внутривенно по известной методике. Для эффективного воздействия на опухоль необходимо достигнуть плотности мощности 150-300 мВт/см². Средняя длительность воздействия при таких параметрах 5 минут, доза облучения 150-600 Дж/см². Это оптимальная длительность воздействия для интраоперационной ФДТ.The emitting module can have one or more LED or laser radiation sources, allowing to obtain the target value of the power density or illumination on the irradiated surface. This indicator for domestic and foreign devices ranges from 70 to 210 mW / cm² . The power density of 400 mW / cm² for a wavelength of 660 nm is considered a threshold and is accompanied by an increase in tissue temperature (Stranadko E.F., Armichev A.V., Geynits A.V. Light sources for photodynamic therapy. Laser medicine, 2011, T. 15, no. 3, pp. 63-69). Exposure at this power density may require pain relief. For radiation sources with a wavelength of 660 nm, domestic preparations photoditazin, radochlorin, photolon and others are used as a photosensitizer, which are administered to the patient, as a rule, intravenously according to a well-known technique. For an effective effect on the tumor, it is necessary to achieve a power density of 150-300 mW / cm² . The average duration of exposure with such parameters is 5 minutes, the radiation dose is 150-600 J / cm² . This is the optimal duration of exposure for intraoperative PDT.

Устройство работает следующим образом. Модули соединяются в единый излучатель и закрепляются на штативе. При этом излучающие модули, элементы системы крепления и соединительные кабели для подключения модулей к блоку управления при выполнении интраоперационной ФДТ должны быть стерильны. В зависимости от площади и рельефа требующей облучения поверхности, а также от расстояния до самой глубокой точки в ране может использоваться разное количество излучающих модулей. Для воздействия на стенки в брюшной полости, расположенные перпендикулярно к плоскости раны излучающие модули фиксируются к системе ранорасширителей по отдельности вокруг раны.The device works as follows. The modules are connected into a single emitter and fixed on a tripod. In this case, emitting modules, elements of the fastening system and connecting cables for connecting the modules to the control unit during intraoperative PDT must be sterile. Depending on the area and topography of the surface requiring irradiation, as well as the distance to the deepest point in the wound, a different number of emitting modules can be used. For impact on the walls in the abdominal cavity, located perpendicular to the plane of the wound, the emitting modules are fixed to the retractor system separately around the wound.

Для фиксации модулей на штативе или соединения их в единый излучатель используются элементы системы крепления - крепежные кольца 2 и шарнирные соединители 3. Крепежные кольца одеваются на излучающие модули и закрепляются на корпусе с помощью установочных винтов 9. Головка шарнирного соединителя 2 вставляется в отверстие 10 одного из колец, проводится в паз 11 и зажимается установочным винтом 12. Вторая головка шарнирного соединителя вставляется в отверстие 10 другого кольца, проводится в паз 11 и также зажимается установочным винтом 12. Таким образом, можно соединить два, три и более излучающих модулей. Затем шарнирный соединитель, закрепленный в одном из колец, фиксируется в зажиме 4, что позволяет установить собранную конструкцию на штативе 5, как показано на фиг. 1.To fix the modules on a tripod or connect them into a single emitter, the elements of the fastening system are used -fastening rings 2 and hingeconnectors 3. The fastening rings are put on the emitting modules and are fixed to the body usingset screws 9. The head of thehinge connector 2 is inserted intohole 10 of one of the rings, is held in thegroove 11 and clamped with aset screw 12. The second head of the hinge connector is inserted into thehole 10 of the other ring, passed into thegroove 11 and is also clamped with aset screw 12. Thus, you can connect two, three or more emitting modules. Then the swivel connector, fixed in one of the rings, is fixed in theclamp 4, which allows the assembled structure to be mounted on thetripod 5, as shown in FIG. 1.

Регулируя натяжение установочных винтов 12 можно изменять взаимное расположение модулей собранного таким образом излучателя, развести оптические оси и расфокусировать излучение, равномерно распределив его по всей поверхности, требующей воздействия. При расположении отдельных участков поверхности на разном расстоянии до излучающих модулей, равномерность воздействия будет обеспечиваться уменьшением или увеличением яркости свечения отдельных модулей. В результате плотность мощности на разных участках поверхности со сложным рельефом будет одинаковой, что позволит одновременно облучать максимальное количество зон в течение одинакового времени.By adjusting the tension of theset screws 12, you can change the relative position of the modules of the emitter assembled in this way, spread the optical axes and defocus the radiation, evenly distributing it over the entire surface requiring exposure. When individual sections of the surface are located at different distances to the emitting modules, the uniformity of the effect will be ensured by a decrease or increase in the brightness of the glow of individual modules. As a result, the power density in different parts of the surface with a complex relief will be the same, which will allow simultaneous irradiation of the maximum number of zones for the same time.

При ослаблении установочных винтов 9 можно смещать модули по оси в крепежных кольцах 2 и располагать их на одинаковом расстоянии от участков поверхности, расположенных на разной глубине, что также позволяет получить равномерную освещенность поверхности со сложным рельефом.By loosening theset screws 9, the modules can be axially displaced in the fastening rings 2 and placed at the same distance from the surface areas located at different depths, which also makes it possible to obtain uniform illumination of a surface with a complex relief.

Если отдельные участки поверхности расположены на значительной глубине, для достижения целевого значения плотности мощности можно сфокусировать излучение от нескольких модулей на одном участке, например, при облучении структур малого таза в области тазового дна. При этом ослабляются установочные винты 12, и взаимоположение модулей меняется таким образом, чтобы их оптические оси были сведены в наиболее удаленной точке поверхности. После этого установочные винты 12 вновь затягиваются. Для облучения соседних зон, расположенных на меньшей глубине, например, на стенках таза, в подвздошных областях, можно использовать дополнительные модули, отдельно закрепленные на элементах системы ранорасширителей. В этом случае удастся уравнять время воздействия на все участки поверхности и сократить длительность процедуры.If individual surface areas are located at a significant depth, to achieve the target power density value, radiation from several modules can be focused on one area, for example, when irradiating pelvic structures in the pelvic floor area. At the same time, theset screws 12 are loosened, and the mutual position of the modules is changed so that their optical axes are brought together at the most distant point of the surface. Then theset screws 12 are tightened again. For irradiation of adjacent areas located at a shallower depth, for example, on the walls of the pelvis, in the iliac regions, you can use additional modules, separately attached to the elements of the retractor system. In this case, it will be possible to equalize the exposure time on all areas of the surface and reduce the duration of the procedure.

Как видно из описания и чертежей предлагаемое устройство для фотодинамической терапии позволяет получить равномерное распределение плотности мощности излучения на сложной поверхности большой площади и сократить время процедуры путем одновременного облучения разных зон поверхности, расположенных на разном расстоянии от источников излучения. Это достигается независимым управлением световым потоком от излучающих модулей, а также наличием системы крепления, позволяющей фиксировать модули на разном расстоянии от поверхности, фокусировать излучение от нескольких излучающих модулей в определенных зонах или расфокусировать его по всей облучаемой поверхности.As can be seen from the description and drawings, the proposed device for photodynamic therapy allows to obtain a uniform distribution of the radiation power density on a complex surface of a large area and to reduce the procedure time by simultaneous irradiation of different surface zones located at different distances from the radiation sources. This is achieved by independent control of the luminous flux from the emitting modules, as well as by the presence of a fastening system that allows the modules to be fixed at different distances from the surface, to focus radiation from several emitting modules in certain areas, or to defocus it over the entire irradiated surface.

Claims (3)

Translated fromRussian

1. Устройство для фотодинамической терапии, содержащее закрепленный на держателе излучатель, состоящий из нескольких подвижно соединенных между собой модулей, а также блок управления, отличающееся тем, что блок управления имеет независимые каналы для подключения к нему каждого модуля излучателя, при этом каждый из модулей закреплен в крепежном кольце с возможностью перемещения вдоль его оси и каждый из модулей содержит герметичный корпус с заглушкой для электрического разъема.1. A device for photodynamic therapy containing an emitter fixed on a holder, consisting of several movably interconnected modules, as well as a control unit, characterized in that the control unit has independent channels for connecting each emitter module to it, and each of the modules is fixed in the fastening ring with the ability to move along its axis and each of the modules contains a sealed housing with a plug for the electrical connector.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый модуль содержит один или несколько светодиодных или лазерных источников излучения.2. The device according to claim 1, characterized in that each module contains one or more LED or laser radiation sources.3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что крепежные кольца соединены между собой посредством разъемных шарнирных соединителей и закреплены в зажиме для фиксации излучателя на держателе.3. The device according to claim 1, characterized in that the fastening rings are interconnected by means of detachable hinge connectors and are fixed in a clamp to fix the emitter on the holder.

Images