[1]Полезная модель относится к медицинской технике и может быть использована в фотодинамической терапии для воздействия на воспаления и новообразования.
[2]Использование оптического волокна в качестве среды доставки лазерного излучения к удаленному приемнику уже давно применяется во многих сферах. Ряд медицинских применений, таких как фотодинамическая терапия, интерстициальная лазерная фотокоагуляция или интерстициальная лазерная гипертермия для разрушения опухоли, нуждается в рассеивателях (диффузорах), которые выводят излучение в радиальном направлении от оптического волокна.
[3]Световоды с цилиндрическими диффузорами применимы при фотодинамической терапии (ФДТ) для внутриполостного облучения или облучения опухоли изнутри, или например сосуда или позвоночника.
[4]Механизм воздействия следующий: в организм человека вводится вещество-фотосенсибилизатор, далее к месту опухоли с помощью световода вводится диффузор, на который подается лазерное излучение, провоцирующее химическую реакцию фотосенсибилизатора в клетках опухоли. В результате такого воздействия опухоль погибает.
[5]Одной из главных задач создания такого устройства является формирование равномерного цилиндрического профиля испускаемого излучения вдоль всей длины диффузора световода. В некоторых случаях диффузоры должны быть достаточно тонкими, чтобы проходить через полые иглы и эндоскопы, но при этом сохранять высокую механическую стойкость и упругость.
[6]Известен световод с оптико-волоконный диффузором для цилиндрического излучения вдоль длины волокна с подобранной заранее плотностью излучения (US 6398778, опубл. 04.06.2002 г.) Рабочая часть диффузора представлена распределенным брэгговским отражателем типа Bragg II. Рассеивающая часть волокна повторно покрыта защитно-упрочняющим покрытием, что приводит к ослаблению механической прочности волокна и увеличению его диаметра.
[7]Известен волоконно-оптический диффузор и способ его производства (WO 1999023041, опубл. 14.05.1999 г.). Рассеивающая часть диффузора представляет собой микроповреждения, созданные в сердцевине волокна с помощью сфокусированного лазерного импульса. Таким способом изготавливают диффузоры с различными профилями излучения и разной длины, а также непосредственно в оптическом волокне без снятия защитно-упрочняющего покрытия. Недостатком данного диффузора является необходимость использования импульсных лазеров высокой мощности и систем фокусировки при его производстве, что приводит к усложнению устройства и возможному удорожанию.
[8]Известны световоды с волоконно-оптическим диффузором (RU 2571322, опубл. 20.12.2015 г., US 5196005, опубл. 02.11.1999 г., US 5269777, опубл. 14.12.1993 г.), в котором рассеивающая часть сформирована механическим повреждением дистального конца волокна или использованием рассеивающих полимерных чулков покрывающих дистальный конец волокна.
[9]Недостатком данных устройств является наличие рассеивающих полимерных чулков или защитных колпачков, которые увеличивают диаметр диффузора, что приводит к большей травматичности при операциях и существенно ограничивает проникающую способность.
[10]Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому является световод эндоскопа с оптоволоконным диффузором-концентратором. (US 4733929, опубл. 29.03.1988). Диффузор-концентратор состоит из многомодового волокна, имеющего кварцевую сердцевину, оболочку и полимерное защитно-упрочняющее покрытие. В сердцевине диффузора сформированы центры рассеяния, представляющие собой микропустоты в форме микросфер из воздуха или вкраплений микросфер из другого подходящего материала.
[11]Известно, что для внутриполостного облучения, облучения опухоли изнутри или, например, сосуда или позвоночника необходим равномерный профиль лазерного излучения в радиальном направлении для равномерного дозирования, чтобы равномерно просветить и не перегреть участки ткани (http://www.biospec.ru/_Fiber_Optics_r.html), (http://www.medlas.ru/ru/lsp/li.html).
[12]Однако, в силу конструктивных особенностей известный диффузор не дает равномерного лазерного излучения в радиальном направлении, т.к. центры рассеяния света сформированы в виде микропустот-микросфер из воздуха или вкраплений микросфер из другого материала, т.е. имеет неравномерно расположенные сферические микрополости в своей структуре. Кроме того диффузор имеет низкие прочностные и термостойкие свойства, т.к имеет сердцевину изготовленную из поликарбоната, который не выдерживает большие оптические мощности.
[13]Технический результат заключается в создании конструкции световода эндоскопа, обладающего равномерным лазерным излучением диффузора в радиальном направлении, а также высокими прочностными и термостойкими свойствами.
[14]Сущность полезной модели заключается в том, что у световода эндоскопа, выполненного из оптического волокна с окисно-кремниевой сердцевиной, оболочкой и полимерным защитно-упрочняющим покрытием и содержащего цилиндрический диффузор, вдоль оси сердцевины оптического волокна диффузора расположен по меньшей мере один замкнутый микрокапилляр преимущественно цилиндрической формы.
[15]Было обнаружено, что расположение по меньшей мере одного микрокапилляра в сердцевине оптического волокна диффузора вдоль оси обеспечивает равномерное лазерное излучение диффузора в радиальном направлении, а также повышает прочностные и термостойкие свойства устройства.
[16]Кроме того, микрокапилляр изготавливают выплавлением сердцевины оптического волокна на заданную длину, а длина рассеивающей части L диффузора может составлять от 0,5 до 5 см в зависимости от расположения и размера опухоли. Экспериментально установлено, что если длина L больше 5 см, то интенсивность лазерного излучения резко падает.
[17]Сущность полезной модели поясняется следующими фигурами.
[18]На фиг. 1 представлена схема световода эндоскопа заявляемой конструкции; на фиг. 2 - диффузор световода в разрезе.
[19]Устройство содержит оптический разъем 1 для подключения к лазеру (не показан) и оптическое волокно 2 (фиг. 1). Оптическое волокно 2 представляет собой многомодовое медицинское волокно ММ(105/125)0.22, которое служит для биомедицинских применений. (http://fibercore.com/product/large-core-fiber)
[20]Оптическое волокно 2 содержит полимерное акриловое защитно-упрочняющее покрытие 3, химически стойкое и инертное (фиг. 2). Толщина покрытия составляет 62,5 мкм.
[21]Под покрытием 3 расположен слой кварцевой оболочки 4 толщиной 10 мкм и сердцевина 5, изготовленная из кварца, легированного двуокисью германия. Диаметр сердцевины 5 составляет 105 мкм.
[22]Диффузор 7 имеет рассеивающую часть L, длина которой может варьироваться от 0,5 до 5 см. Рассеивающая часть диффузора 7 сформирована в виде микрокапилляра 6, являющей по существу преимущественно цилиндрической микропустотой, расположенной вдоль оси сердцевины 5 оптического волокна 2 и изготовленной методом выплавления в кварцевой сердцевине 5 с помощью управляемого разрушения (процесс "fuse effect") (http://www.jetpletters.ac.ru/ps/1056/article_16052.pdf).
[23]В зависимости от режима изготовления микрокапилляр 6 имеет диаметр 6-10 мкм.
[24]Длина рассеивающей части диффузора составляет 0,5-5 см.
[25]Диффузоры заявленной конструкции имеют следующие характеристики:
[26]Прочность на разрыв - 5 ГПа;
[27]Температурная стойкость - до 300 градусов Цельсия;
[28]Диаметр критического изгиба - 5 мм.
[29]Порядок использования световода эндоскопа, например, при лечении опухолей бронха следующий.
[30]В организм больного вводят вещество - фотосенсибилизатор, далее проводят волоконно-оптический световод через канал бронхофиброскопа в место опухоли. Расстояние от диффузора световода до опухоли может варьироваться от 0,2 до 0,6 см в зависимости от модели диффузора, калибра бронха и диаметра опухоли. Далее на диффузор подают лазерное излучение, которое провоцирует химическую реакцию фотосенсибилизатора в клетках опухоли, от которой опухоль погибает.
[31]При лечении опухолей главных и долевых бронхов используют цилиндрические диффузоры заявленной конструкции длиной соответственно 0,5 и 1,0 см. При стелющейся форме опухолевого поражения диаметром более 1,0-1,5 см лазерное облучение проводят, используя несколько позиций световода. Продолжительность сеанса лазерного воздействия на опухоль колеблется от 10 до 30 минут.
