Метод та система для флюоресцентно-коригованого лазерного опромінення поверхнево розташованих новоутворень

Abstract

Дисертація присвячена удосконаленню методу ФДТ з використанням розробленої лазерної системи, яка дозволяє ефективніше використовувати ФС, зменшити загальну потужність та дозу опромінення зі збереженням необхідної щільності потужності. Метод полягає в опроміненні поверхневих новоутворень лазерним пучком малої потужності і малого поперечного перерізу, що переміщається по вибраній області з деякою затримкою в кожній точці. Сканування відбувається тільки в зонах, де виявлена флюоресценція. Лазерний промінь переходить до наступної точки з невеликим перекриттям, що запобігає появі неопромінених зон. За час між повторним скануванням концентрація ФС в зоні опромінення має відновитися за рахунок циркуляції крові і дифузії з сусідніх тканин. Для реєстрації флюоресценції використовується камера на базі ПЗЗ-матриці, яка інсталюється на персональний комп’ютер і працює в операційному середовищі Windows. Програмне забезпечення системи реалізується у вигляді розробленого програмного пакета «ControLS». Дана діагностична система дозволяє врахувати коливання концентрації ФС в пухлині, залежно від наявності флюоресценції в конкретний момент часу.

Диссертация посвящена актуальной задаче – совершенствованию метода и средств для лазерного облучения поверхностно расположенных новообразований с возможностью уменьшения общей потужноти прибора и сохранением нужной плотности мощности за счет предварительного определения точек облучения. Оптимизирован режим низкодозового сканирующего облучения опухоли созданной терапевтическо-диагностической установкой с тем, чтобы его противоопухолевая эффективность не уступала неселективному и более болезненному непрерывному лазерному облучению в стандартном высокодозовом режиме. Сканирующий режим, благодаря кратковременному повторяющемуся воздействию на каждый участок опухоли, вероятно, не будет приводить к термическому повреждению ткани и интенсивному выгоранию фотосенсибилизатора и, следовательно, будет более эффективным и менее болезненным. Проведены исследования, которые показали, что, благодаря динамическому мониторингу наличия фотосенсибилизатора в ткани и системе облучения, минимизирующей необратимое фотоповреждение красителя, сканирующий режим при использовании на порядок меньших доз не уступает по эффективности непрерывному лазерному облучению.

The thesis is devoted to the modification of PDT procedure by using a laser scanning device that enables to better maintain the necessary parameters of the PS in irradiated tissues simultaneously allowing to reduce the light dose required for tumor treatment. The method consists in tumor irradiation with a beam of low power and small cross section, which moves through the selected area with a certain delay at each point. The scanning is performed only in the tumor zones with detected fluorescence. Laser beam moves to the next point with a small overlap that prevents appearing of non-irradiated zones. The scanning time is chosen in such a way that a new cycle begins when the concentration of molecular oxygen and PS in irradiated zone are recovered due to blood circulation and diffusion from adjacent tissue. To register tumor fluorescence we use CCD-camera, connected to a PC on Windows 7. We have developed a program «ControLS» for our complex of diagnostic and treatment. This system can permit consider fluctuations in the concentration of photosensitizer in the tumor, depending on the availability of fluorescence in the tumor tissue.