利用能量治疗生物组织的方法及系统技术方案

一种用于热治疗生物组织的方法包括生成具有预定波长及平均功率的治疗辐射。向生物组织例如视网膜组织施加该治疗辐射，以在该生物组织上形成至少一个治疗光斑，并充分热刺激该生物组织，以产生治疗性效果而不破坏该组织。

The method and system of using energy to treat biological tissue

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用能量治疗生物组织的方法及系统
本专利技术通常涉及用于治疗生物组织尤其视网膜组织的系统及方法。尤其，本专利技术涉及利用辐射例如光束热治疗视网膜或其它生物组织的方法，以对靶组织产生治疗性效果，而不破坏或永久损伤该靶组织。
技术介绍
视网膜光凝是治疗视网膜疾病包括糖尿病视网膜病变的常用程序。视网膜光凝包括用光在视网膜组织中产生热灼伤。这些热灼伤被认为封闭视网膜并阻止血管生长及渗漏。通常，视网膜激光烧灼在视网膜病理区域中为全层(full-thickness)，并在治疗时可见作为白色或灰色视网膜损伤。随着时间推移，这些损伤发展成脉络膜视网膜瘢痕及进行性萎缩的病灶区。对于出血的、检眼镜可见的或血管照影明显的视网膜损伤具有不同的照射(exposure)阈值。“阈值”损伤是在治疗时在检眼镜下勉强可见的损伤。“亚阈值”损伤是在治疗时不可见，但通过检眼镜或血管照影可检测的损伤。“超阈值”激光治疗是对容易看到的端点执行的视网膜光凝。不过，在所有情况下都认为，为了产生该程序的效益，实际的组织损伤及瘢痕是必要的。已发现光凝是产生视网膜瘢痕的有效方式，且多年来已成为针对糖尿病黄斑水肿及其它视网膜疾病的黄斑光凝的技术标准。尽管与不治疗相比提供明显的优点，但当前的视网膜光凝治疗(其产生视网膜灼伤及瘢痕)有缺点和不足。传统的光凝常常是令人疼痛的。这可能需要局部麻醉，局部麻醉具有其自身的伴随风险，或者，可在延长的时间段上将治疗分成阶段，以最大限度地降低治疗疼痛及术后炎症。而且，在传统光凝之后常常出现视敏度暂时下降。实际上，热组织损伤可能是传统光凝的许多潜在并发症的唯一来源，该些潜在并发症可能导致立即的以及以后的视力丧失。此类并发症包括视网膜下纤维化、脉络膜新生血管，以及激光瘢痕的进行性扩张。由组织破坏导致的炎症可引起或加重黄斑水肿、伴随视网膜脱离及玻璃体出血的纤维血管增生的诱发急缩，并可引起葡萄膜炎、浆液性脉络膜脱离、闭角或低眼压。尽管这些并发症的其中一些是罕见的，但包括治疗疼痛、进行性瘢痕扩张、视野丧失、夜视力下降等的其它并发症是如此常见以致被接受为传统激光视网膜光凝的不可避免的副作用。由于传统光凝治疗中的固有视网膜损伤，视网膜的中央凹及其它敏感区域的治疗被严格禁止，尽管最具视觉致残性的糖尿病黄斑水肿发生于这些区域中。另一个问题是该治疗需要向待治疗的视网膜的区域施加大量激光剂量。这可能是乏味而耗时的，因为为了提供全面的治疗，需要数百个或者甚至超过一千个激光光斑的情况并不少见。医生负责确保每个激光束光斑适当远离眼睛的敏感区域，例如中央凹，否则可能导致永久损伤。顺序地使用单个激光束对大量位置进行逐点治疗往往是一个漫长的过程，常常导致医生疲劳及患者不适。专利技术人已发现，可将例如采用各种波长的光的形式的辐射施加于视网膜组织，其不破坏或永久损伤该视网膜组织，但达成对眼疾的有益效果。专利技术人已发现，一个或多个光束可经生成并被施加于视网膜组织，以使它对视网膜组织是治疗性的，但是亚致死性的，并避免视网膜组织中的损伤性光凝，但对眼睛的视网膜组织提供预防性及保护性治疗。认为该过程以受控方式提高组织温度，以选择性刺激热休克蛋白激活及/或产生以及蛋白修复的促进，其充当治疗性治疗组织的机制。认为这些被激活的热休克蛋白可通过移除及修复受损蛋白来将病变的视网膜重置至其健康状态。这会导致改善的RPE(视网膜色素上皮细胞)功能，改善视网膜功能及自动调节，恢复性的急性炎症，减轻的慢性炎症，以及系统免疫。本专利技术的效果可减缓、阻止或甚至逆转视网膜疾病，改善视觉功能，以及降低视力丧失的风险。认为以受控方式提高组织温度来选择性刺激热休克蛋白激活而不损伤或破坏该组织也对其它组织有益。标题
技术实现思路
本专利技术涉及用于热治疗生物组织的方法。依据本专利技术，治疗辐射经生成并被施加于该生物组织，以充分热刺激该生物组织，从而产生治疗性效果而不破坏该组织。尤其，生成具有在570纳米与1300纳米之间的波长以及在0.0000069至37.5瓦之间的平均功率的治疗辐射。可生成具有在600纳米-1100纳米之间的波长以及在0.00015与6.94瓦之间的平均功率的治疗辐射。向该生物组织施加该治疗辐射，以在该生物组织上形成具有在10-700微米之间的直径的至少一个治疗光斑。还可形成具有在100-500微米之间的直径的至少一个治疗光斑。该治疗辐射可经脉冲化并被施加于该组织，持续时间在30-800毫秒之间。该治疗辐射可被施加于眼睛的视网膜组织。该治疗辐射可被施加于该眼睛的中央凹的至少其中部分。在所述向该组织施加该治疗辐射期间，可将该组织加热至6与11摄氏度之间。不过，在数分钟期间该组织的平均温升被保持于约1摄氏度或更低。这可刺激组织中的热休克蛋白激活，因此产生治疗性效果，而不破坏该组织。多个隔开的治疗辐射束可经生成并被同时施加于该组织，以在第一治疗区域中形成多个隔开的治疗光斑。在被施加于该组织的该第一治疗区域的治疗辐射脉冲之间的包括小于1秒的时间间隔期间，该些治疗辐射束可被移动并施加于与该组织的该第一治疗区域充分隔开的该组织的第二治疗区域，以避免该靶组织的热组织损伤。在同一治疗期期间以交替方式可将该些治疗辐射束重复施加于该组织的各该第一及第二治疗区域，直至达成向该组织的各该第一及第二治疗区域的预定数目的施加。可向该组织施加该治疗辐射第一时长，例如小于1秒，以刺激该组织中的热休克蛋白激活。停止该治疗辐射的该施加一段时间间隔，该时间间隔超过该第一时长，例如数秒至数分钟。接着，在单个治疗期内，在该时间间隔以后，向该组织重新施加该治疗辐射，以可控地提高该组织的温度而不破坏该组织，从而增加该组织中的热休克蛋白激活的水平。从下面结合示例说明本专利技术的原理的附图所作的详细说明，本专利技术的其它特征及优点将变得更加清楚。标题附图说明附图用来说明本专利技术。在这些附图中：图1是显示血液及眼组织对在给定波长的辐射的吸收的图形；图2是显示黑色素的属性及RPE黑色素的吸收率作为波长的函数的图形；图3是显示在不同波长的水的吸收系数的图形；图4A及4B是显示眼睛的晶状体中的辐射诱发温升作为平均辐射功率及照射时间的函数的图形；图5是显示针对不同波长，视网膜附近的水温增加作为平均辐射功率的函数的图形；图6是显示针对黑色素吸收及热休克蛋白激活，随着辐射波长增加，所需功率增加的图形；图7A-7C是显示依据本专利技术，针对平均所需治疗功率及最大可允许平均治疗功率，在具有不同直径的视网膜光斑的平均功率作为辐射持续时间的函数的图形；图8A-8C是显示依据本专利技术在不同视网膜光斑直径的治疗所需的平均功率密度以及最大可允许平均治疗功率的图形；图9A及9B是显示激光源的平均功率相较该激光源的源半径及脉冲列持续时间的图形；图10A及10B是显示温度衰减时间依赖于该激光源半径及波长的图形；图11是显示依据本专利技术，用以生成激光光束的系统的示意视图；图12是依据本专利技术用以生成激光几何本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于热治疗生物组织的方法，包括步骤：/n生成具有在570纳米与1300纳米之间的波长以及在0.0000069至37.5瓦之间的平均功率的治疗辐射；以及/n向生物组织施加该治疗辐射，以在该生物组织上形成具有在10-700微米之间的直径的至少一个治疗光斑，并充分热刺激该生物组织，以产生治疗性效果而不破坏该组织。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171115 US 15/813,645;20180312 US 15/918,487;20181.一种用于热治疗生物组织的方法，包括步骤：
生成具有在570纳米与1300纳米之间的波长以及在0.0000069至37.5瓦之间的平均功率的治疗辐射；以及
向生物组织施加该治疗辐射，以在该生物组织上形成具有在10-700微米之间的直径的至少一个治疗光斑，并充分热刺激该生物组织，以产生治疗性效果而不破坏该组织。


2.如权利要求1所述的方法，其中，在所述向该组织施加该治疗辐射期间，将该组织加热至6与11摄氏度之间，但在数分钟期间该组织的平均温升被保持于约1摄氏度或更低。


3.如权利要求1所述的方法，其中，该治疗辐射经脉冲化并被施加于该组织，持续时间在30-800毫秒之间。


4.如权利要求1所述的方法，其中，该治疗辐射被施加于眼睛的视网膜组织。


5.如权利要求4所述的方法，其中，该治疗辐射被施加于该眼睛的中央凹的至少其中部分。


6.如权利要求1所述的方法，其中，该施加步骤包括刺激该组织中的热休克蛋白激活的步骤。


7.如权利要求3所述的方法，其中，该治疗辐射具有在600纳米-1100纳米之间的波长，在0.00015与6.94瓦之间的平均功率，并形成具有在100-500微米之间的直径的至少一个治疗光斑。


8.如权利要求3所述的方法，其中，多个隔开的治疗辐射束经生成并被同时施加于该组织，以在第一治疗区域中形成多个隔开的治疗光斑。


9.如权利要求8所述的方法，其中，在被施加于该组织的该第一治疗区域的治疗辐射脉冲之间的包括小于1秒的时间间隔期间，包括步骤：
向与该组织的该第一治疗区域充分隔开的该组织的第二治疗区域施加该些治疗辐射束，以避免该靶组织的热组织损伤，并在同一治疗期期间以交替方式向该组织的各该第一及第二治疗区域重复施加该些治疗辐射束，直至达成向该组织的各该第一及第二治疗区域的预定数目的施加。


10.如权利要求3所述的方法，包括步骤：
向该组织施加该治疗辐射第一时长，以刺激该组织中的热休克蛋白激活；
停止该治疗辐射的该施加一段时间间隔，该时间间隔超过该第一时长；以及
在单个治疗期内的该时间间隔以后，向该组织重新施加该治疗辐射，以可控地提高该组织的温度而不破坏该组织，从而增加该组织中的热休克蛋白激活的水平。


11.如权利要求10所述的方法，其中，该第一时长小于1秒，且时间间隔为数秒至数分钟。


12.一种用于热治疗生物组织的方法，包括步骤：
生成具有在570纳米与1300纳米之间的波长以及在0.0000069至37.5瓦之间的平均功率的脉冲治疗辐射；以及
向视网膜组织施加该治疗辐射，以在该视网膜组织上形成具有在10-700微米之间的直径的至少一个治疗光斑，且持续时间在30-800毫秒之间，以在所述向该视网膜组织施加该治疗辐射期间，将该视网膜组织加热至6与11摄氏度之间，同时在脉冲之间提供热弛豫期，以使数分钟期间该组织的平均温升被保持于约1摄氏度或更低，由此产生治疗性效果而不破坏该组织。


13.如权利要求12所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·K·卢特鲁勒，D·B·昌，B·W·L·马戈利斯，
申请(专利权)人：奥哈伊视网膜技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US