癌症治疗系统技术方案

本发明专利技术涉及一种癌症治疗系统，包括用于生成1.27微米波长辐射的辐射源，其中，所述1.27微米波长辐射由单重态氧生成。所述辐射源可以为氧激光器或放大自发辐射生成器。所述1.27微米波长辐射可以为激光或放大自发辐射。米波长辐射可以为激光或放大自发辐射。米波长辐射可以为激光或放大自发辐射。

【技术实现步骤摘要】
癌症治疗系统


[0001]本专利技术涉及一种癌症治疗系统。

技术介绍

[0002]癌症治疗方法千式百样。其中，光动力疗法(“PDT”)为一种众所周知的疗法。该疗法使用经静脉注射的光敏药物。该光敏药物局部定位于患病组织中。该光敏药物由波长为0.63～0.66微米的光活化。组成该药物的分子(下称“药物分子”)受激后变为单重态。然而，这些分子很快便会因去活化而进入其三重态(这一过程称为“系间窜越”)。
[0003]与此同时，氧会溶解于可能含癌细胞的人体组织中。因此，癌细胞附近的溶解氧因三重态药物分子的能量转移而转换至受激单重态O2(1Δg)。受激单重态的氧通常称为活性氧，而且可以破坏细胞。因此，与活性氧发生碰撞的癌细胞将会死亡。PDT例如公开于非专利文献1(《精密工程》，日本精密工程学会，第81卷，第4期，第298～302页)中。
[0004]另一方面，目前已经提出基于生成波长为1.2～1.3微米的激光束以及使该激光束直接照射癌细胞的治疗方法的治疗装置。处于所述波长下的激光可激发癌细胞附近的氧分子进入单重态，并且可导致癌细胞死亡。这种治疗方法的优点在于，其不需要使用光敏药物，因此无不良反应。申请号为2007-517559的专利申请的PCT国际公布文本的公布日文译文公开了所述基于波长为1.2～1.3微米的激光束的治疗方法和治疗装置。
[0005]在上述治疗装置中，以基于拉曼转换的拉曼激光器生成波长为1.2～1.3微米的激光束。然而，在基于此类波长转换的特定波长激光束的生成方法中，为了使氧分子能够吸收激光束，必须使该激光束的中心波长与氧分子在1.27微米谱段内的若干吸收谱线当中的任一谱线精确匹配。此外，为了实现对激光辐射的有效吸收，必须将激光的波长宽度窄化至小于或等于吸收谱线的谱线宽度。因此，该激光系统必须使用谱线窄化模块与波长稳定化模块，这使得该激光系统不但结构复杂，而且成本昂贵。
[0006]或者，当所生成的激光束的波长宽度宽至约
±
0.5nm，覆盖1.27微米波长附近整个区段，而激光波长不与若干吸收谱线中的一条吸收谱线匹配时，其将纳入多条吸收谱线。然而，由于在除吸收谱线之外的其他波长处的功率成分极大，因此存在单重态氧生成效率极差的问题。
[0007]另外，非专利文献7(“单重态氧的激光诱导式生成及其在脑血管生理机能中的作用”，《量子电子学进展》，第55卷，第112～128页(2017年))以及非专利文献8(“红外激光脉冲触发肿瘤细胞中更多地产生单重态氧”，《科学报告》，2013年12月12日)中公开了一种量子点激光器，该激光器可调节为在1.27微米波长下振荡，并用于生成单重态氧。该量子点激光器所生成的激光的线宽为约1纳米，远远大于氧的任何吸收谱线的线宽。因此，与上述情况类似，其单重态氧生成效率较低。

技术实现思路

[0008]本公开内容的目的在于提供一种癌症治疗装置，该装置所使用的光源能够有效地
将氧分子激发成单重态氧。
[0009]为了实现上述目的，根据本实施方式的癌症治疗装置包括生成波长为1.27微米的光的光源，该波长为1.27微米的光由单重态氧分子生成。癌细胞以波长为1.27微米的光进行照射处理。单重态氧分子发射波长为1.27微米的近红外光(下称1.27μm波长辐射或1.27微米波长辐射)。更具体而言，单重态氧分子的发射光谱含数十条发射谱线，每条发射谱线的波长均接近1.268μm。该光谱与基态氧分子的吸收光谱相匹配。也就是说，单重态氧分子发出对应于其受激能级的能量的光子，基态氧分子对该光子具有强烈的吸收作用。强烈的吸收表示，吸收截面相对较大。因此，通过以1.27微米波长辐射照射癌细胞的周围，可以将癌细胞附近存在的溶解氧有效地激发至单重态。
[0010]非专利文献2(“O2(a1Δg)态自发辐射的爱因斯坦系数”，《地球物理研究快报》，第22卷，第11期，第1381～1384页，1995年)以及非专利文献3(“16
O2的a1Δg(v'＝0)-X3Σg-(v"＝0)吸收谱段中的谱线强度”，《光谱化学学报》，第48A卷，第9期，第1227～1230页，1992年)中公开了氧分子的吸收谱线。在非专利文献3中，所述吸收谱线的波数为788373～792080m-1
，对应于1.2625～1.2684微米的波长。氧分子具有大量吸收谱线的原因在于，由于氧分子本质上为双原子分子，因此无论是在基态还是在单重态下，氧分子的电子态均分成大量的转动能级。
[0011]特别地，通过使用氧分子振荡形成的的激光束作为1.27微米波长辐射，与自发辐射光不同，聚光透镜聚集后的光的聚光特性能够得到增强。如此，使得光易于导入光纤，并且通过该光纤，使得柔性传输成为可能。这使得光纤能够用于所述光学系统，从而实现柔性传输。例如，非专利文献4(“1.27微米下的高能激光具有可能性”，《应用光学》，第17卷，第20期，第3276～3283页，1978年)，非专利文献5(“化学泵浦O2(a-X)激光器”，《应用物理B》，第56卷，第71～78页，1993年)以及非专利文献6(“实现氧化学激光器的新概念”，《SPIE论文集》，第9251卷，第9251X-1～9251X-15页，2014年)中公开了氧分子激光器。
[0012]单重态氧，作为1.27微米波长辐射的源，可通过氧的放电(如静态放电或微波放电)产生，但是优选通过BHP(碱性过氧化氢)溶液与氯气的化学反应产生。BHP溶液为氢氧化钾等碱性溶液与过氧化氢溶液的混合溶液。
[0013]使用上述化学反应的原因在于，大量事先制备的化学物质可以立刻发生反应，从而易于增强1.27微米波长辐射的功率。当获得高功率的1.27微米波长辐射时，可以使治疗在短时间内完成。或者，通过将1.27微米波长辐射分为多束，不但可以缩短治疗时间，而且还可以同时治疗多名患者。
[0014]如上所述，除了氧分子激光器之外，其他激光器难以有效生成波长与氧分子的1.27微米波长下的吸收谱线匹配的激光。因此，在本实施方式中，优选使用氧分子激光器作为1.27微米波长辐射的光源。然而，也可以以放大自发辐射(ASE)代替氧分子激光器，作为1.27微米波长辐射的光源。ASE表示Amplified Spontaneous Emission(放大自发辐射)。例如，通过将根据上述化学反应生成的单重态氧分子充入狭长区域，即可以使用自该区域的纵向发射出的放大自发辐射。
[0015]本公开内容中提到的放大自发辐射仅在特定方向上发射强烈的辐射，这与在所有方向上各向同性地发射辐射的自发辐射光不同。根据该方法，存在通过使激光腔内生成的自发辐射入射至两个反射镜当中的一个而令其返回且然后通过与单重态氧分子碰撞而发
出受激辐射的情形。
[0016]本专利技术提供一种使用能够有效生成单重态氧的光源的癌症治疗系统。
附图说明
[0017]根据以下给出的详细描述以及附图，可以更加充分地理解本专利技术的上述和其他目的、特征及优点，其中，附图仅出于说明目的而给本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种癌症治疗系统，其特征在于，包括用于生成1.27微米波长辐射的辐射源，其中，所述1.27微米波长辐射由单重态氧生成。2.根据权利要求1所述的癌症治疗系统，其特征在于，所述辐射源为氧激光器，而且所述1.27微米波长辐射作为激光自所述氧激光器出射。3.根据权利要求2所述的癌症治疗系统，其特征在于，所述氧激光器包括可生成单重态氧的单重态氧生成器，所述单重态氧由碱性溶液与过氧化氢的混合溶液与氯气之间的化学反应生成，所述激光由单重态氧的受激辐射生成。4.根据权利要求1所述的癌症治疗系统，其特征在于，所述1.27微米波长辐射为单重态氧的放大自发辐射。5.根据权利要求4所述的癌症治疗系统，其特征在于，还包括：用于生成所述单重态氧的单重态氧生成器；设置为充...

【专利技术属性】
技术研发人员：武久究，
申请(专利权)人：武久究，
类型：发明
国别省市：