[实用新型]一种用于光动力学疗法中单态氧检测的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及光动力学疗法(Photodynamic Therapy，PDT)中的一种单态氧(Singletoxygen，¹O₂)检测装置，具体说是通过直接检测PDT中¹O₂近红外发光，并同时对样品中的氧分压和光敏剂荧光信号进行实时监测，三者结合起来后可以对PDT疗效进行综合评估，属激光医学治疗仪器类。

背景技术

PDT是一种联合利用光、光敏剂和氧分子，通过光动力学反应选择性地治疗肿瘤，年龄相关性黄斑变性和鲜红斑痣等良性疾病的新疗法，它与手术、化疗和放疗等肿瘤治疗手段相比，具有双重性选择的独特优点：首先，病变组织能够选择性地潴留光敏剂；其次，只有在特定波长光的辐照下，潴留在组织中的光敏剂才能和组织中的氧分子发生生化反应产生对细胞具有毒性的活性氧，其中¹O₂被认为是II型PDT的主要毒性物质。随着PDT基础研究的不断深入和临床应用的广泛开展，如何精确、有效地计算，并实时调整治疗过程中的剂量已成为临床应用亟待解决的挑战性课题。目前，PDT剂量评估方法主要包括以下四种方法：显式剂量法、隐式剂量法、组织体对PDT的响应检测和直接剂量法。其中，直接剂量法通过直接测量具有细胞毒性的¹O₂，特别是通过测量¹O₂近红外发光开展PDT剂量学的研究已成为国际前沿研究热点。这种方法的最大优点在于可以克服现有其它剂量学方法中的光、光敏剂、氧分子，以及组织体光学特性等主要因素之间的复杂影响关系，将PDT的疗效与¹O₂的总量直接联系起来。

目前，加拿大的Wilson教授等研究小组构建了近红外光检测系统，通过直接检测¹O₂在1270nm的辐射发光开展PDT-¹O₂剂量学研究。这些¹O₂检测系统虽然有所不同，但是主体的构成是基本相同的，都是利用脉冲激光器对样品进行照射，然后通过光学收集系统或者利用光纤对样品受到激发后的信号进行收集，利用高灵敏度的近红外光电探测器件直接测量所收集到¹O₂的辐射发光，并通过前置放大器之后进入计数板卡进行计数。由于在生物环境中¹O₂的发光极其微弱，寿命极其短暂，且受到光电探测器件在近红外波段响应灵敏度的限制，现有¹O₂检测系统的信噪比还无法满足PDT临床应用的要求。因此，就¹O₂寿命而言，虽然有关¹O₂寿命的研究结果层出不穷，但是至今还没有得到令人信服的可靠结果。此外，在PDT过程中，¹O₂还可能会部分地参与光敏剂的光漂白过程，从而影响光敏剂的漂白速率。与此同时，待测样品中的氧分压又直接决定着PDT过程中的¹O₂产量。然而，在现有的¹O₂检测系统中，都仅有检测¹O₂近红外发光的功能，并没有对样品中的氧分压和光敏剂荧光进行同时监测。

发明内容

本实用新型针对现有¹O₂检测系统中存在的不足，利用高灵敏度的近红外光电倍增管直接测量¹O₂近红外发光，并同时对样品中的氧分压和光敏剂荧光信号进行实时监测。通过优化激光照射方式和光学收集系统，提高了¹O₂检测装置的信噪比，对PDT疗效进行综合评估。

实现上述目的采用的技术方案如下：具有氧分压和光敏剂荧光监测功能的¹O₂检测装置由脉冲激光器光源、信号同步单元、¹O₂近红外发光检测单元、荧光信号监测单元、样品氧分压的监测单元和终端计算机处理系统组成，其中荧光信号监测单元、氧分压的监测单元、终端计算机处理系统之间通过信号线连接，其他单元之间通过光路连接。