Изобретение относится к медицине, в частности, к онкологии, и предназначено для измерения температуры во время термической абляции опухоли.

Известен способ измерения температуры с помощью инфракрасной камеры, предложенный Gnyawali и соавторами (Gnyawali S С, Chen Y, Wu F, Battels К E, Wicksted J P, Liu H, Sen С К and Chen W R 2008 Temperature measurement on tissue surface during laser irradiation Med. Biol. Eng. Comput. 46 159-68).

Недостатки способа заключаются в невозможности инвазивного измерения и необходимости отсутствия тканей между камерой и органом, имеющим опухоль.

Известен также способ с использованием термопар и термисторов (Manns F, Milne Р J, Gonzalez-Cirre X, Denham D В, Parel J M and Robinson D S 1998 In situ temperature measurement with thermocouple probes during laser interstitial thermotherapy (LITT): quantification and correction of a measurement artifact Laser Surg. Med. 23 94-103).

Данные датчики подвержены тепловому и, электромагнитному воздействию, также невозможно распределенное измерение температуры.

Наиболее близким аналогом является использование ряда оптоволоконных датчиков температуры с равномерной Брэгговской решеткой, имеющей периодическое изменение показателя преломления с постоянным периодом. Данный способ впервые предложен в журнале Biomedical Optics (Webb D J, Hathaway M W, Jackson D A, Jones S, Zhang L and Bennion I 2000 First in-vivo trials of a fiber Bragg grating based temperature profiling system . Biomed. Opt. 5 45-50).

Множество последовательных датчиков создает квази-распределенное измерение температуры (измерение множества точек).

Недостатки прототипа заключаются в низком разрешении, что отрицательно влияет на точность термической абляции.

Задача изобретения - разработка эффективного и высокоточного метода измерения температуры во время термической абляции опухоли.

Технический результат - повышение качества лечения больных путем увеличения точности термической абляции опухолей.

Технический результат достигается тем, что в заявленном способе включают установку оптоволоконного датчика температуры с линейно чирпованной (изменение показателя преломления имеет период, растущей в алгебраической прогрессии) Брэгговской решеткой длиной 1,4 - 6 см и диаметром 80-300 мкм с помощью катетера непосредственно на опухоль.

Через оптоволоконный датчик с длиной 1,4 - 6 см и диаметром 80-300 мкм пропускают спектр света, который претерпевает обратное рассеивание из-за решетки Брэгга, зависящее от температуры, действующей на датчик. После, с помощью программы декодирования спектра обратного рассеивания, разработанной согласно параметрам оптоволоконного кабеля, получают температурный профиль, который используют для более точной абляции опухоли и прогнозирования распределения тепла в органе.

Декодирование осуществляют через компьютер, подсоединенный к аппаратуре, состоящей из источника света и детектора.

Новым в заявленном решении является использование линейно чирпованной Брэгговской решетки в оптоволоконном кабеле и программы декодирования отраженного спектра света для получения температурного профиля. Это обеспечивает распределенное измерение температуры, малое время измерения и высокое разрешение (50-100 мкм) и в результате позволяет проводить более точную, качественную термическую абляцию опухоли.

Способ измерения температуры осуществляется следующим образом.

Первоначально устанавливают оптоволоконный кабель с длиной датчика 1,4 - 6 см и диаметром 80-300 мкм на опухоль, в зависимости от её размеров, с помощью катетера. Соединяют кабель с широкополосным источником света, детектором. Ответвитель, соединенный с источником света, источник и детектор света соединяют с компьютером. С помощью программы декодирования отраженного спектра света, разработанной согласно параметрам оптоволоконного кабеля, на компьютере выводят температурный профиль.

Примеры осуществления способа.

Пример 1.

Больной Ф., 54 лет обратился с диагнозом: рак легких. Выявлена злокачественная опухоль средних размеров на правом легком. Опухоль диагностирована и локализирована. Требуется термическая абляция для её удаления. После подготовки пациента проводят хирургический разрез и устанавливают оптоволоконный датчик с длиной 1 ,4 см и диаметром 80 мкм на опухоль, соединяют его с оборудованием, компьютером. На мониторе с помощью программы получают текущий температурный профиль опухоли. При изменении профиля и повышении температуры здоровых тканей, врач останавливает процесс абляции и делает повторное позиционирование инструмента абляции для точного удаления опухоли. В итоге происходит полное удаление опухоли.

Пример 2.

Больной Н., 42 лет обратился с диагнозом: рак печени. Выявлена злокачественная опухоль крупных размеров. Опухоль диагностирована и локализирована. Требуется термическая абляция для её удаления. Определяют границы опухоли на органе. После подготовки пациента проводят хирургический разрез и устанавливают оптоволоконный датчик с

з длиной 4,2 см и диаметром 250 мкм на опухоль, соединяют его с оборудованием, компьютером. На мониторе с помощью программы получают текущий температурный профиль опухоли. Температура абляции не наблюдается вне границ опухоли. Повторное позиционирование инструмента абляции не требуется. Процесс продолжается до полного удаления опухоли.

Пример 3.

Больной В., 41 лет обратился с диагнозом: рак легких. Выявлена злокачественная опухоль крупных размеров на левом легком. Опухоль диагностирована и локализирована. Требуется термическая абляция для её удаления. После подготовки пациента проводят хирургический разрез и устанавливают оптоволоконный датчик с длиной 6 см и диаметром 300 мкм на опухоль, соединяют его с оборудованием, компьютером. На мониторе с помощью программы получают текущий температурный профиль опухоли. При изменении профиля и повышении температуры здоровых тканей, врач останавливает процесс абляции и делает повторное позиционирование инструмента абляции для точного удаления опухоли. В итоге происходит полное удаление опухоли.

На фигуре 1 изображены температуры 6 оптоволоконных датчиков на разных дистанциях и температуры, измеренные двумя термисторами (В57861 Epcos, Munich, Germany; точность ± 0.2 °С), один из которых размещен на абляционном оборудование, а второй на расстоянии 3 см. Как видно, результаты оптоволоконных датчиков и термисторов отличаются незначительно. Причинами отличия являются позиция термистора внутри абляционнного инструмента и тепловое воздействие на термистор во время абляции.

Как видно из таблицы, пространственное разрешение линейно чирпованного оптоволоконного сенсора значительно лучше наиболее близкого аналога. Следовательно, качество термической абляции повышается. Точность для предложенного изобретения ниже наиболее близкого, тем не менее ошибка в 0,2 °С не влияет на процесс абляции.

Способ инвазивен, датчик устанавливают на опухоль, следовательно, точность измерений увеличивается, что понижает вероятность абляции здоровых тканей.

Таблица 1 : сравнение изобретения с наиболее близким аналогом

Фигура 1 : сравнение термисторов и предложенных датчиков

Время, сек

— 20mm

2,5 mm —— 30mm. - 5 ram —

10mm —