光动力治疗装置
阅读：134发布：2020-05-13
专利汇可以提供光动力治疗装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种用于对身体的体腔或中空器官诸如膀胱进行 光动 力 治疗 的 导管 装置，该装置用于对所述体腔或中空器官的内表面的异常、疾患或 疾病 进行光动力治疗。，下面是光动力治疗装置专利的具体信息内容。
1.一种导管装置，用于对身体的体腔或中空器官进行光动力治疗，所述导管装置包括：
远端部分，所述远端部分具有纵向轴线并且用于插入到所述体腔或中空器官中，所述远端部分包括：
膨胀和定位球囊，所述膨胀和定位球囊用于在所述体腔或中空器官内膨胀，从而扩张所述体腔或中空器官的外壁，
光源，所述光源位于所述远端部分上，以便当所述导管装置在使用时，所述光源位于所述体腔或中空器官内；
其中，所述光源包括多个发光元件，所述多个发光元件布置成：
从所述远端的第一区域沿着所述纵向轴线的方向朝向远侧方向投射光线，从所述远端的第二区域向所述纵向轴线外部投射光线，所述第二区域至少部分位于所述膨胀和定位球囊内，以及
从所述远端的第三区域围绕所述导管装置在所述体腔或中空器官中的进入点投射光线，所述第三区域比所述第二区域更靠近所述导管装置在所述体腔或中空器官中的进入点；
并且
所述远端部分还包括用于将所述远端保持在所述体腔或中空器官内的第二球囊，所述第二球囊与所述膨胀和定位球囊隔开，并且所述第二球囊的中心位于比所述膨胀和定位球囊的中心更靠近所述导管装置的近端的位置上。
2.根据权利要求1所述的导管装置，其中，所述身体的体腔或中空器官是膀胱。
3.根据权利要求1或2所述的导管装置，其中，所述光源由在使用时位于所述身体外部的电池或低压电源供电。
4.根据权利要求1、2或3所述的导管装置，其中，发光二极管(LED)用作部分或全部所述发光元件。
5.根据任一前述权利要求所述的导管装置，其中，所述第一区域位于所述膨胀和定位球囊的外部，并且优选地位于所述球囊与所述第三区域相对的一侧，所述第三区域位于所述膨胀和定位球囊外部，并且所述第二区域至少部分地或完全地位于所述膨胀和定位球囊内部。
6.根据任一前述权利要求所述的导管装置，其中，所述多个发光元件包括在所述第一区域、所述第二区域和所述第三区域中的每个区域处的至少一个发光元件，其中位于每个区域处的所述发光元件提供从该区域投射的光。
7.根据权利要求6所述的导管装置，其中，所述发光元件布置成具有多个部分的阵列，所述多个部分包括第一远侧部分、第二中央部分和第三近侧部分中的一些或全部，所述第一远侧部分位于所述第一区域处，用于朝向所述远侧方向投射光线，所述第二中央部分位于所述第二区域处，用于从所述导管装置的所述远端的所述纵向轴线向外投射光线，所述第三近侧部分位于所述第三区域处，用于围绕所述导管装置在所述体腔或中空器官的进入点投射光线。
8.根据权利要求7所述的导管装置，其中，从所述阵列的各个部分投射的光将形成完整的投射光体积，以在所述体腔或中空器官的壁的整个内表面上延伸。
9.根据权利要求7或8所述的导管装置，其中，所述阵列的所述第一部分位于所述导管装置的所述远端的末端处，并且包括在所述末端处面向所述远侧方向的发光元件、以及位于所述末端周围并且从所述远端的所述纵向轴线的方向面向外部的可选附加的发光元件，所述阵列的所述第二部分包括围绕并沿着所述远端的所述纵向轴线隔开的多个发光元件，并且所述阵列的所述第三部分包括围绕并沿着所述远端的所述纵向轴线隔开的多个发光元件。
10.根据权利要求7、8或9所述的导管装置，其中，所述阵列的所述第二部分包括支承所述发光元件的柔性印刷电路板，所述柔性印刷电路板以圆柱形方式包围形成支承所述中央部分的所述发光元件的大致圆柱形形状。
11.根据任一前述权利要求所述的导管装置，其中，所述第二球囊用于在所述导管装置在所述体腔或中空器官中的进入点处膨胀，以便防止流体流过所述导管装置所插入穿过的所述管状体结构，并且以便将所述导管装置的所述远端固定在所述体腔或中空器官内的位置。
12.根据任一前述权利要求所述的导管装置，其中，所述远端的所述第三区域部分地或完全地位于所述第二球囊内，从而确保当所述导管装置在使用时，所述第三区域将相对于所述导管装置在所述体腔或中空器官中的进入点位于已知的位置。
13.根据任一前述权利要求所述的导管装置，其中，所述膨胀和定位球囊或所述第二球囊中的至少一个具有包含光衰减介质的球囊表层，使得穿过所述球囊表层的光的衰减根据所述球囊的膨大水平而变化，以便允许基于所述球囊的膨大水平来调节光剂量。
14.根据任一前述权利要求所述的导管装置，其中，当所述膨胀和定位球囊处于其未膨胀形式时，所述膨胀和定位球囊是沿着并围绕所述远端的一部分的护套。
15.根据任一前述权利要求所述的导管装置，其中，所述导管装置的所述远端优选地设置有位于一个或多个所述球囊内的至少一个流体入口/出口，使得所述球囊或每个球囊能够通过经由所述导管装置将流体注入到所述球囊中而膨胀。
16.根据任一前述权利要求所述的导管装置，其中，所述远端包括用于与所述中空器官或体腔的内部连通的流体入口和流体出口。
17.根据任一前述权利要求所述的导管装置，包括细长导管主体，所述细长导管主体从所述导管装置的所述远端延伸到近端，其中，所述细长导管主体包括管腔，所述管腔用于将流体输送到各个出口以及从各个出口输送流体，以及可选地用于使电线通过，例如以向所述光源提供电力。
18.根据权利要求17所述的导管装置，其中，所述导管主体包括用于使流体以及嵌入在所述导管主体的壁中的线通过的管腔。
19.根据任一前述权利要求所述的导管装置，其中，所述导管主体的所述近端联接于所述导管装置的一种或多种外部元件，例如以下元件中的一种或多种：电源、用于使一个或多个所述球囊膨大和/或用于将流体滴注到所述体口或中空器官中的一种或多种流体储存器、用于接收从所述体口或中空器官冲洗出的流体的容器、和/或控制器。
20.根据任一前述权利要求所述的导管装置，其中，在所述导管主体的所述近端处设置压力激活装置，以便在所述膨胀和定位球囊内的和/或在所述第二球囊内的压力超过阈值水平的情况下，提供压力指示和/或压力释放。
21.根据任一前述权利要求所述的导管装置，包括控制器，在使用中，所述控制器位于所述身体的外部，所述控制器包括控制电路，诸如微控制器或微处理器，用于控制所述光源并用于提供与所述装置的操作有关的指示，其中，所述导管装置包括一种或多种传感器，所述一种或多种传感器用于测量与所述装置的性能有关的参数，例如光剂量、温度和/或压力，并且所述控制器基于来自一种或多种所述传感器的测量结果提供与所述装置的操作有关的指示。
22.根据任一前述权利要求所述的导管装置，其中，所述多个发光元件能够产生光波长在300-800nm范围内、例如在400-700nm范围内的辐射。
23.一种套件，包括根据任一前述权利要求所述的导管装置和光敏剂或其前体。
24.一种方法，包括使用根据权利要求1至22所述的导管装置对体腔或中空器官进行光动力治疗。
25.一种组合物，包含5-ALA、5-ALA的衍生物或其药学上可接受的盐，所述组合物在用于体腔或中空器官的光动力疗法的方法中使用，所述方法包括：将所述组合物给药于需要这种光动力疗法的患者，将根据权利要求1至22中任一项所述的装置插入到所述体腔或中空器官中，使用所述膨胀和定位球囊使所述体腔或中空器官膨胀，并用来自所述光源的光照射所述体腔或中空器官的内表面。
光动力治疗装置
[0002] 光动力治疗(PDT)是用于治疗癌前病症、癌症和非癌症疾病(诸如感染和炎症)的相对较新的技术。PDT涉及将光敏剂或其前体给药于受关注区域。光敏剂或其前体被吸收到细胞中，其中光敏剂前体转化为光敏剂。在将受关注区域暴露于光下时，光敏剂通常从基单重态激发至激发单重态。然后它经历系间窜越(系间窜跃/系间跨越)达到更长寿命的激发三重态。存在于组织中具有基三重态的少数化学物质之一是分子氧。当光敏剂和氧分子接近时，可以发生能量转移，使得光敏剂弛豫到其基单重态，并产生激发单重态氧分子。单重态氧是非常活跃的化学物种，并且会很快与附近的任何生物分子反应。
[0003] 最终，这些破坏性反应将通过凋亡或坏死来杀死细胞，由此例如选择性地杀死癌细胞。该机制尚未被完全了解，但研究表明，临床结果例如对癌细胞的选择性并非由于癌细胞的选择性摄取所致。相反，在所有细胞类型中摄取水平类似，但转化和消除的过程在恶性细胞和一般的代谢活性细胞(诸如炎症细胞或感染细胞)中是不同的，导致癌组织与正常组织之间出现浓度梯度。
[0004] 本领域已知并描述了各种光敏剂和光敏剂前体。
[0005] 典型的光敏剂包括：染料(色素)，如金丝桃素和PVP金丝桃素；补骨脂素；卟啉，诸如血卟啉、原卟啉、尿卟啉、粪卟啉、苯并卟啉或次卟啉，特别是 (卟吩姆钠)、photosan III或维替泊芬；二氢卟吩(二氢卟啉/绿素，chlorins)，包括菌绿素和异菌绿素，诸如二氢卟吩e6、他拉泊芬或替莫泊芬；以及酞菁，诸如铝酞菁和硅酞菁。
[0006] 典型的光敏剂前体包括5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)及其某些衍生物，例如5-ALA N-衍生物或5-ALA酯。这类化合物是细胞内转化的原卟啉，诸如原卟啉IX(PpIX)，它们是光敏剂。目前，包含5-ALA或5-ALA酯的若干种药物产品在临床用于PDT。其中之一是 其是一种包含5-ALA甲酯(Galderma，瑞士)的霜剂形式的局部表层产品，用于光化性角化病和基底细胞癌的光动力治疗。另一种已知的产品是Levulan (DUSA Pharmaceuticals，加拿大)，其是一种含有5-ALA的用于光化性角化病的光动力治疗的溶液。
[0007] 知晓临床上使用5-ALA酯来检测膀胱癌。在已知技术中，将一种包含5-ALA己酯的溶液 (Photocure ASA，挪威)滴注到膀胱中，并使膀胱表面暴露于蓝光。作为响应，PpIX显示检测到的红色荧光。癌细胞显示比正常细胞更强的荧光，因此可以检测癌性病变。这种技术被称为光动力诊断(PDD)。
[0008] 5-ALA、5-ALA己酯和若干种其他光敏剂(诸如 )已经在用于膀胱癌的光动力治疗的临床前研究和临床研究中实验性地使用(供查阅：N.Yavari等，Can J Urol.2011，18(4)，5778-86)。对膀胱浅表性癌性病变的处理是具有挑战性的：当认为疾病是轻微侵袭性时，该疾病可能会复发多年并导致膀胱功能逐渐丧失；而当疾病是侵袭性时，其可能发展成为侵袭性肿瘤并导致多达三分之一的病例死亡。标准疗法是基于通过经尿道膀胱切除术(TUR)切除癌性病变以及/或者所有可见肿瘤的电灼疗法，联合不同形式的局部化疗或免疫疗法，即将药剂诸如丝裂霉素C或卡介苗(BCG)滴注到膀胱中。然而，这种疗法在某些患者中失败了，因此需要替代治疗，诸如PDT。
[0009] 膀胱的内表面(即膀胱壁)并不是光滑的，而是由一系列称为皱褶的脊组成，这些皱褶是由膀胱壁折叠产生的。皱褶的功能是允许膀胱在需要时膨胀。当膀胱未充盈时，皱褶是组织中的褶皱。然而，随着膀胱充满尿液，膀胱通过展开皱褶而膨胀。当膀胱再次排空时，膀胱重新折叠，并且皱褶增大到其原来的尺寸。对于膀胱PDT，由于整个膀胱壁需要暴露于光下，以使不会遗漏任何癌性病变，因此这些皱褶存在挑战。
[0010] 在一些现有技术中，这个问题是如下解决的：用充足体积的生理盐水溶液填充膀胱，以产生光滑的膀胱壁(R.Skyrme等，BJU Int.2005，95(5)，1206-1210)，或者在整个PDT程序期间以足够的冲洗压力持续灌注生理盐水溶液，以使膀胱扩张而没有褶皱(A.Johnsson等，Proc.of SPIE Vol.7380，73801S1-S9，2009)。
[0011] 两种程序都非常麻烦，因为每个患者的膀胱尺寸/体积都不相同，在PDT程序前必须为每位患者确定连续灌注的充盈体积或冲洗压力，并且在PDT程序过程中必须控制膀胱体积，通常通过耻骨上超声来控制(例如参见R.Waidelich等，Urology 2003，61(2)，332-337)。此外，由于存在一个或多个管腔以在膀胱中引入或循环生理盐水溶液，设备的复杂性增加，因此在PDT期间患者可能需要全身麻醉(参见R.Waidelich，同上)或脊髓麻醉(R.Skyrme等，BJU Int.2005，95(5)，1206-1210)。
[0012] 在一些情况下，已经提出了新的医疗装置。在R.Waidelich的文章(同上)中，导管配备有用于将该导管固定在膀胱中的Foley球囊，并且在用生理盐水灌注以保持内表面光滑的期间，光纤将光供应到散射棒，散射棒将光分布在内表面上。另一种提案(W.Beyer，Journal of Photochemistry and Photobiology B：Biology 36(1996)153-156)使用了用于膀胱PDT的光照器，其使用了两个同心透明球囊。被水膨大的外球囊将膀胱充盈并接触外壁，将其伸展为光滑的表面。内球囊充满脂肪乳剂作为散射介质，并用锥形端分配来自光纤的光。
[0013] 在上面论述的现有技术装置中，采用了身体外部的光源，其中经由光纤将光传输到身体内的位点，其中然后经由光纤端部和/或通过附加的漫射器型装置对光进行漫射或散射。用这些类型的系统难以实现用于均匀分布光线的简单布置。另外，身体外部的相对高功率和高强度光源的要求意味着需要专业设备和额外的训练，以使医务人员能够进行所需的PDT。
[0014] 穿过现有技术中的光纤的光一般将始终沿着导管的纵向轴线向前向方向行进，即沿着纵向轴线方向向远侧方向行进。结果，向所有方向投射光线以覆盖体腔或中空器官的整个内表面需要对光的方向进行相对复杂的重新分布，并且难以实现在体腔或中空器官入口处对内表面进行照明。相反，利用上面提出的装置，通过将光源放置在身体内并且通过使用位于不同区域中的多个发光元件，则可以用非常均匀的分布和相对简单的设计在所有需要的方向上(包括在中空器官或体腔入口处)引导光线。令人惊讶的是，已经发现以这种方式放置在身体内的发光元件可以容易地提供所需的波长和光强度，同时保持非常紧凑，因此即使在使用相对较小的导管例如用于治疗膀胱并经由尿道接近时，导管装置也能够使用这种发光元件。该装置还可以足够小且柔性(弹性/挠性/易弯曲)，以允许仅局部麻醉就能使用，而不需全身麻醉(这对于较大且较硬的装置是必需的)。
[0015] 在上面论述的现有技术中，以必要的强度生成所需波长进而沿着光纤传输所需的光源例如一般需要是激光器或高功率氙气短弧灯。如上所指出的，这是一个相对复杂的设备项目，医务人员通常不易获得，并且需要额外的训练、安全预防措施和/或安全设备。
[0016] 根据第一方面，本发明提供了一种用于对身体的体腔或中空器官进行光动力治疗的导管装置，所述导管装置包括：远端部分，所述远端部分具有纵向轴线并且用于插入到体腔或中空器官中，所述远端部分包括：膨胀和定位球囊，所述膨胀和定位球囊用于在所述体腔或中空器官内膨胀，从而扩张所述体腔或中空器官的外壁；以及光源，所述光源位于所述远端部分上，以便当所述导管装置在使用时，所述光源位于体腔或中空器官内；其中所述光源包括多个发光元件，所述多个发光元件被布置成：从所述远端的第一区域沿着所述纵向轴线的方向朝向远侧方向投射光线，从所述远端的第二区域向所述纵向轴线外部投射光线，所述第二区域至少部分位于所述膨胀和定位球囊内，以及从所述远端的第三区域围绕所述导管装置在体腔或中空器官中的进入点投射光线，所述第三区域比所述第二区域更靠近所述导管装置在体腔或中空器官中的进入点；并且所述远端部分还包括用于将所述远端保持在体腔或中空器官内的第二球囊，所述第二球囊与所述膨胀和定位球囊隔开，并且所述第二球囊的中心位于比所述膨胀和定位球囊的中心更靠近所述导管装置的近端的位置上。
[0017] 利用上面提出的布置，由于光源被包含在装置内，因此不需要装置外部的专用设备。相反，只需要电源，并且这可以容易地与导管装置一起设置。有利地，已经发现，即使在由电池供电时，身体内的发光器也可以提供所需的强度和治疗时间，与现有技术中的基于光纤的装置相比，这进一步增加了所提出系统的益处。令人惊讶的是，已经发现，在中空器官或体腔内使用发光元件并不会导致温度过高，并且可以容易地提供一种不会将身体组织加热至高于用于治疗身体的安全温度的系统，例如保持低于43℃的系统。在一些实施例中，可以简单地基于受关注的体腔或中空器官内的可用热吸收以及可以对身体其余部分散热来保持这些安全温度。可替代地或另外地，可以可选地借助导管装置(例如通过与身体外部交换液体)来去除热量，并且/或者可以在治疗之前(例如通过使用低于身体温度的流体使定位和膨胀球囊膨胀)提供冷却。
[0018] 在WO 2015/006309中，主要在经由光纤系统传输光线的背景下论述了装置，但是也提及了可以在身体内使用发光器诸如LED，不过没有如本文阐述的那样进行任何细化论述。该装置或WO 2015/006309可以包括用于膨大的单个球囊，以将光传送元件定位在离目标组织最小的距离处。然而，上面阐述的第一方面的装置在重要方面与WO 2015/006309的装置是不同的，不同之处在于：以特定目的在不同区域中使用特定布置的发光元件，并且将其与两个球囊联合使用，其中膨胀和定位球囊至少部分地容纳发光元件的第二区域，并且设置有单独的第二球囊，以将装置保持在体腔或中空器官内。
[0019] 利用所提出的装置，膨胀和定位球囊有利地允许装置在体腔或中空器官内正确定位以及身体组织与发光元件之间存在合适距离，而不管膨胀和定位球囊有没有膨大，单独的第二球囊均可以将远端保持在体腔或中空器官内。因此，所提出的装置可以以各种模式操作，包括仅使第二球囊膨大，或者使两个球囊都膨大，诸如用于在治疗之前或之后冲洗体腔或中空器官、滴注光敏剂、进行光动力治疗等，这将在下文更详细地论述。膨胀和定位球囊可以被布置成使装置相对于中空器官或体腔的膨胀形状居中，使得中空器官或体腔内部的所有部分所需的光剂量可以是最小的，并且可选地在其所有部分上光剂量是均匀的。膨胀和定位球囊还可以充当安全装置，确保发光元件与身体组织之间存在足够的距离并防止过热和/或光过量。
[0020] 因此，认为所提出的装置能够通过更好的光分布来提供改进的PDT，并且对于患者增加了易用性并减少了不便。实际上，可以由经过导管使用常规训练的医务人员使用该装置，并且可以在门诊环境中使用该装置，例如在泌尿科门诊进行膀胱治疗。如上所指出的，只需要局部麻醉，而非全身麻醉。
[0021] 术语“远侧”是指远离医生(或使用该装置的其他医务人员)的方向，该方向也是装置插入身体的方向。因此，“近侧”方向是朝向医生的方向，并且是朝向与远端相对的装置端部的方向。远端通常可以具有大致圆柱形的主体，其中光源以及膨胀和定位球囊连同装置的其他部分位于该圆柱形主体内或位于该圆柱形主体上。所提出的装置的远端的纵向轴线通常将与导管的纵向轴线对准，因此将从导管装置插入体腔或中空器官所穿过的管状体结构(例如在治疗膀胱时，为尿道)大致切向地延伸。然而，应当注意的是，导管装置可以是可转向的导管装置，并且/或者可以具有弯曲的端部，以改进地进入受关注的体腔器官。在这种情况下，远端的纵向轴线可能不同于导管的纵向轴线。例如，可以使用Coude导管型布置以易于经过前列腺进入男性膀胱。
[0022] 根据第一方面，光源的多个发光元件被布置成从远端的第一区域沿着纵向轴线的方向朝向远侧方向投射光线；从远端的第二区域向纵向轴线外部投射光线；以及从远端的第三区域围绕导管装置在体腔或中空器官的进入点投射光线。在实例实现方式中，多个发光元件可以包括位于第一区域、第二区域和/或第三区域处的一个或多个发光元件。从第一区域、第二区域和/或第三区域发射的光可以由位于远端其他地方上的发光元件产生，其中导光装置(诸如透镜和/或反射器)被布置成将光引导到一个或多个所需区域，并在一个或多个所需方向上投射光线。在优选实施例中，如下面进一步说明的，多个发光元件包括在第一区域、第二区域和第三区域中的每个区域处的至少一个发光元件，其中位于每个区域处的一个或多个发光元件提供来自该区域的光。
[0023] 术语“体腔/中空器官”是指具有不光滑表面或皱褶的这种腔体/器官。这包括阴道、胃、肠、膀胱和胆囊，优选地是指膀胱。术语“体腔/中空器官”应当优选地被理解为排除血管，因此在优选实施方式中，该装置不用于血管的治疗。
[0024] 设想该装置将特别用于治疗膀胱。所提出的装置将消除对在PDT中扩张膀胱壁的液体(例如生理盐水)的需求，并且改善光的分布和膀胱治疗的容易性。因此，在优选实施方式中，该装置用于治疗膀胱。仍然可以将生理盐水滴注到膀胱(或其他身体器官)，以用于冷却目的或用于“润滑”，因为生理盐水可以减轻球囊与膀胱壁之间的摩擦，但并不需要生理盐水来扩张膀胱。
[0025] 使用作为导管装置的一部分设置的并用在身体内的光源，由此避免了对专业训练和/或身体外部设备的需求，这意味着导管装置可以被设计为单次使用装置，与患者接触的所有部分都是一次性的。因此，在优选的实现方式中，导管装置是一次性单次使用装置。这不仅可以应用于具有上述特征的装置的远端部分，而且可以应用于导管装置的近端的各部分，诸如如下进一步详细描述的电源、控制回路和/或流体联接器和流体推进装置。
[0026] 光源一般将被电力供电，其中电力从身体外部的电源经由电线沿着导管传输。优选地，光源由身体外部的电池或低压电源供电。
[0027] 多个发光元件可以是能够对受关注的PDT以所需强度和波长产生光线的任何合适的发光元件。可以在文献中获得本领域已知的光敏剂的吸收光谱，例如，例如US 6645230的图9中公开了光敏剂PpIX的吸收光谱，光敏剂PpIX是由如5-ALA或5-ALA的衍生物(如5-ALA酯)这样的前体的细胞转化得到的。N.Yavari等人(Can J Urol 18(4)，2011，5778-5786)在表1中提供了各种光敏剂和光敏剂前体的主要激活波长的概述。对于如5-ALA或5-ALA的衍生物(如5-ALA酯)这样的前体，已经发现用300-800nm(例如400-700nm和500-700nm)范围内的光波长进行照射是特别有效的，因此可以针对这些波长的光来选择发光元件。
[0028] 知晓红光(600-670nm)很好地渗入组织中，因此在PDT程序中使用红光可用于摧毁更深组织层中的异常(例如瘤组织)。为了破坏浅表性病变，可以使用通常用于光动力诊断的蓝光(400-500nm)或者绿光(500-560nm)。
[0029] 可替代地，可以使用不同的波长来有效地摧毁浅表性病变和更深层的病变。例如，已经使用白光照射用如5-ALA或5-ALA的衍生物(如5-ALA酯)这样的前体进行膀胱PDT(例如参见A.Johnsson等，Proc.of SPIE Vol.7380，73801S1-S9，2009或者R.Waidelich等，Urology 2003，61(2)，332-337)。
[0030] 在治疗膀胱和类似PDT方案的情况下，则预期红光是最常用的，因此发光元件可以被布置成产生波长在600-670nm范围内(例如波长约为635nm)的光。
[0031] 光源可以将光投射到受关注的中空器官或体腔的壁上，其中积分通量率(注量率)不超过100mW/cm2，并且可选地为50mW/cm2以下，诸如积分通量率(注量率)在10-35mW/cm2的范围内，例如积分通量率(注量率)可能约为15-25mW/cm2。可以设定治疗时间，以便提供10J/cm2至100J/cm2的光剂量。这些类型的积分通量率(注量率)和光剂量将为膀胱和类似器官提供有效的PDT。
[0032] 在优选实施方式中，使用发光二极管(LED)作为光源的发光元件。LED可以为安全且高效的PDT所需的波长和强度类型提供廉价且有效的光源，并且可获得足够小的尺寸。在一个实施例中，使用占用面积为0.3mm2以下的LED。使用这种类型的小LED，优选地至少对于阵列的中央部分与柔性(弹性/挠性/易弯曲)印刷电路板(PCB)组合使用，允许该装置足够柔性(弹性/挠性/易弯曲)以被操纵进入身体内的所需位置。例如，在用于治疗男性膀胱的装置的情况下，则远端必须在前列腺周围进行操纵。可替代地，可以使用其他发光元件，诸如发光电容器、场致感应聚合物电致发光灯或其他类似技术。对于导管装置的操作重要的是光的波长和强度、在光源中能够具有多个小发光元件以及避免过热。该装置可以使用提供必要能力的任何发光元件，但是如果仅仅是出于成本原因，目前LED是优选的。
[0033] 发光元件优选地各自所发射光线的体积具有球心角体(spherical sector，球扇形)的形状，例如在其顶点处具有140°角的球心角体是典型的。可以存在透镜或散射颗粒涂层来聚焦或漫射光线。在三个区域中的每个区域中，光源的发光元件可以各自与另外的发光元件相邻放置，使得来自每个发光元件的光与来自相邻发光元件的光重叠。
[0034] 发光元件可以被布置成具有多个部分的阵列，多个部分包括第一远侧部分、第二中央部分和第三近侧部分中的一些或全部，第一远侧部分位于第一区域处，用于朝向远侧方向投射光线，第二中央部分位于第二区域处，用于从导管装置的远端的纵向轴线向外投射光线，第三近侧部分位于第三区域处，用于围绕导管装置在体腔或中空器官中的进入点投射光线。优选地，第三区域位于膨胀和定位球囊的外部，并且第二区域至少部分地或完全地位于膨胀和定位球囊的内部。第一区域可以位于膨胀和定位球囊的外部，并且优选地位于球囊与第三区域相对的一侧。
[0035] 发光元件阵列的三个部分中的一个或多个还可以优选地向其他方向投射光线。特别是，从阵列的各个部分投射的光可以重叠或者至少将形成完整的投射光体积，以在体腔或中空器官的壁的整个内表面上延伸。因此，多个发光元件可以被布置成在体腔或中空器官内将光投射到大致球形的表面上，没有阴影或未照明区域，当然体腔或中空器官的开口处(例如在膀胱治疗所在的尿道的横截面上)除外，此处将存在导管的主体，自然既不可能照明，也不需要照明。
[0036] 阵列的第一远侧部分可以被布置成朝向远侧方向投射光线，而且所投射光线的体积至少包含以远端的纵向轴线为中心并在远侧方向上直径变宽的圆锥体或球心角体(球扇形)。阵列的第一部分可以将光投射在以远端的纵向轴线为中心的球体的较大部分上，包括垂直于纵向轴线向外投射一些光线并且可选地朝着近侧方向向后投射一些光线，即投射的体积具有缺失一球心角体的球体形状。因此，由第一部分投射的光线中的阴影可以是以远端的纵向轴线为中心并在近侧方向上直径变宽的圆锥体(或球心角体(球扇形))。
[0037] 阵列的第二中央部分可以被布置成从远端的纵向轴线向外投射光线，即在垂直于该轴线延伸的方向上投射光线。第二部分可以被布置成既垂直于该轴线投射光线，并且投射的体积沿着远侧方向和近侧方向向前和向后延伸，从而将以远端的纵向轴线为中心的圆柱体或球体形式的体积照亮，在该圆柱体的任一端具有圆锥形阴影/未照明区域，并且圆锥形阴影/未照明区域以纵向轴线为中心。
[0038] 阵列的第三近侧部分可以被布置成以与第二部分类似的方式投射光线，但是是从比第二区域更靠近中空器官或体腔入口的第三区域投射光线。第三部分投射的光线体积可以包含圆柱体或球体，在该圆柱体的任一端具有两个圆锥形阴影/未照明区域，并且以纵向轴线为中心。由于对于导管装置，总是需要将导管的一部分穿过形成体腔或中空器官入口的管状体结构，因此，如上所提及的，在无法照明的体腔或中空器官开口处将总是存在阴影。通过使用位置位于第二区域处的第二部分以及位置位于比第二区域更靠近进入点的第三区域处的附加的第三部分，则将来自导管主体的“阴影”效应最小化，并且可以实现对中空器官或体腔内部的完全且有效的照明。
[0039] 应该理解的是，在一些情况下，第二区域的范围和第三区域的范围可以使得这两个区域将汇合。因此，发光元件阵列可以包括在第二区域和第三区域上延伸的相组合的第二部分和第三部分。然而，认为如果第二区域与第三区域之间存在分离，则可以实现在所需强度下的均匀光分布，这进而可以在装置结构中(例如关于用于流体出口的空间和/或用于膨胀和定位球囊的连接点)提供优点，这将在下文更详细地论述。
[0040] 阵列的第一部分可以位于导管装置的远端的末端处，并且优选地包括在末端处面向远侧方向的至少一个发光元件，并且可选地包括位于末端周围并且从远端的纵向轴线方向面向外部(即与其垂直)的、和/或面向在纵向轴线的法线与远侧方向之间成角度的方向的附加发光元件。在末端处可以存在面向远侧方向的一组发光元件。优选的是，第一部分中的所有发光元件被布置成使得，在第一部分中，来自每个发光元件的光线与来自一个或多个相邻发光元件的光线相重叠。
[0041] 阵列的第二部分可以完全位于膨胀和定位球囊内，并且优选地，第二区域延伸穿过膨胀和定位球囊的中心，并且/或者当装置在使用时，第二区域延伸穿过位于体腔或中空器官中心的位置。阵列的第二部分可以包括围绕并沿着远端的纵向轴线(例如围绕以纵向轴线为中心的圆柱形形状)隔开的多个发光元件。在实例实现方式中，存在多圈发光元件，每圈中具有至少三个发光元件，并且至少三圈沿着远端的纵向轴线彼此相邻放置。例如，可以有四圈，每圈由四个发光元件组成。优选的是，第二部分中的所有发光元件被布置成使得，在第二部分中，来自每个发光元件的光线与来自一个或多个相邻发光元件的光线相重叠。
[0042] 在优选的布置中，阵列的第二部分包括支承发光元件的柔性(弹性/挠性/易弯曲)印刷电路板，柔性(弹性/挠性/易弯曲)印刷电路板以圆柱形方式包围形成支承中央部分的发光元件的大致圆柱形形状。柔性(弹性/挠性/易弯曲)印刷电路板上的发光元件可以被布置成围绕中央部分的圆柱形形状形成螺旋形。
[0043] 阵列的第三部分可以具有与第二部分类似的形式，但是通常在沿着远端的纵向轴线方向上具有较小的延伸量。因此，阵列的第三部分可以包括围绕并沿着远端的纵向轴线(例如围绕以纵向轴线为中心的圆柱形形状)隔开的多个发光元件。在实例实现方式中，存在至少一圈发光元件，这一圈中具有至少三个发光元件，并且至少一圈或多圈沿着远端的纵向轴线彼此相邻放置。例如，可以有两圈，每圈由四个发光元件组成。优选的是，第三部分中的所有发光元件被布置成使得，在第三部分中，来自每个发光元件的光线与来自一个或多个相邻发光元件的光线相重叠。
[0044] 在导管装置用于治疗膀胱的实例实施方式中，则近端部分有利地能够提供对膀胱三角区的有效照明，这对于现有技术中的装置是不可能的。因此，用于治疗膀胱的导管装置可以具有包括位于远端的第三区域处的第三部分的光源，其中在使用中，第三区域位于膀胱三角区附近并且/或者位于膀胱三角区内，以便照亮三角区壁。
[0045] 发光元件阵列的每个部分的电力可以由同一电源提供，并且优选地使用单对电线来为所有发光元件提供电力。光源可以包括用于将所有发光元件与电源耦接的电路。发光元件可以简单地串联连接，但是优选地在电路中同时使用并联和串联连接，其中并联连接用于保持低电压，并且串联连接用于避免一个故障LED消耗全部电流的可能性。如果所有发光元件都是相同的，则这将导致来自每个发光元件的光强度相同。然而，允许来自不同发光元件(特别是不同区域中的发光元件)的光的强度不同可能是有利的。因此，在一些实施例中，在不同的区域中使用的是不同类型的发光元件或者相同类型但提供不同强度的光线的发光元件，以便获得所需的光强度分布。在一些实施例中，用于将发光元件与电源耦接的电路可以具有用于阵列的三个区域/三个部分的三个功率通道(例如LED驱动电路)。这允许对每个通道进行单独调谐，以实现所需的光分布。用于将发光元件与电源耦接的电路可以包括与远端的发光元件耦接的外部发光元件，使得每当远端的发光元件照亮时，则外部发光元件也照亮。该外部发光元件例如可以是LED，可以提供正在进行光动力治疗的简单指示。
[0046] 膨胀和定位球囊在发光元件与膀胱壁之间提供最小距离。这因此限制了最大光剂量并确保了最小光剂量的可靠的高度均匀性。膨胀和定位球囊以及可选的第二球囊可以用作该球囊的一些区域或全部区域的无源过滤器(无源滤波器)，因此限制了穿过这些区域的光线，以便有助于投射到膀胱壁上的光线的均匀性。膨胀和定位球囊或第二球囊中的至少一个可以具有包含光衰减介质的球囊表层，使得穿过球囊表层的光的衰减根据球囊的膨大水平而变化，以便允许基于球囊的膨大水平来调节光剂量。这样，球囊的膨大水平可以调节用于球囊外部的身体组织的光剂量。这可以以与身体组织与发光元件的最小距离有关的方式提供对光剂量的自动控制，所述最小距离可以通过发光元件与球囊外表面之间的距离来确定。由物体接收到的光剂量与光源到物体的距离成平方反比关系而变化。对于较小的体腔或中空器官，例如在膀胱小于平均水平的情况下，可能存在发光元件与身体组织之间的距离太小，如果所有的光线都穿过球囊表层传输，则将接收到过量的光剂量的风险。通过使用具有光衰减介质的球囊表层，与较大膨大度下的光量相比，可以限制在较小膨大度下可穿过球囊的光量，并且避免了这种风险。通过对光源和光衰减介质进行适当校准，可以将该装置设置为能对各种膀胱尺寸进行治疗，同时在膀胱壁处发出与膀胱尺寸无关的、已知的恒定辐照度水平。
[0047] 光衰减介质可以位于球囊的材料内或位于球囊的表面上。光衰减介质可以包括颜料或染料，其可以在制造期间混合到球囊表层的材料中，或者涂覆在球囊表层的表面上。可替代地或另外地，光衰减介质可以包括颗粒(诸如微粒、纳米颗粒)或纤维(诸如微纤维)。因此，光衰减介质可以通过这些颗粒对光的反射或折射来产生光衰减效应。在一个实施例中，颗粒排列在球囊表层内，使得当球囊松弛时，则颗粒之间的间隙很小，或者颗粒重叠，但是当球囊膨胀时，则颗粒之间的间隙大小增大。另一种可能性是光衰减介质包括等离子体颗粒诸如金纳米颗粒。这种颗粒与某些波长的光具有强烈的相互作用，其中表面上的电子经历被称为表面等离子体共振(SPR)的集体振荡。这可以用于控制光的吸收和散射。
[0048] 当膨胀和定位球囊处于其未膨胀形式时，膨胀和定位球囊可以是沿着并围绕远端的一部分的护套。在一些实例实现方式中，该护套包覆第二区域，因此其可以完全或部分包覆发光元件阵列的第二部分。护套可以作为单层，或者其可以至少部分呈多层，具有使该护套自身回翻的一个或多个翻转折痕。折叠的护套可以允许较大的球囊在膨胀期间球囊弹性变形较小。在一些情况下，在使用期间，球囊既可以弹性膨胀，也可以塑性膨胀，并且在这种情况下，球囊在使用后回缩时可能比回缩前更大。因此，球囊的未膨胀形式在膨胀前后可能是不同的。在一个实施例中，在膨胀前，球囊可以是单层护套，但是在使用后回缩时，球囊可能围绕远端至少部分地形成多层。远端可以在末端处具有比在膨胀和定位球囊内更窄的横截面，以便可以在不增加总横截面的情况下，在末端周围保持球囊表层的双重厚度。应该了解，在将远端从体腔或中空器官中抽出的过程中，则球囊的任何松弛材料将朝着末端滑动，而允许末端处的横截面较窄意味着，可以容纳球囊的折叠部分，同时将远端的总横截面保持在最大直径内。
[0049] 膨胀和定位球囊的膨胀形状优选地被布置成用于使相关体腔或中空器官膨胀，以对其内表面产生光滑的壁。膨胀和定位球囊在膨胀时例如可以具有大致球形的形状，包括扁球体或长球体。膨胀和定位球囊的膨胀形状可以在其外端处具有凹部，在该外端，球囊与导管装置的远端接合。因此，膨胀和定位球囊可以被布置成沿着远端的纵向轴线在远侧方向和/或近侧方向上向外凸出，使得在膨胀时，膨胀和定位球囊沿着纵向轴线方向的延伸量比未膨胀时要大。考虑到这一点，膨胀和定位球囊可以采取在一端或两端具有凹陷的球体形式，例如类似于苹果的形状，其可以是包括喇叭形环面(角形环，horn torus)或纺锤形环面(梭环形，spindle torus)的超环面形状、以及基于椭圆或其他形状而非基于圆形的类似超环面体(toroid)。
[0050] 有利地，可包括发光元件阵列的第一部分的第一区域可以在膨胀和定位球囊的远端处位于该球囊的外部。在这种情况下，膨胀和定位球囊在膨胀时优选地在远端具有远侧凹部，其中第一区域位于远侧凹部内。这意味着，第一区域可以直接朝着体口(体孔)或中空器官的壁将光发射到导管装置的远端之外，并且第一区域处的发光元件可以位于远端的末端上，并且非常靠近所述壁，同时膨胀和定位球囊将用于防止末端和/或发光元件与所述壁接触。因此，在膨胀时，膨胀和定位球囊优选地沿着远端的纵向轴线方向至少延伸到第一区域和/或远端的末端。避免发光元件和/或远端的末端与体腔或中空器官的壁接触是很重要的，这是因为这些部分可能相对较硬，因而可能会损伤壁的组织，并且还因为发光元件也可能散发热量，这引起壁组织损伤的另一种风险。
[0051] 膨胀和定位球囊的大小和体积将取决于受关注的体腔或中空器官。在治疗膀胱的情况下，膨胀和定位球囊可以被布置成膨胀为球形或超环面形状，其中膨胀后的直径和/或高度在40mm至100mm之间，例如约为60mm。这允许膀胱壁膨胀，而不需要球囊必须充满整个膀胱，使得仍然存在空间供尿液在膀胱内积聚以及(例如由于身体机能)使流体进入膀胱和在膀胱周围移动，用于清洁或冲洗膀胱和/或用于将药物组合物(诸如光敏剂或光敏剂前体)运送到膀胱中。
[0052] 第二球囊可以有利地为Foley球囊，用于在导管装置在体腔或中空器官中的进入点处膨胀，以便防止流体流过导管装置所插入穿过的管状体结构，并且以便将导管装置的远端固定在体腔或中空器官内的适当位置。远端的第三区域可以部分或完全位于Foley球囊内，从而确保在使用时，第三区域将相对于导管装置在体腔或中空器官中的进入点位于已知的位置。这意味着，从第三区域中的阵列第三部分处的发光元件投射的光线将围绕该进入点可靠地照亮体腔或中空器官的壁。在治疗膀胱的情况下，使用Foley球囊是众所周知的，并且用于膀胱治疗的导管装置的Foley球囊在形式上可以与常规的Foley球囊类似。例如，当导管装置用于膀胱时，Foley球囊的直径可以在15mm至25mm之间，例如直径大约为20mm。
[0053] Foley球囊以及膨胀和定位球囊的形状或位置可以使得，当两个球囊膨胀时，在两个球囊之间存在用于使流体朝着远端的纵向轴线流动的空间或通道。在一个实施例中，这可以通过确保即使在完全膨胀时球囊之间的距离也不能被球囊桥接来实现。可替代地，一个或两个球囊可以设置有一定的轮廓形状或者与该球囊附接的外部元件，即使当两个球囊完全膨胀并与另一球囊接触时，则也在球囊之间保留有用于使流体朝着远端的纵向轴线流动的空间或通道。
[0054] 一个或多个球囊的材料可以是适合于医疗用途并且对从发光元件发射的治疗所需波长具有适当穿透度的任何弹性材料。优选地，球囊材料是完全弹性的，因此在膨胀后，其将恢复到其原始的未膨胀尺寸和形状。乳胶、硅胶、PVC或橡胶可以用于球囊的材料。有利地，球囊和导管可以由相同的材料制成。将导管和球囊由相同材料制成是有益的，因为这更容易将两者结合在一起。
[0055] 可以通过浸渍在芯轴上形成一个或多个球囊，然后将球囊结合于远端主体。当处于未膨胀形式时，一个或多个球囊可以采取围绕远端主体的护套形式。这可以是简单的圆柱形管状护套，或者其可以为更复杂的形状，以便反映出球囊膨胀后的预期形状。在一个实施例中，膨胀和定位球囊的未膨胀形状采取直径不同的管体形式，该管体具有第一直径的中央圆柱形部分以及比第一直径小的第二直径的两个端部，在中央圆柱形部分两侧具有两个直径减小的部分。随着直径的减小，直径可以在两个部分中线性减小。
[0056] 导管装置的远端优选地设置有位于定位和膨胀球囊内的以及类似地位于Foley球囊(当存在时)内的至少一个流体入口/出口。可以通过经由导管装置将流体注入球囊而使一个或多个球囊膨胀。例如，流体可以是生理盐水。当在球囊内存在发光元件时，则流体可以可选地包括光漫射成分，例如颗粒的溶解成分或悬浮液。然而，可以设想到，一般，流体对光的漫射并不是实现所需的均匀光分布所必需的，因此通常流体将透过受关注的光波长。在实例实施方式中，导管装置具有用于供应流体以及从球囊(或每个球囊)去除流体的单个流体通道。这使在远端主体上所需的空间最小化，并且使导管中向一个或多个球囊输送流体所需的管腔数量最少化。可替代地，对于一个或两个球囊，可以存在一个入口开口和一个出口开口以及相应的一对管腔。这可以允许流体循环穿过一个或多个球囊，以便在PDT所需的照明期间将由发光元件产生的热量去除。
[0057] 远端的主体优选地设置有用于与中空器官或体腔的内部连通的流体入口和流体出口。这允许在一个或多个球囊外部在中空器官或体腔内循环流体，例如用于冲洗膀胱，并且允许将流体从中空器官或体腔排出或者将流体滴注到中空器官或体腔中。
[0058] 例如，当在膀胱中使用时，可能需要从膀胱排出尿液和/或血液。由于血液吸收光线，血液的存在可能会影响PDT程序，因此可能需要通过将流体(例如生理盐水)滴注到膀胱中，随后排空膀胱，来清洗膀胱(或其他器官)中的血液。进一步地，在定位和膨胀球囊膨胀前为器官提供液体(例如缓冲液或生理盐水)可能是有益的。在球囊膨胀期间使器官扩张的过程中，该液体将充当隔离物，并且可以提供润滑效果。如上所指出的，所提出的装置并不需要使用生理盐水或类似的流体来扩张器官。
[0059] 导管装置一般包括从导管装置的远端延伸到近端的细长导管主体。该细长导管主体可以包括管腔，所述管腔用于将流体输送到各个出口以及从各个出口输送流体，以及可选地用于使电线通过，例如以向光源提供电力。可替代地，导管主体可以包括用于使流体以及嵌入导管主体的壁中的电线通过的管腔。后一种布置可以允许导管主体的直径较小，在将体腔或中空器官与身体外部连接的结构直径较窄的情况下(例如，在膀胱的情况下，该结构是尿道)，这减少了患者的不适。除了用于向光源提供电力的电线之外，导管主体还可以承载另外的电线，例如与如下论述的远端处的传感器耦接的电线。导管主体还可以承载光纤，以将光从患者体内传输到外部，作为在导管装置远端处存在照明的指示器。
[0060] 导管主体的外径一般可以取决于其用途，这一般将与本领域的类似导管相当：对于用于相当大的器官(如胃)中(即插入食管并最终进入胃中)的导管，导管的外径可以比穿过尿道插入膀胱中时要大。外径优选足够小，以适配其所要插入的身体部位(食道、尿道)，并容纳内含的组件和管腔。
[0061] 在优选的实施方式中，导管主体包含适合于一般医疗用途以及特别是适合于导管主体的柔性(弹性/挠性/易弯曲)塑料或聚合物材料。适当的材料可以包括硅胶、乳胶、橡胶、聚氨酯和这些材料的组合。根据其用途，导管主体可以具有抗菌涂层，以防止体腔/中空器官或其所接触的其他身体组织(例如尿道)感染细菌，或者具有止痛剂涂层，例如，有利多卡因或类似局部麻醉剂的涂层。
[0062] 导管主体的近端可以联接(耦接)于导管装置的一个或多个外部元件，例如电源、用于使一个或多个球囊膨大和/或用于将流体滴注到体口(体孔)或中空器官中的一个或多个流体储存器、用于接收从体口(体孔)或中空器官冲洗出的流体的容器、和/或控制器。在导管装置的使用期间，导管装置的外部元件保持在患者体外。
[0063] 该装置可以包括用于使一个或多个球囊膨大的一个或多个流体储存器，这一个或多个流体储存器有利地采取注射器的形式或者其他能手动致动的装置的形式，诸如用于将流体递送到一个或多个球囊中的输液袋。如果使用输液袋，则可以使用夹子/夹具来停止从袋到身体的流体流动，并且通过移除夹子/夹具来启动从袋到身体的流体流动。流体将通过重力流入膀胱。这些是常规Foley球囊的典型布置。因此，经过使用配备有Foley球囊的常规导管的必要训练的任何人员都可以操作该装置，并且可以在具有适合目的的设备的任何临床环境中操作该装置。
[0064] 用于将流体滴注到体口(体孔)或中空器官中的流体储存器可以采取通过点滴型装置向导管装置供应的袋形式，或者可替代地可以使用注射器。这可以提供用于冲洗体口(体孔)或中空器官的流体，并且/或者其也可以用于滴注光敏剂或光敏剂前体。
[0065] 导管装置可以包括设置在导管主体的近端处的压力激活装置，以便在膨胀和定位球囊内的和/或在第二球囊内的压力超过阈值水平的情况下，提供压力指示和/或压力释放。例如，可以存在安全球囊，其具有比膨胀和定位球囊和/或第二球囊更大的刚度(刚性/挺度/劲度)，并且连接于同一流体源，使得如果膨胀和定位球囊和/或第二球囊经受超过一定阈值的压力，则安全球囊将膨大并提供过压情况的视觉指示。可替换地或附加地，可以存在卸压阀，允许在存在过压时从系统排出流体。诸如安全球囊或无源泄压阀的无源系统可以提供可靠的方式来确保可以在压力过高时触发警告或压力释放。这种类型的无源系统允许以非常简单的方式监测身体内的压力，而不需要在装置的远端内附加传感器或电子器件，并且这可以有助于制造适合单次使用的“一次性”装置。在进一步的替代方案中，或另外，导管装置可以包括压力传感器，诸如与下面提到的控制器联接的压力传感器，不过如上所指出的，这可能具有在远端内增加额外组件并增加电子器件的复杂性的缺点。
[0066] 在一个实例实现方式中，外部元件之一是包括用于该装置的电源的控制器。控制器可以包括控制电路，诸如微控制器或微处理器，用于控制光源并且用于提供与装置的操作有关的指示。在优选实施方式中，控制电路包括定时器，该定时器被布置成在预设时间段之后启动光源，和/或将光源启动预设的时间段。
[0067] 另外，控制电路可以被布置成提供脉冲照明。这可以通过在微处理器内设置函数发生器来实现。脉冲光可以有利于确保组织不会发生不可接受的加热。此外，设置照明间隔增强了组织氧合和PDT的效果。如果将诸如5-ALA或其衍生物的光敏剂前体用于PDT，其转化为原卟啉，则其允许在可用反复照明治疗的存活细胞中重新累积原卟啉和氧。脉冲的频率和长度可以根据治疗方案的要求进行选择，并设定在控制电路内。控制电路可以是可编程的，使其能够由使用者编程。这使得能够调整照明长度和照明模式，以适应个体治疗。在优选实施方式中，控制电路不能由使用者编程，并且仅包括用于开启装置的特征以及如下所述的装置性能指示器。
[0068] 优选地，控制电路还包括用于提供关于装置操作的指示的显示系统。例如，显示器可以指示PDT的经过时间和/或剩余时间。显示器的一种简单形式是一组指示灯，诸如LED。
[0069] 控制电路的另一可选特征是一种或多种性能指示器，诸如灯或声音发射器，用于通知使用者装置是否正确运行或者是否发生故障。关于该特征，导管装置的远端可以优选地包括一种或多种传感器，用于测量与装置性能有关的参数，例如光剂量、温度和/或压力。
[0070] 可以测量装置远端处的温度，以便获得体腔或中空器官的壁的温度指示。例如，可以测量一个或多个球囊内部或外部的流体温度、远端主体的温度或支承发光元件的PCB的温度，然后进行计算，以将其与体腔或中空器官的壁的温度相关联，并且如果所测量的温度指示体腔或中空器官的壁处的温度可能过高，例如温度超过43℃，则提供警报。然而，温度介于患者体温与43℃之间是有益的，因为这加速了光动力疗法。因此，将从光源产生的热量限制于体温以下并非是必需的，也不是有益的。
[0071] 可以使用压力传感器测量一个或两个球囊内的压力，以便提供可能泄漏或破裂的指示，泄露或破裂会导致压力意外变化。附加的压力传感器可以测量一个或多个球囊外部的膀胱流体内的压力，其中球囊内部的压力与该球囊外部的压力之间的差值用于确定是否存在球囊裂口。在一个或多个压力传感器提供指示球囊裂口的读数的情况下，可以由控制电路提供警报。
[0072] 有利地，导管装置被设计成单次使用并且在单次使用后废弃。优选地，该装置包括促进单次使用和/或防止重复使用的一个或多个特征。例如，电源可以被布置成提供仅够单次使用的电力，即，使得在所需的治疗完成后电源耗尽。电源可以被布置成不能重新充电，并且/或者控制电路可能缺乏对电源重新充电的途径。控制电路可以被布置成借助其编程特征(例如通过仅允许光源单次启动)来防止重复使用，并且/或者其可以包括在触发时毁坏电路或软件的停用机构(破坏机制)。
[0074] 跨接在球囊壁上的电阻计可以提供另外的或替代的方式来识别球囊裂口。当球囊壁破裂时，则球囊壁上的电阻将会下降。认为该特征本身具有新颖性和创造性，因此，在另外的方面，本发明提供了一种用于对身体的体腔或中空器官进行治疗的导管装置，该导管装置包括：具有纵向轴线并用于插入到体腔或中空器官中的远端部分，该远端部分包括：用于在体腔或中空器官内膨胀从而使体腔或中空器官的外壁扩张的膨胀和定位球囊；以及用于测量球囊壁上的电阻的电阻计，由此可以提供球囊破裂的指示。这样的装置可以与本文中关于第一方面描述的任何或全部特征有用地组合。电阻计可以连接于控制器，该控制器响应于电阻的下降而提供指示球囊破裂的警报。
[0075] 从第二方面来看，本发明提供了一种方法，该方法包括使用第一方面的导管装置对体腔或中空器官进行光动力治疗。该方法可以包括使用具有上面阐述的任何或全部优选特征的装置。
[0076] 该方法一般包括以适当的程度将导管装置插入到受关注的体腔或中空器官中，使用膨胀和定位球囊使体腔或中空器官膨胀，并用来自光源的光照射体腔或中空器官的内表面。
[0077] 在优选实施方式中，该方法包括将光敏剂或光敏剂前体给药于需要这种光动力治疗的患者。这种给药可以是全身给药，即肠道外给药，例如肌内或静脉内给药。优选地，该方法包括对体腔或中空器官局部给药，例如，在插入导管装置之前，或者在插入导管装置时，将光敏剂或光敏剂前体滴注到体腔或中空器官中，可选地使用导管装置的管腔来滴注光敏剂或光敏剂前体。
[0078] 可替代地，可以通过导管装置的可膨胀结构或其他部分与体腔或中空器官的内表面接触，将光敏剂或光敏剂前体施用于体腔或中空器官。下文更详细地阐述了实例程序以及合适的光敏剂或光敏剂前体的详情。
[0079] 该方法优选地包括将光敏剂或光敏剂前体提供为可溶形式的组合物并且作为溶解的组合物进行给药，优选地通过导管向体腔或中空器官给药。在这种情况下，导管装置可以被布置成使得第二球囊用于将远端保持在体腔或中空器官中的适当位置，同时经由导管装置将流体滴注到体腔或中空器官中，以便进行光敏剂或光敏剂前体的给药。在此过程中，膨胀和定位球囊可以处于回缩状态。
[0081] 可以允许溶解的组合物适当地保留在身体内，以实现所需的光敏效应。如果经由导管装置将包含光敏剂的组合物滴注到体腔或中空器官中，则可以在滴注后立即使用膨胀和定位球囊使所述体腔或中空器官膨胀，并且可以通过用来自光源的光照射体腔或中空器官的内表面来进行PDT。如果将包含光敏剂前体的组合物肠道外给药或滴注到体腔或中空器官中，则在进行PDT之前，所述前体首先需要转化为活性光敏剂，例如转化为原卟啉。因此，优选在这类化合物的给药与照射开始之间存在延迟(孵育时间)。孵育时间一般为5分钟至12小时，诸如10分钟至2小时，或者30分钟至1小时，此后可以通过用来自光源的光照射体腔或中空器官的内表面来进行PDT。
[0082] 在第三方面，本发明提供了一种对体腔或中空器官进行光动力治疗的方法，该方法包括：将光敏剂或光敏剂前体给药于需要所述治疗的患者，将根据第一方面的装置插入到受关注的体腔或中空器官中，使用膨胀和定位球囊使体腔或中空器官膨胀，并用来自光源的光照射体腔或中空器官的内表面。该方法可以包括使用具有上面阐述的任何或全部优选特征的装置。该方法可以包括使用第二球囊将装置保持在位并密封体腔或中空器官，同时将流体滴注到体腔或中空器官中，例如在治疗之前或之后冲洗体腔或中空器官，和/或滴注光敏组合物或光敏剂前体。
[0083] 与将导管装置用于PDT有关的方法为光敏剂或其前体提供了新的医疗用途，因此本发明的另一方面提供了一种包含5-ALA、5-ALA的衍生物或其药学上可接受的盐的组合物，该组合物在光动力疗法方法中使用，该方法包括：将组合物给药于需要这种光动力疗法的患者，将根据第一方面的装置插入到受关注的体腔或中空器官中，使用膨胀和定位球囊使体腔或中空器官膨胀，并用来自光源的光照射体腔或中空器官的内表面。
[0085] 图1示出了包括所有部件的导管装置的示意图，该导管装置优选以无菌包装提供给使用者；
[0086] 图2示出了使用中的导管装置的类似示意图，其远端插入体内并且设置有附加的耗材；
[0087] 图3再次以示意图示出了使用中的导管装置的远端的特写视图；
[0088] 图4和图5示出了导管装置的远端的立体图和侧视图，其中一些元件局部剖开，使得可以更清楚地看到该装置的构造和布局。
[0089] 参考图1，将会看到，导管装置由远端10、从远端10延伸到近端14的导管主体12以及位于近端14处的各种外部元件。当使用时，例如如图2所示，远端10和导管主体12的一部分在患者身体的体腔或中空器官内，导管主体12的其余部分和带有其外部元件的近端14在患者身体外部。在图1和图2中，通过竖线16示出了在患者体内的部分与在患者体外的部分之间的分隔。在该实施例中，导管装置适于用于膀胱，因此，举例来说，该装置的几何形状和尺寸与膀胱有关。然而应该了解，可以容易地对该装置进行改造，以得到用于治疗其他体腔或中空器官的导管装置。
[0090] 该实施例中的导管主体12是多管腔导管，其既是柔性的(弹性的/挠性的/易弯曲的)又优选是一次性的。导管的直径可以是用于预期用途的任何合适的尺寸，因此这里导管被定尺寸为用于插入膀胱。例如，直径可以是8mm或9mm，但是优选更小，且优选的实施方式使用20号French导管，即直径为6.9mm。导管以及与提供电力和控制信号相关的电线是柔性的(弹性的/挠性的/易弯曲的)，允许弯曲半径小至25mm。
[0091] 优选为一次性的远端10包括膨胀和定位球囊18以及Foley球囊20。在该实施例中，膨胀和定位球囊18被布置成膨胀到直径至少为58mm，体积为99mL。Foley球囊20被布置成膨胀到直径为20mm，并且体积为3mL。
[0092] 球囊18、20可以由形成在芯轴上的乳胶制成。可以使用替代材料，诸如热塑性尼龙材料。在一些实施例中，如上所论述地，球囊表层的材料包括诸如颜料或染料的光衰减介质，以便允许球囊的膨胀程度改变光剂量。在球囊表层中使用光衰减介质可以应用于膨胀和定位球囊18以及Foley球囊20。
[0093] 下文参考图4和图5对膨胀和定位球囊18和Foley球囊20的优选形状进行了论述。图1示出了处于未膨胀形状的球囊18、20的示意性指示图，其中虚线示出了膨胀形状。图2和图3示出了膨胀后的球囊18、20，其中指示了膀胱壁73的位置，并且在图3中指示了膀胱三角区74的位置。
[0094] 远端10还包括用于为所需PDT提供必要照明的光源。该光源包括发光元件阵列(在该实施例中为LED)，发光元件阵列设置成位于远端的三个区域处的三个部分。发光元件阵列的中央部分22位于远端的第二区域处，该第二区域位于膨胀和定位球囊18内。发光元件阵列的远侧部分24位于远端10的第一区域处，如在图3以及下文论述的图4和图5中更详细地示出的，该第一区域位于远端的末端并且优选位于膨胀和定位球囊18的外部。发光元件阵列的近侧部分26位于远端10的第三区域处，在该实施例中，该第三区域位于Foley球囊20内，并且该第三区域位于比第二区域更靠近导管在膀胱中的进入点的位置。
[0095] 发光元件阵列的三个部分22、24、26各自均包括多个LED。对于该实施例，LED被选择为用于产生红光，例如，波长为635nm的红光。下文参考图4和图5对LED的可能布置进行了描述。可以通过对所产生的光进行建模以便实现所需的效果，来确定用于任何所需应用的LED布置，所需的效果典型地将是：以用于所需治疗的给定的目标积分通量率(注量率)和/或光剂量对限定为给定直径的标称球形的膀胱目标形状进行均匀照明。对于该实施例，建模可以提供对限定为直径约为70mm的标称球形的膀胱目标形状进行均匀照明，并且目标积分通量率(注量率)在15-25mW/cm2范围内。
[0096] 远端10另外包括用于使流体流入和流出两个球囊18、20以及用于使流体流入和流出膀胱的流动通道。在该实施例中，设置了用于与每个球囊连通的单个流动通道，因此注入球囊的流体和从球囊提取的流体以相反的方向穿过同一通道，并以相反的方向穿过导管主体12内的同一管腔。因此，导管主体12将包括用于供应和排出来自两个球囊18、20的流体的两个管腔，第一管腔连接至膨胀和定位球囊18内的通道28以及第二管腔连接至Foley球囊20内的通道30。通道28、30可以在图3以及图4和图5中看到。除此之外，还存在单独的入口32和出口34(在图3、图4和图5中示出)，用于与膀胱73的内部体积流体连通，以便允许在PDT期间冲洗膀胱(例如以去除可能影响照明效果的血液等)，以排出尿液并且还可能允许滴注(和排出)光敏剂或光敏剂前体。入口32也可以用于注入生理盐水，以在球囊膨胀期间充当润滑流体。该实施例中的入口32靠近远端10的末端，靠近发光元件阵列的远侧部分24。冲洗流体可以从膨胀和定位球囊18的顶部进入膀胱73中，围绕球囊18进而循环到出口34，如图3最清楚地所示，出口34位于膨胀和定位球囊18与Foley球囊20之间。因此，导管主体12将需要另外两个管腔，用于分别将流体供应到膀胱以及从膀胱排出流体。因此，该实施方式总共需要四个管腔，以使流体沿着导管主体12移动。
[0097] 关于导管装置10中在装置使用时位于患者身体外部的部分，参考图1和图2可以看出，导管主体在其近端设置有分流器36，在该实施例中是四路分流器36。在分流器36之后，导管主体12内来自四个管腔的流体流动路径被分开。用于引入冲洗流体的第一管道38朝向冲洗流体连接器40延伸，在使用中，该冲洗流体连接器可以连接至用于供应冲洗流体的储存器，例如图2中所示的点滴型装置42。
[0098] 用于将流体注入Foley球囊20中的第二管道44朝向Foley球囊流体供应连接器46延伸，在使用中，该Foley球囊流体供应连接器可以连接至用于向Foley球囊20供应流体(例如生理盐水)的储存器。用于向Foley球囊20供应生理盐水的储存器例如可以是手动操作的注射器48(如图2所示)。使用手动注射器是优选的，因为这允许按照已知导管的常规程序来操作导管装置，并且不需要特殊训练或特殊设备。
[0099] 第三管道50朝向流体排放连接器52延伸并且用于从膀胱排出(冲洗)流体。当使用时，流体排放连接器52可以附接于合适的收集储存器，诸如如图2所示的袋54。
[0100] 最后的第四管道56朝向另一个分流器延伸，在该实施例中，该另一个分流器是双向分流器58，其用于将用于向膨胀和定位球囊18供应流体的流动管线60与承载用于控制信号和电力供应的电线的通信管道62分离开。在该实施例中，用于膨胀和定位球囊18的流体沿着与电线相同的管道56行进，因为发现位于远端处的主电连接件非常靠近于通向膨胀和定位球囊18的流动通道28。流动管线60朝向连接器64延伸，在使用中，该连接器连接于用于向膨胀和定位球囊18供应流体(诸如生理盐水)的储存器。对于Foley球囊20，该储存器有利地是手动操作的注射器66。当然，用于膨胀和定位球囊18的注射器66的体积略大于用于Foley球囊20的注射器48的体积。通常，Foley球囊注射器48可具有5mL的体积，并且膨胀和定位球囊注射器66可具有100mL的体积。
[0101] 通信管道62连接于控制器68，在该实施例中，该控制器还包括电池作为用于光源的电源。控制器68包括控制按钮70以及向使用者提供反馈显示手段的LED指示器72。由于该装置被设计并预期用于单次使用，因此控制按钮70可以仅具有少量的功能，特别是其可以开启光照，即PDT治疗，并且例如在患者出现不良反应的情况下，其还能够暂停或停止光照。LED指示器72可以照亮，以提供正在进行照明、治疗经过时间量或剩余时间量的指示，并且其也可以用于指示故障或警报并提供附加信息。例如，LED可以用于指示电池状况，显示装置是否处于脉冲照明模式，并且指示故障或警报，诸如温度过高、球囊可能破裂等等。
[0102] 为了监测温度和压力，远端10可以在适当的位置处包括一个或多个温度或压力传感器。可以测量一个或多个球囊18、20内部或外部的流体温度、远端主体的温度或支承发光元件的PCB的温度，然后进行计算，以将其与膀胱壁的温度相关联，并且如果所测量的温度指示体腔或中空器官壁处的温度可能过高，例如温度超过43℃，则提供警报。压力传感器可以用于测量一个或两个球囊内的压力，以便提供可能泄漏或破裂的指示，泄露或破裂会导致压力意外变化。附加的压力传感器可以测量一个或多个球囊外部的膀胱流体内的压力，其中球囊内部的压力与球囊外部的压力之间的差值用于确定是否存在球囊裂口(破口)。在一个或多个压力传感器提供指示球囊裂口的读数的情况下，可以由控制电路提供警报。
[0103] 来自控制器68的布线沿着通信管道62，进而沿着第四管道56进入导管主体12，在导管主体中，电线被保持在一个或多个管腔内或者被嵌入导管主体12的壁中并再次出现在远端10处，在远端处，这些电线电连接于光源和温度/压力传感器。
[0104] 图1中的导管装置有利地设置为单次使用，因此是一次性的。这包括控制器68，其可以具有将其限制为单次使用的特征，例如电路可以防止在治疗周期完成后重复启动。
[0105] 如上所指出的，图3示出了导管装置的远端10的特写，其中球囊18、20膨胀，并且远端10处于膀胱73内的适当位置。上面已经描述了远端10的主要特征。应该会记得，Foley球囊20与膨胀和定位球囊18之间的间隙允许流体如箭头所示容易地流入(冲洗)流体的出口34中。这也避免了球囊18、20对膀胱输尿管开口72的任何阻塞。Foley球囊20位于膀胱三角区74内，这意味着位于Foley球囊20内的光源近侧部分26可以有效地在膀胱三角区74内和周围提供照明。
[0106] 将会看到，位于膨胀和定位球囊18中的发光元件阵列中央部分22一般位于膀胱中央，并且被很好地定位，以照亮大部分膀胱壁73。发光元件阵列的近侧部分26解决了从中央部分22沿着远端10在近侧方向上产生的阴影。同样地，位于远端10末端的发光元件阵列远侧部分24消除了从中央部分22沿着远端10在远侧方向上产生的任何阴影。由于远侧部分24和近侧部分26被定位成比中央部分22更靠近膀胱组织，因此中央部分22使用较高强度的光，而近侧部分和远端部分使用较低强度的光，可以通过使用不同功率/光强度的LED来实现所需的强度差。
[0107] 图3还示出了球囊膨胀时的形状的更多细节。膨胀和定位球囊18形成具有大致球形外轮廓的超环面(环形，toroidal)型形状，并且在近端和远端处具有与在喇叭形环面(角形环，horn torus)或纺锤形环面(梭形环，spindle torus)中发现的凹部类似的凹部。具有发光元件阵列远侧部分24的第一区域位于膨胀定位球囊18中的球囊18远端处的凹部中。这允许球囊18保护膀胱壁免于接触发光元件阵列的远侧部分24。应当注意，Foley球囊20也可以采取类似的超环面型，不过其优选地为更加球形。
[0108] 图4和图5以更加精确而不那么示意性的实例示出了远端10，其中球囊处于未膨胀形式。存在相同的基本特征。因此，发光元件阵列的远侧部分24位于远端10的末端，正好超过冲洗流体的入口32。膨胀和定位球囊18在冲洗流体的入口32下方并且在光源的中央部分22的任一侧处与远端10的主体接合。用于将流体注入膨胀定位球囊18中的流动通道28位于膨胀和定位球囊18内。在膨胀定位球囊18的下方(即，在近侧方向上)，从膀胱排放出的(冲洗)流体的出口34位于膨胀和定位球囊18与Foley球囊20之间。Foley球囊在发光元件阵列的近侧部分26的任一侧上附接于远端10的主体，并且用于将流体注入Foley球囊20中的流动通道30位于Foley球囊20内。导管主体12从远端的近侧部分朝向装置的近侧部分以及如上关于图1和图2所述的外部元件(未示出)延伸。
[0109] 在图4和图5的实施方式中，发光元件阵列的远侧部分24包括圆顶状结构80中的LED，用于沿着远端10的纵向轴线在远侧方向上引导光线，并且还照亮球形部分远侧方向周围的区域。发光元件阵列的中央部分22由柔性(弹性/挠性/易弯曲)PCB构成，该柔性(弹性/挠性/易弯曲)PCB包围形成圆柱体并且具有四圈LED，每圈由四个LED76组成，从而围绕并远离远端10的纵向轴线向所有方向引导光线。发光元件阵列的近侧部分26由在Foley球囊20内围绕远端10的主体周向放置的LED78组成。如以上关于图3所论述的，发光元件阵列远端部分中的圆顶状结构80内的LED以及发光元件阵列近侧部分中的LED78将比中央部分22中的LED76更靠近膀胱壁组织。因此，LED76将具有比近侧部分26和远侧部分24中的LED更高的功率/更高的强度。
[0110] 由于当装置在使用时，LED会与液体接触，因此应当如同相关联的电线/电路一样，将LED密封以防液体进入。这可以通过一层树脂或塑料完成。
[0111] 图4和图5还更有效地示出了处于未膨胀形状的球囊18、20的优选形式。该形状可以借助于芯轴由合适的弹性材料(诸如乳胶)形成。对于两个球囊18、20，形状的一般特征是相同的。在直径较小的两个外部管状部分处，球囊结合于远端10的主体。直径大于外部部分的中央管状部分横跨球囊的中央，并且在此情况下，在光源的中央部分或近侧部分上方。两个直径变化的部分将管状部分接合。未膨胀时处于这种形式的球囊在充满流体并膨胀时，会得到所需的超环面型形状。
[0112] 当使用时，以导管的常规方式将导管装置插入身体内。在插入导管装置之前，可以在导管装置上涂覆有止痛剂，例如利多卡因。不需要全身麻醉，但医生可以决定使用局部麻醉剂。使用者能够基于其经验和训练来判断远端10何时到达膀胱(或其他目标体腔或中空器官)，或者可替代地，在所有对于较难到达体腔或器官的困难情况下，可以使用某种形式的指导，诸如超声成像。
[0113] 当远端就位时，通过Foley球囊注射器46使Foley球囊20膨大。这确保远端不会离开膀胱或其他目标器官，并且还有助于将远端的其余部分准确定位在膀胱内部。在Foley球囊20膨大后，可能需要冲洗膀胱或者滴注光敏药物或其前体。在膨胀和定位球囊18的膨大过程中，可以注入生理盐水来充当润滑剂。在适当的时间点，通过从膨胀和定位球囊注射器64注入流体来使膨胀和定位球囊18膨大。在经过所需的孵育时间后，如果可以，则患者准备治疗。可以通过控制器68(通常通过按压按钮70)开启经由发光元件阵列的三个部分22、24、
26的照明。控制器68将确保光源发光达到所需的时间段，以提供所需的光剂量，同时还持续检查任何故障或缺陷，包括如上所论述的温度和压力监测。当经过所需的照明时间时，控制器将指示治疗已经完成并且可以移除导管装置。为了移除装置，使用相应的注射器从膨胀和定位球囊18以及Foley球囊20中去除流体，并且可以以常规方式从身体内取出导管装置。
26的照明。控制器68将确保光源发光达到所需的时间段，以提供所需的光剂量，同时还持续检查任何故障或缺陷，包括如上所论述的温度和压力监测。当经过所需的照明时间时，控制器将指示治疗已经完成并且可以移除导管装置。为了移除装置，使用相应的注射器从膨胀和定位球囊18以及Foley球囊20中去除流体，并且可以以常规方式从身体内取出导管装置。
[0114] 优选的PDT程序从光敏剂或光敏剂前体的给药开始。给药模式取决于使用的光敏剂或前体，这已经在前面描述过。通常，可以对受关注的体腔或中空器官进行全身(即肠道外(输注、注射)、肠内(口服或直肠给药))或局部给药。例如，Photofrin优选静脉内给药，而ALA和ALA-酯优选局部或肠内给药，例如，作为溶液滴注到体腔/中空器官(例如膀胱)中，局部施用于体腔/中空器官的内表面(例如阴道)，口服摄入(例如胃、肠)或直肠给药(肠)。
[0115] 光敏剂或光敏剂前体用本领域已知的相容赋形剂来配制，例如如WO 96/28412、WO 99/53962、WO 2009/074811、WO 2010/072419、WO 2010/142456、WO 2010/142457、WO 2011/
161220、WO 2012/004399和WO 2014/020164中所述。对于肠道外给药，可以将光敏剂或光敏剂前体配制成溶液，优选水溶液。对于肠内给药，可以将光敏剂或光敏剂前体配制成用于口服给药的固体(例如丸剂、片剂、粉剂、颗粒剂、胶囊剂)或者用于直肠给药的固体(例如栓剂)。可替代地，可以将光敏剂或光敏剂前体配制成用于口服或直肠给药的半固体，例如凝胶、乳剂、泡沫剂或软膏剂。进一步地，可以将光敏剂或光敏剂前体配制成用于口服给药的液体(例如溶液、悬浮液、糖浆)或用于直肠给药的液体(例如灌肠剂)。对于局部给药，可以将光敏剂或光敏剂前体配制成液体(例如溶液(诸如水溶液和/或醇溶液)或悬浮液)、半固体(例如霜剂、乳剂、洗剂、软膏剂、凝胶、泡沫剂和糊剂)或固体(例如透皮贴剂)。在优选实施方式中，将光敏剂或光敏剂前体以溶解的组合物的形式(例如溶解于诸如缓冲液的水溶液中)滴注到体腔或中空器官中。
161220、WO 2012/004399和WO 2014/020164中所述。对于肠道外给药，可以将光敏剂或光敏剂前体配制成溶液，优选水溶液。对于肠内给药，可以将光敏剂或光敏剂前体配制成用于口服给药的固体(例如丸剂、片剂、粉剂、颗粒剂、胶囊剂)或者用于直肠给药的固体(例如栓剂)。可替代地，可以将光敏剂或光敏剂前体配制成用于口服或直肠给药的半固体，例如凝胶、乳剂、泡沫剂或软膏剂。进一步地，可以将光敏剂或光敏剂前体配制成用于口服给药的液体(例如溶液、悬浮液、糖浆)或用于直肠给药的液体(例如灌肠剂)。对于局部给药，可以将光敏剂或光敏剂前体配制成液体(例如溶液(诸如水溶液和/或醇溶液)或悬浮液)、半固体(例如霜剂、乳剂、洗剂、软膏剂、凝胶、泡沫剂和糊剂)或固体(例如透皮贴剂)。在优选实施方式中，将光敏剂或光敏剂前体以溶解的组合物的形式(例如溶解于诸如缓冲液的水溶液中)滴注到体腔或中空器官中。
[0116] 可替代地，膨胀和定位球囊可以涂覆有光敏剂或光敏剂前体，优选以干沉积物或干膜的形式涂覆，诸如WO 2012/004399中所述。
[0117] 一般来说，任何已知的光敏剂或其前体均可以用于使用本文提出的装置的PDT方法中。
[0118] 典型的这种光敏剂包括：染料(色素)，如金丝桃素和PVP金丝桃素；补骨脂素；卟啉，诸如血卟啉、原卟啉、尿卟啉、粪卟啉、苯并卟啉或次卟啉，特别是 (卟吩姆钠)、photosan III或维替泊芬；二氢卟吩(二氢卟啉/绿素，chlorins)，包括菌绿素和异菌绿素，诸如二氢卟吩e6、他拉泊芬或替莫泊芬；以及酞菁，诸如铝酞菁和硅酞菁。
[0119] 典型的这种光敏剂前体包括5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)及其某些衍生物，例如5-ALA酯，优选WO 96/28412、WO 02/10120、WO 2005/092838、WO 2009/077960和WO 2014/020164中公开的衍生物或其药学上可接受的盐，所有这些文献均通过引用并入本文。
[0120] 术语“5-ALA”表示5-氨基乙酰丙酸，即5-氨基-4-酮戊酸。
[0121] 术语“5-ALA的前体”表示代谢转化为5-ALA从而基本上与其等效的化合物。因此，术语“5-ALA的前体”涵盖血红素生物合成代谢途径中原卟啉的生物前体。
[0122] 术语“5-ALA的衍生物”表示化学修饰的5-ALA，即经历化学衍生的5-ALA，诸如取代化学基团或添加另一化学基团以修饰或改变其任何物理化学性质(诸如溶解性或亲脂性)。化学衍生优选在5-ALA的羧基上、在5-ALA的氨基上或在5-ALA的酮基上进行，更优选地在5-ALA的羧基上进行。优选的衍生物是5-ALA酯。
[0123] 术语“药学上可接受的盐”表示盐满足例如与安全性、生物利用度和耐受性有关的要求(例如参见P.H.Stahl等(编辑)，Handbook of Pharmaceutical Salts，Publisher Helvetica Chimica Acta，Zurich，2002)。
[0124] 优选的5-ALA衍生物是5-ALA的酯。这类化合物一般是已知的并且在文献中有描述，例如参见WO 96/28412、WO 02/10120、WO 03/041673、WO 2009/077960和WO 2014/020164，其内容通过引用并入本文。
[0125] 由5-ALA与未经取代的或经取代的链烷醇反应得到的酯(即烷基酯和经取代的烷基酯)及其药学上可接受的盐是用于优选实施方式中的特别优选的5-ALA衍生物。
[0126] 用于优选实施方式中的5-ALA酯及其药学上可接受的盐可以通过本领域可用的任何常规程序制备，例如如以下文献所述：WO 96/28412、WO 02/10120、WO 03/041673、WO 2009/077960和WO 2014/020164以及N.Fotinos等的文章(Photochemistry and Photobiology 2006，82，994-1015)及其中引用的参考文献。
[0127] 5-ALA酯可以为游离胺的形式，例如-NH2、-NHR2或-NR2R2，或者优选为药学上可接受的盐的形式。这样的盐优选为药学上可接受的有机酸或无机酸的酸加成盐。合适的酸例如包括盐酸、硝酸、氢溴酸、磷酸、硫酸、磺酸和磺酸衍生物，ALA-酯与后者酸的盐描述于WO 2005/092838中，其全部内容通过引入并入本文。优选的酸是盐酸HCl。另外优选的酸是磺酸和磺酸衍生物。盐形成的程序是本领域中常规的，并且例如描述于WO 2005/092838中。
[0128] 对于膀胱PDT，一种优选的光敏剂是PVP金丝桃素，并且优选的光敏剂前体是5-ALA、5-ALA酯或其药学上可接受的盐。优选的5-ALA酯为经C1-C6烷基取代的5-ALA酯(诸如5-ALA甲酯、乙酯、丙酯、丁酯、戊酯和己酯，最优选的是5-ALA己酯)以及WO 2014/020164中公开的5-ALA酯。进一步地，更优选的是使用5-ALA己酯的药学上可接受的盐，例如5-ALA己酯盐酸盐。
[0129] 用于使用本发明导管装置的PDT方法中的光敏剂或光敏剂前体的浓度取决于光敏剂或光敏剂前体的性质、组合物的性质、给药模式、待治疗的器官和病症、以及给药受试者，并且可以根据选择进行改变或调整。对于光敏剂前体诸如5-ALA和5-ALA的酯，一般，合适的浓度范围为按重量计0.01至50％，诸如按重量计0.05至20％或者按重量计1至10％，例如按重量计1至5％。可以将5-ALA己酯作为含水缓冲液中的8mM盐酸盐溶液(2mg/ml；按重量计0.2％)滴注到膀胱中，或者可以将PVP金丝桃素滴注到膀胱中，其总量为0.25mg金丝桃素与
25mg PVP结合，在50ml生理氯化钠溶液中复溶(复原/复构/重新组成/复建)(A.Kubin等，Photochem Photobiol 2008，84(6)，1560-1563)。
25mg PVP结合，在50ml生理氯化钠溶液中复溶(复原/复构/重新组成/复建)(A.Kubin等，Photochem Photobiol 2008，84(6)，1560-1563)。
[0130] 由于光敏剂前体首先必须在细胞内转化为光敏剂，例如ALA和ALA-酯转化为原卟啉(诸如原卟啉IX(PpIX))，因此优选在这类化合物的给药与开始照射之间存在延迟(孵育时间)。孵育时间一般为5分钟至12小时，诸如10分钟至2小时，或者30分钟至1小时。
[0131] 在一些情况下，可以将导管装置插入到体腔/中空器官中，并且其中的管腔可以用于将光敏剂或光敏剂前体滴注/给药到体腔/中空器官。在孵育时间期间，可以优选地将导管装置保持在适当的位置，即保持在体腔/中空器官内。可替代地，将其抽出。在孵育时间之后，通过可膨胀结构扩张体腔/中空器官，并用光照射体腔/中空器官的当前光滑的内表面。在其他情况下，使用单独的导管或其他递送装置将光敏剂或前体滴注到体腔或中空器官。
[0132] 在PDT之前，清空体腔/中空器官可能是必要和/或有利的，例如，借助肠道清洁程序清空肠道，通过排出尿液清空膀胱或者通过禁食将胃清空。
[0133] 在PDT期间，可以通过作为导管装置组成部分的排出管腔将诸如尿液或胃酸的体液从体腔/中空器官中排出，例如，经由出口34和管道50向流体排放连接器52排出，该流体排放连接器可以附接于适当的收集储存器，诸如袋54(如图2所示)。进一步地，在PDT期间，可能需要清洗体腔/中空器官，例如清洗掉血液。这可以借助作为导管装置组成部分的滴注管腔通过滴注冲洗流体(例如生理盐水)来完成，例如经由入口32和用于引入冲洗流体的管道38进行滴注，管道38朝向冲洗流体连接器40延伸，在使用中，该冲洗流体连接器可以连接于用于供应冲洗流体的储存器，例如点滴型装置42(如图2所示)。
[0134] 可使用所提出的导管装置用光动力治疗来治疗的异常、疾患和疾病包括对光动力治疗有响应的体腔或中空器官内表面上的任何恶性、恶变前和良性的异常或疾患。
[0135] 如本文所用的，术语“治疗”或“疗法”包括治愈性以及预防性治疗或疗法。
[0136] 一般来说，具有代谢活性的细胞对用光敏剂或光敏剂前体的光动力治疗有响应。代谢活性细胞的实例是经历异常生长模式的细胞，异常生长模式诸如是：细胞数量增加/细胞增殖增加(增生)，其中增生性生长的细胞保持受制于正常调节控制机制；细胞异常成熟和分化(发育异常)；以及细胞异常增殖(瘤形成)，其中遗传异常细胞以对正常刺激无响应的非生理方式增殖。代谢活性细胞的其他实例是感染细胞或炎症细胞。
[0137] 所提出的导管装置可以用于对体腔和中空器官内表面上的(良性、恶变前和恶性的)瘤和肿瘤进行光动力治疗。在体腔和中空器官的内表面上的这种瘤和肿瘤的实例是阴道、膀胱、结肠、胃和胆囊中的瘤。
[0138] 进一步地，所提出的导管装置可以用于对与体腔和中空器官内表面的病毒、细菌和真菌感染相关的异常、疾患或疾病(诸如阴道或宫颈上皮内瘤(与人乳头瘤病毒相关)、胃癌(与幽门螺杆菌相关)和假膜性结肠炎(与艰难梭菌相关))进行光动力治疗。
[0139] 另外，所提出的导管装置可以用于与炎症细胞相关的异常、疾患或疾病进行光动力治疗。炎症通常是机体为去除有害刺激并发起愈合过程而进行的保护性尝试，因此通常与感染相关。实例是炎症性结肠炎(例如炎症性肠病、溃疡性结肠炎和克罗恩氏病)。
[0140] 可使用所提出的导管装置通过光动力治疗进行治疗的内表面是包含皱褶的体腔和中空器官(优选是膀胱、胆囊、肠、胃和阴道，最优选是膀胱)的内表面。
[0141] 在优选实施方式中，本发明的导管装置用于膀胱癌(优选是浅表性非肌肉侵袭性膀胱癌，诸如乳头状病变和原位癌)的光动力治疗。
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