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Die
Erfindung betrifft ein Laserbehandlungsgerät, insbesondere ein solches
zur Verwendung bei medizinischer Behandlung (Chirurgie, innere Medizin,
Otolaryngologie, Ophthalmologie, Dermatologie, Geburtshilfe und
Gynäkologie,
Kinderheilkunde, Urologie usw.) sowie Zahnbehandlung und -chirurgie.
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Es
wurden verschiedene Arten von Laserbehandlungsgeräten zur
Verwendung bei Behandlungen und Operationen, auf allgemeinem medizinischem
oder zahnmedizinischem Gebiet, vorgeschlagen. Abhängig von
der optischen Absorption in einem Behandlungsbereich, und abhängig vom
Behandlungszweck wird die Wellenlänge des Behandlungslichts vom
sichtbaren Bereich bis in den infraroten Bereich ausgewählt. Laserbehandlungsgeräte gemäß dem Stand
der Technik geben einen Laserstrahl einer einzigen Wellenlänge, die,
wie angegeben, abhängig
vom Behandlungsbereich und vom Behandlungszweck ausgewählt wird.
Außerdem
kann die Gerätekonstruktion
vereinfacht werden, wenn sie genau für einen Laser einer bestimmten
Wellenlänge ausgelegt
wird.
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Da
bekannte Laserbehandlungsgeräte
jeweils einen Laser einer bestimmten Wellenlänge verwenden, ist es erforderlich,
das Laserbehandlungsgerät
abhängig
vom Behandlungsbereich und vom Behandlungszweck auszutauschen. Dies
führt wiederum
zu hohen Kosten, und es ist viel Raum erforderlich, wenn für eine komplizierte
Behandlung mehrere Laserbehandlungsgeräte zu verwenden sind.
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Um
derartige Probleme zu lösen,
ist in
JP-A-2002-125982 das
folgende Laserbehandlungsgerät
1 offenbart,
das in der
6 dargestellt ist. Ein Laserstrahl
3 mit
einer Wellenlänge
von 1,06 μm
von einem Nd-YAG-Laser
2b, der durch Anregungslicht von
einer Laserdiode
2a in einem Laserabschnitt
2 angeregt
wird, wird so gelenkt, dass er auf einen OPO (optischer parametrischer
Oszil lator)
4 fällt,
der Signallicht
4a mit einer Wellenlänge w von 1,4 μm bis 2,1 μm sowie Idlerlicht
4b mit
einer Wellenlänge
von 2,1 μm
bis 4,3 μm
aus dem einfallenden Laserstrahl
3 erzeugt, so dass mehrere
Laserstrahlen
4a und
4b mit verschiedenen Wellenlängen gleichzeitig
ausgegeben werden, die über
eine flexible Leitung
5 an ein Handstück
6 übertragen
werden und von einer an dessen Vorderende montierter Emissionsspitze
7 zu einem
Behandlungsbereich emittiert werden.
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In
JP-A-2006-423 ist
ein Laserbehandlungsgerät
mit mindestens zwei Halbleiterlasern mit verschiedenen Schwingungswellenlängen, Halbleiterlaser-Treiberschaltungen
zum unabhängigen
Betreiben jedes derselben, einer CPU zum Steuern dieser Schaltungen
sowie einem Multiplexer zum Multiplexen der Laserstrahlen der Laser
offenbart, wobei der durch den Multiplexer gemultiplexte Laserstrahl
in ein Handstück
eingeleitet wird, um von dessen Vorderende emittiert zu werden.
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In
JP-A-2005-535366 ist
ein medizinisches Gerät
zur Zahnbehandlung mit zwei Lasern mit verschiedenen Wellenlängen vorgeschlagen,
beispielsweise zwei Lasermodulen mit einem Diodenlaser beziehungsweise
einem Er:YAG-Laser. Es ist beschrieben, dass zwei Lasermodule beim
medizinischen Gerät
mit demselben Lichtleiter verbunden werden können, wobei es jedoch bevorzugt
ist, für
jedes Modul einen Lichtleiter zu verwenden.
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Beim
Laserbehandlungsgerät
1,
wie es in
JP-A-2002-125982 offenbart
ist, ist ein OPO
4 erforderlich, um mehrere Laserstrahlen
4a,
4b mit
verschiedenen Wellenlängen
zu erzeugen, und es ist mühsam,
die Wellenlänge
des Signalstrahls
4a und des Idlerstrahls
4b vom
OPO
4 in gewünschter
Weise einzustellen, wodurch im Betrieb die erzielten Wellenlängen instabil
werden. Wenn gleichzeitig mehrere Laserstrahlen
4a,
4b mit
verschiedenen Wellenlängen
emittiert werden, ist es angesichts der Lasereigen schaften schwierig,
eine Steuerung abhängig vom
Behandlungsbereich auszuführen.
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Beim
Laserbehandlungsgerät
gemäß
JP-A-2006-423 werden
mehrere Laser mit verschiedenen Wellenlängen für die zu erzielende Schwingung
gemultiplext, um Mängel
eines Halbleiterlasers mit relativ kleiner Spitzenleistung zu kompensieren, wobei
eine Einstellung der Spitzenleistung auf solche Weise ermöglicht ist,
dass ein Laserstrahl die Hauptkomponente bildet (Hauptlaserstrahl),
während
der andere eine Zusatzkomponente (Zusatzlaserstrahl) bildet. Es
ist möglich,
die Spitzenleistung des Hauptlaserstrahls zu erhöhen, jedoch werden die Eigenschaften
des Zusatzlaserstrahls nicht in guter Weise erzielt. D.h., dass
nur die Eigenschaften des Hauptlaserstrahls realisiert werden, während der
Zusatzlaserstrahl nur dazu dient, die Spitzenleistung des Hauptlaserstrahls
zu erhöhen,
weswegen das Problem besteht, dass die Eigenschaften des Zusatzlaserstrahls
nicht ausreichend genutzt werden.
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Beim
in
JP-A-2005-535366 offenbarten
medizinischen Gerät
ist jedes Lasermodul gesondert vorhanden, und ein Lichtleiter ist
vorzugsweise für
jedes Modul vorhanden. In der Praxis besteht daher kein Unterschied
gegenüber
der Verwendung mehrerer einzelner Laserbehandlungsgeräte, die
jeweils einen einzelnen Laserstrahl mit einer bestimmten Wellenlänge emittieren,
wobei jedes Gerät
abhängig
vom Behandlungszweck ausgewählt
wird. Daher bestehen auch bei diesem Stand der Technik Schwierigkeiten
beim Austauschen des Laserbehandlungsgeräts abhängig vom Behandlungszweck.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Laserbehandlungsgerät zu schaffen,
das Laserstrahlen verschiedener Wellenlängen abstrahlen kann, ohne
dass es zu Eigenschaftsbeeinträchtigungen
bei den verwendeten Lasern käme.
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Diese
Aufgabe ist durch das Laserbehandlungsgerät gemäß dem beigefügten Anspruch
1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand
abhängiger
Ansprüche.
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Beim
erfindungsgemäßen Laserbehandlungsgerät werden
zumindest ein erster und ein zweiter Laser verwendet. Dabei ist
der erste Laser ein Er:YAG-Laser mit einer Wellenlänge von
2,94 μm oder
ein Er:YSGG-Laser mit einer Wellenlänge von 2,79 bis 2,83 μm, und der
zweite Laser ist ein solcher mit einer anderen Wellenlänge im Infrarotbereich, wobei
die Laserstrahlen kombiniert werden und in einen einzelnen Hohlleiter
transferiert werden, was es ermöglicht,
eine Behandlung abhängig
vom Behandlungsbereich vorzunehmen, wobei die Eigenschaften jedes
Lasers abhängig
von der Kombination vollständig
genutzt werden.
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Da
mehrere Laserstrahlen in einen einzelnen Hohlleiter transferiert
werden, sind die Transferverluste verringert, das Gerät ist einfach
aufgebaut, und es ist für
einen Bediener zweckdienlich. Außerdem ist es billig, und der
Raum, der zur Handhabung des Wellenleiters benötigt wird, ist verkleinert.
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Aufgrund
der genannten Wellenlängen
des ersten Lasers können
beispielsweise Einschnitte in weiches und hartes lebendes Gewebe
ausgeführt werden,
da Laserstrahlen dieser Wellenlängen
insbesondere durch Wasser gut absorbiert werden, so dass sie durch
das gesamte lebende Gewebe hindurch wirksam werden, wodurch der
thermische Effekt auf das Gewebe minimal wird.
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Um
optimale Eigenschaften sowohl des ersten als auch des zweiten Lasers
zu erzielen, ist es zweckmäßig, den
ersten Laser gepulst zu betreiben, jedoch den zweiten Laser kontinuierlich
zu betreiben.
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Wenn
jedoch auch der zweite Laser gepulst betrieben wird, und der Betrieb
nach dem Beginn der Ausgabe jedes Pulses des ersten Lasers erfolgt,
können
die Eigenschaften jedes Lasers dadurch voll genutzt werden, dass
der Beginn der Ausgabe jedes Pulses jedes Lasers abhängig vom
Behandlungsbereich und vom Behandlungszweck gewählt wird.
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Es
ist bevorzugt, zwischen einem ersten und einem zweiten Schwingungsmodus
umschalten zu können,
wobei im ersten Modus der erste Laser gepulst betrieben wird, während der
zweite Laser kontinuierlich betrieben wird, und im zweiten Modus
beide Laser gepulst betrieben werden, wobei jedoch der zweite Laser
nach Beginn der Ausgabe jedes Pulses des ersten Lasers betrieben
wird. Dadurch können Feinbehandlungen
abhängig
vom Behandlungsbereich durch Modusumschaltung ausgeführt werden.
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Wenn
der erste Laser eine Pulswiederholungsrate von 1 bis 50 pps und
eine Pulslänge
von 50 bis 500 μs
aufweist, ist der Effekt auf lebendes Gewebe minimal.
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Wenn
der zweite Laser ein beliebiger Diodenlaser mit einer Wellenlänge von
780 bis 910 nm, ein CO2-Laser mit einer
Wellenlänge
von 10,6 μm, ein
Nd:YAG-Laser mit einer Wellenlänge
von 1,06 μm oder
ein Ho:YAG-Laser mit einer Wellenlänge von 2,1 μm ist, zeigt
der Laserstrahl Wirkung insbesondere zur Hämostase und Koagulation lebenden
Gewebes, wodurch er den ersten Laser ergänzen kann, der diesbezüglich geringe
Effekte zeigt, wodurch sich das erfindungsgemäße Laserbehandlungsgerät so benutzen
lässt,
dass die Eigenschaften jedes Lasers optimal genutzt werden. D.h.,
dass durch den ersten Laser beispielsweise Einschnitte in lebendes
Gewebe ausgeführt
werden können,
während
durch den zweiten Laser Hämostase
und Koagulation ausgeführt
werden können.
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Wenn
der zweite Laser ein Diodenlaser mit einer Wellenlänge von
780 bis 910 nm ist, kann die Konstruktion des zweiten Laserabschnitts
kompakt und leicht gemacht werden, und er kann billig hergestellt
werden.
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Wenn
der zweite Laser ein CO2-Laser mit einer
Wellenlänge
von 1,06 μm
ist, wird sein Laserstrahl beim Aufstrahlen auf einen Behandlungsbereich
in der Oberflächenschicht
absorbiert, da die Absorption in Wasser sehr hoch ist, so dass Auswirkungen
auf tiefes Gewebe sowie Beschädigungen
des umgebenden Gewebes verringert werden kann und Hämostase
und Koagulation an der Oberflächenschicht
wirkungsvoll ausgeführt
werden können.
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Wenn
der zweite Laser ein Nd:YAG-Laser mit einer Wellenlänge von
1,06 μm
ist, kann er von Hämoglobin
und Melanin absorbiert werden, und es bestehen hervorragende Eindringfähigkeiten
in Gewebe, so das Hämostase
und Koagulation in tiefem Gewebe erfolgen können. Es handelt sich, wie
beim ersten Laser, um einen Festkörperlaser, und zur Anregung
können
eine Lampe und ein Spiegel gemeinsam für ihn und den ersten Laser
verwendet werden, wodurch die Konstruktion vereinfacht ist, was
auch dann gilt, wenn der zweite Laser ein Ho:YAG-Laser mit einer
Wellenlänge
von 2,1 μm
ist.
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Durch
die genannten klinischen Effekte können Schädigungen an einem Patienten
verringert werden.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von durch Figuren veranschaulichten
Ausführungsformen
näher erläutert.
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1 ist
eine schematische Gesamtansicht eines Laserbehandlungsgeräts gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung.
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2 ist
ein Diagramm, das den wesentlichen Aufbau des Geräts gemäß der Ausführungsform
zeigt.
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3 ist
eine Schnittansicht eines Hohlleiters zur Verwendung beim Laserbehandlungsgerät gemäß der Ausführungsform.
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4 zeigt
eine Schnittansicht eines wesentlichen Teils eines Handstücks zur
Verwendung beim Gerät
gemäß der Ausführungsform.
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5a bis 5e sind
erläuternde
Ansichten zur Kombination eines ersten und eines zweiten Laserstrahls,
wie sie vom Laserbehandlungsgerät gemäß der Ausführungsform
abgestrahlt werden.
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6 ist
eine Konstruktionsansicht eines wesentlichen Teils eines bekannten
Laserbehandlungsgeräts.
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Die
nachfolgend beschriebene Ausführungsform
bezieht sich auf ein Laserbehandlungsgerät, bei dem ein erster und ein
zweiter Laserstrahl kombiniert werden, jedoch kann das Laserbehandlungsgerät, abhängig von
der Transfereffizienz eines später
angegebenen Hohlleiters, so aufgebaut sein, dass noch ein dritter
Laserstrahl oder sogar noch mehr Laserstrahlen kombiniert werden.
Die Erfindung ist also nicht auf ein Laserbehandlungsgerät eingeschränkt, bei
dem nur zwei verschiedene Laserstrahlen kombiniert werden.
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Das
in der 1 dargestellte Laserbehandlungsgerät 10 verfügt über eine
Lasereinheit 20, eine Gasversorgungseinheit 12 zum
Liefern von Gas wie Luft oder Inertgas sowie eine Flüssigkeitsversorgungseinheit 13 zum
Liefern einer Flüssigkeit
wie Sprühwasser,
wobei diese sich alle in einem mit Rollen versehenen Gehäuse 11 befinden.
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Ferner
verfügt
das Laserbehandlungsgerät 10 über eine
flexible Leitung 30, die das Gehäuse 11 und ein Handstück 40 verbindet,
um einen Laserstrahl von der Lasereinheit 20, Gas von der
Gasversorgungseinheit 12 und Flüssigkeit von der Flüssigkeitsversorgungseinheit 13 zu übertragen.
Am Gehäuse
sind ein Bedienabschnitt 14 und ein Anzeigeabschnitt 15 im
oberen Teil vorhanden. Mit dem Gehäuse 11 ist ferner
eine Fußsteuerung 16 verbunden.
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Die
Gasversorgungseinheit 12 ist so konzipiert, dass sie Druckluft
oder komprimiertes Inertgas erzeugt. Für die Druckluft wird ein Gebläse oder
ein Kompressor verwendet, und für
das Inertgas wird ein Zylinder mit komprimiertem Gas verwendet.
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Die
Flüssigkeitsversorgungsquelle 13 verfügt über einen
Behälter
zum Aufnehmen von reinem Wasser oder einer Normalsalzlösung, und
sie liefert die Flüssigkeit
durch einen Pumpmechanismus an die flexible Leitung 30.
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Wie
es in der 2 dargestellt ist, verfügt die Lasereinheit 20 über einen
Er:YAG-Laserabschnitt (erster Laser) zum Ausgeben eines Er:YAG-Laserstrahls 21a mit
einer Wellenlänge
von 2,94 μm
im Pulsbetrieb, der einen ersten Laserstrahl 21a bildet, und
einen Diodenlaserabschnitt 22 (zweiter Laser) zum Abstrahlen
eines zweiten Laserstrahls 22a mit einer Wellenlänge im Infrarotbereich,
verschieden von der Wellenlänge
des ersten Laserstrahls 21a. Bei der vorliegenden Ausführungsform
verfügt
der Diodenlaser 22a über
eine Wellenlänge
von 780 nm bis 910 nm. Ein Schwingungssteuerungsabschnitt 23 die zum
Betreiben des Er:YAG-Lasers 21a und
des Diodenlasers 22a.
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Der
vom Er:YAG-Laserabschnitt 21 (oder ersten Laserabschnitt)
erzeugte Er:YAG-Laserstrahl 21a wird mit einer Pulswiederholungsrate
von 1 bis 50 pps und einer Pulslänge
von 5 bis 500 μs
abgegeben, wobei die Werte durch den Bedienabschnitt 14 eingestellt
werden. So werden die Auswirkungen auf lebendes Gewebe minimal gemacht,
und es kann ein effizienter Betrieb erzielt werden.
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Der
vom Diodenlaserabschnitt 22 erzeugte Diodenlaserstrahl 22a wird über einen
Reflexionsspiegel 25 und einen Mischspiegel 24 an
einen Hohlleiter (siehe die 3) transferiert,
und der vom Er:YAG-Laserabschnitt 21 erzeugte Er:YAG-Laserstrahl 21a wird alleine
durch den Mischspiegel 24 an den Hohlleiter 31 transferiert.
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Als
Mischspiegel 24 kann ein beliebiger Mischspiegel verwendet
werden, wobei jedoch das Transmissionsvermögen an die Wellenlänge anzupassen
ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform
ist er so konzipiert, dass er den Er:YAG-Laserstrahl 21a durchlässt, wohingegen
er den Diodenlaserstrahl 22a reflektiert.
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Die
Steuerung zum Kombinieren und Betreiben der genannten Laserstrahlen
durch den Schwingungssteuerungsabschnitt 23 wird später beschrieben.
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Es
kann gesondert ein Diodenlaserabschnitt für sichtbares Licht vorhanden
sein, der nicht dargestellt ist, um sichtbares Laserlicht als Führungslicht zu
erzeugen, das ebenfalls in den Hohlleiter 31 transferiert
wird. Die Farbe des hierbei verwendeten sichtbaren Lichts wird aus
solchen Farben ausgewählt, die
dazu geeignet sind, den Behandlungsbereich anzuzeigen, wie rot oder
grün.
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Der
Bedienabschnitt 14 verfügt über Bedienungstasten,
ein Berührtablett
usw., und mit ihm können
die Ausgangsenergie, die Pulswiederholungsrate und die Pulslänge des
ersten Laserstrahls 21a und des zweiten Laserstrahls 22a jeweils
eingestellt werden, und es können
auch die Art und die Menge ausgegebenen Gases sowie das Versprühen von
Flüssigkeit
von einer Emissionsspitze 49, die später beschrieben wird, eingestellt
werden.
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Der
Bedienabschnitt 14 der vorliegenden Ausführungsform
ist so konzipiert, dass zwischen einem ersten und einem zweiten
Schwingungsmodus, die später
beschrieben werden, umgeschaltet werden kann.
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Einstellungen
durch den Bedienabschnitt 14 werden durch den Schwingungssteuerungsabschnitt 23 realisiert.
Einstellwerte durch den Bedienabschnitt 14 können in
einem Einstellwert-Speicherabschnitt 18 als
Emissionsbedingungenspeicher abgespeichert werden, in dem die Ausgangsenergie,
die Pulswiederholungsrate, die Pulslänge, das Vorliegen von Gas
oder Flüssigkeit
und die zugehörige
Menge sowie der Schwingungsmodus jedes Lasers kombiniert sind. Aufgrund
dieser Konstruktion kann die Kombination von Laseremissionsbedingungen
entsprechend jedem Fall, Patienten und Bediener abgespeichert werden,
und wenn in der Vergangenheit eingestellte Bedingungen wieder verwendet
werden sollen, kann der Betrieb dadurch gestartet werden, dass lediglich
die Kombination der Emissionsbedingungen aus dem Einstellwert-Speicherabschnitt 18 ausgelesen
wird und dann verwendet wird.
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Der
Anzeigeabschnitt 15 verfügt über ein LCD, und er ist so
aufgebaut, dass er durch den Bedienabschnitt 14 eingestellte
Emissionsbedingungen, den Emissionszustand, wie ablaufende oder
gestoppte Emission sowie die Kombination der im Einstellwert-Speicherabschnitt 18 abgespeicherten Emissionsbedingungen
anzeigt.
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Die
Fußsteuerung 16 kann
den Ein/Aus-Betrieb für
die Emission durch eine Pedalbedienung bei den durch den Bedienabschnitt 14 eingestellten Emissionsbedingungen
kontrollieren.
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Die
Ein/Aus-Steuerung muss nicht notwendigerweise durch die Fußsteuerung 16 erfolgen,
sondern sie kann auch durch einen Ein/Aus-Schalter am Handstück 40 erfolgen,
wobei die Bedienung gekoppelt werden kann, damit ein Laserstrahl
nur dann emittiert wird, wenn beide Ein-Bedienungen ausgeführt werden,
um so eine Fehlbedienung zu verhindern.
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Ein
Spannungsquellenabschnitt 17 bildet eine Spannungsversorgungseinheit
mit einer Wechselspannung von 100V, um die ver schiedenen Abschnitte
des Laserbehandlungsgeräts 10 zu
versorgen.
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Wie
es in der 3 dargestellt ist, verfügt die flexible
Leitung 30 über
einen Hohlleiter 31, eine Flüssigkeitstransportleitung 35,
durch die Flüssigkeit von
der Flüssigkeitsversorgungseinheit 13 zugeführt wird,
und eine Außenleitung 39,
die den Hohlleiter 31 und die Flüssigkeitstransportleitung 35 enthält, wobei alle
aus einem flexiblen Material bestehen.
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Laserstrahlen
vom Laserabschnitt 20 werden über den Hohlleiter 31 übertragen,
wobei auch das genannte Führungslicht
zusätzlich
zum Behandlungslaserlicht übertragen
werden kann, wenn eine zusätzliche
Lichtquelle für
sichtbares Führungslicht vorhanden
ist.
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Zwischen
der Außenleitung 39 einerseits
sowie dem Hohlleiter 31 und der Flüssigkeitstransportleitung 35 andererseits
ist ein äußerer Hohlabschnitt 37 ausgebildet.
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Die
in der 3 dargestellte flexible Leitung 30 ist
diejenige gemäß der beschriebenen
Ausführungsform
der Erfindung. Jedoch kann beispielsweise die Flüssigkeitstransportleitung 35 auch
um den Hohlleiter 31 herum, unter Einhaltung eines Zwischenraums
vorhanden sein, so dass Flüssigkeit
von der Flüssigkeitsversorgungsquelle 13 durch
diesen Zwischenraum zwischen dem Hohlleiter 31 und der Flüssigkeitstransportleitung 35 geliefert
wird.
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Der
Hohlleiter 31 ist so aufgebaut, dass ein dünner Metallfilm 33 aus
Gold, Silber, Kupfer, Molybdän,
Nickel oder dergleichen auf der gesamten Innenfläche einer nichtmetallischen
Leitung 32 aus Glas, Fluorharz, Siliconharz und dergleichen
ausgebildet ist, wobei auf der gesamten Innenfläche des metallischen Dünnfilms 33 ferner
ein dielektrischer Dünnfilm 34 aus
Polyimidharz, einem zyklischen Polyolefin oder dergleichen ausgebildet
ist.
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Wenn
Laserlicht zur Behandlung und sichtbares Licht als Führungslicht
gemeinsam zugeführt werden,
verfügt
der Hohlleiter 31 über
einen Hohlabschnitt 36, durch den das Laserbehandlungslicht
und das Führungslicht
sowie Flüssigkeit
zugeführt
werden.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform
ist der metallische Dünnfilm 33 auf
der Nichtmetallleitung 32 vorhanden, jedoch kann die Außenleitung
als Metallleitung ausgebildet sein, in deren Innerem ein dielektrischer
Dünnfilm 34 ausgebildet
ist.
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Die
Filmdicke des dielektrischen Dünnfilms 34 wird
vorzugsweise abhängig
von der Wellenlänge des
im Hohlleiter 31 geleiteten Laserstrahls gewählt. Wenn
als erster Laserstrahl der Er:YAG-Laserstrahl 21a gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
verwendet wird, können
durch Einstellen der Filmdicke auf ungefähr 0,25 μm die Übertragungsverluste des Strahls
minimiert werden.
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Die
Filmdicke kann ferner abhängig
von der Wellenlänge
des zweiten Laserstrahls geeignet eingestellt werden. Beispielsweise
wird der Mittelwert der Filmdicken, wie sie für den ersten und den zweiten
Laserstrahl erforderlich sind, erhalten, und die Filmdicke wird
auf diesen Wert eingestellt. Andernfalls wird die Filmdicke auf
den geeignetsten Wert für den
ersten Laserstrahl eingestellt, wie oben angegeben, und die Schwingungssteuerung
für die
Kombination des ersten und des zweiten Laserstrahls, was später genauer
erläutert
wird, erfolgt unter Berücksichtigung
der Übertragungverluste
jedes Laserstrahls.
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Bei
der so aufgebauten flexiblen Leitung 30 wird jeder von
der Lasereinheit 20 abgestrahlte Laserstrahl 21a, 22a in
den Hohlabschnitt 36 transferiert, und er wird wiederholt
an der Grenze zwischen diesem und dem dielektrischen Dünnfilm 34 sowie zwischen
diesem und dem metallischen Dünnfilm 33 reflektiert.
Das Gas von der Gasversorgungseinheit 12 wird durch den
Hohlabschnitt 36 und den äußeren Hohlabschnitt 37 zugeführt, und
die Flüssigkeit
von der Flüssigkeitsversorgungseinheit 13 wird über einen
Flüssigkeitstransportpfad 38 zugeführt.
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Andererseits
kann das Gas von der Gasversorgungseinheit 12 alleine durch
den Hohlabschnitt 36, also nicht auch den äußeren Hohlabschnitt 37, zugeführt werden,
oder es kann alleine durch den äußeren Hohlabschnitt 37,
nicht auch den Hohlabschnitt 36, zugeführt werden.
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So
wird Gas in den Hohlabschnitt 36 und/oder den äußeren Hohlabschnitt 37 in
der flexiblen Leitung 30 geliefert, um dadurch das Eindringen von
Staub und Wasser in den jeweiligen Hohlabschnitt zu verhindern und
den Hohlleiter 31 zu kühlen.
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Das
Handstück 40 gemäß der vorliegenden Ausführungsform
dient zu Zahnbehandlungen, und es verfügt über einen Handstückkörper 41 und
ein Emissionsstück 49,
wie es in der 4 dargestellt ist.
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Der
Handstückkörper 41 verfügt in seinem hinteren
Teil über
eine hintere Abdeckung 41a, die an der Rückseite
mit einem Buchsenverbinder (nicht dargestellt) versehen ist, der
lösbar
mit einem Steckerverbinder (nicht dargestellt) verbindbar ist, der am
Vorderende der flexiblen Leitung 30 vorhanden ist, einen
Hauptkörper 41b,
der lösbar
mit der hinteren Abdeckung 41a verbunden ist und über eine
Konvexlinse 41d zum Fokussieren jedes im Hohlleiter 31 transferierten
Laserstrahls 21a, 22a verfügt, und eine Kappe 41c,
die lösbar
mit dem Hauptkörper 41b verbunden
ist und das Emissionsstück 49 lösbar hält.
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Der
Handstückkörper 41 enthält einen
Hohlleiter 31a, der ähnlich
wie der Hohlleiter 31 in der flexiblen Leitung 30 aufgebaut
ist und mit diesem über den
oben genannten Verbinder verbunden ist, eine Flüssigkeitstransportleitung 35a im
Handstück,
die ähnlich
wie die Flüssigkeitstransportleitung 35 in
der flexiblen Leitung 30 aufgebaut ist und mit dieser über den
oben genannten Verbin der verbunden ist, und einen Hohlabschnitt 37a im
Handstück
zum Zuführen von
Gas, das vom äußeren Hohlabschnitt 37 der
flexiblen Leitung 30 geliefert wird.
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Das
Emissionsstück 39 ist
eine Doppelkonstruktion aus einem Hohlleiter 49a mit ähnlichem
Aufbau wie dem des Hohlleiters 31 in der flexiblen Leitung 30,
um jeden durch die Konvexlinse 41d fokussierten Laserstrahl 21a, 22a zu
transferieren, und mit einem Gas/Flüssigkeit-Transportpfad 49b zum
Liefern des Gases und der Flüssigkeit
vom Handstückkörper 41 zum
Außenumfang
des Hohlleiters 49a in diesem Emissionsstück. Das
Emissionsstück 49 verfügt auch über eine
Schutzleitung 49c, die den Wellenleiter 49a und
den Pfad 49b abdeckt, und das Hinterende des Emissionsstücks ist
lösbar
an der Kappe 41c gehalten.
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Der
Durchmesser und die Form des Emissionsstücks 49 werden abhängig vom
Behandlungsbereich und vom Behandlungszweck, wie auch die Wellenlänge und
der Schwingungsmode des Lasers, gewählt, und es kann beispielsweise
ein Austausch zwischen einem in der 1 dargestellten
geraden Typ und einem in den 2 und 4 dargestellten
gekrümmten
Typ erfolgen.
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Beim
auf diese Weise aufgebauten Handstück 40 wird jeder durch
den Hohlleiter 31 in der flexiblen Leitung 30 transferierte
Laserstrahl 21a, 22a im Hohlleiter 31a im
Handstück
transferiert, durch die Konvexlinse 41d fokussiert, so
gelenkt, dass er in das Rückende 49d des
Emissionsstücks 49 einfällt, und
er wird vom Vorderende 49e durch den Hohlleiter 49a im
Emissionschip zum erkrankten Teil abgestrahlt.
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Die
durch die Flüssigkeitstransportleitung 35 in
der flexiblen Leitung 30 transportierte Flüssigkeit wird
in die Flüssigkeitstransportleitung 35a im
Handstück
geliefert, und sie wird ferner durch den Gas/Flüssigkeit-Transportpfad 49b im
Emissionschip über
eine Wasserfließöffnung 49f im
Verbindungsabschnitt der Kap pe 41c und des Emissionsstücks 49 weiter
geliefert und vom Vorderende 49g des Pfads 49b abgestrahlt,
wie es durch gestrichelte Pfeile dargestellt ist. Andernfalls erfolgt
ein Aussprühen
als Nebel in Vermischung mit Gas, wie dies später angegeben wird. Die im
genannten Pfad 49b im Emissionsstück 49 zugeführte Flüssigkeit
kühlt diesen
und/oder den erkrankten Teil, auf den ein Laserstrahl gestrahlt wird.
Ferner wird, wenn der erste Laserstrahl 21a ein Er:YAG-Laserstrahl
mit hoher Absorption in Wasser ist, derselbe in einer ausgesprühten Flüssigkeit
effizienter absorbiert, wodurch eine übermäßige Energieabsorption in einem
anderen als dem erkrankten Teil verhindert werden kann.
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Das
Gas, das durch den Hohlleiter 31 und den äußeren Hohlabschnitt 37 in
der flexiblen Leitung 30 zugeführt wird, wird im Hohlleiter 31a und
im Hohlabschnitt 37a im Handstück transportiert, wie es durch
Pfeile mit durchgezogener Linie dargestellt ist, und ferner wird
es durch das Hinterende 49d des Emissionsstücks und
den Hohlleiter 49a in diesem zugeführt, um vom Vorderende 49e des
Emissionsstücks
abgesprüht
zu werden. Außerdem
wird es über
eine Luftflussöffnung 49h,
die nahe dem Hinterende des Emissionsstücks 49 vorhanden ist,
in den Gas/Flüssigkeit-Transportpfad 49b im
Emissionsstück
transportiert und mit Flüssigkeit
vermischt, um als Nebel vom Vorderende 49g des genannten Pfads 49b im
Emissionsstück
abgestrahlt zu werden, wie es durch gestrichelte Pfeile dargestellt
ist. Andernfalls ist der Aufbau dergestalt, dass Gas vom Hinterende 49d des
Emissionsstücks
in den Hohlleiter 49a in diesem geliefert werden kann und
vom Vorderende 49e desselben abgesprüht werden kann, oder das Gas
kann mit Flüssigkeit
gemischt werden und als Nebel vom Vorderende 49g des genannten Pfads 49b im
Emissionsstück
versprüht
werden.
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Das
im so aufgebauten Handstückkörper 41 transportierte
Gas wird in die Hohlabschnitte zwischen dem Vorderende des Hohlleiters 31a im
Handstück
und der Konvexlinse 41d sowie zwischen dieser und dem Hinterende 49d des
Emissionsstücks 49 geliefert,
um da durch die Konvexlinse 41d und das Vorderende 49d des
Emissionsstücks
zu kühlen
und daran anhaftenden Staub zu entfernen.
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Die
beschriebene Ausführungsform
ist so konzipiert, dass Gas sowohl durch den äußeren Hohlabschnitt 37a im
Handstück
als auch den Hohlleiter 41a in diesem zum Emissionsstück 49 geliefert wird.
Jedoch kann der Aufbau dergestalt sein, dass Gas nur im Hohlabschnitt 36,
nicht auch im äußeren Hohlabschnitt 37 transportiert
wird, oder auf solche Weise, dass Gas nur im äußeren Hohlabschnitt 37, nicht
auch im Hohlabschnitt 36, transportiert wird, oder das
ferner Gas durch einen derselben transportiert wird.
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Bei
dieser Ausführungsform
verfügt
der Handstückkörper 41 über mehrere
Elemente, nämlich
die hintere Abdeckung 41a, den Hauptkörper 41b und die Kappe 41c,
um die Konvexlinse 41d effizient austauschen zu können und
jedes Element reinigen und sterilisieren zu können. Jedoch ist die Erfindung nicht
auf eine derartige Konstruktion eingeschränkt, sondern es kann auch ein
einstückiger
Aufbau vorliegen.
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Ferner
kann der oben genannte Bedienabschnitt 14 am Handstückkörper 41 vorhanden
sein. In diesem Fall kann ein Bediener auf gewünschte Bedingungen umschalten,
während
er seine Haltung zur Behandlung beibehält, wodurch die Bedienbarkeit
verbessert ist.
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Noch
ferner ist bei dieser Ausführungsform ein
Er:YAG-Laserstrahl 21a mit
einer Wellenlänge von
2,94 μm
als erster Laserstrahl 21a verwendet, jedoch könnte als
erster Laserstrahl auch ein Er:YSGG-Laserstrahl mit einer Wellenlänge von
2,79 bis 2,83 μm
verwendet werden. Durch die genannten Wellenlängen ist ein weiter Betriebsbereich
möglich, so
dass beispielsweise Einschnitte und Verdampfen von weichem oder
hartem lebenden Gewebe möglich sind.
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Beide
Laserstrahlen werden in Wasser gut absorbiert, so dass Einschnitte
und Verdampfungsvorgänge
durch die Wirkung von Wassermolekülen, nicht durch Wärmeeinwirkung,
erfolgen können,
wodurch der thermische Effekt auf lebendes Gewebe minimal wird.
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Als
zweiter Laserstrahl 22a ist ferner ein Diodenlaserstrahl 22a mit
einer Wellenlänge
von 780 bis 910 nm verwendet, wodurch Hämostase und Koagulation lebenden
Gewebes effizient ausgeführt
werden können
und der zweite Laserabschnitt 22 kompakt und leicht ausgebildet
und billig hergestellt werden kann.
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Für den zweiten
Laserstrahl 22a besteht keine Einschränkung auf einen Diodenlaserstrahl,
wie bei der beschriebenen Ausführungsform,
jedoch ist es bevorzugt, dass die Wellenlänge im Infrarotbereich, verschieden
von der Wellenlänge
des ersten Laserstrahls liegt, bevorzugter in einem Wellenlängenbereich,
bei dem Hämostase
und Koagulation bei lebendem Gewebe möglich sind.
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Wenn
der zweite Laserstrahl beispielsweise ein CO2-Laserstrahl
mit einer Wellenlänge
von 10,6 μm
ist, wobei ebenfalls die Fähigkeiten
für Hämostase
und Koagulation bei lebendem Gewebe bestehen, erfolgt die Absorption
in der Oberflächenschicht
des bestrahlten Behandlungsbereichs, da die Absorption in Wasser
sehr stark ist, wodurch Einwirkungen auf tiefes Gewebe und Schädigungen
am Gewebe in der Umgebung verringert werden können, während Hämostase und Koagulation in
der Oberflächenschicht effizient
folgen können.
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Ferner
ist, wenn der zweite Laserstrahl ein Nd:YAG-Laserstrahl mit einer
Wellenlänge
von 1,06 μm
ist, die Absorption in Hämoglobin
und Melanin hervorragend, und er kann sehr gut in Gewebe eindringen,
wodurch Hämostase
und Koagulation in tiefem Gewebe effizient ausgeführt werden
können.
Es handelt sich um einen Festkörperlaser,
wie dies auch der erste Laser ist, und es können eine Lampe zur Anregung
und ein Spiegel um diese herum ge meinsam für den ersten und den zweiten
Laser verwendet werden, wodurch die Konstruktion vereinfacht ist.
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Wenn
der zweite Laserstrahl ein Ho:YAG-Laserstrahl mit einer Wellenlänge von
2,1 μm ist,
können
eine Lampe zur Anregung und ein Spiegel um diese herum wiederum
gemeinsam verwendet werden.
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Als
Nächstes
wird eine Ausführungsform
der Steuerung erläutert,
bei der der Schwingungssteuerungsabschnitt 23 des so aufgebauten
Laserbehandlungsgeräts 10 den
ersten und den zweiten Laserstrahl kombiniert, was unter Bezugnahme
auf die 5a bis 5e beschrieben
wird.
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Die 5 zeigt schematisch, für ein einfaches Verständnis der
Erfindung, jeden Laserpuls als Rechteck, jedoch zeigt der tatsächliche
Laserpuls ein eher sägezahnförmiges Emissionsmuster,
da er steil, jedoch mit einem kleineren Winkel als einem rechten Winkel,
ansteigt und mit einem kleineren Winkel als dem Anstiegswinkel abfällt.
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Bei
der aktuellen Ausführungsform
beträgt die
Pulslänge
T1 des ersten Laserstrahls 21a 200 μs und das Pulsintervall T2 beträgt 100 ms,
d.h., die Pulswiederholungsrate beträgt ungefähr 10 pps, was für alle 5a bis 5e gilt.
Der zweite Laserstrahl 22a wird bei den Beispielen gemäß den 5a bis 5d auf
gepulste Weise so ausgegeben, dass die Pulslänge T3 500 μs beträgt, das Pulsintervall T4 700 μs beträgt und als
Zwischenpulsperiode eine Pulspausenperiode T5 vorhanden ist. Die 5e zeigt kontinuierliche
Schwingung.
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Die
drei Pulse des zweiten Laserstrahls 22a bei der beschriebenen
Ausführungsform
bis zur Pulspausenperiode T5 werden der Zweckdienlichkeit der folgenden
Erläuterung
halber als erster, zweiter oder dritter Puls bezeichnet.
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Gemäß Ausführungsformen
wird ein Er:YAG-Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 2,94 μm oder ein
Er:YSGG-Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 2,79 bis 2,83 μm als erster
Laserstrahl 21a verwendet, und als zweiter Laserstrahl 22a wird
ein Diodenlaser mit einer Wellenlänge von 780 bis 910 nm, ein
CO2-Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 10,6 μm, ein Nd:YAG-Laserstrahl
mit einer Wellenlänge
von 1,06 μm
und/oder ein Ho:YAG-Laserstrahl mit einer Wellenlänge von
2,1 μm verwendet.
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Die 5a zeigt
ein Beispiel, bei dem der zweite Laserstrahl 22a so gesteuert
wird, dass er nach Beginn der Ausgabe jedes Pulses des ersten Laserstrahls 21a gepulst
ausgegeben wird. Insbesondere zeigt das Beispiel das Steuerungsmuster
für die
Kombination der Pulse jedes Laserstrahls auf solche Weise, dass
drei Pulse des zweiten Laserstrahls 22a zwischen dem Start
und dem Ende der Pulsausgabe des ersten Laserstrahls 21a ausgegeben
werden, wobei mit der Ausgabe des ersten Laserstrahls 21a während der
Pulspausenperiode T5 des zweiten Laserstrahls 22a begonnen
wird (nachfolgend als Muster 1 bezeichnet).
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Dieses
Beispiel wird vorzugsweise bei Vorgängen angewandt, bei denen der
erste Laserstrahl 21a insbesondere auf hartes lebendes
Gewebe gestrahlt wird. Dieses blutet kaum, und der zweite Laserstrahl 22a wird
so betrieben, dass er zwischen jeweiligen Pulsen des ersten Laserstrahls 21a ausgegeben
wird.
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Die 5b zeigt
ein Beispiel, bei dem der zweite Laserstrahl 22a so gesteuert
wird, dass er nach Beginn der Ausgabe jedes Pulses des ersten Laserstrahls 21a gepulst
ausgegeben wird, ähnlich wie
beim Muster 1. Jedoch beginnt bei diesem Beispiel die Ausgabe
des ersten Pulses des zweiten Laserstrahls 22a vor dem
Beenden der Ausgabe jedes Pulses des ersten Laserstrahls 21a (als
Muster 2 bezeichnet). D.h., dass ein Teil des ersten Pulses
des zweiten Laserstrahls 22a mit einem Teil jedes Pulses des
ersten Laserstrahls 21a überlagert ist.
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Dieses
Beispiel wird vorzugsweise bei Behandlungen weichen lebenden Gewebes
durch den ersten Laserstrahl 21a angewandt. Das durch den ersten
Laserstrahl 21a geschnittene und verdampfte weiche Gewebe
wird durch den zweiten Laserstrahl 22a schnell koaguliert,
so dass eine Stabilisierung des Gewebes zu erwarten ist.
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Die 5c zeigt
ein Beispiel, gemäß dem der
zweite Laserstrahl 22a so gesteuert wird, dass er gepulst
ausgegeben wird, bevor die Ausgabe jedes Pulses des ersten Laserstrahls 21a erfolgt,
wobei dieser insbesondere so gesteuert wird, dass er ausgegeben
wird, bevor die Ausgabe des dritten Pulses des zweiten Laserstrahls 22a abgeschlossen
ist (als Muster 3 bezeichnet). D.h., dass ein Teil des
dritten Pulses des zweiten Laserstrahls 22a mit einem Teil jedes
Pulses des ersten Laserstrahls 21a überlagert ist.
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Ähnlich wie
das Muster 2 wird dieses Beispiel vorzugsweise bei Anwendungen
bei weichem lebendem Gewebe durch den ersten Laserstrahl 21a angewandt.
Das weiche Gewebe kann, unmittelbar nach der Koagulation durch den
zweiten Laserstrahl 22a, einer Schnittbildung und Verdampfung
durch den ersten Laserstrahl 21a unterzogen werden, so dass
der Effekt um den verdampften Bereich durch Emission des ersten
Laserstrahls 21a herum verringert werden kann und das Gewebe
stabilisiert werden kann, so dass bevorzugte Ergebnisse nach der Anwendung
zu erwarten sind.
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Die 5d zeigt
ein Beispiel, bei dem der zweite Laserstrahl 22a so gesteuert
wird, dass er gepulst vor und nach dem Start der Ausgabe jedes Pulses
des ersten Laserstrahls 21a ausgegeben wird, wobei die
Ausgabe des ersten Laserstrahls 21a insbesondere zwischen
dem ersten und dem dritten Puls des zweiten Laserstrahls 22a gestartet
wird, wobei der zweite Puls des zweiten Laserstrahls 22a sowie
jeder Puls des ersten Laserstrahls 21a überlagert sind (als Muster 4 bezeichnet).
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Ähnlich wie
die Muster 2 und 3 wird dieses Beispiel vorzugsweise
bei Behandlungen weichen lebenden Gewebes durch den ersten Laserstrahl 21a angewandt.
Das weiche Gewebe kann unmittelbar nach der Koagulation durch den
zweiten Laserstrahl 22a durch den ersten Laserstrahl 21a geschnitten und
verdampft werden, und der Bereich um den verdampften Bereich wird
durch den zweiten Laserstrahl 22a unmittelbar nach dem
Schneiden und Verdampfen koaguliert, so dass die für die Muster 2 und 3 beschriebenen
Effekte zu erwarten sind.
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Die 5e zeigt
ein Beispiel, bei dem der erste Laserstrahl 21a so gesteuert
wird, dass er gepulst ausgegeben wird, während der zweite Laserstrahl 22a so
gesteuert wird, dass er kontinuierlich ausgegeben wird (als Muster 5 bezeichnet).
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Ähnlich wie
die Muster 2 bis 4 wird dieses Beispiel vorzugsweise
für Behandlungen
insbesondere weichen lebenden Gewebes durch den ersten Laserstrahl 21a angewandt.
Es können
immer Hämostase
und Koagulation weichen Gewebes durch den zweiten Laserstrahl 22a ausgeführt werden,
so dass dieses Beispiel am bevorzugtesten bei Behandlungsbereichen
angewandt wird, die vergleichsweise stark bluten.
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Ferner
ist bei einer Ausführungsform
der Erfindung eines der obigen Muster 1 bis 4 als
erster Schwingungsmodus einstellbar, während das Muster 5 als
zweiter Schwingungsmodus einstellbar ist, wobei zwischen diesen
Modi umgeschaltet werden kann. Der Umschaltvorgang wird durch den
Bedienabschnitt 14 erleichtert, während die Anzeige auf dem Anzeigeabschnitt 15 betrachtet
wird.
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Es
ist jedoch auch eine Ausführungsform möglich, bei
der zwischen allen Mustern 1 bis 5 durch den Bedienabschnitt 14 umgeschaltet
werden kann.
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Bei
jedem Beispiel der Muster 1 bis 4 wird der zweite
Laserstrahl 22a so kontrolliert, dass er vor und nach dem
Start der Ausgabe des ersten Laserstrahls 21a ausgegeben
wird, wobei ein relativ langes Pulsintervall vorliegen kann, um
die Effizienz betreffend die Ausgangsenergie zu verbessern, wodurch insgesamt
die Schwingungseffizienz verbessert ist und die Arbeitszeit verkürzt werden
kann und der Arbeitsaufwand verringert werden kann.
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Bei
jedem Beispiel gemäß den obigen
Mustern 1 bis 5 kann ein Bediener, wenn der Betrieb durch
den Bedienabschnitt 14 eingestellt werden kann, Vorgänge abhängig vom
Behandlungsbereich und vom Behandlungszweck ausführen, während die Eigenschaften jedes
Laserstrahls durch entsprechende Einstellung genutzt werden, und
der Bediener kann sich voll dem Behandlungsvorgang widmen, da es
nicht erforderlich ist, Werkzeuge und Geräte auszutauschen.
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Ferner
können
die Emissionsbedingungen einschließlich der Abgabemuster der
Laserstrahlen unter Verwendung des Einstellwert-Speicherabschnitts 18 abgespeichert
werden und dann wieder ausgelesen werden, was den Zeitaufwand und
den Arbeitsumfang für
Vorbereitungshandlungen verringert.
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Die
Pulslänge
und die Pulswiederholungsrate für
jeden Laserstrahl werden vorzugsweise abhängig von der Wellenlänge des
Lasers, dem Behandlungsbereich und dem Behandlungszweck ausgewählt. Wenn
beispielsweise der zweite Laserstrahl für Hämostase und Koagulation lebenden
Gewebes ausgewählt
wird, wird die Ausgabeenergie vorzugsweise so eingestellt, dass
Schnitte und Verdampfung lebenden Gewebes durch ihn nicht mehr als
erforderlich ausgeführt
werden.
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Für das Beispiel,
bei dem der erste und der zweite Laserstrahl kombiniert und abgestrahlt
werden, besteht keine Einschränkung
auf die oben genannten Muster 1 bis 5, sondern
es sind auch andere Muster einstellbar.
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Ferner
wurde das Laserbehandlungsgerät 10 der
Ausführungsform
für die
Anwendung bei Zahnbehandlungen beschrieben, jedoch besteht keine
Einschränkung
hierauf, sondern das Gerät
ist auch bei anderen medizinischen Anwendungen einsetzbar.