DE10212366A1 - Lichtdispersions-Sonde - Google Patents

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine chirurgische Sonde, die in Verbindung mit einer Lichtquelle und einer Leitung operiert, mit der das Licht von der Lichtquelle zur Sonde geleitet wird. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine lichtemittierende Sonde, die Licht über eine wesent­ liche Länge der Spitze der Sonde zerstreut.

Hintergrund der Erfindung

Chirurgen haben über viele Jahre Laserenergie als ein bevorzugtes Mittel von Lichtenergie verwendet, um eine Vielfalt von chirurgischen Wirkungen zu erzielen. Unter anderen Wirkungen kann eine solche Energie z. B. Ge­ webe schneiden, verdampfen, abtragen oder gerinnen. Auf der Grundlage verschiedener Parameter ist es möglich, erkranktes Gewebe zu bestrahlen und dessen Gerinnung und Nekrose zu bewirken, ohne benachbartes Ge­ webe, das gesund ist, in einem signifikanten Maß zu verletzen. Bei der Hy­ perthermie ist z. B. bekannt, dass karzinogenes Gewebe, das schwächer ist als gesundes Gewebe, abstirbt, wenn es Temperaturen von ca. 42°C bis 45°C ausgesetzt wird, während gesundes Gewebe im allgemeinen abzusterben beginnt, wenn es auf ca. 60°C erwärmt wird.

Wenn eine Sonde interstitiell verwendet wird, wird sie in das zu behandeln­ de Gewebe eingeführt. In bestimmten interstitiellen Fällen wünscht der Chi­ rurg, ein im wesentlichen kugelförmiges Muster um das Vorderende der Sonde zu bestrahlen, und wünscht, dass die Bestrahlung von dispergierter, gleichmäßiger Intensität ist und somit stufenweise eine kontrollierte Zone von nekrotischer Zerstörung ergibt. Die Emission von Licht am Vorderende der Sonde findet somit sowohl radial oder seitwärts als auch axial oder vorwärts statt. In anderen Fällen, wie z. B. zum Erzielen eines zylindrischen oder ellipsoidförmigen Musters von Gewebezerstörung um die Sonde, ist nur eine radiale oder seitliche Emission erwünscht, während die axiale Emission oder Emission nach vorne unerwünscht ist. Typischerweise wird bevorzugt, dass die radiale Emission über einen vorgegebenen Oberflä­ chenbereich der Sonde mit einer im wesentlichen gleichmäßigen Intensität verteilt ist. Immer mehr solcher Sonden werden perkutan verwendet, wobei erwünscht ist, ein Verfolgungsmittel zu verwenden, um deren Ort zu bestimmen. Ferner ist es wünschenswert, die Sonde unter Verwendung einer solchen Verfolgungsvorrichtung deutlich sichtbar zu machen.

Wenn intraluminal operiert wird, wie z. B. in arteriosklerotischen Gefäßen, kann ein Chirurg Bestrahlungsmuster ähnlich denjenigen bei der interstitialen Verwendung wünschen. In einigen Fällen kann der Chirurg sogar eine Sonde verwenden, die bis zu einem begrenzten Maß Gewebe bestrahlen kann, das hinter der Sonde liegt.

Im allgemeinen wird Laserlicht, das von einer Laserenergiequelle durch ein Faseroptikkabel geleitet wird, nicht ausgesendet, wenn es auf den Rand des lichtleitenden Kerns des Faseroptikmaterials trifft. Der Rand ist eine glatte Grenzfläche zwischen dem Kern der Faser und einem Mantel um den Kern. Die Berechnungsindizes des Mantels und des Kerns sind so ge­ wählt, dass das Licht mittels Totalreflexion innerhalb des Kerns gehalten wird, bis es zum distalen Ende der Faseroptik geleitet wird. Außerdem weist das Licht, das vom distalen Ende des Faseroptikkabels ausgesendet wird, typischerweise eine gaußsche Intensitätsverteilung auf: ein Großteil des ausgesendeten Lichts ist parallel, oder nahezu parallel in Richtung der Längsachse des Faseroptikkabels gerichtet.

Chirurgische Sonden, die die zerstreute radiale und axiale Emission kon­ trollieren, finden Anwendung in der Photodynamik-Therapie, insbesondere bei geringen Leistungen in der Größenordnung von Milliwatt. Sonden ähn­ lich denjenigen, die in der Photodynamik-Therapie (PDT) verwendet wer­ den, jedoch viel dauerhafter sind als diese, finden in der Hyperthermie An­ wendung, in der Leistungen in der Größenordnung von Watt üblich sind, wobei eine Leistung von 30 Watt nicht unüblich ist. Ferner ist es möglich, die Wirkung der Photodynamik-Therapie durch eine gleichzeitige Verwen­ dung der Hyperthermie zu steigern. Eine für eine hyperthermische Behand­ lung geeignete Sonde muss jedoch fähig sein, den Temperaturen standzu­ halten, die für die Therapie erzeugt werden.

Um eine brauchbare Ausgangsleistung für diese und andere Zwecke zu erzeugen, ist es erforderlich, die Richtung des Laserlichts von einer axialen zu einer radialen Richtung zu ändern und sicherzustellen, dass die Intensi­ tät des ausgesendeten Strahls sanft und gleichmäßig ist, bei Abwesenheit von "heißen Punkten".

Das US-Patent Nr. 4.492.353 von Daikuzono offenbart eine Lasersonde, die in direktem interstitiellen Kontakt mit dem Gewebe verwendet werden kann. Die Laserenergie wird in die Sonde eingekoppelt, welche keinen Mantel aufweist. Der Übergang oder Spalt zwischen der Sonde und dem Faseroptikkabel wird mit einem Kühlmittel beaufschlagt. Solche Sonden wurden für die interstitielle Gerinnung und Nekrose von Tumoren verwen­ det. Solche Prozeduren beruhen auf den Prinzipien der Hyperthermie für die Tumorzerstörung. Diese Sonde sendet jedoch Licht vom Ende der Sonde aus, unter Verwendung einer Linse, um das Licht in einem Kegel mit einem Gesamtwinkel von nicht mehr als 45 E zu zerstreuen.

Das US-Patent Nr. 5.380.318, ebenfalls von Daikuzono, offenbart eine Kontaktsonde, die das ausgesendete Licht in andere Richtungen als nach vorne längs der Längsachse der Faseroptik emittiert. In einer Ausführungs­ form ist die Sonde konisch und die Außenoberfläche der Sonde ist aufge­ raut oder mit unregelmäßig geformten transparenten Partikeln beschichtet, die das Licht streuen. In einer weiteren Ausführungsform ist die Sonde ein hohles Rohr oder eine Kappe, wobei die innere Oberfläche der Kappe auf­ geraut oder milchglasartig ist. Obwohl diese Sonden effektiver sind als die Sonden im Patent '353 von Daikuzono bei der Umlenkung der Laserenergie von einer axialen Richtung in eine radiale Richtung, senden sie immer noch einen wesentlichen Anteil der Laserenergie von der Spitze der Sonde axial nach vorne. Diese Vorrichtungen weisen ferner eine signifikante Spitze im Bestrahlungsintensitätspegel an der Spitze der Sonde auf.

Das US-Patent Nr. 5.520.681 von Fuller u. a. offenbart eine Sonde, die Licht mittels Porosität oder anderen Einschlüssen innerhalb der Sonde dispergiert. Obwohl diese Sonden die Laserenergie dispergieren, erzeugen sie auch Wärme, die für die therapeutische Verwendung nutzbar gemacht werden kann. Absorbierende Einschlüsse können verwendet werden, um die Erwärmung zu steigern.

Das US-Patent Nr. 5.054.867 von Wagnieres u. a. offenbart eine Vorrich­ tung zum Bestrahlen der Bronchien eines Patienten zur Verwendung bei der Photodynamik-Therapie. Eine Faseroptik ist von einem ersten Rohr aus Polytetrafluorethylen (PTFE) umgeben; ein Messingzylinder hält die Faser­ optik und das Rohr in einer festen axialen Position. Silikon, das mit Titandi­ oxid durchgesetzt ist, füllt das Rohr, bis auf einen kleinen Luftspalt nahe dem Messingzylinder. Am distalen Ende des ersten Rohres ist ein Alumini­ umzylinder angesetzt, dessen proximale Fläche als Spiegel für das auftref­ fende Licht wirkt. Der Aluminiumzylinder wird mittels eines zweiten Rohres aus PTFE in Stellung gehalten, welches das erste Rohr umgibt, wobei ein kleiner ringförmiger Luftspalt zwischen diesem und dem ersten Rohr beste­ hen bleibt, und sich über das Ende des ersten Rohres hinaus erstreckt. Ein PTFE-Stopfen ist am distalen Ende des zweiten Rohres eingesetzt und trägt somit dazu bei, den Aluminiumzylinder in Stellung zu halten. Das Ti­ tandioxid ist an den Enden des silikongefüllten Rohres, nahe dem distalen Ende der Faseroptik und nahe der Spiegelfläche des Aluminiumzylinders, stärker eingestreut, was bewirkt, dass der Zentralbereich des Innenrohres weniger Laserstrahlung emittiert als dessen distale und proximale Berei­ che. Eine wannenförmige reflektierende Beschichtung kann an der Innen­ seite des Außenrohres vorgesehen sein, um die Bestrahlung nur über ei­ nen Teil des Umfangs der Sonde zu erzeugen. Diese Sonde mit einem Metallreflektor ist beschränkt hinsichtlich der Leistungen, die angewendet werden können, wobei bei hohen Leistungen die Aluminiumspiegelfläche die Laserenergie absorbiert und zu einer zerstörenden Überhitzung führen kann.

Das US-Patent Nr. 5.908.415 von Sinofsky offenbart ein transparentes Kunststoffrohr, dass das distale Ende eines Faseroptikkabels umgibt und sich über dieses hinaus erstreckt. Ein Silikon-Grundstoff mit gleichmäßig darin verteilten Lichtdispersionspartikeln füllt das Rohr. Am distalen Ende des Rohres befindet sich eine reflektierende Oberfläche, wobei ein Stopfen das Rohr verschließt. Das vom Faseroptikkabel zum distalen Ende des Rohres laufende Licht wird ergänzt durch das Licht, das von der reflektie­ renden Oberfläche zurückgeworfen wird, um eine vergleichsweise gleich­ mäßige Lichtintensität entlang des Rohres zu erzeugen. Der Abstand zwi­ schen dem distalen Ende der Faseroptik und der reflektierenden Oberflä­ che sowie die Konzentration der Dispersionspartikel sind so gewählt, dass ein Intensitätsverteilungsmuster erzeugt wird, das sich über die Länge des Rohres nicht mehr als plus oder minus 20% ändert. Innerhalb des Grund­ stoffes sollten sich keine Luftblasen befinden. Während diese Faseroptik­ vorrichtung einerseits eine relativ gleichmäßige radiale Emission erzeugt, und während sie relativ leicht herzustellen ist, insofern, als sie eine gleich­ mäßige Konzentration von Dispersionspartikeln aufweist, hängt anderer­ seits die Sonde zu sehr von der Rückreflexion vom distalen Ende der Vor­ richtung ab, um eine Gleichmäßigkeit zu erreichen. Die Belastung, der der Metallreflektor unterliegt, kann zu einer Überhitzung führen.

Das US-Patent Nr. 5.431.647 von Purcell u. a. beschreibt ein Faseroptik­ kabel, dessen Kern über eine distale Strecke von seiner Ummantelung be­ freit ist. Über diese freigelegte Strecke ist bequem eine transparente Hülse aufgesetzt, in der lichtdispergierende Partikel eingebettet wurden. Die Hül­ se wirkt als eine Erweiterung des Kerns, so dass das Licht in die Hülse eintritt und seitlich nach außen dispergiert wird. Am distalen Ende der Fa­ seroptik liegt ein metallischer Spiegel an, um das Licht zurückzuwerfen, das nicht dispergiert und durch die Hülse emittiert worden ist. Der Spiegel wird mittels einer transparenten zylindrischen Kappe in Stellung gehalten, die ebenfalls die Hülse umgibt und an einer äußeren Umhüllung des Fa­ seroptikkabels befestigt ist. Ein Luftspalt zwischen der Kappe und der Hül­ se wird aufrechterhalten und wirkt ähnlich wie eine äußere Umhüllung für die Faser und die Hülse. Es wird berichtet, dass leicht Intensitätsverteilun­ gen erreicht werden können, die nicht mehr als plus oder minus 30% schwanken. Bei dieser Sonde wird jedoch wenig unternommen, um die Laserenergie ungeordnet zu machen, bevor sie den distalen metallischen Spiegel erreicht, wobei aus diesem Grund dann, wenn hohe Leistungen verwendet werden, der Spiegel überhitzt.

Das US-Patent Nr. 5.269.777 von Doiron u. a. beschreibt eine Faseroptik, von der am distalen Ende der Mantel entfernt worden ist. An der Faseroptik liegt ein erster Silikonabschnitt an und erstreckt sich vor dieser. Eine Sili­ konhülse umgibt den ersten Silikonabschnitt, wobei in dieser Lichtstreu­ ungspartikel eingebettet sind. Die Konzentration der Partikel kann verän­ dert werden, um gleichmäßige oder anders spezifizierte Ausgangsmuster zu erreichen. Innerhalb des ersten Silikonabschnitts können Lichtstreu­ ungspartikel entweder in diskreten Blöcken oder in kontinuierlich abgestuf­ ten oder in erklärten Konzentrationen verteilt sein. Eine Ummantelung um­ gibt die Silikonhülse und einen Abschnitt der Hülle, die nicht vom Faserop­ tikkabel entfernt worden ist, um die erforderliche Steifigkeit für die Spitzenanordnung zu schaffen. Es wird angenommen, dass das Ausgangsmuster im wesentlichen unabhängig ist von der Divergenz des Laserstrahls, der in die Faseroptik eingekoppelt wird. Diese Sonde weist in ihrer Konfiguration wenig auf, um die Emission der Laserenergie nach vorne zu verhindern. In der Praxis ist sie auf geringe Leistungen oder auf Anwendungen, in denen eine Emission nach vorne unwesentlich oder erwünscht ist, beschränkt, oder die Emission nach vorne wird reduziert durch eine Konzentration von Dispergiermitteln, was ein ungleichmäßiges radiales Emissionsmuster hervorruft.

Das US-Patent Nr. 4.660.925 von McCaughan beschreibt ein Faseroptik­ kabel, das am Vorderende von seiner Umhüllung und Ummantelung befreit ist. Das distale Ende der Faseroptik wird vorsichtig gespalten und poliert. Schichten aus einem Streuungsmedium werden auf den freiliegenden Ab­ schnitt der Faseroptik aufgetragen. Jede Schicht wird manuell untersucht und poliert, um eine sphärisch gleichmäßige Emission von Licht sicherzu­ stellen, wobei die Konzentrationen der Streumittel zum Vorderende loga­ rithmisch zunehmen, wodurch eine gleichmäßige zylindrische Verteilung sichergestellt wird. Ein Rohr wird fest über den beschichteten Abschnitt der Faseroptik aufgesetzt. Es dürfen weder Luft noch Verunreinigungen zwi­ schen das Rohr und den beschichteten Abschnitt eindringen. Bei dieser Sonde wird wenig unternommen, um die durch die Faseroptik laufende Laserenergie ungeordnet zu machen, wobei die Titration des Streumedi­ ums gemäß einem logarithmischen Muster nicht leicht erreicht werden kann. Folglich findet diese Sonde keine Anwendung bei hohen Leistungen.

Das US-Patent Nr. 5.947.959 von Sinofsky offenbart eine Vorrichtung, in der ein transparentes Rohr am distalen Ende eines Faseroptikkabels befes­ tigt ist. Das Rohr umgibt die optische Faser und erstreckt sich über diese hinaus. Das Rohr umfasst eine einzelne Kammer, die mit einem Diffusi­ onsmedium gefüllt ist, welches Lichtstreuungspartikel mit einer gleichmäßi­ gen Konzentration enthält und durch eine einzige Dielektrizitätskonstante gekennzeichnet ist. Ein Metallstopfen, typischerweise aus Gold, ist am distalen Ende des Rohres angesetzt und dient hauptsächlich dazu, eine bildgeführte Anordnung des distalen Endes des Rohres zu erlauben. Licht, das den Metallstopfen erreicht, kann die Erwärmung desselben bewirken, wobei diese Wärme das Rohr oder das umgebende Gewebe schädigen kann. Ein dielektrischer Reflektor, der aus einem Stapel von Schichten mit unterschiedlichen wechselnden Dielektrizitätskonstanten besteht, die auf einem Glassubstrat ausgebildet sind, ist hinter dem Metallstopfen platziert. Die Dielektrizitätskonstante der ersten Schicht ist vorzugsweise größer als die Dielektrizitätskonstante des Diffusionsmediums. Die Grenzflächen zwi­ schen den Schichten reflektieren einen großen Teil des Lichts zurück in das Rohr, während an den Grenzflächen sehr wenig Wärme erzeugt wird. Die Grenzflächen sind beabstandet, um eine konstruktive Überlagerung des zurückgeworfenen Lichts zu erzeugen, unter der Annahme, dass das Licht axial hindurchläuft. Wenn der dielektrische Reflektor mit einem Metall­ reflektor verwendet wird, stellt das Metall sicher, dass die Emission des Lichts nach vorne aus dem distalen Ende des Rohres gleich 0 oder ver­ nachlässigbar klein ist, obwohl ein Teil des Lichts vom Reflektor absorbiert und in Wärme umgesetzt wird. Wenn der dielektrische Reflektor ohne einen Metallreflektor verwendet wird, wird angenommen, dass die Lichtmenge, die nach vorne ausgesendet wird, unbedeutend ist und kein Gewebe ver­ letzt und keine anderen Instrumente beschädigt. Die Laserenergie, die den dielektrischen Reflektor erreicht, ist jedoch wenigstens teilweise gestreut worden, weshalb an den Grenzflächen ein breiter Bereich von Einfallswin­ keln vorhanden ist. Das in großen Winkeln einfallende Licht profitiert nicht von der konstruktiven Überlagerung, so dass der dielektrische Reflektor der breitwinkligen Energie unerwünschter Weise erlaubt, hindurch zu laufen.

Jede der obigen Vorrichtungen, die im Stand der Technik zu finden sind, versucht, einen Teil eines Laserstrahls oder einen ganzen Laserstrahl von einer axialen Richtung und Emission zu einer radialen Richtung und Emis­ sion umzulenken. Keine ist jedoch anwendbar bei der Handhabung von Leistungen, die zu einer Emission nach vorne führen können, welche in unerwünschter Weise Gewebe vor der Vorrichtung verletzt, oder von Leis­ tungen, die in unerwünschter Weise einen Reflektor am distalen Ende überhitzen und somit die Vorrichtung zerstören können.

Es wird eine Vorrichtung benötigt, die den Weg der Laserenergie, wenn sie sich durch den radial emittierenden Abschnitt der Vorrichtung fortpflanzt, effektiv ungeordnet macht und eine im wesentlichen gleichmäßige radiale Emission (oder andere kontrollierte Emissionsmuster) erreicht, die jedoch auch bei hohen Leistungen eine unwesentliche Wärme an der Vorrichtung erzeugt und den Pegel der Emission nach vorne auf ein therapeutisch ge­ ringfügiges Maß begrenzen kann.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung umfasst eine Sonde, die am Vorderende eines Faseroptikka­ bels befestigt ist. Die Sonde umfasst ein Rohr oder eine schützende opti­ sche Kappe, die am distalen Ende der Faseroptik angebracht sind. Der Vorderabschnitt der Faseroptik ist von der Umhüllung befreit.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist das Rohr in Sektionen unterteilt. Optische Abstandhalter oder Stäbe, die wie Schotte wirken, trennen die Sektionen. Jede Sektion ist mit einem Dispersionsmedium gefüllt, vorzugs­ weise einem transparenten Grundstoff, in welchem ein Dispergiermaterial angeordnet ist. Jedes Dispersionsmedium weist ausgeprägte Dispersions­ leistungen auf.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das Rohr in Sektionen unterteilt, die jeweils mit Dispersionsmedien mit ausgeprägten Dispersions­ leistungen gefüllt sind, wobei ein Reflektor am distalen Ende des Rohres vorgesehen ist, um Licht zur vordersten Sektion zurückzuwerfen.

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung enthält das Rohr ein Disper­ sionsmedium und ist an seinem distalen Ende mit einem Reflektor verse­ hen, der Schichten eines Materials umfasst, die jeweils mehrere Bre­ chungsindizes aufweisen.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Sonde, bei dem Luftblasen im Dispersionsmedium verhindert oder eliminiert werden.

Um eine gleichmäßige radiale Emission bezüglich der ersten zwei Aspekte der Erfindung zu erreichen, reicht die Dichte des Dispersionsmaterials oder Dispergiermittels von einer geringen Dichte in der Sektion, die am distalen Ende der Faseroptik anliegt, bis zur höchsten Dichte an der Sektion am distalen Ende des Rohres. Andere Emissionsmuster können erreicht wer­ den, indem unter anderem die Konzentrationen des Dispergiermittels oder die Zusammensetzung der Dispergiermittel und somit deren jeweilige re­ flektive, refraktive und/oder difraktive Fähigkeiten geändert werden, oder indem der Grundstoff und somit die Differenz zwischen seinem Berech­ nungsindex und demjenigen des eingebetteten Dispergiermittels angepasst wird. Das Emissionsfeld kann kontrolliert werden durch Maskieren einer Oberfläche der Sonde mit einer reflektierenden Beschichtung.

Die Schotte, die eine Sektion von der nächsten trennen, sind vorzugsweise aus einem transparenten Medium gebildet, das einen Brechungsindex auf­ weist, der größer ist als der Brechungsindex der in jeder der Sektionen vor­ handenen Grundstoffe, wodurch eine Indexfehlanpassung und dement­ sprechend eine Teilreflexion sichergestellt wird. Je größer die Fehlanpas­ sung, desto größer wird die Fresnel-Reflexion. Die Schotte können einen gemeinsamen Brechungsindex aufweisen, oder können unterschiedliche Zusammensetzungen und somit unterschiedliche Indizes aufweisen, ent­ sprechend dem gewünschten Ergebnis. Wenn ferner eine Oberfläche eines Schotts eine teilreflektierende Beschichtung erhält, kann die Fresnel-Reflexion weiter kontrolliert und gesteigert werden.

Wenn die Laserenergie an den jeweiligen Schotten ankommt, wird ein Teil der Energie in die Sektion zurückgeworfen, durch die sie gerade gelaufen ist, für eine weitere Dispersion, wobei ein bestimmter Teil in das Schott eingekoppelt und von diesem gebrochen wird und in die nächste Sektion durchgelassen wird. Insofern, als der Weg der Laserenergie ungeordnet gemacht worden ist, wird an der Grenzfläche zum Schott ein größerer Teil der Fresnel-Reflexion unterworfen, als wenn sie nicht ungeordnet gemacht worden ist. Der Anteil, der zurückgeworfen wird, durchläuft erneut die Dis­ persionsgasse und wird im wesentlichen von der Sektion emittiert. Die Emission auf dem Rückweg ergänzt die Emission auf dem Vorwärtsweg, was dazu beiträgt, eine gleichmäßigere Ausgangsleistung bereitzustellen.

Das distale Ende der Sonde kann mit einem Stopfen verschlossen sein, um die Inhalte des Rohres vor Verdünnung oder Kontamination zu schützen. Um irgendeine unerwünschte Transmission nach vorne zu verhindern oder abzuschwächen, ist hinter dem Stopfen ein Reflektor enthalten. Im Optimal­ fall wird ein Reflektor gewählt, der die Vorwärtsausbreitung der Laserener­ gie, die auf den Reflektor in breiten Winkeln auftrifft, unterbindet.

Insbesondere in Hypertermieprozeduren kann die Sonde von einem trans­ parenten Mantel umgeben sein, wobei ein flüssiges Kühlmittel zwischen der Sonde und dem Mantel zirkulieren kann, um somit sowohl das Gewebe als auch die Sonde zu kühlen.

Die Fresnel-Reflexion an den Schotten reduziert die Menge an Laserener­ gie, die den distalen Reflektor erreicht, und schwächt somit die Erwärmung am distalen Ende und/oder die Vorwärtsemission. Die Fresnel-Reflexion glättet ferner den Gradienten der radialen Emission, der andernfalls am Übergang der Sektionen mit unterschiedlichen Dispersionsfähigkeiten auf­ treten würde.

In bestimmten Anwendungen jedoch, insbesondere in denjenigen, die ge­ ringe Leistungen erfordern, kann die Verwendung eines distalen Reflektors, der nicht überhitzt und der Licht mit großen Einfallswinkeln effektiv reflek­ tiert, die Notwendigkeit von Schotten und sogar der Variation der Konzent­ ration des Dispergiermittels beseitigen. Wenn die aktive Länge L der Sonde zunimmt, kann eine einzige Konzentration von Dispergiermittel nicht aus­ reichend sein, um eine gleichmäßige radiale Emission zu erhalten. In ei­ nem solchen Fall ist es möglich, die Konzentration des Dispergiermittels zu variieren. Es ist ferner möglich, diskrete Sektionen des Grundstoffes (ohne dazwischenliegende Abstandhalter) vorzusehen, wobei die Grundstoffe unterschiedliche Brechungsindizes aufweisen, wodurch Rückreflexionen hervorgerufen werden und der optische Weg verlängert wird. Im Gegensatz hierzu kann in Niedrigleistungsanwendungen, oder in Anwendungen, in denen die Emission von Licht von der Sonde nach vorne annehmbar ist, die Verwendung von Schotten die Notwendigkeit eines distalen Reflektors beseitigen.

Alle Materialien, die in der Sonde verwendet werden, sollten im allgemei­ nen eine geringe Absorption von Licht aufweisen und somit minimale oder keine unerwünschte Wärme erzeugen. Die Hauptausnahme gegenüber dieser Einschränkung betrifft Niedrigleistungsanwendungen. In solchen Anwendungen kann der Reflektor ein metallischer Reflektor sein.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst eine Lichtemissions-Sonde ein flexibles, lichtdurchlässiges Gehäuse mit einem proximalen Ende, das an einer Faseroptik montiert wird und von dieser Licht aufnimmt, und ein verschlossenes distales Ende; wenigstens einen optischen Abstandhalter, der die Länge des Innenraums des Gehäuses in wenigstens zwei Sektio­ nen unterteilt, so dass die am weitesten entfernte Sektion an der Faseroptik anliegt; und ein lichtdurchlässiges und lichtdispergierendes Medium, das die jeweiligen Sektionen ausfüllt.

Das Gehäuse und das lichtdispergierende Medium sind vorzugsweise lichtdurchlässig insofern, als sie dem Licht erlauben, ohne signifikante Ab­ sorption hindurchzulaufen, und somit ohne Erwärmung, die aus der absor­ bierten Energie resultieren würde. Das lichtdurchlässige Gehäuse kann, muss jedoch nicht, durchsichtig sein insofern, als durch dieses ein klares Bild zu sehen ist. Da das durch das Gehäuse laufende Licht bereits vom Lichtdispersionsmedium dispergiert worden ist, besteht normalerweise kei­ ne Notwendigkeit, eine weitere Dispersion zu vermeiden, wenn das Licht durch das Gehäuse läuft. Das lichtdurchlässige Gehäuse und das licht­ durchlässige und lichtdispergierende Medium müssen nur für Licht mit der Frequenz durchlässig sein, die mit der bestimmten Sonde verwendet wer­ den soll. Wenn somit die Sonde mit Infrarotlicht verwendet werden soll, sind das Gehäuse und das lichtdispergierende Medium nicht unbedingt für sichtbares Licht nicht durchlässig.

Die Sonde kann einen Reflektor am distalen Ende der am weitesten ent­ fernten Sektion umfassen. Der Reflektor kann eine Metallschicht umfassen. Der Reflektor kann einen Spiegel mit dünnen reflektierenden Filmschichten umfassen. Einzelne Dünnschichten können reflektierend sein, wobei die Dünnschichten Schichten aus Silberfilm sein können. Stattdessen können die Schichten z. B. nur in Kombination reflektierend sein aufgrund der Än­ derungen des Brechungsindex an den Grenzflächen zwischen benachbar­ ten Schichten.

Die Sonde kann ferner eine Ummantelung umfassen, die die Sonde umgibt und im Gebrauch so angeordnet ist, dass sie mit einer Kühlmittelflüssigkeit versorgt wird. Die Sonde kann dann ferner einen Katheter umfassen, der die Faseroptik umgibt und Kanäle zum Zuführen und Abführen des flüssi­ gen Kühlmittels definiert.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst eine Lichtemissions- Sonde: ein flexibles, lichtdurchlässiges Gehäuse mit einem proximalen En­ de, das dafür konfiguriert ist, mit einer Quelle von Laserlicht verbunden zu werden, und einem distalen Ende. Innerhalb des Gehäuses befindet sich ein lichtdurchlässiges und lichtdispergierendes Medium, das längs des Ge­ häuses in wenigstens zwei Sektionen mit ausgeprägten Lichtdispersionsei­ genschaften unterteilt ist. Ein reflektierendes Mittel am distalen Ende des Gehäuses dient zum Reflektieren von Licht zurück in das lichtdurchlässige und lichtdispergierende Medium.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung schafft eine lichtemittierende Sonde, die ein flexibles transparentes Gehäuse mit einem proximalen Ende, das dafür konfiguriert ist, mit einer Quelle von Laserlicht verbunden zu werden, und einem distalen Ende umfasst. Ein lichtdurchlässiges und lichtdispergieren­ des Medium befindet sich innerhalb des Gehäuses. Ein Reflektor am dista­ len Ende des Gehäuses ist dafür konfiguriert, das Licht zurück in das licht­ dispergierende Medium zu reflektieren. Der Reflektor umfasst Schichten, die dafür konfiguriert sind, das Licht zurück in das Gehäuse zu reflektieren, und weist mehrere Brechungsindizes an jeder Schicht auf.

Für jeden Aspekt der Erfindung kann ein Kühlmittel über einen Katheter zugeführt werden, um entstehende Wärme abzuleiten. Das Kühlmittel dient einem weiteren Zweck: eine vorzeitige Entwicklung von Wärme innerhalb des Gewebes nahe der Sonde wird verhindert. Wenn das Gewebe bis zum Verkohlungspunkt überhitzt würde, würde die Kohle das weitere erwünsch­ te Eindringen der Laserenergie behindern und die Überhitzung verschlim­ mern und zur möglichen Zerstörung der Sonde führen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Zum Zweck der Erläuterung der Erfindung sind in den Zeichnungen Aus­ führungsformen der Erfindung gezeigt, die derzeit bevorzugt werden; es ist jedoch klar, dass diese Erfindung nicht auf die gezeigten genauen Anord­ nungen und Geräte beschränkt ist.

Fig. 1 zeigt eine axiale Schnittansicht einer Ausführungsform der Sonde, die die Erfindung verkörpert. Der Klarheit halber wurden die Brei­ tenabmessungen im Vergleich zu den Längsabmessungen deut­ lich vergrößert.

Fig. 2 zeigt ähnlich der Fig. 1 eine Ansicht einer zweiten Ausführungs­ form der Sonde, die die Erfindung verkörpert.

Fig. 3 zeigt ähnlich der Fig. 1 eine Ansicht einer dritten Ausführungsform der Sonde, die die Erfindung verkörpert.

Genaue Beschreibung der Zeichnungen

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist eine Ausführungsform einer Sonde gemäß der Erfindung, die allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist, am distalen (vordersten oder spitzen) Ende einer optischen Faser 12 ange­ bracht, die einen von einem Mantel 16 umgebenen Kern 14 umfasst. Die optische Faser ist von einer Faserumhüllung 20 umgeben, die aus einem Kunststoff gefertigt ist, der bekannt ist als TEFCEL® (ein Handelsname von E. I. DuPont de Nemours, Wilmington, Delaware). Die Vorderfläche des Kerns und des Mantels 16 sind flach gespalten. Die Umhüllung kann bün­ dig mit den Vorderflächen des Kerns und des Mantels gespalten sein, oder kann hinter diesen Vorderflächen gespalten und entfernt sein. Wenn sie dahinter entfernt ist (wie in Fig. 1 gezeigt) kann sie mit einem Grundstoff und einem Dispergiermittel von der ersten Sektion 28a gefüllt sein, wie im folgenden beschrieben wird. Ein Rohr 22 umgibt das Vorderende der Fa­ serumhüllung 20 und erstreckt sich vom distalen Ende der optischen Faser 12 nach vorne. Das Rohr 22 überlappt die Faserumhüllung 20 mit einer Länge, die ausreicht, um der Verbindung zwischen dem Rohr und dem Faseroptikkabel Festigkeit zu verleihen, und ist mit der Faserumhüllung mittels Klebstoff verbunden.

Der Raum innerhalb des Rohres 22 vor dem Ende der optischen Faser 12 ist in drei Sektionen 24a, 24b und 24c unterteilt durch zwei optische Ab­ standhalter in Form von Schotten 26a und 26b. Jede Sektion 24a, 24b und 24c ist mit einem lichtdurchlässigen und lichtdispergierenden Medium 28a, 28b bzw. 28c gefüllt. Das Dispersionsmedium umfasst im wesentlichen einen transparenten Grundstoff 30, der in den Zeichnungen durch den frei­ en Bereich in jeder Sektion 24a, 24b und 24c dargestellt ist und welcher seinerseits von einem Dispersionsmaterial oder Dispergiermittel 32 durch­ setzt ist, das durch die innerhalb jeder Sektion verteilten Punkte dargestellt ist. Ein Endstopfen 34 verschließt das Rohr 22 vor der vorderen (entfern­ testen) Sektion 24c. Das Reflexionsmittel 36 befindet sich zwischen dem Endstopfen 34 und der vorderen Sektion 24c. Der Abstand L von der ge­ spaltenen Stirnfläche des Kerns 24 zur proximalen Flächen des Reflexi­ onsmittels 36 ist die aktive Länge der Sonde.

Das Faseroptikkabel, das den Kern 14, den Mantel 16 und die Faserumhül­ lung 20 umfasst und die zusätzliche Breite des Rohres 22 einschließt, ist schlank genug, so dass es einen Arbeitskanal eines Katheters, einer Kanü­ le oder eines Endoskops entlang gleiten kann, der typischerweise einen Außendurchmesser im Bereich von 7 French aufweist. Im bevorzugten Fall ist der Außendurchmesser des Kerns 12 gleich 600 µm oder 0,6 mm, wäh­ rend der Außendurchmesser der Faserummantelung 20 gleich 750 µm oder 0,75 mm ist. Kleinere Kerne (z. B. 400 µm) werden ebenfalls bevorzugt. Ein Faseroptikkabel, das aus Siliciumoxid besteht, ist üblicherweise für die Übertragung der Laserenergie geeignet. Die Laserenergie, die typischer­ weise verwendet wird, reicht über einen Wellenlängenbereich, der Gewebe durchdringt und dieses gerinnt. Die Wellenlänge von 1.064 nm des Nd:YAG-Lasers ist eine solche geeignete Wellenlänge, ebenso wie 940 mm und 980 mm, die von Diodenlasern erzeugt werden, wobei Siliciu­ moxid bei diesen Wellenlängen durchlässig ist. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung von infrarot-nahem Laserlicht beschränkt, son­ dern kann auch im sichtbaren Bereich des Lichtspektrums angewendet werden, solange die Frequenz des gewählten Lichts kompatibel mit den Materialien der Sonde ist und die therapeutischen Anforderungen erfüllt.

Das Rohr 22 besteht aus Polytetrafluorethylen (PTFE), gewöhnlich bekannt als TEFLON, was ein registrierter Handelsname von E. I. DuPont de Ne­ mours (Wilmington, Delaware) ist. PTFE ist ein geeignetes Material für das Rohr, insofern, als es flexibel, biokompatibel und optisch durchlässig ist und eine geringe Absorption von Licht und begleitende Erwärmung auf­ weist. Das PTFE-Rohr 22 bildet einen lichtdurchlässiges Gehäuse für die Sonde 10. Das Rohr 22 erstreckt sich über die distale Stirnfläche des Kerns 14 um eine Länge L hinaus, die als aktive Länge der Sonde bezeichnet wird; Im dargestellten Fall beträgt die Arbeitslänge 30 mm. Der Außen­ durchmesser des Rohres 22 beträgt 1,1 mm. Das Rohr 22 erstreckt sich hinter der gespaltenen distalen Stirnfläche des Kerns 14 über eine Länge von 15,75 mm (0,62 Zoll), um der Verklebung zwischen dem Rohr und dem Faseroptikkabel 12 Festigkeit zu verleihen. Das Rohr 22 ist am Faseroptik­ kabel mittels eines Klebstoffes 38 angebracht. Ein solcher Klebstoff ist Dy­ max 1128-M, ein mittels ultravioletter Strahlung aushärtbarer medizinischer Klebstoff, erhältlich von Dymax Corp. (Torrington, CT).

Siliconepoxyd hat sich als geeignet für den transparenten Grundstoff 30 erwiesen. Ein geeignetes Material ist Mastersil 151 Clear, ein Siliconepo­ xyd mit einem Brechungsindex von 1,43, welches im Handel erhältlich ist von Master Bond Inc. (Hackensack, New Jersey).

Es ist möglich, obwohl üblicherweise nicht erforderlich, die Wahl des Grundstoffes von Sektion zu Sektion zu ändern, ebenso wie es möglich ist, obwohl üblicherweise nicht notwendig, die Wahl des Dispergiermittels von Sektion zu Sektion zu ändern. Der Brechungsindex des Grundstoffes und des Dispergiermittels können gleich oder verschieden sein. Der Grundstoff und das Dispergiermittel, ähnlich wie alle anderen Materialien der Sonde, sollten üblicherweise einen imaginären Brechungsindex von nahezu 0 auf­ weisen und somit eine geringe oder keine Absorption, die zu einer beglei­ tenden Erwärmung führt. Die Hauptausnahme liegt in Niedrigleistungsan­ wendungen, wie z. B. PDT, wo ein signifikanter Anteil der Laserenergie absorbiert werden kann, ohne eine übermäßige Erwärmung zu verursa­ chen. In solchen Anwendungen kann ein metallischer Spiegelreflektor als Reflexionsmittel 36 verwendet werden, wie im folgenden beschrieben wird.

Es ist jedoch wichtig, dass das Dispergiermittel 32 im Weg der Laserener­ gie liegen sollte, bevor diese Energie das distale Ende 34, 36 der Sonde erreicht. Das Dispergiermittel 32 stellt sicher, dass der Weg der Laserener­ gie ungeordnet gemacht wird. Wenn gewünscht ist, eine gleichmäßige ra­ diale Emission zu erreichen, ist die Dichte des Dispergiermittels 32 in der Sektion 24a, die an der optischen Faser 12 anliegt, am geringsten und am distalen Ende 36 der aktiven Länge L der Sonde am größten. Die Fähigkeit zum Dispergieren von Licht und somit die Durchlässigkeit der jeweiligen Sektion 24a, 24b, 24c unterscheiden sich somit von denjenigen der ande­ ren Sektionen.

Partikel aus Titandioxid, Aluminiumoxid oder Siliciumdioxid haben sich als geeignete Materialien für das Dispergiermittel 32 erwiesen. Das in Fig. 1 gezeigte Dispergiermittel ist Titandioxid, erhältlich in Form von mit Titandi­ oxid gefülltem Siliconepoxyd, wie z. B. Mastersil 151 White von Master Bond. Die Titandioxidpartikel liegen optimal in rutil-kristalliner Form vor und weisen einen Brechungsindex von 2,73 auf. Silikon besitzt einen Bre­ chungsindex von 1,43. In der bevorzugten Ausführungsform wird Laser­ energie bei 1.064 nm von einem Nd:YAG-Laser verwendet, um tumorhaf­ tes Wachstum zu behandeln, jedoch können auch Diodenwellenlängen von 940 nm und 980 nm verwendet werden. Die Partikel sollten im Durchmes­ ser vorzugsweise kleiner als 1 µm sein. Das Gewichtsverhältnis von Mastersil 151 Clear zu Mastersil 151 White in den Sektionen 24a, 24b und 24c beträgt 3.000 : 1, 1.900 : 1 bzw. 1.200 : 1 für eine aktive Länge L von 30 mm. In Mastersil 151 White befinden sich 30 Gramm Titandioxid für je­ weils 300 Gramm Silicon.

Die Sektionen sind durch Schotte 26a und 26b getrennt. Die Schotte sind scheibenartige Wafer oder Stangen, die 750 µm im Durchmesser (und 490 µm in einer kleineren Rohrvariation) und 1 bis 1,5 µm in der Länge messen. Die Scheiben 26a, 26b sind auf Oberflächen senkrecht zur Längsachse feinpoliert. Sie sind bequem zwischen die Dispersionsmedien 28a, 28b, 28c eingesetzt, die die Sektionen 24a, 24b, 24c füllen.

Lufttaschen sollten streng vermieden werden, da sie zerstörerische Wärme erzeugen. Zwei Schritte haben sich als besonders nützlich erwiesen als Verfahren zur Vermeidung von Lufttaschen. Im ersten bevorzugten Schritt werden der Grundstoff 30 und das Dispergiermittel 30 gemischt, bis sie vollständig homogen sind, ohne Streifen oder Wirbel. Während des Mi­ schens wird die Wahl des Grundstoffes und des Dispergiermittels einem dosierten Vakuum von 25 mm Quecksilbersäule ausgesetzt. Das Vakuum veranlasst die Luft, die innerhalb der Auswahl latent sein kann, an der Oberfläche der Mischung aufzuschäumen. Das Vakuum wird anschließend schnell unterbrochen, wodurch die Luftblasen, die an der Oberfläche erzeugt wurden, in die Atmosphäre zerplatzen. Dieser Prozess wird wie­ derholt, bis keine Streifen oder Wirbel in der Beimischung vorhanden sind und bis kein weiteres Aufschäumen von Luft vorhanden ist.

Im zweiten bevorzugten Schritt wird das Rohr 22 auf der optischen Faser 12 montiert, wobei die Dispersionsmedien 28a, 28b, 28c und die Schotte 26a, 26b in das Rohr eingefügt werden, in der Reihenfolge vom proximalen Ende (optische Faser) zum distalen Ende 34, 36. Der Silikonepoxyd- Grundstoff der Dispersionsmedien 28a, 28b, 28c befindet sich in einem ungesetzten dickflüssigen Zustand, in welchem er den Raum innerhalb des Rohres 22 ausfüllt. Die Auswahl 28a des Grundstoffes und des Disper­ giermittels, die zuerst in das Rohr 22 einzusetzen sind, wird unter positivem Druck eingesetzt. Diese erste Ladung wird sorgfältig auf Spuren von laten­ ter Luft innerhalb der Zone des Rohres 22 untersucht, auf das der durch ultraviolette Strahlung härtbare Klebstoff 38 aufgetragen wird.

Unter Vergrößerung und mit einer spitzen Nadel (z. B. Tritz-Perlnadel Grö­ ße Nr. 10/13 oder Schmetz-Microtex-Spitznadel 130/705 HM 80/12) wird eine Punktion am entferntesten Punkt der auffälligsten Luftspur vorgenom­ men; in bestimmten Fällen können zwei Punktionen erforderlich sein. Die Punktion wird in dem Teil des Rohres 22 vorgenommen, in welchem das Dispersionsmedium 28a den freigelegten Teil der optischen Faser 12 um­ gibt, hinter der Stirnfläche des Kerns 14. Wenn somit die Punktion einen optisch signifikanten Fehler in der fertigen Sonde erzeugt, liegt dieser in einem Bereich, wo keine signifikante Dispersion von Licht auftritt, und be­ einträchtigt nicht die Leistungsfähigkeit der Sonde. Wenn der Endstopfen 34 schließlich in das Rohr 22 eingesetzt wird, dient er als Kolben und drückt latente Luft durch die Punktionen hinaus. Der Grundstoff und das Dispergiermittel folgen der Luft, die durch ein Punktion herausgedrückt wird und verschließen eine solche Punktion, wenn sie aushärten. Es sollte dar­ auf geachtet werden, dass die Faserumhüllung 20, die die optische Faser 12 umgibt, nicht punktiert wird.

Kubisches Zirkonium hat sich als ein bevorzugtes Material für die Schotte 26a, 26b erwiesen. Sein Brechungsindex beträgt 2,12, was geeignet höher ist als 1,43 des Silikonepoxyd-Mediums. Es ist optisch isotrop, so dass kei­ ne Einschränkungen für die Orientierung der Achsen aufgrund der Polarisa­ tion vorhanden sind, und erfährt wenig Verlust aufgrund von Absorption oder anderen Ursachen. Kubisches Zirkonium ist erhältlich von Imetra Inc. (Elmsford, NY). Aluminiumoxid (Saphir) kann ebenfalls als geeignetes Schott verwendet werden.

Es ist erwünscht, dass der Brechungsindex jedes Schotts 26a, 26b größer ist als der größte Brechungsindex, der in irgendeiner Sektion 24a, 24b, 24c zu finden ist. Hierdurch können die Schotte ein gemeinsames Material und somit einen gemeinsamen Brechungsindex verwenden, oder sie können eine verschiedene Zusammensetzung und somit verschiedene Brechungs­ indizes aufweisen. Die Schotte weisen eine geringe Absorption und eine hohe interne Durchlässigkeit auf. Der Brechungsindex des Rohres 22 soll kleiner sein als irgendeiner der Brechungsindizes der Sektionen. PTFE ist das bevorzugte Material für das Rohr, wobei sein Brechungsindex gleich 1,31 ist. Ein geringerer Brechungsindex fördert die interne Reflexion, wel­ che erforderlich ist, um die radiale Emission über eine größere aktive Län­ ge L der Sonde auszudehnen.

Die Laserenergie pflanzt sich durch die Sonde 10 wie folgt fort. Das Licht wird von der distalen Fläche des Optikfaserkerns 14 emittiert. In Abhängig­ keit von mehreren Faktoren, einschließlich der Länge des Faseroptikka­ bels, weist es typischerweise eine Vollwinkeldivergenz von bis zu etwa 46° auf, wenn die numerische Apertur der Faser 0,39 beträgt, und bis zu etwa 57°, wenn die numerische Apertur der Faser gleich 0,48 ist. Der Großteil des Laserstrahls divergiert jedoch von der Längsachse des Kerns 14 nur um einige Grad, wodurch die Winkelverteilung des Strahls ein gaußsches Muster annimmt. Der Brechungsindex des Kerns 14 ist derjenige von Silici­ umoxid, bzw. 1,45; der Brechungsindex des Mediums 28a in der Sektion 24a ist zweigeteilt: ein Index von 1,43 für das Silikon 30, und ein Index von 2,73 für das Titandioxid 32. Der Laserstrahl, wie er in die Sektion 24a ein­ gekoppelt und durch diese geleitet wird, wird unmittelbar dispergiert und ungeordnet gemacht.

Ein Teil des ungeordnet gemachten Lichts trifft auf die Wand des Rohres 22, wobei dann, wenn der Einfallswinkel des Lichts (gemessen von der normalen zur Einfallsoberfläche) kleiner ist als der kritische Winkel zwi­ schen dem Medium 28a und dem Rohr 22, das Licht in und durch das Rohr eingekoppelt wird. Die Menge an Lichtenergie, die innerhalb des Rohres 22 bleibt, ist am größten am proximalen Bereich der Sektion 24a, und nimmt ab bis zur geringsten Menge am distalen Bereich der Sektion. Die Licht­ menge, die aus dem Rohr 22 ausgesendet wird, nimmt ebenfalls vom pro­ ximalen Bereich der Sektion bis zum distalen Bereich der Sektion ab, in Abhängigkeit von der Lichtmenge im Rohr und der Streuung dieses Lichts.

Die Laserenergie, die sich durch die Sektion 24a fortpflanzt und die proxi­ male Fläche des Schotts 26a erreicht, unterliegt dem Fresnel-Gesetz. Da es ungeordnet gemacht worden ist, unterliegt mehr Licht der Fresnel- Reflexion als in dem Fall, in dem es nicht ungeordnet gemacht worden ist. Wenn die anderen Dinge gleich bleiben, wird mit größerer Differenz zwi­ schen den Brechungsindizes der Sektion 24a und des Schotts 26a der An­ teil des Lichts größer, der reflektiert wird. In der in Fig. 1 gezeigten Sonde ist die Differenz des Brechungsindex etwa gleich 0,69 (d. h. 2,12-1,43). Die gemessene Fresnel-Reflexion liegt in der Größenordnung von 4% an jeder Fläche oder Grenzfläche des Schotts. Das in die Sektion 24a zurück­ geworfene Licht wird in ähnlicher Weise ausgesendet wie das sich vorwärts fortpflanzende Licht, wie oben beschrieben worden ist, wobei die Menge des ausgesendeten Lichts in Rückwärtsrichtung abnimmt, und wobei die Menge nahe dem Schott 26a am größten ist und nahe der Stirnfläche der optischen Faser am geringsten ist. Die umgekehrt abnehmende Emission ergänzt und überlagert das vorwärts abnehmende Muster des unreflektier­ ten Lichts. Für praktische Zwecke wird das reflektierte Licht in der Sektion 24a gefangen, bis es aus dieser Sektion emittiert wird.

Wenn das Licht aus dem ersten Schott 26a in die nächste Sektion 24b ein­ koppelt, steigt die emittierte Menge typischerweise an der Grenzfläche an und fällt anschließend in Richtung zur Grenzfläche mit dem zweiten Schott 26b ab. Der anfängliche Anstieg würde um so mehr ausgeprägt, wäre er nicht für die Rückfüllung, die durch die Fresnel-Reflexion vom Schott 26a zurück in die erste Sektion 24a ausgeführt wird.

Unter der Voraussetzung, dass die proximalen und distalen Flächen des Schotts 26a parallel sind, wird das Licht ausgekoppelt und läuft in der glei­ chen Richtung weiter, in der es in das Schott eingekoppelt wurde. Wenn jedoch die Flächen des Schotts nicht zueinander parallel sind und/oder nicht senkrecht zur Längsachse der Faseroptik liegen, nimmt das Licht, das sich von der distalen Fläche des Schotts 26a fortpflanzt, einen anderen Weg.

Wenn das Licht durch die nachfolgenden Sektionen und Schotte läuft, wer­ den ähnliche Wirkungen erzielt, wie diejenigen, die oben für die erste Sek­ tion 24a und das erste Schott 26a beschrieben worden sind. Somit ergibt sich in jeder Sektion eine Emission des vorwärts laufenden Lichts, die am proximalen Ende der Sektion am größten ist, und eine Emission von reflek­ tiertem Licht, die am distalen Ende der Sektion am größten ist und die der Emission des vorwärts laufenden Lichts überlagert ist. Die absolute Licht­ menge im Rohr nimmt von jeder Sektion zur nächsten ab. Die Dichte des Dispergiermittels 32 kann in jeder nachfolgenden Sektion erhöht werden, um somit den Anteil des aus dem Rohr gestreuten Lichts zu erhöhen. Durch diese Maßnahme ist es möglich, die absolute Lichtmenge, die von unterschiedlichen Teilen des Rohres emittiert wird, gleichmäßig zu ma­ chen, falls dies gewünscht ist. Andere Lichtverteilungen können erreicht werden durch eine geeignete Wahl der Menge an Dispergiermittel 32 in jeder Rohrsektion 24.

In jeder Ausführungsform der Schotte kann eine teilreflektierende Beschichtung auf entweder die proximale oder die distale Fläche irgendeines der Schotte aufgebracht werden, oder auf beide Flächen, um die Rückreflexion des Lichts zu steigern. Solche Beschichtungen sind im Handel von vielen Lieferanten erhältlich. Ein solcher Lieferant ist Spectrum Thin Films (Bohemia, NY).

Wenn das Licht durch die entfernteste Sektion 24c läuft, erreicht ein Teil desselben das Reflexionsmittel 26, das am Stopfen 34 ausgebildet ist. Je­ des Licht, das nicht im Lauf der Zeit aus dem Rohr 22 ausgekoppelt wor­ den ist, erreicht den entferntesten Teil der vordersten Sektion, wobei das Reflexionsmittel 36 bereit ist, das Licht zur vorherigen Sektion zurückzu­ werfen. Der Großteil des Lichts, das auf das Reflexionsmittel 36 fällt, wird in die letzte Sektion 24c zurückgeworfen. Der Reflektor 36 verhindert somit die Verschwendung von Energie, die therapeutisch genutzt werden kann. Zusammen mit der Endkappe 34 schützt er ferner das umgebende Gewebe vor einer unnötigen Verletzung und die benachbarten Instrumente vor einer unnötigen Beschädigung, die hervorgerufen werden können durch den La­ serstrahl, der durch die Spitze der Sonde 10 austritt.

Das reflektierte Licht kehrt längs des gleichen Weges zurück, über den es längs der Sonde 10 vorgerückt ist, und unterliegt der gleichen Dispersion mittels der Sektionen und der Teilreflexion mittels der Schotte wie beim Vorwärtsdurchlauf des Weges. Das nach der Reflexion durch das Reflexi­ onsmittel 36 ausgesendete Licht ergänzt ferner das beim Vorwärtsdurch­ lauf ausgesendete Licht. Die Gleichmäßigkeit der Emission des Lichts vom Rohr 22 längs der jeweiligen Sektion ist zu einem großen Maß abhängig vom Gleichgewicht zwischen den Mengen des Lichts, die in die Sektion von den proximalen und distalen Enden eintreten. Die Teilreflexion an den Schotten 26a, 26b reduziert somit die Lichtmenge, die den Reflektor 36 erreichen muss und von diesem reflektiert wird, um einen gewünschten Grad an Gleichmäßigkeit bei der Emission des Lichts aus der aktiven Län­ ge L des Rohres aufrechtzuerhalten. Die Reduktion der Lichtmenge, die den Reflektor 36 erreicht, reduziert ihrerseits die absolute Lichtmenge, die vom Reflektor absorbiert wird, und reduziert somit die Erwärmung des Endstopfens 34 durch das absorbierte Licht.

Der Stopfen 34 ist eine pilzförmige Kappe. Er kann aus optischen, biokom­ patiblen Materialien gefertigt sein, wie z. B. HP2R-Lexan, erhältlich von GE Plastics (Pittsfield, MA). Seine Abmessungen sind so gewählt, dass er zum Rohr 22 passt, in dem er installiert ist. Er ist mittels eines Klebstoffes am distalen Ende des Rohres 22 befestigt.

Der Stopfen 34 dient zwei Zwecken. Erstens, er schützt das Innere des Rohres 22 und die eingeschlossenen Sektionen 24 vor dem Eindringen von Einflüssen. Zweitens, er bietet eine Basis, auf der das Reflexionsmittel 36 aufgetragen werden kann.

Das Reflexionsmittel 36 ist vorzugsweise eine reflektierende Beschichtung, die, wie allgemein verstanden wird, im wesentlichen den Großteil des Lichts, das darauf auftrifft, zurückwirft und das Licht nicht absorbiert oder auf andere Weise unerwünschte Wärme erzeugt. Wie in Fig. 1 gezeigt, umfasst die reflektierende Beschichtung 36 einen Spiegel von dünnen Schichten von reflektierenden Filmen. Die individuellen Schichten können reflektierend sein, oder die Schichten können in der Gruppe reflektierend sein, wie z. B. dielektrische Schichten mit wechselnden dielektrischen Kon­ stanten. Es ist nicht kritisch, dass das Licht, das von den unterschiedlichen Schichten zurückgeworfen wird, von der konstruktiven Überlagerung profi­ tieren sollte. Wie oben mit Bezug auf das Patent '959 von Sinofsky erwähnt worden ist, kann ein Konstruktivüberlagerungs-Reflektor, der einen Stapel von Schichten mit einer Dicke von einer viertel Wellenlänge umfasst, eine sehr gute Reflexion der Lichtstrahlen bewirken, die parallel zur Achse lau­ fen, kann jedoch gestreutes Licht nicht effektiv reflektieren. In der Praxis ist es denkbar, einen Reflektor aus Schichten zu verwenden, die Dicken etwa gleich einem Viertel des Durchschnitts der Wellenlängen aufweisen, die durch die Sonde laufen können. Ein solcher Bereich kann von 940 nm bis 1.064 nm reichen, da dieser Bereich von Wellenlängen im allgemeinen eine gute Durchdringung des Gewebes aufweist. Reflexionsbeschichtungen sind von zahlreichen Einrichtungen erhältlich. Eine solche Einrichtung ist Spec­ trum Thin Films.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Reflektor 36 mehrere Schichten eines doppelbrechenden oder eines anderen Materials, das mehrere Brechungsindizes innerhalb der Schichten aufweist. Der Reflektor kann somit besser fähig sein, Licht mit breit variierenden Einfallswinkeln zu kontrollieren und umzulenken. Solche Reflektoren werden beschrieben im US-Patent Nr. 6.101.032 von Wortman u. a. Reflektoren, die solche Eigen­ schaften aufweisen, sind erhältlich von 3M Corporation (Mineapolis, Minne­ sota) und können auf ein Substrat wie z. B. Glas oder Kunststoff (z. B. Po­ lyester) aufgetragen werden und zwischen der vordersten Sektion 24c und dem Endstopfen 34 eingesetzt werden.

Wenn ein bestimmter Teil des Lichts aus dem Reflexionsmittel 36 und aus dem Stopfen 34 austreten soll, muss er eine Intensität und eine Richtung aufweisen, die nicht das Gewebe, auf das er auftrifft, verletzen oder irgend­ welche zugehörigen Instrumente beschädigen. In einem empirischen Ver­ such wurde die Vorwärtsdurchlässigkeit von drei Dispersions-Sonden ge­ messen. Die Sonden wiesen kein distales Reflexionsmittel auf und waren im wesentlichen gleich, mit Ausnahme der Anzahl der Abstandhalter. Die erste Sonde besaß zwei Abstandhalter (distal und proximal), die so positio­ niert waren, dass sie die Sonde in drei nahezu gleiche Sektionen unterteil­ ten, nämlich proximal, medial und distal. Die Vorwärtsdurchlässigkeit be­ trug 26,5% bezüglich der in das proximale Ende der Sonde eingeleiteten Energie. Die zweite Sonde (mit einem Abstandhalter) war der ersten ähn­ lich, mit der Ausnahme, dass dort, wo die erste Sonde einen proximalen Abstandhalter aufwies, die zweite Sonde keinen Abstandhalter aufwies, der die medialen und proximalen Sektionen trennt. Die Vorwärtsdurchlässigkeit dieser Sonde betrug 38,3% bezüglich der Energie, die in das proximale Ende der Sonde eingeleitet wurde. Schließlich besaß die dritte Sonde keine Abstandhalter, die die proximalen, medialen und distalen Sektionen trennt. Ihre Vorwärtsdurchlässigkeit betrug 46,3%. Die Schotte reduzieren deut­ lich das Maß der Vorwärtsdurchlässigkeit der Dispersions-Sonde.

In Anwendungen, in denen niedrige Leistungen verwendet werden, wie z. B. in PDT-Anwendungen, kann ein metallischer Spiegelreflektor als Re­ flexionsmittel 36 verwendet werden. Gold ist ein bevorzugtes Material auf­ grund seiner geringen chemischen Reaktivität. Es kann auf verschiedene Weise auf die proximale Oberfläche des Stopfens 34 aufgebracht werden (z. B. mittels Gasphasen- oder Ionenstrahlabscheidung), oder es kann eine dünne Scheibe aus Gold zwischen dem Stopfen 34 und der vordersten Sektion 24c eingesetzt werden. Silber kann ebenfalls verwendet werden, jedoch sollte es eine Beschichtung z. B. aus Siliciumoxid erhalten, um des­ sen Oxidation zu verhindern. Wenn eine Beschichtung aus dünnen reflek­ tierenden Filmschichten aufgetragen wird, ist das Silber tatsächlich nicht nur vor Oxidation geschützt, sondern auch fähig, bei höheren Leistungen zu arbeiten als Gold allein. Bei Bedarf kann ein Kühlmantel von einem Ka­ theter, wie im folgenden mit Bezug auf Fig. 3 beschrieben wird, verwendet werden, um die von den metallischen Oberflächen erzeugte Wärme abzu­ führen.

Jedes Schott 26 dient somit mehreren Funktionen. Erstens, jedes Schott wirkt als ein Kontrollpunkt des sich fortpflanzenden Laserstrahls. Ein be­ stimmter Teil des Strahls wird an jedem Schott 26 zurückgeworfen, wo­ durch die Lichtmenge reduziert wird, die das Reflexionsmittel 36 erreicht.

Somit wird das Potential für die Vorwärtsemission reduziert. Zweitens, je­ des Schott glättet den Gradienten der Emission zwischen zwei Sektionen. Drittens, jedes Schott trennt die Inhalte 28 der benachbarten Sektionen 26 und verhindert somit die Vermischung und bewahrt die unterschiedlichen Konzentrationen des Dispergiermittels 32 in den verschiedenen Sektionen.

In Anwendungen, die geringe Leistungen erfordern, kann die Verwendung eines distalen Reflexionsmittels 36, das Licht mit breiten Einfallswinkeln effektiv reflektiert, die Notwendigkeit von Schotten 26 erübrigen. Anderer­ seits kann in solchen Niedrigleistungsanwendungen oder in Anwendungen, in denen eine begrenzte Vorwärtsemission von Licht annehmbar ist, die Verwendung von Schotten 26 die Notwendigkeit eines distalen Reflexions­ mittels 36 beseitigen.

Wie in Fig. 2 gezeigt, ist die zweite Ausführungsform der Erfindung im all­ gemeinen der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform ähnlich, wobei die in Fig. 2 ausgeführten Merkmale, die den Merkmalen in Fig. 1 entspre­ chen, ähnliche Bezugszeichen aufweisen, die um 100 erhöht sind. Somit ist in Fig. 2 eine Sonde 110 an einer optischen Faser 112 mit einem Kern 114 angebracht, der von einem Mantel 116 umgeben ist, welcher innerhalb ei­ ner Umhüllung 120 eingeschlossen ist. Ein Rohr 122, eine Endkappe 134, ein Reflektor 136 usw. können im wesentlichen die gleichen sein wie dieje­ nigen, die oben mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben worden sind. Die in Fig. 2 gezeigte Sonde 110 besitzt jedoch nur ein Schott 126a und nur zwei Lichtdispersionssektionen 124a und 124b.

Wie in Fig. 2 gezeigt, wurde ein Teil der äußeren Oberfläche der ersten Sektion 124a innerhalb der Arbeitslänge L durch Reflexionsmittel 150 mas­ kiert. Die Reflexionsmittel 150 erstrecken sich in einem Streifen über die gesamte aktive Länge der Sonde. Der Zweck des Reflexionsstreifens ist, die Laserenergie zurück in die Sektion zu werfen und somit die Emission von Laserenergie auf einen Teil des Gewebes zu beschränken, der sich nahe der zylindrischen Wand des Rohres befindet. Solche Sonden können nützlich sein in Lumen, in denen nur ein begrenzter Sektor des Lumens eine Bestrahlung erfordert. Die Umhüllung der Faseroptik kann eine Strei­ fenform erhalten, die koaxial zum Reflexionsstreifen ist und somit dem Chi­ rurg ermöglicht, die Sonde richtig auszurichten. Der Streifen 150 umfasst eine Reflexionsbeschichtung, die auf die Außenseite des Rohres 122 auf­ getragen ist. Solche Beschichtungen sind von zahlreichen Lieferanten er­ hältlich. Ein solcher Lieferant ist Spectrum Thin Films (Bohemia, NY). Bei Bedarf kann eine Kunststoffhülse (nicht gezeigt) aufgesetzt werden, z. B. mittels Wärmeschrumpfung, um die Beschichtung zu schützen. Alternativ kann der reflektierende Streifen auf eine Innenoberfläche der Sonde aufge­ bracht werden.

Wie in Fig. 3 gezeigt, umfasst die dritte Ausführungsform der Erfindung eine Sonde 210 in Kombination mit einem Katheter, der allgemein mit dem Bezugszeichen 260 bezeichnet ist und eine Flüssigkeitskühlung der Son­ denspitze bewirkt. Die in Fig. 3 gezeigte Sonde ist im wesentlichen der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform ähnlich, wobei die in Fig. 3 ge­ zeigten Merkmale, die den Merkmalen in Fig. 1 entsprechen, ähnliche Be­ zugszeichen aufweisen, die um 200 erhöht sind. Somit ist die Sonde 210 an einer optischen Faser 212 mit einem Kern 214 angebracht, der vom Mantel 216 umgeben ist, welcher innerhalb einer Umhüllung 220 einge­ schlossen ist. Ein Rohr 222, eine Endkappe 234 usw. können im wesentli­ chen die gleichen sein wie diejenigen, die oben mit Bezug auf Fig. 1 be­ schrieben worden sind. In dieser Ausführungsform ist jedoch das Reflexi­ onsmittel 236 eine metallische Spiegeloberfläche, die auf den Stopfen 234 aufgebracht ist, wobei ein Teilreflexionsmittel 262 auf die proximale Fläche der jeweiligen Schotte 226a und 226b aufgebracht worden ist, die die Sek­ tionen 224a, 224b und 224c trennen. Eine ähnliche Reflexionsbeschichtung kann auch auf die distalen Flächen der Schotte 226 aufgebracht werden, oder es kann eine Beschichtung auf nur die distale Fläche eines Schotts aufgebracht werden.

Der Katheter 260 besitzt einen inneren Arbeitskanal 263, in den das Faser­ optikkabel 212 und die Sonde 210 eingeführt worden sind, sowie einen äußeren Arbeitskanal 264. Die Kanäle 263 und 264 sind durch ein Rohr 266 getrennt. Das distale Ende des Rohrs 266 ist etwas kürzer als das di­ stale Ende der optischen Faser 212. Die Außenwand des Katheters 260 wird von einem Kunststoffmantel 268 gebildet, der für die Behandlungs- Laserwellenlänge transparent ist, an seinem distalen Ende verschlossen ist und die Sonde 210 umschließt. Der Mantel 268 definiert somit eine Kam­ mer 270, die die aktive Länge L der Sonde 210 umgibt und zu den beiden Arbeitskanälen 263 und 264 offen ist. Ein flüssiges Kühlmittel, das z. B. steriles Wasser sein kann, kann durch den äußeren Arbeitskanal 264 der Kammer 270 zugeführt werden, kann sich innerhalb der Kammer frei ver­ wirbeln, und wird durch den inneren Arbeitskanal 263 abgeleitet, wie durch die Pfeile F in Fig. 3 gezeigt ist.

Das Kühlmittel dient zwei Zwecken. Erstens, es bewahrt das Gewebe nahe dem Mantel 268 und in der Nähe der aktiven Länge L vor einer Überhit­ zung. Wenn das Gewebe überhitzen sollte, kann es verkohlen oder ander­ weitig das Eindringen der Laserenergie in das zu gerinnende Gewebe be­ hindern. Zweitens, das Kühlmittel bewahrt die aktive Länge L, einschließ­ lich der Reflexionsmittel 236 und 262 und des Stopfens 234, vor einer Überhitzung. Das Kühlmittel führt eine solche Wärme ab, wenn es von der Operationsstelle über den inneren Arbeitskanal 263 abgeleitet wird. Das Kühlmittel hat keinen direkten Kontakt mit dem behandelten Gewebe.

Ein geeigneter Katheter mit der Bezeichnung Irrigated Power Laser Appli­ cator Kit ist im Handel erhältlich von Somatex® Medizintechnische Instru­ mente (Rietzneuendorf/b. Berlin, Deutschland).

Die vorliegenden Erfindung kann in anderen spezifischen Formen ausge­ führt werden, ohne vom Erfindungsgedanken oder wesentlichen Attributen desselben abzuweichen, wobei dementsprechend statt auf die vorange­ hende Beschreibung auf die beigefügten Ansprüche Bezug genommen werden sollte, welche den Umfang der Erfindung angeben.

Obwohl z. B. die in Fig. 1 gezeigte Sonde 10 und die in Fig. 3 gezeigte Sonde 210 drei Lichtemissionssektionen 24 aufweisen und die in Fig. 2 gezeigte Sonde 110 zwei Lichtemissionssektionen aufweist, kann jede die­ ser Sonden eine andere Anzahl von Sektionen aufweisen, in Abhängigkeit von den Anforderungen einer bestimmten Anwendung. Für Fachleute ist offensichtlich, dass eine größere Anzahl von Sektionen eine genauere Kon­ trolle über die Verteilung des längs der Länge der Sonde ausgesendeten Lichts ermöglichen kann, wobei jedoch eine kleinere Anzahl von Sektionen eine einfachere Herstellung und ein wirtschaftlicheres Produkt ermöglicht.

Claims (57)

1. Lichtemissions-Sonde, umfassend:
ein flexibles, lichtdurchlässiges Gehäuse mit einem proximalen En­ de, das dafür konfiguriert ist, an einer Faseroptik montiert zu sein und Licht von dieser aufzunehmen, und einem geschlossenen distalen Ende;
wenigstens einen optischen Abstandhalter, der die Länge des In­ nenraums des Gehäuses in wenigstens zwei Sektionen unterteilt, so dass die entfernteste Sektion an der Faseroptik anliegt; und
ein lichtdurchlässiges und lichtdispergierendes Medium, das die jeweiligen Sektionen ausfüllt.

2. Sonde nach Anspruch 1, bei der der Brechungsindex des wenigs­ tens einen Abstandhalters größer ist als der Brechungsindex des licht­ durchlässigen und lichtdispergierenden Mediums.

3. Sonde nach Anspruch 1, bei der das lichtdurchlässige und licht­ dispergierende Medium ein lichtdispergierendes Material in einem licht­ durchlässigen Grundstoff umfasst.

4. Sonde nach Anspruch 1, bei der das lichtdispergierende Medium in den verschiedenen Sektionen verschiedene Dispersionsleistungen auf­ weist.

5. Sonde nach Anspruch 1, bei der das lichtdispergierende Medium in den verschiedenen Sektionen verschiedene Konzentrationen eines licht­ dispergierenden Materials in einem lichtdurchlässigen Grundstoff umfasst.

6. Sonde nach Anspruch 1, die ferner einen Reflektor am distalen En­ de der entferntesten Sektion umfasst.

7. Sonde nach Anspruch 6, bei der der Reflektor eine Metallschicht umfasst.

8. Sonde nach Anspruch 6, bei der der Reflektor einen Spiegel aus dünnen Schichten eines dielektrischen Film umfasst.

9. Sonde nach Anspruch 6, bei der der Reflektor ein doppelbrechen­ des Material umfasst.

10. Sonde nach Anspruch 6, bei der der Reflektor Schichten umfasst, die so beschaffen sind, dass sie das Licht in das Gehäuse zurückwerfen, und mehrere Brechungsindizes an jeder Schicht aufweist.

11. Sonde nach Anspruch 1, bei der das Gehäuse durchsichtig ist.

12. Sonde nach Anspruch 11, bei der das Gehäuse ein durchsichtiges Rohr umfasst, das am distalen Ende durch einen Stopfen verschlossen ist.

13. Sonde nach Anspruch 12, die ferner einen am Endstopfen ausgebil­ deten Spiegel umfasst.

14. Sonde nach Anspruch 1, bei der das lichtdurchlässige Gehäuse ein Gehäuse ist, das das hindurchlaufende Licht im wesentlichen nicht absor­ biert.

15. Sonde nach Anspruch 14, bei der das Gehäuse für infrarotes Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 940 bis 1.064 nm lichtdurchlässig ist.

16. Sonde nach Anspruch 1, die ferner eine teilreflektierende Schicht auf wenigstens einer Stirnfläche des wenigstens einen optischen Abstand­ halters umfasst.

17. Sonde nach Anspruch 16, die ferner eine Faseroptik umfasst, die dafür konfiguriert ist, Licht von einer Quelle zu leiten, und an der das proxi­ male Ende des Gehäuses montiert ist.

18. Sonde nach Anspruch 14, die ferner eine Ummantelung umfasst, die die Sonde umgibt und im Gebrauch mit einer Kühlflüssigkeit versorgt wird.

19. Sonde nach Anspruch 15, die ferner einen Katheter umfasst, der die Faseroptik umgibt und Kanäle definiert, um die Kühlflüssigkeit zuzuführen und abzuführen.

20. Lichtemissions-Sonde, umfassend:
ein flexibles, lichtdurchlässiges Gehäuse mit einem proximalen En­ de, das dafür konfiguriert ist, mit einer Quelle von Laserlicht verbunden zu sein, und einem distalen Ende;
ein lichtdurchlässiges und lichtdispergierendes Medium innerhalb des Gehäuses, das längs des Gehäuses in wenigstens zwei Sektionen mit verschiedenen Lichtdispersionseigenschaften unterteilt ist; und
ein Reflexionsmittel am distalen Ende des Gehäuses, dass das Licht in das lichtdispergierende Medium zurückwirft.

21. Sonde nach Anspruch 20, bei der das lichtdurchlässige und licht­ dispergierende Medium ein lichtdispergierendes Material in einem licht­ durchlässigen Grundstoff umfasst.

22. Sonde nach Anspruch 21, bei der das lichtdispergierende Medium in den verschiedenen Sektionen verschiedene Konzentrationen eines licht­ dispergierenden Materials in einem lichtdurchlässigen Grundstoff umfasst.

23. Sonde nach Anspruch 20, bei der der Reflektor eine Metallschicht um­ fasst.

24. Sonde nach Anspruch 20, bei der der Reflektor einen Spiegel aus dünnen reflektierenden Filmschichten umfasst.

25. Sonde nach Anspruch 20, bei der der Reflektor ein doppelbrechen­ des Material umfasst.

26. Sonde nach Anspruch 20, bei der der Reflektor Schichten umfasst, die so beschaffen sind, dass sie das Licht in das Gehäuse zurückwerfen, und mehrere Brechungsindizes an jeder Schicht aufweist.

27. Sonde nach Anspruch 20, bei der das Gehäuse durchsichtig ist.

28. Sonde nach Anspruch 27, bei der das Gehäuse ein durchsichtiges Rohr umfasst, das am distalen Ende durch einen Stopfen verschlossen ist.

29. Sonde nach Anspruch 28, bei der der Reflektor auf dem Endstopfen ausgebildet ist.

30. Sonde nach Anspruch 20, bei der das lichtdurchlässige Gehäuse ein Gehäuse ist, dass das hindurchlaufende Licht im wesentlichen nicht ab­ sorbiert.

31. Sonde nach Anspruch 30, bei der das Gehäuse für infrarotes Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 940 bis 1.064 nm lichtdurchlässig ist.

32. Sonde nach Anspruch 20, die ferner eine Faseroptik umfasst, die dafür konfiguriert ist, Licht von einer Quelle zu leiten, und an der das proxi­ male Ende des Gehäuses montiert ist.

33. Sonde nach Anspruch 32, die ferner eine Ummantelung umfasst, die die Sonde umgibt und im Gebrauch mit einer Kühlflüssigkeit versorgt wird.

34. Sonde nach Anspruch 33, die ferner einen Katheter umfasst, der die Faseroptik umgibt und Kanäle definiert, um die Kühlflüssigkeit zuzuführen und abzuführen.

35. Sonde nach Anspruch 20, die ferner wenigstens einen optischen Abstandhalter umfasst, der die wenigstens zwei Sektionen trennt.

36. Sonde nach Anspruch 35, die ferner eine teilreflektierende Schicht auf wenigstens einer Stirnfläche des wenigstens einen optischen Abstand­ halters umfasst.

37. Sonde nach Anspruch 35, bei der der Brechungsindex des wenigs­ tens einen Abstandhalters größer ist als der Brechungsindex des licht­ durchlässigen und lichtdispergierenden Mediums.

38. Lichtemissions-Sonde, umfassend:
ein flexibles, lichtdurchlässiges Gehäuse mit einem proximalen En­ de, das dafür konfiguriert ist, mit einer Quelle von Laserlicht verbunden zu sein, und einem distalen Ende;
ein lichtdurchlässiges und lichtdispergierendes Medium innerhalb des Gehäuses; und
einen Reflektor am distalen Ende des Gehäuses, der das Licht in das lichtdispergierende Medium zurückwirft, wobei der Reflektor Schichten umfasst, die so beschaffen sind, dass sie das Licht in das Gehäuse zu­ rückwerfen, und mehrere Brechungsindizes an jeder Schicht aufweist.

39. Sonde nach Anspruch 38, bei der das lichtdurchlässige und licht­ dispergierende Medium ein lichtdispergierendes Material in einem licht­ durchlässigen Grundstoff umfasst.

40. Sonde nach Anspruch 38, bei der das lichtdurchlässige und licht­ dispergierende Medium längs des Gehäuses in wenigstens zwei Sektionen unterteilt ist, die verschiedene Lichtdispersionseigenschaften aufweisen.

41. Sonde nach Anspruch 40, bei der das lichtdispergierende Medium in den verschiedenen Sektionen verschiedene Konzentrationen eines licht­ dispergierenden Materials in einem lichtdurchlässigen Grundstoff umfasst.

42. Sonde nach Anspruch 40, die ferner wenigstens einen optischen Abstandhalter umfasst, der die wenigstens zwei Sektionen trennt.

43. Sonde nach Anspruch 42, bei der der Brechungsindex des wenigs­ tens einen optischen Abstandhalters größer ist als der Brechungsindex des lichtdurchlässigen und lichtdispergierenden Mediums.

44. Sonde nach Anspruch 42, die ferner eine teilreflektierende Schicht auf wenigstens einer Stirnfläche des wenigstens einen optischen Abstand­ halters umfasst.

45. Sonde nach Anspruch 38, bei der der Reflektor Metallschichten um­ fasst.

46. Sonde nach Anspruch 38, bei der der Reflektor einen Spiegel aus dünnen reflektierenden Filmschichten umfasst.

47. Sonde nach Anspruch 38, bei der der Reflektor ein doppelbrechen­ des Material umfasst.

48. Sonde nach Anspruch 38, bei der das Gehäuse ein durchsichtiges Rohr umfasst, das am distalen Ende durch einen Stopfen verschlossen ist.

49. Sonde nach Anspruch 48, bei der der Reflektor auf dem Endstopfen ausgebildet ist.

50. Sonde nach Anspruch 38, bei der das lichtdurchlässige Gehäuse ein Gehäuse ist, dass das hindurchlaufende Licht im wesentlichen nicht ab­ sorbiert.

51. Sonde nach Anspruch 50, bei der das Gehäuse für infrarotes Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 940 bis 1.064 nm lichtdurchlässig ist.

52. Sonde nach Anspruch 38, die ferner eine Faseroptik umfasst, die dafür konfiguriert ist, Licht von einer Quelle zu leiten, und an der das proxi­ male Ende des Gehäuses montiert ist.

53. Sonde nach Anspruch 52, die ferner eine Ummantelung umfasst, die die Sonde umgibt und im Gebrauch mit einer Kühlflüssigkeit versorgt wird.

54. Sonde nach Anspruch 53, die ferner einen Katheter umfasst, der die Faseroptik umgibt und Kanäle definiert, um die Kühlflüssigkeit zuzuführen und abzuführen.

55. Verfahren zur Herstellung einer Lichtemissions-Sonde, die ein flexibles, lichtdurchlässiges Gehäuse mit einem proximalen Ende, das dafür konfiguriert ist, mit einer Quelle von Laserlicht verbunden zu sein, und ei­ nem distalen Ende, sowie ein lichtdurchlässiges und lichtdispergierendes Medium innerhalb des Gehäuses umfasst; wobei das Verfahren das Vorbe­ reiten des Mediums mit einem Verfahren umfasst, das die Schritte umfasst:
Mischen eines flüssigen Grundstoffes und eines Dispergiermittels unter Teilvakuum, wobei die im Medium enthaltene Luft veranlasst wird, an der Oberfläche aufzuschäumen;
plötzliches Unterbrechen des Vakuums, wodurch die die Aufschäu­ mung bildenden Luftblasen platzen; und
Wiederholen der Schritte, bis das Medium frei von Streifen und Wir­ beln ist und keine weitere Aufschäumung bildet.

56. Verfahren zur Herstellung einer Lichtemissions-Sonde, das die Schritte umfasst:
Montieren eines proximalen Endes eines flexiblen, lichtdurchlässi­ gen Gehäuses an einer Faseroptik, um von dieser Licht aufzunehmen;
Einleiten eines aushärtbaren, flüssigen, lichtdurchlässigen und licht­ dispergierenden Mediums in eine erste Sektion des Gehäuses, die an der Faseroptik anliegt;
wenn das Medium eingeleitet wird, Suchen nach Spuren von laten­ ter Luft;
Ausbilden wenigstens einer Punktion durch das Gehäuse mit einer spitzen Nadel am entferntesten Punkt wenigstens einer auffälligen Luftspur;
Einsetzen einer Endkappe, um das distale Ende des Gehäuses zu verschließen, und drücken der Endkappe wie einen Kolben, um das Medi­ um zu komprimieren und die Luft durch die wenigstens eine Punktion herauszudrücken; und
Veranlassen oder Erlauben, dass das Medium aushärtet und die wenigstens eine Punktion versiegelt.

57. Verfahren nach Anspruch 56, das ferner die Schritte umfasst:
Einsetzen eines optischen Abstandhalters distal bezüglich des licht­ durchlässigen und lichtdispergierenden Mediums, der die Länge des Innen­ raums des Gehäuses in wenigstens zwei Sektionen unterteilt;
Einleiten eines lichtdurchlässigen und lichtdispergierenden Mediums in eine zweite Sektion des Gehäuses, die distal am Abstandhalter anliegt; und
optionales Einsetzen wenigstens eines weiteren Abstandhalters, um wenigstens eine weitere Sektion zu definieren, und Einleiten eines licht­ durchlässigen und lichtdispergierenden Mediums in die wenigstens eine weitere Sektion.