DE10353263A1

DE10353263A1 - Bestrahlungseinrichtung und deren Verwendung

Info

Publication number: DE10353263A1
Application number: DE10353263A
Authority: DE
Inventors: Klaus Teichert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-11-14
Filing date: 2003-11-14
Publication date: 2005-06-23
Also published as: WO2005049137A1

Abstract

Es wird eine Bestrahlungseinrichtung (100) beschrieben, die mindestens eine Laser-Lichtquelle (10) mit einem Gehäuse (11), in dem eine Lasereinrichtung (12) angeordnet ist, und ein Basisgerät (20) umfasst, das einen Gerätekörper (21) und eine Steuereinrichtung (22) aufweist, wobei der Betriebszustand der Lasereinrichtung (12) in Abhängigkeit von Steuersignalen der Steuereinrichtung (22) einstellbar ist und die Steuereinrichtung (22) vom Gerätekörper (21) trennbar angeordnet ist.

Description

Gegenstand der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Bestrahlungseinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1, insbesondere eine Bestrahlungseinrichtung zur laserbasierten Akupunktur, Gewebestimulation, Chirurgie oder Materialbearbeitung, und Verwendungen einer derartigen Bestrahlungseinrichtung. Die Erfindung betrifft auch Verfahren zur Bestrahlung eines Objektes mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 20.
Die Bestrahlung von biologischem Gewebe mit ultraviolettem, sichtbarem oder infraroten Licht besitzt zahlreiche Anwendungen in der Biologie und Medizin. Es wurden zum Beispiel Verfahren zur Bestrahlung von Gewebe mit Laserlicht entwickelt, die unter dem Namen "Low Level Laser Therapy" (LLLT) bekannt sind. LLLT-Verfahren basieren insbesondere auf der Stimulation von stofflichen Prozessen in Zellen oder Gewebe durch Wärmezufuhr. Eine weiteres Beispiel ist die laser-basierte Akupunktur, bei der an gewünschten Akupunkturpunkten eine Stimulation durch Laserbestrahlung erfolgt. Schließlich ist auch die laserbasierte Chirurgie bekannt, die sich durch ein Schneiden von Gewebe mit fokussiertem Laserlicht analog zur Wirkung eines chirurgischen Messers auszeichnet.

Aus US 5 464 436 ist ein LLLT-Verfahren bekannt, bei dem ein zu behandelnder Bereich mehrfach mit Laserlicht im Wellenlän genbereich von 800 nm bis 870 nm bestrahlt und zwischen den einzelnen Bestrahlungen das Bestrahlungsergebnis überwacht wird. Die Bestrahlung erfolgt mit einer manuell handhabbaren, batteriebetriebenen Laser-Lichtquelle, die zwischen den einzelnen Bestrahlungen oder nach den Bestrahlungen mit einem Basisgerät in Kontakt gebracht werden kann, das ein Ladegerät zum Aufladen der Batterien der Ladegerät enthält. Das Ladegerät ist mit einer Anzeige ausgestattet, die den aktuellen Ladezustand der Batterien anzeigt. In US 5 464 436 werden verschiedene Anwendungsprotokolle des LLLT-Verfahrens mit zugehörigen Bestrahlungsparametern (zum Beispiel Bestrahlungsabstände und -zeiten) beschrieben. Die aus US 5 464 436 bekannte Technik besitzt jedoch den Nachteil, dass die Einstellung der Bestrahlungsparameter durch die Betätigung der Lichtquelle durch den Nutzer erfolgt und damit stark fehleranfällig ist.

In US 6 312 451 wird eine LLLT-Vorrichtung beschrieben, bei der eine manuell handhabbare Laser-Lichtquelle über eine Versorgungsleitung mit einem Basisgerät verbunden ist, das eine Stelleinrichtung zur Einstellung einer gewünschten Strahlungsleistung und eine Anzeige der eingestellten Strahlungsleistung aufweist. Das Basisgerät kann bei dieser Technik ferner mit einer Eingabeeinrichtung ausgestattet sein, mit der ein Nutzer Identifizierungsdaten eingibt. Die Einstellung der Bestrahlungsleistung kann von einer Basisgerät-internen Steuereinrichtung in Abhängigkeit von den Identifizierungsdaten freigegeben oder gesperrt werden. Bei der US 6 312 451 bekannten Vorrichtung werden zwar Bestrahlungsparameter durch die Steuereinrichtung des Basisgerätes vorgegeben. Ein Nachteil besteht jedoch in der stark eingeschränkten Flexibilität bei der Einstellung von Bestrahlungsparametern für verschiedene therapeutische Aufgaben. Ein Nutzer kann nur die Be strahlungsleistung wählen, eine Anwendung bei der laserbasierten Akupunktur ist nur beschränkt möglich.

Auch bei der in US 6 312 451 beschriebenen Technik besteht eine LLLT-Vorrichtung aus einer manuell handhabbaren, über eine Versorgungsleitung mit einem Basisgerät verbundenen Laser-Lichtquelle. Das Basisgerät enthält eine Steuereinrichtung mit einem Mikroprozessor und einem Speicher, mit denen verschiedene Bestrahlungsparameter vorgebbar sind, wie zum Beispiel die Bestrahlungsleistung, die Wahl zwischen Pulsbetrieb und Dauerbestrahlung und die Dauer der Behandlung. Die Anwendbarkeit dieser LLLT-Vorrichtung ist eingeschränkt, da das Basisgerät ortsfest angeordnet ist. Die gewünschten Bestrahlungsparameter müssen vor einer Anwendung von einem Nutzer in den Speicher eingegeben werden.

Eine Vorrichtung zur laserbasierten Akupunktur wird beispielsweise in DE 101 07 312 A1 beschrieben. Bei dieser Vorrichtung sind eine Laser-Lichtquelle und eine Schaltung zur Vorgabe von Bestrahlungsparametern im Gehäuse eines manuell handhabbaren Gerätes untergebracht. Der Nachteil dieses Laserbehandlungsgerätes besteht darin, dass als Bestrahlungsparameter lediglich die Bestrahlungsdauer, nicht jedoch andere Größen, wie z.B. die Impulsfrequenz bei der Bestrahlung vorgegeben werden können. Des Weiteren ist das Gehäuse des Laserbehandlungsgeräts voluminös und schwer, so dass sich Einschränkungen für die Handhabbarkeit ergeben. Laser für die Akupunkturbehandlung sind auch aus DE 299 07 159 U1 und DE 196 07 174 A1 bekannt. In diesen Dokumenten werden jedoch keine Hinweise auf die Steuerung von Bestrahlungsparametern gegeben.

Es ist bekannt, bei der laserbasierten Akupunktur Modulationsverfahren anzuwenden, bei denen der Akupunkturlaser ent sprechend einem vorgegebenen Protokoll moduliert wird. Die Modulation umfasst beispielsweise eine Impulsbildung. Die Modulationsverfahren werden in der Regel mit dem Namen der Personen bezeichnet, die die entsprechenden Modulationsverfahren erstmals vorgeschlagen haben, und von Anwendern, wie z.B. der „Europäischen Akademie für traditionelle chinesische Medizin e. V." publiziert.

In DE 101 17 297 A1 wird ein Diagnosegerät zur Pulswellenanalyse mit einem Messgerät, das einen Steuerrechner enthält, und einem Pulssensor beschrieben. Mit dem Messgerät kann über eine Anschlussleitung ein Akupunkturlaser verbunden werden. Der Steuerrechner im Messgerät kann zur Vorgabe von Bestrahlungsparametern des Akupunkturlasers verwendet werden. Das aus DE 101 17 297 A1 bekannte Diagnosegerät ist in seiner Anwendung insbesondere auf die Untersuchung der Wechselwirkung der Akupunkturbestrahlung mit dem Puls des bestrahlten Organismus beschränkt. Durch den komplexen und umfangreichen Aufbau des Messgeräts ist eine flexible Anwendung des Diagnosegeräts für Akupunkturbehandlungen nur beschränkt möglich.

Die erläuterten Nachteile herkömmlicher Bestrahlungseinrichtungen treten nicht nur bei den beispielhaft angegebenen LLT- und Akupunktur-Vorrichtungen auf, sondern auch bei anderen, manuell zu bedienenden Laserquellen, bspw. zur Anwendung der Laserchirurgie oder in der Materialbearbeitung.

Es ist eine erste Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Bestrahlungseinrichtung bereitzustellen, mit der die Nachteile der herkömmlichen Bestrahlungseinrichtungen überwunden werden und die sich insbesondere durch einen vereinfachten Betrieb, eine erhöhte Sicherheit und Reproduzierbarkeit und einen er weiterten Anwendungsbereich auszeichnet. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, verbesserte Verfahren zur Bestrahlung der Oberfläche eines Objektes, insbesondere zur Bestrahlung von biologischem Gewebe oder von Werkstoffen bereitzustellen, mit denen die Nachteile der herkömmlichen Verfahren überwunden werden und die sich insbesondere durch eine vereinfachte Verfahrensführung und eine erhöhte Flexibilität bei der Anwendung auszeichnet.

Beschreibung der erfindungsgemäßen Lösung

Diese Aufgaben werden durch Bestrahlungseinrichtungen und Verfahren mit den Merkmalen gemäß den Patentansprüchen 1 oder 20 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Anwendungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Vorrichtungsbezogen wird die o.g. Aufgabe durch eine Bestrahlungseinrichtung mit einem Basisgerät und mindestens einer Lichtquelle (insbesondere: Laser-Lichtquelle) gelöst, deren Betriebszustand in Abhängigkeit von Steuersignalen einer Steuereinrichtung einstellbar sind, die am Basisgerät angeordnet ist, wobei die Steuereinrichtung vom Basisgerät trennbar (insbesondere abnehmbar) ist. Die erfindungsgemäße Kombination aus der Lichtquelle, dem Basisgerät und der am Basisgerät anschließbaren Steuereinrichtung besitzt den Vorteil, dass die Funktionalität der Lichtquelle und die Flexibilität der Anwendung der Bestrahlungseinrichtung bei den verschiedensten Bestrahlungsaufgaben, insbesondere bei therapeutischen Verfahren, wie z.B. bei Akupunkturverfahren erweitert werden. Die Bestrahlungseinrichtung kann durch Einsetzen einer passend programmierten Steuereinrichtung problemlos für die gewünschte Anwendung vorbereitet werden. Die Steuereinrichtung kann vom Nutzer, z.B. dem Arzt von einer Bestrahlungseinrichtung entfernt und bei einer anderen Bestrahlungs einrichtung weiterverwendet werden. Die Steuereinrichtung kann personengebunden verwendet werden, so dass sich eine erhöhte Sicherheit bei der Anwendung der Bestrahlungseinrichtung ergibt.

Wenn gemäß einer ersten Variante der Erfindung die Laser-Lichtquelle über eine Leitungsverbindung mit dem Basisgerät elektrisch verbunden ist, kann vorteilhafterweise eine Spannungsquelle im Basisgerät zur dauerhaften elektrischen Versorgung der Laser-Lichtquelle verwendet werden. Die Leitungsverbindung kann vorteilhafterweise zusätzlich zur Übertragung der Steuersignale an die Laser-Lichtquelle verwendet werden.

Besonders bevorzugt ist gemäß einer weiteren Variante vorgesehen, dass die Laser-Lichtquelle drahtlos mit dem Basisgerät und/oder der Steuereinrichtung verbunden ist und mindestens eine Spannungsquelle zur elektrischen Versorgung der Laser-Lichtquelle enthält. In diesem Fall ist die Flexibilität bei der Handhabung der Laser-Lichtquelle vorteilhafterweise ohne eine Einschränkung der Funktionalität erhöht.

Wenn die Spannungsquelle gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wiederaufladbar ist und zum Beispiel mindestens einen Akkumulator umfasst, können sich Vorteile in Bezug auf die Betriebskosten der Bestrahlungseinrichtung ergeben. Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Kombination mit dem Basisgerät, wenn dieses eine Ladeeinrichtung enthält, mit der die mindestens eine Spannungsquelle aufladbar ist. In diesem Fall ist beim bestimmungsgemäßen Gebrauch der Bestrahlungseinrichtung immer einer geeignete Ladeeinrichtung verfügbar.

Wenn der Gerätekörper des Basisgerätes gemäß einer weiteren Modifikation der Erfindung mindestens einen Akkumulatorhalter aufweist, der mit der Ladeeinrichtung verbunden ist, können vorteilhafterweise einzelne Akkumulatoren als Spannungsquellen für die Laser-Lichtquelle nachgeladen werden, auch wenn diese nicht mit dem Basisgerät verbunden ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Basisgerät des Weiteren eine Kopplungseinrichtung zum Anschluss und zur mechanischen Halterung der Laser-Lichtquelle aufweist (erste Kopplungseinrichtung). In diesem Fall können sich Vorteile für eine sichere Halterung der Laser-Lichtquelle außerhalb des Bestrahlungsbetriebes und/oder für einen vereinfachten Anschluss der Laser-Lichtquelle an die Ladeeinrichtung ergeben.

Wenn gemäß einer weiteren Gestaltung der Erfindung vorgesehen ist, dass das Basisgerät eine (zweite) Kopplungseinrichtung zur lösbaren Ankopplung und zur mechanischen Halterung der Steuereinrichtung aufweist, kann dies Vorteile für eine schnelle und sichere Anbringung der Steuereinrichtung am Basisgerät haben. Wenn die zweite Kopplungseinrichtung nicht nur für die mechanische Verbindung eingerichtet ist, sondern gleichzeitig auch eine elektrische Schnittstelle bildet, vereinfacht sich der Gebrauch der erfindungsgemäßen Bestrahlungseinrichtung.

Insbesondere im Fall einer drahtlosen Verbindung der Laser-Lichtquelle mit dem Basisgerät und/oder der Steuereinrichtung ist die Laser-Lichtquelle vorzugsweise mit einer Laser-Sende-Empfangs-Einrichtung (erste Sende-Empfangs-Einrichtung) ausgestattet, während in das Basisgerät oder die Steuereinrichtung eine Basis-Sende-Empfangs-Einrichtung (zweite Sende-Empfangs-Einrichtung) integriert ist. Wenn die drahtlose Verbindung als Bluetooth- oder Infrarot-Verbindung gebildet wird, können sich Vorteile aus der Anwendung an sich verfügbarer Datenübertragungstechniken ergeben.

Vorteilhafterweise können die leitungsgebunden oder drahtlos übermittelten Steuersignale von der Steuereinrichtung zur Lichtquelle unmittelbar zur Betätigung der Lichtquelle verwendet werden. Es ist vorzugsweise ein Pulsbetrieb vorgesehen, bei dem die Steuersignale eine bestimmte Pulsfolge entsprechend einem gewünschten Behandlungsprotokoll repräsentieren, wobei die Leistung des abgestrahlten Lichtes an der Lichtquelle durch Auswahl zwischen verschiedenen Leistungsstufen auswählbar ist. Erfindungsgemäß wird die drahtlose Verbindung oder Leitungsverbindung zwischen der Lichtquelle oder der Steuereinrichtung somit zur Übertragung von Informationen verwendet, die als Pulsfolge das gewünschte Behandlungsprotokoll repräsentieren.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die vom Basisgerät trennbare Steuereinrichtung einen programmierbaren Mikroprozessor enthält. Die Steuereinrichtung kann insbesondere einen unabhängig vom Basisgerät und von der Laser-Lichtquelle bedienbaren, tragbaren Computer umfassen, wie er beispielsweise in Form so genannter Taschen- oder Pocket-PCs verfügbar ist. Bei dieser Gestaltung werden die Funktionalität der Bestrahlungseinrichtung und die Bedienbarkeit erheblich erweitert.

Wenn die erfindungsgemäße Bestrahlungseinrichtung mit einer Anzeigeeinrichtung (Display) ausgestattet ist, können sich Vorteile in Bezug auf die Überwachung von Betriebszuständen und die Bereitstellung weiterer Informationen für den Nutzer ergeben. Das Display ist vorzugsweise ein Bestandteil der Steuereinrichtung und mit dieser vom Basisgerät trennbar. In diesem Fall können vorteilhafterweise Informationen über den Programmierungszustand der Steuereinrichtung auch im getrennten Zustand angezeigt werden. Alternativ oder zusätzlich ist die Anzeigeeinrichtung am Gerätekörper des Basisgerätes vorgesehen. Vorteilhafterweise können in diesem Fall weitere Betriebszustände des Basisgeräte, wie z.B. die Betriebsbereitschaft der Ladeeinrichtung angezeigt werden.

Besondere Vorteile für den Bedienkomfort ergeben sich, wenn die Anzeigeeinrichtung einen Berührungsbildschirm (Touch-Screen) aufweist. Dieser Vorteil ist gerade für die therapeutische Anwendung der Bestrahlungseinrichtung von Bedeutung, da bei der Vorbereitung oder der Durchführung einer Behandlung, die häufig unter beengten Verhältnissen ohne eine Ablage für eine Tastatur stattfindet, zahlreiche Informationen z.B. über den physiologischen Zustand eines Patienten anfallen, die so besonders effektiv in die Steuereinrichtung eingegeben werden können.

Die Laser-Lichtquelle der erfindungsgemäßen Bestrahlungseinrichtung kann mindestens einen manuell betätigbaren Schalter, wie z.B. eine Bestätigungstaste oder einen berührungsempfindlichen Schalter (Touch-Pad) aufweisen, der vorteilhafterweise als Haupt- oder Notschalter und/oder als Betriebsartenwählschalter verwendbar ist, so dass sich eine erweiterte Funktionalität der Bestrahlungseinrichtung ergeben kann. Wenn gemäß einer weiteren Modifizierung die Laser-Lichtquelle mit einem Pilotstrahl-Laser ausgestattet ist, können sich Vorteile für eine Visualisierung des Strahlengangs des von der Lasereinrichtung ausgehenden Laserlichts ergeben. Für eine Anpassung an bestimmte Bestrahlungsaufgaben, z.B. an bestimmten Objektoberflächen, kann die Laser-Lichtquelle eine Strahllenkungseinrichtung zur Anpassung des emittierten Laserlichts an die geometrischen Verhältnisse am Ort der Bestrahlung aufweisen.

In diesem Fall können sich Vorteile für eine erhöhte Effektivität der Behandlung ergeben.

Vorteilhafterweise kann die Betriebssicherheit der erfindungsgemäßen Bestrahlungseinrichtung erhöht werden, wenn ein akustischer Signalgeber, wie z.B. ein Summer oder ein Lautsprecher vorgesehen ist, um beispielsweise unbeabsichtigte oder gefährliche Betriebszustände der Laser-Lichtquelle zu signalisieren.

Verfahrensbezogen wird die oben genannte Aufgabe gelöst, indem zur Bestrahlung der Oberfläche eines Objektes, insbesondere mit der erfindungsgemäßen Bestrahlungseinrichtung zunächst die Steuereinrichtung des Basisgeräts bereitgestellt, mit diesem verbunden und betätigt wird, gefolgt von einer Betätigung der Laser-Lichtquelle zur Bestrahlung der Objektoberfläche. Im Unterschied zu herkömmlichen Bestrahlungsverfahren ergibt sich als besonderer Vorteil der Erfindung, dass die Bestrahlungsbedingungen und ggf. weitere Informationen über die zu behandelnde Person vom Nutzer bereits vor der Bestrahlungsbehandlung durch eine geeignete Programmierung der Steuerungseinrichtung vorbereitet werden können. Der Nutzer, z.B. der Arzt kann dann zur Behandlung die vorbereitete Steuerungseinrichtung am Basisgerät einsetzen und betätigen.

Zur Betätigung gehört gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens die Auswahl mindestens eines der Parameter Leistung der Bestrahlung, Bestrahlungsdauer, Frequenz und Taktverhältnis einer impulsförmigen Bestrahlung oder eine Auswahl eines Lernprogramms. Im Gegensatz zu herkömmlichen Behandlungsverfahren wird somit vorteilhafterweise eine größere Anzahl veränderlicher Parameter bereitgestellt, unter denen die gewünschten Bestrahlungsbedingungen ausführbar sind.

Vorteilhafterweise kann die Frequenzwahl gemäß bevorzugter Varianten der Erfindung die Auswahl einer vorprogrammierten Frequenz, einer Mischfrequenz aus vorprogrammierten Frequenzen und/oder einer freien Frequenz umfassen. Erfindungsgemäß sind damit die an sich bekannten Modulationsverfahren für LLLT-Behandlungen oder laserbasierte Akupunkturen einfach ausführbar.

Gemäß einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst der Schritt der Betätigung der Steuereinrichtung eine Signalübertragung zur Laser-Lichtquelle. Vorteilhafterweise wird die Laser-Lichtquelle mit erhöhter Betriebssicherheit komplett entsprechend den vorgegebenen Betriebsparametern gesteuert. Eine manuelle Fehlbedienung ist ausgeschlossen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Laser-Lichtquelle nahezu zeitgleich mit der Betätigung der Steuereinrichtung betriebsbereit gemacht werden kann.

Eine bevorzugte Anwendung der Erfindung besteht bei der Bestrahlung von biologischem Gewebe, insbesondere bei der Bestrahlung der Hautoberfläche einer zu behandelnden Person, wie z.B. eines Patienten. Vorteilhafterweise können die an sich bekannten Prozeduren der LLLT-Verfahren oder der Akupunkturverfahren implementiert werden. Es kann bspw. eine Narbennachbehandlung, eine Akupunkturstimulation oder eine Wundheilung vorgesehen sein. Weitere Anwendungen bestehen in der laserbasierten oder optischen Chirurgie. Die erfindungsgemäße Bestrahlungseinrichtung kann als Laserskalpell (Schneidelaser) verwendet werden. Medizinische Anwendungen bestehen auch in der Dermatologie, z.B. bei der Entfernung von Altersflecken oder Tätowierungen, in der Zahnmedizin, z. B. zur Wundheilung oder Wurzelbehandlung oder in der Ophthalmologie, z.B. zur Korrektur einer Fehlsichtigkeit.

Anwendungen bestehen auch in der Materialbearbeitung durch thermische Effekte, wie z.B. bei der Behandlung von Oberflächenschichten oder dem Aushärten von Polymermaterialien.

Die erfindungsgemäße Bestrahlungseinrichtung kann insbesondere als Lasertherapiegerät zur Bestrahlung kleiner und mittlerer Hautareale bzw. Körperteile (sog. Biostimulation) verwendet werden. Vorteilhafterweise kann der Laser zur Frequenzdiagnose (sog. RAC / Reflex Auriculo Cardial) und -therapie in der Akupunktur oder anderen medizinischen Bereichen oder zur Übertragung von Frequenzinformationen und Photonenenergie dienen. Die Bestrahlungseinrichtung kann neben der Frequenzdiagnose auch zur elektronischen Diagnose genutzt werden (Messung und Analyse von z.B. Akupunkturpunkten, Hautwiderstandsveränderungen).

Wichtige Merkmale der erfindungsgemäßen Bestrahlungseinrichtung bestehen ferner darin, dass die Laser-Lichtquelle als kompaktes, programmierbares, mobiles Handgerät netzunabhängig bereitgestellt wird und bedienerfreundlich mit dem Basisgerät als Station zum Laden der Akkus, Ablage des Lasers und eines Computers (Typ: z.B. iPAQ 1940, Hersteller: Hewlett Packard, mit integrierter Blutooth-Schnittstelle) zusammenwirkt.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Es zeigen:
1: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Bestrahlungseinrichtung,
2: eine Perspektivansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäß verwendeten Basisgeräts,
3: eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform einer erfindungsgemäß verwendeten Laser-Lichtquelle,
4: Illustrationen einer Ausführungsform einer erfindungsgemäß verwendeten Steuereinrichtung und der mit dieser angezeigten Informationen,
5: eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäß verwendeten Laser-Lichtquelle, und
6 und 7: schematische Illustrationen von erfindungsgemäß verwendeten Strahllenkungseinrichtungen.
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung
Die Umsetzung der Erfindung wird im Folgenden nach einer allgemeinen Darstellung gemäß 1 unter beispielhaften Bezug auf die Kombination einer Laser-Lichtquelle in Form eines manuell handhabbaren Beleuchtungsstiftes (sog. Laserpen) mit einem an einem Basisgerät ansteckbaren Pocket-Computer erläutert. Es wird betont, dass die Umsetzung der Erfindung nicht auf die Einzelheiten dieser Kombination beschränkt ist, sondern vielmehr zahlreiche Varianten insbesondere bei der Gestaltung der Lichtquelle und der Steuereinrichtung sowie beim Aufbau und der Funktionalität des Basisgerätes vorgesehen sein können. Beispielsweise ist nicht zwingend erforderlich, dass die Lichtquelle zur Emission von Laserlicht eingerichtet ist. Für bestimmte Behandlungszwecke kann es ausreichend sein, wenn nicht-kohärentes Licht von einer klassischen thermischen Lichtquelle (Glühlampe) oder einer Leuchtdiode ver wendet wird. Des Weiteren kann insbesondere anstelle des Pocket-Computers eine anders gestaltete Steuereinrichtung mit einem integrierten Mikroprozessor und einer Eingabeeinrichtung zur Programmierung des Mikroprozessors vorgesehen sein, die über eine Schnittstelle mit dem Basisgerät verbunden werden kann. Des Weiteren können abweichend von der folgenden Darstellung mehrere Laser-Lichtquellen mit dem Basisgerät kombiniert sein, die von einem Nutzer wahlweise aufeinander folgend oder von mehreren Nutzern zeitgleich verwendet werden. Je nach der gewünschten Anwendung der Bestrahlungseinrichtung kann diese für die Emission von einer oder mehreren Wellenlängen im gesamten Spektralbereich vom ultravioletten über das sichtbare bis zum infraroten Licht eingerichtet sein.
Gemäß 1 umfasst eine erfindungsgemäße Bestrahlungseinrichtung 100 eine Laser-Lichtquelle 10 und ein Basisgerät 20. Die Laser-Lichtquelle 10 besitzt ein Gehäuse 11, in oder an dem die Lasereinrichtung 12 zur Emission von Laserlicht, die Spannungsquelle 13 zur elektrischen Versorgung der Laser-Lichtquelle 10, mindestens eine Betätigungstaste 14, und die erste Sende-Empfangs-Einrichtung 15 angeordnet sind. Das Basisgerät 20 besitzt einen Gerätekörper 21, die Steuereinrichtung 22, die an der zweiten Kopplungseinrichtung 23 trennbar mit dem Gerätekörper 21 verbunden ist, die erste Kopplungseinrichtung 24 zur zeitweiligen Halterung der Laser-Lichtquelle 10, die zweite Sende-Empfangs-Einrichtung 25 und einen Akkumulatorhalter 26. Das Bezugszeichen 27 bezieht sich auf optional vorgesehene Anzeige- und/oder Eingabeeinrichtungen z.B. für ein in das Basisgerät 20 integriertes Ladegerät (nicht dargestellt).
Das Gehäuse 11 der Laser-Lichtquelle 10 besitzt eine lang gestreckte, beispielsweise zylindrische Form mit einer geeignet gestalteten Oberfläche, die insbesondere Griffelemente zur sicheren Handhabung der Laser-Lichtquelle 10 und/oder Informationsbeschriftungen aufweisen kann. Die Lasereinrichtung 12 ist an der Vorderseite des Gehäuses 11 vorgesehen. Sie umfasst eine Laserdiode (Leistung: 50 mW bis 5 W oder darüber), die für eine Emission im Wellenlängenbereich von 620 nm bis in den infraroten Wellenlängenbereich (z.B. 900 nm) ausgelegt ist. Für Anwendungen in der Laserchirurgie kann eine Leistung von 10 W oder darüber vorgesehen sein. Die Spannungsquelle 13 umfasst zwei Akkumulatorzellen, die von der Rückseite des Gehäuses 11 in die Laser-Lichtquelle 10 einführbar sind. Hierzu ist an der Rückseite eine Öffnung mit einem Deckel und einer Rasteinrichtung zur Fixierung der Akkumulatoren vorgesehen.
Die erste Sende-Empfangs-Einrichtung 15 umfasst eine für die Realisierung von Bluetooth-Verbindungen ausgelegte Antenne und eine zugehörige Verarbeitungsschaltung zur Signalverarbeitung der von der Steuereinrichtung 22 empfangenen Steuersignale.
Der Betriebszustand der Lasereinrichtung 12 ist in Abhängigkeit von den Steuersignalen der Steuereinrichtung 22 einstellbar. Dies bedeutet, dass die Steuersignale unmittelbar als Schaltsignale für die Lasereinrichtung 12 bereitgestellt werden. Beispielsweise wird ein Pulszug mit einer Modulation entsprechend der gewünschten Modulation der Laserdiode übertragen. Alternativ können die Steuersignale bestimmte Betriebszustände der Lasereinrichtung 12 kodieren, die in einem optional in der Lichtquelle zusätzlich vorgesehenen Speicher gespeichert sind.
Der Gerätekörper 21 des Basisgerätes 20 bildet ebenfalls ein Gehäuse, in dem das Ladegerät und ein Netzspannungs- Versorgungsteil untergebracht und auf dessen Außenseite die erste und zweite Kopplungseinrichtung 23, 24 und der Akkumulatorhalter 26 angeordnet sind.
Wenn entsprechend der in 1 gezeigten Ausführungsform der Erfindung die zweite Sende-Empfangs-Einrichtung 25 in das Basisgerät 20 integriert ist, besitzt die zweite Kopplungseinrichtung 24 eine Schnittstelle zur elektrischen Verbindung der Steuereinrichtung 22 mit einer Signalverarbeitungsschaltung (nicht dargestellt) der Einrichtung 25. Alternativ kann die zweite Sende-Empfangs-Einrichtung 25 Teil der Steuereinrichtung 22 sein, wie dies unten unter Bezug auf die 2 und 4 erläutert wird. In diesem Fall kann vorteilhafterweise auf die Bildung einer zusätzlichen Schnittstelle zur Signalübertragung zwischen der Steuereinrichtung 22 und dem Basisgerät 20 verzichtet werden. Bei beiden Ausführungsformen kann an der zweiten Kopplungseinrichtung zumindest ein elektrischer Anschluss zum Nachladen einer internen Spannungsquelle der Steuerungseinrichtung 22 vorgesehen sein.
Weitere Einzelheiten der Außenseite des Basisgeräts 20 sind beispielhaft in 2 illustriert. Die Form der ersten Kopplungseinrichtung 23 ist an die Form der verwendeten Laser-Lichtquelle 10 angepasst. Der Gerätekörper 21 besitzt als erste Kopplungseinrichtung 23 einen kreisscheiben-förmigen Vorsprung mit einer mittigen Aufnahme 29, in die die Laser-Lichtquelle 10 an ihrer Vorder- oder Rückseite einsteckbar ist. Der Gerätekörper 21 besitzt in der Umgebung des Vorsprungs 23 eine zylinderförmige Ausnehmung, so dass das manuelle Ergreifen der eingesteckten Laser-Lichtquelle erleichtert wird. Die zweite Kopplungseinrichtung 24 bildet eine Aufnahme mit einer inneren Form, die der äußeren Form der Steuereinrichtung, wie z.B. eines Pocket-Computers 22 gemäß 4A angepasst ist. Die zweite Kopplungseinrichtung 24 ist mit einer Fixiereinrichtung, wie z.B. einer Rasteinrichtung 28 zur Fixierung der eingesetzten Steuereinrichtung ausgestattete.
Bei dem in 2 illustrierten Ausführungsbeispiel sind drei Akkumulatorhalterungen 26 vorgesehen, die jeweils eine Ladeanzeige 27 aufweisen. Auf der Oberseite der Akkumulatorhalterungen 26 besitzt der Gerätekörper 21 zylinderförmige Ausnehmungen, die jeweils einen Ladeschacht für Akkumulatoren bilden.
Das Bezugszeichen 27.1 bezieht sich auf eine Sensoreinrichtung zur Überprüfung der Betriebsfähigkeit der Lasereinrichtung 12 der Laser-Lichtquelle 10. Da die Lasereinrichtung 12 bei zahlreichen therapeutischen Anwendungen im infraroten, d.h. nicht sichtbaren Wellenlängenbereich betrieben wird, dient die Sensoreinrichtung 27.1 einem Funktionstest. Als Sensoreinrichtung 27.1 kann beispielsweise ein Infrarotdetektor vorgesehen sein. Wird die Laserstrahlung auf die Sensoreinrichtung 27.1 gerichtet, kann bei intakter Laserfunktion ein akustisches Signal zum Beispiel im Rhythmus der Impulsfrequenz des Lasers ertönen. Alternativ kann als Sensoreinrichtung 27.1 ein Thermosensor aus einem auf Infrarotbestrahlung durch eine Verfärbung reagierenden Material vorgesehen sein.
3 zeigt weitere Einzelheiten der Laser-Lichtquelle 10, bei der anstelle einer einzelnen Betätigungstaste mehrere Tasten oder Schalter 14.1 bis 14.5 vorgesehen sind, die die folgenden Funktionen besitzen. Die Taste 14.1 ist ein Schalter zum Ein- oder Ausschalten der Laser-Lichtquelle 10. Die Schalteinrichtung (z.B. Tasten) 14.2 und 14.3 dient der Vorwahl verschiedener Leistungsbereiche (oder: Leistungsstufen) zum Betrieb der Lasereinrichtung 12. Beispielsweise erfolgt bei Betätigung der Taste 14.2 ein Betriebsbeginn mit 5 mW, während bei Betätigung der Taste 14.3 ein Betätigungsbeginn mit 50 mW erfolgt. Es kann eine weitere Leistungsstufe mit z. B. 5 W vorgesehen sein. Die Taste 14.4 dient der Umschaltung zwischen verschiedenen Modulationsfrequenzen beim Betrieb der Lasereinrichtung 12. Schließlich stellt der Schalter 14.5 einen Schlüsselschalter dar, der nur durch einen autorisierten Nutzer mit einem passenden Schlüssel betätigt werden kann.
Bei der in 3 gezeigten Ausführungsform der Laser-Lichtquelle 10 ist ferner eine Anzeigeeinrichtung 16 vorgesehen, die ein Informationsdisplay 16.1 und eine Zustandsanzeige 16.2 umfasst. Das Informationsdisplay 16.1 ist beispielsweise eine alphanumerische Anzeige zur Darstellung z.B. von Betriebsparametern der Bestrahlungseinrichtung. Im Informationsdisplay 16.1 wird beispielsweise die Leistung in mW, die Energie in Joule (Angabe der bereits übertragenen Energie), eine Therapiezeit in Joule (mit Restzeitanzeige) und/oder die aktuelle Modulationsfrequenz angezeigt.
Die Zustandsanzeige 16.2 dient als Warnanzeige, wenn die Lasereinrichtung 12 aktiv ist. Beim Betrieb der Laser-Lichtquelle 10 kann vorgesehen sein, dass die Zustandsanzeige 16.2, z.B. in Form einer grün emittierenden Leuchtdiode zunächst für eine bestimmte Vorlaufzeit (z.B. 2 Sekunden) nach dem Betriebsbeginn der Lasereinrichtung 12 als Warnung vor der kommenden Laserstrahlung blinkt und anschließend während des Betriebs der Lasereinrichtung 12 dauernd leuchtet. Entsprechend kann auch der Pilotstrahl vor Betriebsbeginn der Lasereinrichtung den Auftreffpunkt des Laserstrahls markieren.
Die Lasereinrichtung 12 umfasst einen Bestrahlungs-Laser, z.B. die oben genannte Laserdiode und einen Pilotlaser, der im sichtbaren Wellenlängenbereich emittiert und identisch mit der Abstrahlrichtung des Bestrahlungslasers ausgerichtet ist. Für Akupunkturanwendungen wird die Laserdiode typischerweise mit einem Abstand von mindestens 30 mm betrieben. Bei chirurgischen Anwendungen sind geringere Abstände von z.B. 15 mm oder weniger vorgesehen. Typische Leistungsdichten bei der thermischen oder ablativen Anwendung der erfindungsgemäßen Bestrahlungseinrichtung fallen in den Bereich mW/cm² (Biostimulation) über kW/cm² (Koagulation) bis zu MW/cm² (Verdampfen) oder sogar GW/cm² (Photoablation).
An der Lasereinrichtung 12 ist ein Anschlussstück 17 vorgesehen, das der Halterung von Strahllenkungseinrichtungen dient (s. unten, 6, 7).
4 zeigt beispielhaft die Gestaltung der Steuereinrichtung 22 als Pocket-Computer mit einem Berührungsbildschirm 22.1 (4A), wobei die 4B bis 4F beispielhaft die an der Steuereinrichtung 22 angezeigten Inhalte und Betätigungselemente illustrieren.
Nach dem Einschalten der Steuereinrichtung 22 erscheint das Startbild 30 gemäß 4B mit drei Auswahlzeilen 31, 32 und 33, einem Übertragungsfeld 34 und einer Hilfetaste 35 ("Didakt"). In der ersten Auswahlzeile 31 kann zwischen verschiedenen, vorprogrammierten Modulationsfrequenzen z.B. für die Anwendungen "Akut", "Chronisch" und "Regeneration" ausgewählt werden. In der zweiten Auswahlzeile 32 erfolgt die Auswahl eines bestimmten Modulationsverfahrens. Im dargestellten Beispiel ist das Modulationsverfahren "Nogier A" gewählt. In der dritten Auswahlzeile 33 können in den einzelnen Feldern jeweils die Leistung, die Energie und die Bestrahlungsdauer vorgewählt werden.
Durch die Berührung eines Tastenfeldes wird die jeweilige Funktion aktiviert. Beispielsweise erfolgt ein Farbwechsel des Tastenfeldes oder es erscheint ein neues Fenster zur weiteren Einstellung von Einzelheiten. Nach Komplettierung der Daten werden diese als Steuersignale bei Betätigung der Taste 34 an die Laser-Lichtquelle 10 gesendet.
4C illustriert die Auswahl einer voreingestellten Modulationsfrequenz in einem Auswahlfenster 40, das in mehreren Auswahlzeilen 41, 42 etc. verschiedene vorgegebene Frequenzen auflistet, wobei jeweils ggf. eine bestimmte Frequenz aus einer Frequenzreihe wählbar ist. Beim dargestellten Beispiel ist beispielsweise die Frequenz B der Modulationsfrequenz "Nogier" aktiviert.
Bei Betätigung der Auswahlzeile 46 öffnet sich ein neues Tastenfeld zur Einstellung frei wählbarer Frequenzen. Das Tastenfeld 47 dient dem Rücksprung zum Startbild 30 gemäß 4B.
In 4D ist die Einstellung von Mischfrequenzen illustriert. Hierzu werden am Auswahlbild 40 verschiedene Modulationen und zugehörige Frequenzen aktiviert. Im dargestellten Beispiel werden die Frequenz "Nogier B" und die Frequenz "Bahr 3" miteinander gemischt.
Wird bei dem Auswahlbild 40 gemäß 4C die fünfte Auswahlzeile 45 gewählt, so öffnet sich die nachgeordnete Anzeige 50 zur Modulation "Reininger" mit den entsprechenden Auswahlmöglichkeiten.
Schließlich illustriert 4F die Didakt-Anzeige 60, die bei Betätigung des Tastenfeldes 35 gemäß 4B erscheint. In den verschiedenen Auswahlzeilen können Lernprogramme und Gebrauchsanweisungen sowie weitergehende Informationen aufgerufen werden.
In der folgenden Tabelle sind verschiedene Frequenzen der Modulationen nach Nogier, Bahr und Reininger illustriert, die bei der entsprechenden Betätigung der Steuereinrichtung 22 als Steuersignale zum Betrieb der Laser-Lichtquelle 10 übertragen werden können.
Frequenzen nach Nogier/Bahr:
Reininger-Frequenzen: (Reininger I, II, III, Meridianfrequenzen, "Antifrequenzen", Frequenzen der Ebenen, Frequenzen Viral/Bakteriell)
Als freie Frequenzen können Modulationsfrequenzen im Bereich von 0.2 bis 999.99 Hz eingestellt werden.
5 illustriert eine abgewandelte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Laser-Lichtquelle 10, bei der eine elektrische Verbindungsleitung 18 zum Anschluss an das Basisgerät vorgesehen ist. Bei dieser Variante kann die Bedienung der Steuereinrichtung und die Signalübertragung zur Laser-Lichtquelle 10 analog zu den oben beschriebenen Prozeduren erfolgen.
Die 6 und 7 illustrieren verschiedene Varianten erfindungsgemäß vorgesehener Strahllenkungseinrichtungen 70, die auf die Halterung 17 der Laser-Lichtquelle 10 (siehe 3) aufsetzbar sind. Die Strahllenkungseinrichtung 70 gemäß 6 dient als Dentalapplikator, der einen Lichtleiter 71 (Länge rd. 13 cm) aus Glas in einem Edelstahlmantel und Ansatzstücke 72 umfasst. 7 illustriert einen Punktapplikator in schematischer Schnitt- und Perspektivansicht. Die Austrittsbohrung des Punktapplikators 73 besitzt einen Durchmesser von z.B. 4 mm.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.

Claims

Bestrahlungseinrichtung (100), die umfasst: – mindestens eine Laser-Lichtquelle (10) mit einem Gehäuse (11), in dem eine Lasereinrichtung (12) angeordnet ist, und – ein Basisgerät (20), das einen Gerätekörper (21) und eine Steuereinrichtung (22) aufweist, wobei – der Betriebszustand der Lasereinrichtung (12) in Abhängigkeit von Steuersignalen der Steuereinrichtung (22) einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass – die Steuereinrichtung (22) vom Gerätekörper (21) trennbar angeordnet ist.
Bestrahlungseinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Laser-Lichtquelle (10) über eine Leitungsverbindung mit dem Basisgerät (20) verbunden ist, das eine Spannungsquelle zur elektrischen Versorgung der Laser-Lichtquelle (10) enthält.
Bestrahlungseinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Laser-Lichtquelle (10) über eine drahtlose Verbindung mit dem Basisgerät (20) verbunden ist und mindestens eine Spannungsquelle (13) zur elektrischen Versorgung der Laser-Lichtquelle (10) enthält.
Bestrahlungseinrichtung nach Anspruch 3, bei der die Spannungsquelle (13) eine wiederaufladbare Spannungsquelle umfasst.
Bestrahlungseinrichtung nach Anspruch 4, bei der das Basisgerät (20) eine Ladeeinrichtung (22) enthält, mit der die mindestens eine Spannungsquelle (13) aufladbar ist.
Bestrahlungseinrichtung nach Anspruch 5, bei der der Gerätekörper (21) mindestens einen Akkumulatorhalter (26) aufweist, der mit der Ladeeinrichtung (22) verbunden ist.
Bestrahlungseinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Basisgerät eine erste Kopplungseinrichtung (23) zum Anschluss der Laser-Lichtquelle (10) aufweist.
Bestrahlungseinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Basisgerät eine zweite Kopplungseinrichtung (24) zum Anschluss der Steuereinrichtung (22) aufweist.
Bestrahlungseinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 6, bei der die Laser-Lichtquelle (10) eine erste Sende-Empfangs-Einrichtung (15) und das Basisgerät (20) eine zweite Sende-Empfangs-Einrichtung (25) aufweisen, zwischen denen die drahtlose Verbindung gebildet werden kann.
Bestrahlungseinrichtung nach Anspruch 9, bei der die drahtlose Verbindung eine Bluetooth- oder eine Infrarot-Verbindung umfasst.
Bestrahlungseinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Steuereinrichtung (22) einen programmierbaren Mikroprozessor enthält.
Bestrahlungseinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, die eine Anzeigeeinrichtung aufweist.
Bestrahlungseinrichtung nach Anspruch 12, bei der die Anzeigeeinrichtung Teil der Steuereinrichtung (22) ist.
Bestrahlungseinrichtung nach Anspruch 12, bei der die Anzeigeeinrichtung Teil des Gerätekörpers (21) ist.
Bestrahlungseinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 14, bei der die Anzeigeeinrichtung einen berührungsempfindlichen Anzeigeschirm besitzt.
Bestrahlungseinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Laser-Lichtquelle (10) mit einer Betätigungstaste ausgestattet ist.
Bestrahlungseinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Laser-Lichtquelle (10) mit einem Pilotstrahl-Laser ausgestattet ist.
Bestrahlungseinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Laser-Lichtquelle (10) mit einer Strahllenkungseinrichtung zur Ausrichtung von Laserlicht ausgestattet ist, das von der Lasereinrichtung (12) ausgeht, und/oder mit einem akustischen Signalgeber ausgestattet ist.
Bestrahlungseinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Laser-Lichtquelle (10) eine Schalteinrichtung zur Auswahl verschiedener Leistungen beim Betrieb der Laser-Einrichtung (12) enthält.
Verfahren zur Bestrahlung eines Objektes mit einer Bestrahlungseinrichtung (100) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den Schritten: – Bereitstellung der Steuereinrichtung (22) am Gerätekörper (21) des Basisgerätes (20), – Betätigung der Steuereinrichtung (22), und – Betätigung der Laser-Lichtquelle (10), so dass eine Oberfläche des Objekts bestrahlt wird.
Verfahren nach Anspruch 21, bei dem die Betätigung der Steuereinrichtung (22) mindestens einen der Schritte umfasst: – Auswahl einer Modulationsfrequenz, – Auswahl einer Leistung, – Auswahl einer Bestrahlungsdauer, und – Auswahl eines Lernprogramms.
Verfahren nach Anspruch 21, bei dem die Auswahl einer vorprogrammierten Modulationsfrequenz mindestens einen der Schritte umfasst: – Auswahl einer Modulationsfrequenz, – Auswahl einer Mischfrequenz, und – Auswahl einer freien Frequenz.
Verfahren nach Anspruch 20, 21 oder 22, bei dem die Betätigung der Steuereinrichtung (22) mit einer Datenübertragung auf die Laser-Lichtquelle (10) verbunden ist.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 20 bis 23, bei dem das bestrahlte Objekt biologisches Gewebe oder einen Werkstoff umfasst.
Verwendung einer Bestrahlungseinrichtung (100) zu mindestens einem der folgenden Verfahren: – LLLT-Verfahren, – Akupunktur, – Laserchirurgie, – Hautbehandlung in der Dermatologie, – Wurzelbehandlung in der Zahnmedizin, – Narbennachbehandlung, und – Materialbehandlung.