DE19500353A1 - Laserchirurgisches Gerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein laserchirurgisches Gerät mit einem Laser, einer mit dem Laser verbundenen Lichtleitfaser und ei­ nem das distale Ende der Lichtleitfaser umgebenden Flüssig­ keitskanal.

Die minimal-invasive Chirurgie findet immer breitere Anwen­ dung, denn sie ermöglicht es, chirurgische Eingriffe mit im­ mer geringeren störenderen Einwirkungen, wie starken Blutun­ gen und Gewebeverletzungen, durchzuführen. Eines der Mittel der minimal-invasiven Chirurgie ist der Einsatz eines Lasers, der grundsätzlich eine Begrenzung des Einsatzgebiets ermög­ licht. Mittels des Lasers kann einerseits eine nekrotisieren­ de und adhäsionsbildende Wirkung und andererseits eine Ge­ fäßverödung und Gewebeverdampfung erzielt werden. Dabei wer­ den kleinere Gefäße durch Koagulation verschlossen, was z. B. zur endoskopischen Blutstillung bei Magen-Duodenalulkus aus­ genutzt wird.

Die Laser-Chirurgie ermöglicht die Durchführung von Operatio­ nen, die in konventioneller Technik nur mit sehr viel größe­ rem Aufwand (großes Einsatzgebiet, Schnittwunden, etc.) ver­ bunden sind. Dabei werden Lichtleitfasern durch natürliche oder künstliche Körperöffnungen eingeführt. Insgesamt gese­ hen, bezweckt die Laser-Chirurgie schonende Eingriffe am menschlichen Körper. So soll beispielsweise bei Gewebeentfer­ nungen das zurückbleibende Gewebe so wenig wie möglich ge­ schädigt werden.

Je nach der applizierten Leistungsdichte kommt es bei der La­ ser-Gewebe-Wechselwirkung zu verschiedenen Prozessen: Bei der Koagulation schrumpft das Gewebe und wird verbacken, was zu einem Verschluß kleinerer Adern führt. Bei der Vaporisation hingegen wird das Gewebe verdampft und entfernt. Ist jedoch die Leistungsdichte nicht ausreichend hoch, kann karbonisier­ tes Gewebe zurückbleiben. Ist die Leistungsdichte sehr hoch, findet Disruption statt und das Gewebe wird schlagartig ver­ dampft und entfernt.

Welcher Prozeß in dem Gewebe induziert wird, hängt von der eingestrahlten Laserleistung und dem Absorptionskoeffizienten des Gewebes gegenüber der Laserwellenlänge ab. Der Molmium- Laser hat z. B. den Vorteil, daß seine Strahlung in Wasser nur eine Eindringtiefe von 0,2 mm hat und durch flexible Quarz­ fasern übertragen werden kann. Damit bei einer Bestrahlung eines Areals mit dem Licht des Holmium-Lasers Gewebe abgetra­ gen wird, ohne die Wundränder thermisch zu schädigen, muß der Wassergehalt des Gewebes hoch sein. Das Gewebe darf somit während der Laserbestrahlung nicht austrocknen.

In der DE-A 42 39 829 ist ein medizinisches Laserbehandlungs­ gerät beschrieben, das insbesondere zur Dentalbehandlung und zum Einsatz bei peridontalen Krankheiten vorgesehen ist, die an weichen Geweben um die Zähne herum auftreten. Um das Über­ hitzen des betroffenen Bereichs oder ein nicht beabsichtigtes Erhitzen von umgebendem Gewebe zu verhindern, ist das Auf­ bringen von Kühlgas oder -wasser bekannt. Soll Dentin oder Zahnschmelz abgetragen werden, kommt es durch Absorption leicht zu Verkohlungen, wie oben erwähnt. Andererseits absor­ biert das Kühlwasser selbst Laserenergie, was die Behandlung erschwert. Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß es zu Über­ hitzungen der Lichtleitfaser kommen kann, andererseits eine Kühlung des Einsatzbereichs durch Wasser erwünscht ist. In der DE-A 42 39 829, die die Verwendung eines Er:YAG-Lasers beschreibt, wird vorgeschlagen, die Lichtleitfaser gegen Kühlwasser zu isolieren und mittels Gas zu kühlen. Das Kühl­ wasser tritt am Umfangsteil des vorderen Endes der Sonde aus.

Bei einer aus der DE-C 42 37 154 bekannten Vorrichtung zum selektiven Schneiden von biologischem Gewebe werden Lichtim­ pulse eines Pulslasers (Holmium:YAG- oder z. B. ER:YAG-Laser) über eine Lichtleitfaser in eine flüssigkeitsgefüllte Röhre geleitet, treten dort aus der Lichtleitfaser aus und werden von der Flüssigkeit vollständig absorbiert. Hierdurch werden Flüssigkeitsimpulse bzw. Stoßwellen erzeugt, die ein feines und selektives Schneiden bzw. Abtragen und Fragmentieren von biologischem Gewebe ermöglichen. Soll die Laserstrahlung di­ rekt auf das Gewebe appliziert werden, wird die Flüssigkeit zwischen dem distalen Ende der Lichtleitfaser und dem Gewebe beseitigt, wobei eine Verstellung der axialen Position der Lichtleitfaser vorgesehen wird. Die Stärke der Flüssigkeit­ simpulse kann durch eine Leistungsregelung des Lasers, sonst durch eine Verstellung des distalen Endes der Lichtleitfaser eingestellt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein laserchirurgi­ sches Gerät der eingangs genannten Art zu schaffen, das viel­ seitig einsetzbar ist und zugleich ein gewebeschonendes Ar­ beiten gestattet.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einem laserchirurgi­ schen Gerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vor­ teilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ein erfindungsgemäßes laserchirurgisches Gerät umfaßt somit einen Laser, eine mit dem Laser verbundenen Lichtleitfaser und einen das distale Ende der Lichtleitfaser umgebenden Flüssigkeitskanal. Die Lichtleitfaser ist im distalen Bereich von dem als Kühlkanal vorgesehenen Flüssigkeitskanal umgeben, der am proximalen Ende mit einer Hochdruckquelle verbunden ist. Im Kühlkanal ist eine Einstelleinrichtung für den Flüs­ sigkeitsdruck im Kühlkanal vorgesehen.

Mittels der Kühlkanalanordnung und Einstellung der zugeführ­ ten Kühlflüssigkeitsmenge kann gezielt eine gewünschte bzw. notwendige Flüssigkeitsmenge auf den Arbeitsbereich aufge­ bracht werden. Auf diese Weise braucht das bestrahlte Gewebe während der Behandlung lediglich lokal genäßt zu werden, d. h. es wird lediglich soviel Wasser auf das Operationsareal auf­ gebracht, daß eine lokale Nässung erreicht wird. Gemäß der Erfindung wird dabei vorzugsweise das distale Ende der Licht­ leitfaser mit einem fein dosierten Wasserstrahl umspült. Dies ermöglicht eine Kühlung des bestrahlten Gewebeareals. Da fer­ ner durch die Nässung eine hohe Absorption der allizierten Laserstrahlung sichergestellt ist, wird somit eine lokale Be­ grenzung der Lasereinwirkung erreicht und ausgedehnte Nekro­ sesäume vermieden. Durch die sofortige lokale Benetzung des bestrahlten Gewebes werden stets gleich Randbedingungen ge­ währleistet.

Zweckmäßigerweise ist bei dem erfindungsgemäßen laserchirur­ gischen Gerät die Hochdruckquelle eine Hochdruckpumpe und/oder die Druckeinstelleinrichtung ein Druckregelventil. Hierbei ist die Druck- und Mengenvorgabe der Flüssigkeit un­ ter Verwendung handelsüblicher Komponenten einfach ausführ­ bar.

Der Flüssigkeitskanal umfaßt bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ein starres Rohr. Hierbei ist die Führung einer dort enthaltenen Lichtleitfaser einfach. Im Fall eines unzu­ gänglicheren oder wechselnden Arbeitsbereichs wird bevorzugt ein flexibles Rohr verwendet. Insbesondere dann, wenn mit flexiblen Endoskopen gearbeitet wird.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen laserchirurgischen Geräts ist am distalen Ende des Flüssig­ keitskanals eine Zentriereinrichtung für die Lichtleitfaser vorgesehen. Dies ermöglicht ferner bevorzugt die Lichtleitfa­ ser im Flüssigkeitskanal in Richtung ihrer axialen Längser­ streckung zu verschieben. Auf diese Weise kann die Flüssig­ keit besonders gut dosiert aufgebracht werden, und es ist möglich, sie der applizierten Leistungsdichte und den medizi­ nischen Erfordernissen anzupassen.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann das laserchirurgische Gerät so ausgebildet sein, daß die Flüssig­ keitszuleitung in dem Flüssigkeitskanal ein Bedienungselement mit einem Einstellelement für den Flüssigkeitsdruck aufweist. Eine besonders einfache Bedienung ergibt sich, wenn das Be­ dienungselement eine Bedienungspistole mit einem Einstellhe­ bel für den Flüssigkeitsdruck ist. Derartige Bedienungsele­ mente sind ergonomisch günstig und werden von den Operateuren bevorzugt, denn sie können zugleich als Handhabe und Halte­ rung für den Bedienungsteil insgesamt verwendet werden.

Zweckmäßig ist die Kühlflüssigkeit Wasser oder eine sterile physiologische Kochsalzlösung.

Das erfindungsgemäße laserchirurgische Gerät ist vielseitig einsetzbar, z. B. für allgemeine chirurgische Eingriffe, ins­ besondere in der Ophthalmologie, HNO, Gastroenterologie, Gy­ näkologie und Neurochirurgie.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbei­ spiels und der Zeichnung weiter erläutert. Dabei ist diese Erläuterung lediglich zur weiteren Veranschaulichung der Er­ findung vorgesehen und keinesfalls als diese einschränkend anzusehen. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Grundaufbaus ei­ nes erfindungsgemäßen laserchirurgischen Geräts,

Fig. 2 eine Teilansicht von Fig. 1, die die Kopplung von Lichtleitfaser und Flüssigkeitszuführung veran­ schaulicht,

Fig. 3 (a) eine flexible Faserführung und (b) eine vergrö­ ßerte Vorderansicht des Faserführungsendes,

Fig. 4 (a) eine starre Faserführung und (b) eine vergrö­ ßerte Vorderansicht des Faserführungsendes,

Fig. 5 eine schematische Ansicht einer Probe mit aufge­ setzter Faserführung und

Fig. 6 eine vergrößerte Ansicht des Endes der Faserführung und der Probe von Fig. 5 einige Zeit nach Behand­ lungsbeginn.

In Fig. 1 ist der Grundaufbau eines erfindungsgemäßen laser­ chirurgischen Geräts dargestellt, wobei die Teilansicht von Fig. 2 den Kopplungsteil von Lichtleitfaser und Führungsrohr veranschaulicht (etwa 20 cm) . Das laserchirurgische Gerät be­ steht aus einem Laser 2 (z. B. Holmium-Laser), dessen Emissi­ onswellenlänge eine hohe Absorption in Wasser besitzt. Mit dem Laser 2 ist eine Lichtleitfaser 4 verbunden. Die Licht­ leitfaser 4 mündet im Bereich eines hämostatischen Ventils 6 in ein Führungsrohr 8 und erstreckt sich durch dieses bis zu dessen vorderem Ende. Das Führungsrohr 8 weist ein Verbin­ dungsstück 10 auf und ist über zwei Anschlußstücke 12, 14 (Luer-Lock) mit einem Kopfstück 16 verbunden. Vor dem Kopf­ stück 16 ist zur Veranschaulichung eine Probe 18 angedeutet, die mittels des Geräts bearbeitet werden soll. Obwohl es sich wohl zumeist um chirurgische Eingriffe handelt, ist das Gerät nicht auf dieses Einsatzgebiet beschränkt.

In das Verbindungsstück 10 mündet eine Flüssigkeitszuleitung 20. Diese umfaßt einen Flüssigkeitsbehälter 22, bei dem es sich um eine Flasche mit physiologischer Kochsalzlösung han­ delt. Aus dem Behälter 22 führt ein Schlauch 24 zu einer Pum­ pe 26. Ein weiterer Schlauch 28 verbindet die Pumpe 26 mit einer Bedienungspistole 30. Die Bedienungspistole 30 weist einen Einstellhebel 32 und ein Auslaßrohr 34 auf, mit dem die Flüssigkeitszuleitung in das Verbindungsstück 10 mündet.

Das beschriebene Führungsrohr 8 ist starr und z. B. aus Edel­ stahl. Die Lichtleitfaser 4 erstreckt sich etwa zentral in ihm, wie z. B. in Fig. 4 (b) am Beispiel des Faserführungsen­ des bzw. Kopfstücks 16 dargestellt ist. Der vorderste Ab­ schnitt 4′ der Lichtleitfaser 4 ist ohne Faserhülle, die im übrigen einen Schutz gegen die im Führungsrohr 8 in Kontakt mit der Lichtleitfaser 4 strömenden Flüssigkeit bildet, die durch das Bezugszeichen 36 in Fig. 4 (b) veranschaulicht ist. Eine Halterung bzw. Fixierung der Bedienungspistole 30 ist in Form eines Haltebügels 36 vorgesehen.

Eine andere Ausführung ergibt sich in der Regel, wenn das Führungsrohr 8′ flexibel ausgebildet ist, z. B. ein Teflon­ schlauch ist. Dies ist in Fig. 3 (a) und (b) veranschaulicht. Zur Führung der Lichtleitfaser 4 in dem nicht sehr eigenstei­ fen Schlauch sind in dieser an Abschnitt senden oder in Ab­ ständen Halterungen 38 vorgesehen, von denen eine in der Vor­ deransicht von Fig. 3 (b) dargestellt ist. Es handelt sich dort um dreieckförmige Platten mit ausreichender Dicke und passendem Durchmesser, so daß sie genügend fest in dem Schlauch 8′ sitzen und gegen Rausrutschen gesichert sind. Durch eine zentrale Öffnung ist die Lichtleitfaser 4 durchge­ führt.

Fig. 5 und 6 veranschaulichen die Wirkungsweise des laser­ chirurgischen Geräts bei einem Abtragungsprozeß. In Fig. 5 ist das Kopfstück 16 dicht oberhalb einer Probe 18 angeord­ net. Fig. 6 zeigt das aus dem Führungsrohr 8 vorstehende vor­ dere Ende der Lichtleitfaser 4. Dieses kann zur Einstellung der gewünschten Leistung vor- und zurückgeschoben werden. Das durch die Lichtleitfaser 4 übertragene Laserlicht hat gemäß Fig. 6 bereits eine muldenförmige Vertiefung 40 in der Probe 18 erzeugt. Die seitlich um die Lichtleitfaser 4 strömende Spülflüssigkeit 36 bewirkt eine Kühlung der Probe einschließ­ lich der nicht zu bearbeitenden Bereiche und verhindert ins­ besondere eine unerwünschte lokale Überhitzung. Mittels des Verstellhebels 32 kann der Flüssigkeitsdruck im Flüssigkeits­ kanal eingestellt werden, der wiederum den Benetzungsgrad des Operationsareals und damit den Wirkungsgrad des Laserstrahls bestimmt.

Claims (9)

1. Laserchirurgisches Gerät mit einem Laser (2), einer mit dem Laser (2) verbundenen Lichtleitfaser (4) und einem das distale Ende der Lichtleitfaser umgebenden Flüssig­ keitskanal (8), dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Lichtleitfaser (4) im distalen Bereich von dem als Kühlkanal vorgesehenen Flüssigkeitskanal (8) um­ geben ist,
• - der Kühlkanal (8) am proximalen Ende mit einer Hoch­ druckquelle (26) verbunden ist und
• - eine Einstelleinrichtung (32) für den Flüssigkeits­ druck im Kühlkanal (8) vorgesehen ist.

2. Laserchirurgisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Hochdruckquelle eine Hochdruck­ pumpe (26) und/oder die Druckeinstelleinrichtung ein Druckregelventil ist.

3. Laserchirurgisches Gerät nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitskanal ein starres Rohr (8) umfaßt.

4. Laserchirurgisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitskanal (8′) flexibel ist und/oder im Flüssigkeitskanal (8′) eine Führung (38) für die Lichtleitfaser (4) vorgesehen ist.

5. Laserchirurgisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am distalen Ende des Flüssigkeitskanals (8) eine Zentriereinrichtung (38) für die Lichtleitfaser (4) vorgesehen ist.

6. Laserchirurgisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleitfaser (4) im Flüssigkeitskanal (8) verschiebbar ist.

7. Laserchirurgisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitszulei­ tung (20) in dem Flüssigkeitskanal ein Bedienungsele­ ment (30) mit einem Einstellelement (32) für den Flüs­ sigkeitsdruck aufweist.

8. Laserchirurgisches Gerät nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Bedienungselement eine Bedienung­ spistole (30) mit einem Einstellhebel (32) für den Flüssigkeitsdruck ist.

9. Laserchirurgisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlflüssigkeit (36) Wasser oder eine sterile, physiologische Kochsalzlösung ist.