DE2511037A1 - Bestrahlungsgeraet mit einer elektrischen lampe und einem diese in abstand umgebendem abschirmgehaeuse - Google Patents

Description

• Bestrahlungsgerät mit einer elektrischen Lampe und einem diese in Abstand umgebendem Abschirmgehäuse.
• Die Erfindung betrifft ein von Hand geführtes BestrahlungsgeräL mit einer elektrischen Lampe in einem die Lampe in Abstand umgebenden Abschirmgehäuse, welches bei Anwendungen in der Medizin besondere thermische, optische und klinische Vorteile bietet. Diese Vorteile wirken ich vor allem aus, wenn das Bestrahlungsgerat zum K#agulIeren von Blutungen oder zu sonstigen therapeutischen Maßnahmen verwendet wird.
• Bei derartigen medizinischen Anwendungen des Bestrahlungsgeräts, wie z.B. der Koagulation, besteht die technisch einfachste Lösung darin, daß der Operateur die Lichtquelle von Hand führt, wobei die Strahlung der Lichtquelle entweder direkt oder mit Hilfe eines Licbtleiters der zu behandelnden Stelle zugeführt wird. Als n#ichtque1le ist vor allem eine Glühfaden-Lampe, insbesondere eine Wolfram-Halogenlampe von besonderer Bedeutung, da ihre hauptsächlich im infraroten Spektralbereich emittierte Strahlung besonders gute koagulierande Wirkung besitzt und andererseits die Glühfaden-Lampe nach Belieben ein-und ausgeschaltet werden kann und sehr wirtschaftllch ist.
• Bei der von Handführung der abgeschirmten Lichtquelle in der medizinischen Anwendung ergeben sich folgende technischen Problcme, zumal die benötigte elektrische Lampenleistung meist mehr als loo Watt beträgt.
• 1) Die Verluststrahlung, die nicht durch den Lichtleiter oder eine vorgesehene Lichtaustrittsöffnung abgeführt wird, darf nicht zu übermäßiger Erwärmung des Bestrahlungsgeräts führen.
• 2) Die Lichtquelle muß hinreichend abgeschirmt sein, damit durch den im sichtbaren Bereich liegenden Strahlungsanteil der Lampe Keine Blendwirkung entsteht.
• 3) Das Abschrimgehäuse der Lichtquelle muß möglichst klein und leicht sein, eine hohe Strahlenbelastbarkeit aufweisen, stoßfest, bruchsicher und heiß sterilisierbar sein.
• 4j Bei der Verwendung derartiger Bestrahlungsgeräte zur Koagulation von Blutungen muß die Koagulation möglichst rasch und mit möglichst geringer Strahlungsdosis durchgeführt werden können.
• Es ist in der Technik bekannt, Lichtquellen für Beleuchtungszwecke in Abstand mit Gehäusen aus Metall, Glas oder transparenten Kunststoffen abzuschirmen. Es sind auch von Hand geführte Bestrahlungsgeräte mit einer elektrischen Lampe für medizinische Anwendungen bekannt, bei denen die Strahlung einer Glühfaden-Lampe oder einer Gasentladungslampe zur Koagulation von Blutungen verwendet wird. Bei diesen Bestrahlungsgeräten erfolgt die Bestrahlung des Gewebes entweder mit oder ohne Lichtleiter berührungslos, d.h. ohne mechanischen Kontakt des Bestrahlungsgerätes mit Gewebe. Die Lichtquelle ist meist durch ein Metallgehäuse abgeschirmt, welches mit einem optischen Glas fenster oder einem Lichtl-eiteransatz versehen ist. Bei Strahlungsleistungen uber loo Watt müssen derartige Gehäuse durch voluminöse Kühlkörper oder durch erzwungenen Gas- oder Flüssigkeitsumlauf gekühlt werden. Ein derartiger Strahlungskoagulator wird z.B. in dem US-Patent beschrieben. Diese bekannten Bestrahlungsgeräte sind in zweierlei Hinsicht nachteilig. Die nötigen Kühlmaßnahmen erschweren die Beweglichkeit und erliöhen das Gewicht des von Hand zu führenden Bestrahlungsgerätes. Weiterhin ist das Prinzip der berührungslosen Koagulation durch Bestrahlung einer Flutung nicht effektiv. Dies gilt vor allem für die Koagulation spritz ender arterieller Blutungen.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Bestrahlungsgerät mit einer elektrischen Lichtquelle anzugeben, bei der die Abschirmung der Lichtquelle möglichst einfach kompakt und gew chtsana ist, welche aber trotzdem keine übermäßige Erwärmung erleidet und mit dem die Koagulation von Blutungen mit sehr geringes Strahlungsdosen und in kurzer Zeit möglich ist.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Abschirmgehäuse, welches die elektrische Lampe mit Abstand umgibt, aus einem Polymer oder Kopolymer besteht, welches sich bauptsächtich aus den chemischen Elementen C und F aufbaut, und daß das Polyrtier bzw.
• Kopolymer mit einem Farbstoff versetzt ist, der Strahlung im blauen und grünen Spektralbereich absorbiert.
• Gemäß einem zweiLen Aspekt der Erfindung ist die Lichtaustrittsapertur der Bestrahlungsquelle mit einer Schicht eines Kunststoffes überzogen, welcher Antihafteigenschaft besitzt. Vorzugsweise handelt es sich bei diesem Kunststoff um Kohlenstoff-Fluor-Polymere, wie Teflon PFA (Dupont), FEP (Dupont) oder PTFE.
• Die Abschirmung der Lichtquelle mit einem dotiertem Kohlenstoff-Fluor-Polymer sowie der Überzug der Lichtaustrittsapertur mit einem Kohlenstoff-Fluor-Polymer ist besonders von Vorteil, wenn die Lichtquelle eine Glühfaden-Lsinpe ist mit einer Farbtemperatur von ca. 3.200 ° K, wie z.B. eine V~olfram-Halogen-Lampe.
• Das Emissionsspektrum einer derartigen Lampe erstreckt sich etwa von o,4 Xu bis 3 u mit einem Emissionsmaximum bei o, 9 u, Ein Kohlenstoff#Fluor#Polymer ist zwar nicht optisch transparent, da jedoch die C-F Resonanzschwingungsfrequenz erst bei ca. 8 u liegt, kann die gesamte Strahlung einer Wolfram-Halogen-Lampe das Polymer durchsetzen, ohne es übermäßig zu erwärmen.
• Alle transparenten Kunststoffe, welche C-H Bindungsgruppen besitzen, wie z.B. Methacrylate oder Polykarbonate, welche in der Technik in Zusammenhang mit einer Lichtquelle als Fenstermaterial Verwendung finden, haben diese Eigenschaft nicht. Dotiert man das Kohlenstoff-Fluor-Polymer mit einem anorganischen Farbstoff in Form einer halbleitenden Substanz mit einer Energielücke (verbotene Zone), welche einer Wellenlänge im gelben bzw. roten Spektralbereich entspricht, so wird der schwache blau-grüne spektrale Anteil einer Wolfram-Halcgen-Lampe absorbiert, während der überwiegende spektrale Anteil der Lampe im roten und infraroten Bereich von dem halbleitenden Material nicht absorbiert wird. Cadmiumsulfid (CdS) und Cadmiumtellurid (CdTe) sind z.B. geeignete Farbstoffmaterialien. Man erreicht somit, daß das Abschirmgehäuse aus einem derartig dotierten Kohlenstoff-Fluor-Polymer bei Betrieb der Glühfaden-Lampe rötlich leuchtet ohne Blendwirkung zu besitzen.
• Im Gegensatz zur kurzwelligen sichtbaren Strahlung durchsetzt die rote und infrarote Strahlung das Abschirmgehäuse ohne Absorption und mit stark reduzierter Streuung an den optischen Inhomogenitäten des nichttransparenten Polymers, so daß dieses relativ' wenig erwärmt wird. Dies gilt um so mehr, wenn die Bestrahlungsdauer nur kurz ist, d.h., wenn die Koagulation einer Blutung in minimaler Zeit erfolgen kann.
• Eine minimale Bestrahlungsdauer bei der Koagulation einer Blutung kann erreicht werden, wenn man die Strahlaustrittsapertur während der Bestrahlung gauf die Blutungsquelle aufdrückt. Eine Kunststoffschicht mit Antihafteigenschaft, vorzugsweise aus einem Kohlenstoff-Fluor-Polymer, mit welcher die Strahlaustrittsapertur überzogen ist, transmittiert das gesamte Spektrum einer Wolfram-Halogen-Lampe und verhindert die Haftung der Strahlaustrittsapertur beim Abheben des Bestrahlungsgerätes. Die Strahlaustrittsapertur kann entweder die Strahlaustrittsfläche eines Lichtleiters sein, welcher an die Lichtquelle adaptiert ist, oder sie kann direkt ein Teil des Abschirmgehäuses der Licltquelle sein. Vorzugsweise bestehen die Andruckflächen des Bestrahlungsgerätes aus auswechselbaren, aufsteckbaren Kappen, aus den etwas transparenteren Kohlenstoff-Fluor-Polymeren wie Teflon PFA oder Teflon FEP.
• Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß das Bestrahlungsgerät eine besonders gute Handlichkeit erhält. Wegen der geringen Erwärmung des dotierten Kohlenstoff-Fluor-Polymers kann das Abschirmgehäuse die elektrische Lichtquelle in sehr geringem Abstand umgeben. Die spezielle Abschirmung hat weiterhin den Vorteil der Stoßfestigkeit und Bruchfestigkeit und erlaubt es, daß das gesamte Bestrahlungsgerät heiß sterilisiert werden kann.
• Die Technik des Geweheandrucks mittels eines optischen Fensters, bestehend aus einem Kunststoff mit Antihafteigenschaft, erlaubt eine sehr effektive Koagulation in kürzester Zeit. So ist es z.B. möglich, mit einem Bestrahlungsgerät, welches eine Lichtquelle in Form einer Wolfram-Halogen-Lampe mit 150 Watt elektrischer Leistung besitzt, deren Strahlung durch einen elliptoidischen Reflektor auf einen starren Lichtleiter aus Quarzglas von 6 mm Durchmesser fokussiert wird, so daß an der Strahlaustrittsfläche des Lichtleiters, der mit einem Käppchen aus Teflon PFA abgedeckt ist, eine Strahlleistungsdichte von etwa 60 Watt pro cm 2 entsteht, die meisten bei einer Operation entstehenden punktförmigen Blutlmgen innerhalb von 1 - 2 Sekunden zu koagulieren. Auch großflächige diffuse Blutungen von Parenchymschnittefikönnen mit einem derartigen Bestrahlungsgerät in kurzer Zeit koaguliert werden.
• Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
• Fig. 1 zeigt ein Bestrahlungsgerät, welches eine Wolfram-Halogen-Lampe (1) mit elliptoidischem Reflektor (2) enthalt, die von einem Gehäuse (3) aus PTFE oder PFA, dotiert mit Cadmium Sulfid. (Cd S), abgeschirmt ist. Der durch den Reflektor erzeugte Strahlenfokus der Lampe fällt auf das vorzugsweise abnehmbare Strahlaustrittsfenster (4) des Gehäuses (3).
• Das Fenster (4) haw die Form einer aufsteckbaren Kappe und besteht aus Teflon PFA. Diese PFA-Kappe (4) hat z.B. einen Durchmesser zwischen 5 und 20 mm und eine Dicke der Stirnflachr von ca. 1 mm. Die zylindrische Mantelfläche der Kappe (4) kann durch einen Überzug aus einem schwarz oder rot eingefärbtem ( Kunststoff zur Vermeidung von optischer Blendwirkung abgeschixmt sein. Die Wandstärke des Abschirmgehäuses beträgt z.. B. 1 mm, die Dotierung des PTFE Polymers mit Cd S beträgt etwa o,4 Gewichtsprozente. Die PFA-Kappe (4) kann auch etwas mit Cd S eingefärbt sein, um die Blendwirkung der rustretenden Strahlung herabzusetzen. Es ist auch möglich, die PFA-Kappe mit einem schwarzen Absorber, wie z.B. Graphit, einzufärben. In diesem Fall wird die Wärme auf das Gewebe nicht durch Strahlung sondern durch thermischen Kontakt übertragen.
• Fig. 2 zeigt ein Bestrahlungsgerät, bestehend aus einer Wolfram-Hal.ogen-Lampe (1 ' ) von lco - 300 Watt Leistung mit elliptoidischem Goldreflektor (2') und und einem Lampengehäuse (3') aus PTFE, welches mit Cd 5 eingefärbt ist. Das Lampengehäuse (3') verjüngt sich konisch entsprechend dem Strahlenverlauf zu einem Ansatz (3'a),in dem ein durch ein Metallröhrchen (6) ummantelter starrer Lichtleitstab (5) aus Quarzglas steckt. Die Strahlaustrittsfläche des Lichtleitstabes ist mit einer auswechselbaren Kappe aus Teflon PFA überzogen, welche beim Koagulieren an das Gewebe angedrückt wird. An den Handgriff (9) schließt sich ein Strahlungsschild (8), der aus einem rot eingefärbten Kunststoff bestehen kann. Auf die Mantelfläche des Lichtleitstabes am Strahleintrittsende ist auf eine Länge von etwa 2 cm eine reflektierende Goldschicht aufgedampft, welche im blau-grünen Spektralbereieh ein geringeres Reflex-ionsvermögen hat als im roten und infraroten Spektralbereich. Dadurch reduziert sich die Blendwirkung der aus dem Lichtleitstab (5) austretenden Strahlung. Eine Reduzierung der Blendwirkung wird ebm falls wieder erreicht, wenn die PFA-Kappe (4') auf ihrer zylindrischen Mantelfläche mit einem Überzug (4'a) aus schwarzem oder rot eingefärbtem Kunststoff versehen ist.

Claims (15)

1. Schutzansprüche.

   Von Hand geführtes Bestrahlungsgerät mit einer elektrischen Lampe als Strahlungsquelle, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirmungsgehäuse, welches die elektrische Lampe mit Abstand umgibt, aus einem Polymer oder Kopolymer besteht, welches sich hauptsächlich aus den chemischen Elementen C und F aufbaut und daß das Polymer bzw. Kopolymer mit einem Farbstoff versetzt ist, der Strahlung im blauen und grünen Spektralbereich absorbiert.
2. 2) Bestrahlungsgerät nach Anspruch 1), dadurch gekennzeichnet, daß die Lampe eine Glühfaden-Lampe ist.
3. 3) Bestrahlungsgerät nach Anspruch 1) und 2), dadurch gekennzeichnet, daß die Lampe eine Wolfram-Haloa#en-Lampe ist.
4. 4) Bestrahlungsgerät nach Anspruch 1), dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirmgehäuse, welches die Lampe umgibt, neben der Lampe auch eine Strahlfokussiereinrichtung in Form von Linsen bzw.

   Spiegeln enthält.
5. 5) Bestrahlungsgerät nach Anspruch 1), dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirmungsgehäuse aus Polytetrafluoräthylen (PTFE), Perfluoralkoxy (PFA, Dupont), Polytetrafluoräthylenhexafluorpropylen (FEP, Dupont), Polyt ri fluorchlor äthylen (Ke l-F) oder einem anderen Kohlenstoff-Fluor-Polymer, Kopolymer oder Mischpolymerisat besteht, welches neben den hauptsächlich vorhandenen Elementen C und F noch andere Elemente wie Sauerstoff oder Chlor enthalten kann.
6. 6) Bestrahlungsgerät nach Anspruch 1), dadurch gekennzeichnet, daß der Farbstoff aus anorganischem halbleitendem Material besteht, dessen Energielücke einer Wellenlänge im sichtbaren Spektralbereich entspricht.
7. 7) Bestrahlungsgerät nach Anspruch 1) und 6), dadurch gekennzeichnet, daß der Farbstoff aus Cd S oder/und Cd Te besteht.
8. 8) Bestrahlungsgerät nach Anspruch 1) und 5) - 7), dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke des Polymer-Abschirmgehäuses o,5 bis 5 mm beträgt und die Farbstoffdotierung zwischen o,o2 und 2 Gewichtsprozenten liegt.
9. 9) Bestrahlungsgerät nach Anspruch 1) und 5), dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirmungsgehäuse eine Lichtaustrittsöffnunq besitzt.
10. lo) Bestrahlungsgerät nach Anspruch 1) und 8), dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtaustrittsöffnung mit einer vorzugsweise aufsteck- und auswechselbaren Kappe (4) aus PFA, PTFE, FEP oder einem anderen Kunststoff mit Antihafteigenschaft abgeschlossen ist.
11. 11) Bestrahlungsgerät nach Anspruch 1) und 5), dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der von der Lampe erzeugten Strahlung mit einem Lichtleiter aus dem Abschirmgehäuse nach außen geleitet wird.
12. 12) Bestrahlungsgerät nach Anspruch 1) und lo), dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter aus einem starren geraden oder gebogenen Stab aus Glas bzw. Quarzglas oder einem auf der Innenfläche verspiegelten Rohr oder einem Faserbündel oder einem Flüssigkeitslichtleiter besteht.
13. 13) Bestrahlungsgerät nach Anspruch 1), lo) und 11), dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlaustrittsfläche des Lichtleiters aus einer Kunststoffschicht mit Antihafteigenschaft, wie z.B. Tetlon PFA, Teflon FEP oder Teflon PTFE bestcht, die auch in Form einer auswechselbaren Kappe (4') auf das Lichtleiterende aufsteckbar sein kann.
14. 14) Bestrahlungsgerät nach Anspruch 1), 9) und 12), dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschicht mit Antihafteigenschaft, welche die Strahlaustrittsfläche bildet, ebenfalls mit einem Farbstoff versetzt ist, der im blauen und grünen Bereich des Spektrums absorbiert oder mit einem scharzen Farbstoff versetzt ist, wie z.B. Graphit.
15. 15) Bestrahlungsgerät nach Anspruch 1), 9) und 12), dadurch gekennzeichnet, daß die aufsteckbare bzw.

    auswechselbare Kappe (4) und (4') mit Antihafteffekt an ihrer Mantelfläche mit einer im sichtbaren Bereich absorbierenden Kunststoffhülle überzogen ist oder daß die Zylindenzand der Kappen (4) bzw. (4') selbst mit einem im sichtbaren Bereich absorbierenden Farbstoff versetzt ist. Leerseite