DE2855145C3 - Vorrichtung zur Feststellung eines Laser-Leckstroms - Google Patents
Vorrichtung zur Feststellung eines Laser-LeckstromsInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Feststellung eines Laser-Leckstroms, der aus einer
optischen Faser und einem Überzugsmaterial bestehenden Laserführung austritt. Bei zahlreichen Anwendungsfällen,
beispielsweise bei der Verwendung von Lasern in der chirurgischen Praxis, ist es von höchster
Wichtigkeit zu gewährleisten, daß der Laserstrahl nur am Kopf in der vorbestimmten Richtung austritt, um
beispielsweise einen Polypen in einem Körperhohlraum auszubrennen. Tritt nämlich ein Teil der Laserenergie
an einer anderen Stelle des optischen Leiters aus, besteht die Gefahr, daß andere Körperteile verbrannt
oder sonstwie in Mitleidenschaft gezogen werden, und außerdem steht am Kopf nicht mehr die volle Energie
zur Verfügung.
Um festzustellen, ob die optische Übertragungsvorrichtung
einwandfrei arbeitet, ist es üblich, zunächst einen Hilfsstrahl niedriger Energie, z. B. den Strahl eines
"> Glaslasers in die Laserführung einzuleiten, um die
Laserführung und das Gerät zu inspizieren. Erst wenn sichergestellt ist, daß die Laserführung in Ordnung ist,
wird der zur chirurgischen Behandlung od. dgl. benutzte energiereiche Laser, beispielsweise ein YAG-Laser
eingesetzt Es besteht dabei jedoch immer noch die Gefahr, daß die Laserführung nach der Sicherheitsüberprüfung
durch spontane Bewegungen od. dgl. einen Riß oder eine andere Leckstelle bekommt, so daß
unbemerkt ein energiereicher Laser-Leckstrom aus der
Führung austritt und eine Gefahr für die Bedienungsperson und für den Patienten sowie das Gerät selbst
darstellt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
Vorrichtung zu schaffen, die einen Laser-Leckstrom im Betrieb kontinuierlich überwacht, so daß auch das
Auftreten von Leckstellen im Betrieb feststellbar wird.
Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe gelöst durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1
angegebenen Merkmale. Auf diese Weise wird sofort 2>
beim Auftreten eines Leckstroms durch den Detektor ein Signal geliefert, das unmittelbar zur Abschaltung
herangezogen werden kann. Auf diese Weise wird es auch überflüssig, eine Sicherheitsprüfung mittels eines
Hilfsstrahls durchzuführen.
in Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen beschrieben. Die
Erfindung wird anhand der folgenden Figurenbeschreibung näher erläutert:
Es zeigt
i> Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer ersten
Ausführungsform der Erfindung,
F i g. 2 eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform, bei der ein Draht um das optische
Faserbündel herumgewickelt ist,
F i g. 3 eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, wobei ein Draht
sowohl um das optische Faserbündel als auch um das überzogene Material herumgewickelt ist,
Fig.4 eine schematische Schnittansicht einer weite-4>
ren Ausführungsform der Erfindung, wobei ein Draht um das überzogene Material gewickelt ist und weiter
längs der optischen Faser verläuft,
Fig. 5 eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, wobei mehre-.1)
re Drähte in dem Überzugsmaterial vorgesehen sind,
F i g. 6 eine schematische Schnittansicht gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, wobei mehrere
Drähte einander gegenüberliegend an einer bestimmten Stelle des Überzugsmaterials liegen,
v> Fig. 7 eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, wobei auf das
optische Faserbündel leitfähiges Material aufgezogen ist,
Fig.8 eine Schnittansicht einer weiteren Ausfühho
rungsform der Erfindung, wobei ein Draht in einem Führungsrohr eines chirurgischen Laserinstruments
angeordnet ist,
F i g. 9 eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung, wobei ein Draht in einem
Pinzettenführungsrohr eines Endoskops vorgesehen ist.
Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit den F i g. 1 bis 7
beschrieben.
In F i g. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine optische Faser aus Quarzglas usw., während das
Bezugszeichen 2 ein Oberzugsmaterial aus Nylon oder dergleichen kennzeichnet, und aus diesen Teilen ist die
Laserführung zusammengesetzt, um einen Laserstrahl zu führen. Das Bezugszeichen 3 kennzeichnet einen
Draht beispielsweise in Gestalt eines Schmelzelements einer Sicherung, der nicht nur leitfähig ist, sondern beim
Durchtritt einer übermäßig großen Wärmemenge auch schmilzt. Der Draht 3 ist mit einem elektrischen
Detektor 4 verbunden, der eine Laserqueile 5 steuert.
Gemäß F i g. 1 ist der Draht 3 in dem Überzugsmaterial 2 längs der optischen Faser 1 eingebettet In F i g. 2
ist der Draht 3 schraubenlinienförmig um die optische Faser 1 herumgewickelt In Fig.3 ist der Draht 3
sowohl um die optische Faser 1 herumgewickelt als auch um das Oberzugsmaterial 2 herum. In Fig.4 ist der
Draht 3 schraubenlinienförmig um das Überzugsmaterial 2 herum aufgewickelt und außerdem verläuft er
längs der optischen Faser 1.
Durch diese Vorkehrungen wird erreicht, daß beim Austreten des Laserstrahls, verursacht durch Zerreißen
oder Anreißen der Faser oder der Fasern, der Draht 3 durch den energiereichen Laserstrahl geschmolzen
wird. Infolgedessen wird der elektrische Strom in dem Draht 3 unterbrochen und dann wird ein elektrisches
Signal dem Detektor 4 zugeführt. Beim Empfang des Signals stellt der Detektor 4 ein Reißen oder eine
Rissebildung der Laserführung fest und schaltet die Erregung der Laserquelle 5 ab und macht die
Bedienungsperson durch ein Warnsignal hierauf aufmerksam.
Bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel wird das elektrische Signal durch Schmelzen des Drahtes 3
erzeugt. Ein Draht, jedoch, z. B. ein Nickelchromdraht, ändert jedoch seinen Widerstand durch die ansteigende
Temperatur. Demgemäß kann die Widerstandsänderung durch der. Detektor 4 festgestellt werden. Auf
diese Weise läßt sich auch ein kleiner Leckstrom des Laserstrahls aus der Laserführung durch Erwärmung
des Drahtes 3 erkennbar machen, dessen Temperaturkoeffizient relativ groß ist.
Gemäß Fig. 5 sind mehrere Drähte 3 hoher Leitfähigkeits, z. B. aus Kupfer, längs der optischen
Faser 1 im Überzugsmaterial 2 angeordnet und der Draht 3 ist mit dem Detektor 4 verbunden. Wenn das
Überzugsmaterial 2 durch den Leckstrom des Laserstrahls geschmolzen wird, dann findet ein Kurzschluß
der Drähte 3 infolge des dielektrischen Durchbruchs des Überzugsmaterials 2 statt bzw. ändert sich der
Isolationswiderstand des Überzugsmaterials 2 und es wird ein elektrisches Signal erzeugt und der Kurzschluß
oder die Änderung des Widerstandswertes wird durch den Detektor 4 festgestellt.
Durch diese Vorkehrungen wird wie bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen jeder Leckstrom
des Laserstrahls mit Sicherheit festgestellt. Die Vielzahl der Drähte 3 kann längs der optischen Faser 1
ίο verlaufend angeordnet sein oder wie aus Fig.6
ersichtlich, kann der Draht 3 an geeigneten Stellen im Abstand zueinander vorgesehen werden.
In F i g. 7 ist ein leitfähiges Material 6, z. B. aus Gold oder Kupfer, um die optische Faser 1 herumgelegt, um
l! den dielektrischen Durchbruch zwischen dem leitfähigen
Material 6 und dem Draht 3 festzustellen, der am Umfang des Überzugsmaterial 2 angeordnet ist, oder
um eine Diskontinuität in dem leitfähigen Material 6 zu ermitteln.
Im folgenden werden Beispiele beschrieben, bei denen die Erfindung Anwendung findet bei chirurgischen
Laserinstrumenten. Das chirurgische Laserinstrument oder das sogenannte Lasermesser ist ein
medizinisches Instrument zum Ausbrennen eines Polypen oder eines Karzinoms in einem Körperhohlraum
durch einen energiereichen Laserstrahl, beispielsweise einen YAG-Laser, unter Zuhilfenahme eines Endoskops.
Es ist sehr gefährlich, wenn der Laserstrahl aus der Laserführung leckt und Punkte ausbrennt, die nicht
in mit den vorgesehenen Stellen übereinstimmen. Aus
diesem Grunde kann der Draht 3 oder das leitfähige Material 6 in der Laserführung selbst vorgesehen
werden, oder, wie aus F i g. 8 ersichtlich, kann der Draht und/oder das leitfähige Material 6 in einem Führungs-
i") rohr 7 des Lasermessers untergebracht werden, oder,
wie in Fig. 9 dargestellt, in einem Pinzettenführungsrohr 8, das als Führung für das Lasermesser benutzt
wird, so daß ein Leckstrom festgestellt werden kann und die Sicherheit des Lasermessers, des Endoskops und
■ίο auch des Operateurs und des Patienten gewährleistet ist.
Wie beschrieben, kann ein Unfall durch den
energiereichen Laserstrahl durch die vorliegende Erfindung verhindert werden, indem elektrisch ein
Leckstrom des Laserstrahls aus der Laserführung
·ι·"> heraus als Diskontinuität oder Widerstandsänderung
oder Kurzschluß durch dielektrischen Durchbruch von Draht und/oder leitfähigem Material in der Laserführung
festgestellt wird.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (9)
1. Vorrichtung zur Feststellung eines Laser-Leckstromes,
der aus einer aus einer optischen Faser und einem Überzugsmaterial bestehenden Laserführung
austritt, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang der optischen Faser (1) und/oder im
Überzugsmaterial (2) zumindest ein leitfähiger Draht (3) und/oder eine leitfähige Schicht (6)
angeordnet ist, und daß ein elektrischer Detektor (4) vorgesehen ist, der entweder die Widerstandsänderung
des Drahtes (3) bzw. der Schicht (6) infolge Temperaturerhöhung oder einen Kurzschluß zwischen
zumindest zwei Drähten (3) bzw. dem Draht (3) und der Schicht (6) infolge des dielektrischen
Durchbriichs des Überzugsmaterials (2) feststellt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht (3) in dem Überzugsmaterial
(2) längs der optischen Faser(l) verläuft (F ig. 1)·
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht (3) schraubenlinienförmig
um die optische Faser (1) herumgewickelt ist (Fig. 2).
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht (3) schraubenlinienförmig
sowohl um die optische Faser (1) herum als auch um das Überzugsmaterial (2) herumgewickelt ist
(Fig. 3).
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht (3), der um das Überzugsmaterial
(2) herumgewickelt ist, außerdem längs der optischen Faser (1) verläuft (Fig. 4).
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Drähte (3) längs der optischen
Faser (1) im Überzugsmaterial (2) angeordnet sind (Fig. 5).
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Drähte (3) längs der optischen
Faser (1) im Abstand zueinander verlaufend angeordnet sind (F i g. 6).
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht (3) und/oder die leitfähige
Schicht (6) in einem Führungsrohr (7) eines chirurgischen Laserinstruments angeordnet ist
(F ig. 8).
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht (3) und/oder die leitfähige
Schicht (6) in einem Pinzettenführungsrohr (8) eines Endoskops untergebracht ist.
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