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Strahlungs-Koagulator
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Strahlungs-Koagulator, wie
er im Oberbegriff des Anspruchs 1 als bekannt vorausgesetzt wird.
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Ein Strahlungs-Koagulator mit diesen Merkmalen ist z.B. in DE 25
11 037 Al, insbesondere Fig. 1 und in DE 27 17 421 Al beschrieben.
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Das Strahlungsaustrittsfenster dieser bekannten Strahlungs-Koagulatoren
kann z.B. aus einer Glas- oder Quarzscheibe mit einem Antihaftbelag aus einem Halogen-Kohlenstoff-Polymer
oder aus einem kristallinen, dielektrischen und für die Strahlung transparenten
Material, wie Saphir, bestehen und bildet eine Andruckfläche, die an das zu koagulierende
Körpergewebe angedrückt wird.
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Die Querschnittsfläche des Strahlungsaustrittsfensters und damit
die Fläche des Gewebes, die bei einem Andrücken des Strahlungskoagulators auf einmal
koaguliert werden kann, hängt von der Leistung der Strahlungsquelle ab, da für eine
einwandfreie und schnelle Koagulation am Strahlungsaustrittsfenster ein bestimmter
Mindestwert der Strahlungsleistung pro Flächeneinheit vorliegen muß. Einer Steigerung
der Leistung der Strahlungsquelle sind jedoch bei den bekannten Strahlungskoagulatoren
enge Grenzen gesetzt, da das Abführen der entstehenden Verlustwärme von dem in der
Hand gehaltenen Gehäuse des Strahlungskoagulators erhebliche Probleme mit sich bringt.
Das Abführen der Verlustwärme durch ein für Wärmestrahlung transparentes Gehäuse,
wie es aus DE 25 11 037Al bekannt ist, erfordert nämlich beträchtliche Gehäuseabmessungen
und die abgestrahlte Wärme wird oft als störend empfunden. Auch bei Abführung der
Verlustwärme durch ein Gebläse sind beträchtliche Gehäusedimensionen erforderlich,
ferner kann die notwendigerweise auftretende Luftströmung unerwünscht sein. Bei
Strahlungskoagulatoren mit Lichtleiter stellt dessen begrenzte Strahlungsbelastbarkeit
einen weiteren einschränkenden Faktor für die am Strahlungsaustrittsfenster erzielbare
flächenspezifische Strahlungsleistung dar.
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Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde,
einen Strahlungs-Koagulator der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden,
daß eine relativ starke Strahlungsquelle und damit ein relativ großflächiges Strahlungsaustrittsfenster
verwendet werden können.
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Diese Aufgabe wird bei einem Strahlungs-Koagulator der eingangs genannten
Art erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebene Maßnahme
gelöst.
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Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen
Strahlungs-Koagulators sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Der Strahlungskoagulator gemäß der Erfindung kann trotz kleiner Abmessungen,
die eine bequeme Handhabung gewährleisten, eine Strahlungsquelle hoher Leistung
enthalten und daher mit einem verhältnismäßig großflächigen Strahlungsaustrittsfenster,
d.h. einer entsprechend großflächigen Gewebeandruckfläche, z.B. einer kreisförmigen
Andruckfläche mit einem Durchmesser von etwa 25 bis 30 mm gebaut werden, so daß
man mit einem einmaligen Andrücken einen relativ großflächigen Gewebebereich effektiv
koagulieren kann. Dies ist besonders bei der Koagulation grloßflächiger Verletzungen
von stark bluthaltigem Gewebe, wie Lebergewebe, von großem Vorteil. Der Strahlungs-Koagulator
gemäß der Erfindung läßt sich außerdem voll-sterilisierbar ausbilden, was z.B. bei
Verwendung eines Gebläses nicht möglich wäre.
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Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme
auf die Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigen: Figur 1 einen axialen Längsschnitt eines Strahlungskoagulators
gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, Figur 2 eine entsprechende Schnittansicht
eines Strahlungskoagulators gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; Figur
3 einen axialen Längsschnitt eines Strahlungskoagulators gemäß einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung; Figur 4 eine Ansicht eines Fensterelementes des Koagulators gemäß
Fig. 3, gesehen in Richtung eines Pfeiles IV in Fig. 3; Figur 5 einen Querschnitt
in einer Ebene V-V der Fig. 3; Figur 6a einen Axialschnitt und Figur 6b eine Draufsicht
auf eine modifizierte Applikatorspitze für einen Strahlungskoagulator gemäß der
Erfindung.
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Der in Figur 1 dargestellte Strahlungs-Koagulator hat ein Gehäuse
10, das aus zwei miteinander verschraubten Teilen 10a und lOb besteht.
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Der eine, vordere Teil 10a besteht aus einer Hülse aus einem dampf-autoklavierbaren
Kunststoff, z.B. Polykarbonat oder einem Halogen-Kohlenstoff-Kunststoff. Das vordere
Ende des Teiles 10a ist durch ein Strahlungsaustrittsfenster 12 dicht verschlossen,
dessen äußere Stirnseite 14 eine Gewebe-Andrucksfläche bildet. Das hintere Ende
des Teiles -lOa ist mit einem Innengewinde versehen.
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Der andere, hintere Gehäuseteil lOb ist über den größeren Teil seiner
Länge als Hohl körper ausgebildet, der eine geschlossene Kammer 16 zur Aufnahme
eines Materials hoher Wärmekapazität bildet. Die Kammer 16 ist innen durch einen
dünnwandigen, rohrförmigen Wandteil 18 begrenzt, der eine in das Innere des vorderen
Teiles 10a vorspringende, rohrartige Verlängerung 20 aufweist, die eine größere
Wandstärke als der Wandteil 18 haben kann und am vorderen Ende einen paraboloid-
oder ellipsoidförmigen Spiegel 20a bildet, in dem sich eine als Strahlungsquelle
dienende Glühfadenlampe 22 befindet. Vorteilhafterweise wird hier eine Quarz-Halogen-Lampe
mit einer Nennspannung von 24 Volt und einer Nennleistung von 250 Watt verwendet,
die mit einer Farbtemperatur über 3000 K betrieben wird.
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Eine solche Strahlungsquelle liefert eine erhebliche Strahlungsleistung
im Wellenlängenbereich um 0,9 um. Diese Strahlung koaguliert sehr gut und hat außerdem
den Vorteil, daß man für das Strahlungsaustrittsfenster 12 billigere Saphire mit
OH-Banden, wie Verneuil-Saphire,verwenden kann.
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Die Glühfadenlampe 22 ist über eine Leitung 24, welche in dem rohrförmigen
Wandteil 18 und dessen Verlängerung 20 verläuft, mit einem Anschlußkabel 26 verbunden,
das z.B. über einen Fußschalter zu einer geeigneten Spannungsquelle führen kann
(nicht dargestellt).
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Das Material in der Kammer 16 kann eine Flüssigkeit sein, die außer
einer hohen Wärmekapazität auch eine solche Dampfdruckkurve haben soll, daß bei
der Sterilisationstemperatur, die in der Praxis bis über 200 0C betragen kann, in
der Kammer 16 kein übermäßiger Druck auftritt.
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Geeignete Flüssigkeiten sind z.B. Glykol und Glycerin. In der Kammer
16 können eine oder mehrere Metallkugeln 30 vorgesehen sein, um die Flüssigkeit
durch Schütteln umrühren und die Wärme dadurch auf das Volumen der Flüssigkeit besser
verteilen zu können.
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Der hintere Teil lOb hat außerdem einen rohrförmigen Vorsprung 28
mit einem Außengewinde, das in das Innengewinde des Teiles lOa paßt. Die Schraubverbindung
ist durch einen O-Ring 32 abgedichtet. Der Außendurchmesser des Gehäuses 10 kann
in der Praxis etwa 30 mm betragen.
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Dadurch, daß das als Handgr#iff dienende Gehäuse 10 eine Wärmesenke
enthält, wird die Erwärmung der Gehäuseaußenwand infolge der in der Strahlungsquelle
22 freiwerdenden Verlustwärme stark verlangsamt. Ein direkter Obergang der Wärme
von der Strahlungsquelle 22 auf die Außenseite des Gehäuses wird durch den Luftzwischenraum
zwischen der Verlängerung 20 und dem Kusntstoffrohr des Gehäuseteiles 10a sowie
durch die wärmeaufnehmende Flüssigkeit in der Kammer 16 verhindert, so daß eine
ausreichende Betriebsdauer gewährleistet ist. Da das Gehäuse 10 außerdem flüssigkeitsdicht
ist,(das Kabel 26 ist ebenfalls dicht in den Gehäuseteil lOb eingeführt) kann es
zur Abkühlung zwischenzeitlich in eine Schale mit kalter steriler Flüssigkeit gelegt
werden.
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Anstelle einer Flüssigkeit kann in der Kammer 16 auch ein als Latentwärmespeicher
wirkendes Material angeordnet sein, bei welchem beim Oberschreiten einer vorgegebenen
Temperatur eine reversible, endotherme Phasenänderung auftritt. Diese Temperatur
soll vorzugsweise in der Größenordnung von etwa 40 0C liegen.
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Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Strahlungskoagulators unterscheidet sich von dem gemäß Fig. 1 in erster Linie dadurch,
daß der hintere Gehäuseteil 101b aus einem massiven Metallteil, z.B. aus Kupfer,
besteht, das eine axiale Bohrung 34 zur Aufnahme der Leitung 24 aufweist und an
das vorne ein Ansatz 20' angeformt ist, der einen paraboloid- oder ellipsoidförmigen
Reflektor bildet. Der massive, metallische Gehäuseteil 10'b hat eine erhebliche
Wärmekapazität, das Verhältnis von Wärmekapazität zu Masse ist jedoch ungünstiger
als bei dem nichtmetallischen Wärmespeichermaterial, das bei der Ausführungsform
gemäß Fig. 1 verwendet wird. Im übrigen entspricht das Ausführungsbeispiel gemäß
Fig. 2 dem der Fig. 1.
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Die Ausführungsform gemäß Fig. 3 enthält einen Wärmespeicherkörper
110, z.B. aus Kupfer, der eine axiale Bohrung 134 aufweist. Am einen, vorderen Ende
mündet die Bohrung 134 in einem Sitz für eine Fassung 121 einer als Strahlungsquelle
dienenden elektrischen Lampe 122 und geht dann in eine ellipsoidförmige Erweiterung
mit polierter Innenwand 123 über, welche einen Hohlspiegel für die von der Lampe
122 emittierte Strahlung bildet. In das vordere Ende der Erweiterung ist ein Strahlungsaustrittsfenster
112 im Preßsitz dicht eingesetzt, dieses Fenster besteht bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 3 aus einem am äußeren Ende keilförmig abgeschliffenen zylinderischen
Stab aus einem dielektrischen Werkstoff, der am Gewebe schlecht haftet, z.B. Saphir,
Al203 und dergleichen. Die eine angeschliffene Keilfläche des Strahlungsaustrittsfensters
112 bildet eine Gewebeandruckfläche 114, die andere Keilfläche sowie der zylinderische
Wandteil sind mit einem spiegelnden Belag 113 versehen, um die Strahlungsdichte
an der Strahlungsaustritts- und Andruckfläche 114 möglichst hoch zu halten.
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In das andere, hintere Ende der Bohrung 134 ist ein Anschlußkabel
126 dicht eingesetzt.
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Außen auf die zylinderische Außenwand des Wärmespeicherkörpers 110
ist ein rohrförmiges Gehäuse 150 aufgesetzt, das nach innen gezogene Stirnwände
152 aufweist, mit denen es auf der zylinderischen Außenwand des Körpers 110 festgeklemmt
wird.
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Das Gehäuse 150 hat einen inneren Teil 154 aus einem schlecht leitenden
Metall, wie rostfreiem Stahl, der auch die Stirnwände 152 bildet, und einen äußeren
Teil 156 aus einem schlecht wärmeleitenden, sterilisierbaren Kunststoff, wie Polykarbonat,
der eine äußere Griff-Fläche bildet.
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Das Gehäuse 150 hat eine Reihe von Durchbrüchen 158, die eine gewisse
Luftzirkulation zur Kühlung des Körpers 110 ermöglichen und einer Kühl flüssigkeit
den Zugang zum Körper 110 gestatten, wenn der Strahlungskoagulator gemäß Fig. 3
zur Abkühlung in eine Schale mit kalter, sterilisierbarer Flüssigkeit gelegt wird.
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Im übrigen entspricht der Koagulator gemäß Fig. 3 im wesentlichen
dem gemäß Fig. 2.
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Das massive Strahlungsaustrittsfenster 112 hat seinerseits ebenfalls
ein beträchtliches Wärmeaufnahmevermögen, insbesondere wenn aus einem kristallinen,
dielektrischen Material wie Aluminium-, Beryllium- oder Magnesiumoxid besteht. Die
sich hieraus ergebenden Vorteile sind aus der deutschen Patentanmeldung P 30 07
388.2 bekannt.
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Anstelle des massiven Strahlungsaustritts fensters 112 kann auch ein
Strahlungsaustrittsfenster verwendet werden, wie es in Fig. 6 dargestellt ist. Dieses
Strahlungsaustrittsfenster besteht aus zwei sich unter einem spitzen Winkel a treffenden
transparenten Platten 212a und 212b, die dort, wo sie sich treffen, verschmolzen
oder verklebt sein können.
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Die beiden Platten 212 sind in einer Fensterhalterung 211 gehaltert,
wie es in Fig. 6 dargestellt ist. Die Fensterhalterung 211 besteht-aus einem Metallrohr,
das am einen Ende, in das die Fensterplatten 212 eingesetzt sind, keilförmig zugeschnitten
ist. Die Innenwand 211a des Metallrohres ist hochglänzend poliert, so daß die auffallende
Strahlung reflektiert wird. Die Fensterhalterung 211 kann an dem dem Fenster abgewandten
Ende ein Gewinde (nicht dargestellt) aufweisen, mit dem
sie z.B.
in das vordere Ende der den Hohlspiegel bildenden Erweiterung des Körpers 110 (Fig.
3) eingeschraubt werden kann.
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Es können Fensteranordnungen mit unterschiedlichem Winkel a vorgesehen
sein, z.B. mit Winkeln von 45 Grad, 30 Grad und 17 Grad. Die axiale Abmessung L
(Fig. 6b) kann, insbesondere bei kleinen Keilwinkeln, bis zu 30 mm betragen, so
daß auch tiefe Risse im Gewebe koaguliert werden können.
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Selbstverständlich können die Fensteranordnungen der anhand der Figuren
3 und 6 beschriebenen Art auch bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 1 und 2 verwendet
werden. Andererseits kann die Ausführungsform gemäß Fig. 3 auch ein planes Fenster
aufweisen.
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Oberflächen des Koagulators, die im Betrieb heiß werden und mit Gewebe
in Berührung kommen können, werden vorteilhafterweise mit einer dünnen Schicht aus
einem am Gewebe schlecht haftenden Material überzogen, wie PTFE, PFA oder einem
anderen Kohlenstoff-Halogen-Polymer. Auch die Strahlungsaustritts- und Gewebeandrucksfläche
kann mit einem solchen Material überzogen werden, das dann selbstverständlich strahlungsdurchlässig
sein muß. Beispielsweise ist die aus einem Metallrohr bestehende Fensterhalterung
gemäß Fig. 6 mit einer dünnen Schicht 215 aus FEP überzogen. Auch die Verspiegelungsschichten
113 (Fig. 3 ) werden vorzugsweise mit einem solchen Oberzug (nicht dargestellt)
versehen.
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