DE3918965A1 - Lasergeraet fuer medizinische behandlung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Laserbehandlungsgerät zum Führen eines Laserstrahls durch eine optische Faser zum Schneiden, Verdampfen oder Koagulieren eines bestimmten Ge­ webes, oder zur photochemischen Behandlung.

Ein wohlbekanntes Lasergerät für die medizinische Behandlung weist einen typischen, beispielsweise in Fig. 8 und 9 gezeigten Aufbau auf.

Ein Faserwellenleiterteil, der allgemein mit der Bezugsziffer 1 bezeichnet ist, umfaßt einen Kernabschnitt 2 und eine Hülle 3. Der Kernabschnitt 2 hat einen im wesentlichen im Querschnitt kreisförmigen Aufbau und ist aus einem lichtübertragenden Material hergestellt, das eine geringe thermische Leitfähig­ keit und hohe Wärmewiderstandsfähigkeit aufweist, beispiels­ weise Silikatglas oder Pottascheglas. Die Hülle 3 ist auf dem Außenumfang des Kernabschnitts 2 ausgebildet. Ein Ausgangs­ ende des Kernabschnitts 2 wird so abgeschnitten, daß eine Oberfläche senkrecht zur optischen Achse entsteht, und dann geschliffen. Ein Eingangsende an der gegenüberliegenden Seite des Kernabscchnitts 2 ist mit einer Laserstrahlquelle 4 ver­ bunden. Koaxial auf dem Außenumfang des Lichtleiters 1 befindet sich ein äußeres Rohr 6, das mit einem Raumabschnitt 5 versehen ist, der beispielsweise als Wasser- oder Luftdurchgangskanal dient. An der Spitze des äußeren Rohrs 6 ist ein Halteteil 8 befestigt, der mit einem Einführungsloch 7 versehen ist, in das der Lichtleiterteil 1 eingeführt wird. Ein optischer Verbinder 9, der an die Laserstrahlquelle angeschlossen ist, ist am Eingangsende des äußeren Rohrs 6 vorgesehen. Weiterhin ist ein Verzweigungsrohr 10 vorgesehen, dessen Inneres mit dem Raumabschnitt 5 in Verbindung steht, um eine Flüssig­ keit oder ein Gas zum äußeren Rohr 6 zu schicken. Die Flüssig­ keit oder das Gas wird von dem Ende des Verzweigungsrohrs 10 her zugeführt.

Die Laserstrahlen von der Laserstrahlquelle 4 werden über den Lichtleiterteil 1 geführt und dann vom Ausgangsende der Spitze des Lichtleiterteils 1 emittiert. Zu diesem Zeitpunkt wird lebendes Gewebe, das sich in einem Abstand von einigen Millimetern befindet, mit den Laserstrahlen mit divergenten Winkeln von etwa 8° bis 12° vom Ausgangsende des Lichtleiter­ teils 1 her bestrahlt. Bei der Bestrahlung können die Be­ strahlungsoberflächen durch Verunreinigungen beschädigt werden, etwa durch Gewebe, Gewebeflüssigkeit und Rauch, welche durch die Vitalreaktion ausgesandt werden. Um diese Beschädigung zu verhindern wird ein Hilfsgas oder -Wasser von dem Ver­ zweigungsrohr 10 über den Raumabschnitt 5 zum Ausgangsspitzen­ ende des Lichtleiterteils 1 geschickt, wodurch die Kontamina­ tion am Ausgangsende ausgeschaltet wird.

Allerdings kann tatsächlich die Verschmutzung des spitzen Endabschnitts nicht ausreichend verhindert werden, abhängig von dem Hilfsgas oder Wasser, und der Spitzenendabschnitt wird verbrannt, wodurch eine Beschädigung verursacht wird. Um die divergenten Winkel der Laserstrahlen für die Zwecke der medizinischen Behandlung einzustellen, ist in einigen Fällen das Ausgangsspitzenende des Lichtleiterteils 1 konisch oder halbkugelig ausgebildet, es kann jedoch einfach durch die Verunreinigung oder gestreute Lichtstrahlen beschädigt werden.

Fig. 10 erläutert ein bekanntes Faserbehandlungsgerät, welches die medizinische Behandlung durch direkte Berührung des Lebe­ wesens bewirkt. Diese Art von Gerät ist so ausgebildet, daß die Spitze des Halteteils 8 des in Fig. 8 dargestellten Laserbehandlungsapparats mit einem Verbinder 11 versehen ist, der mit einem spitzen Teil 12 verbunden ist, der aus einem lichtübertragenden Material wie beispielsweise künstlichem Saphir (a-Al₂O₃) besteht, wobei der Spitzenteil 12 so an der Achse des Lichtleiterteils 1 befestigt ist, daß er sich hiervon im Abstand befindet. In dem zylindrischen Abschnitt des Verbinders 11 um den Abstand zwischen dem Spitzenteil 12 und dem Lichtleiterteil 1 herum sind Auslaßlöcher 13 vor­ gesehen, aus welchen das Hilfsgas oder Hilfswasser ausgestoßen wird.

Allerdings tritt bei dem in Fig. 10 dargestellten Laser­ behandlungsgerät das folgende Problem auf. Das Gerät befindet sich in Berührung mit den Geweben, und daher geht eine Verun­ reinigung von dem Auslaßloch 13 aus und verunreinigt die optische Achse des Spitzenteils 12 ebenso wie den Lichtleiter­ teil 1. Dies führt zu einer Beschädigung des Lichtleiterteils 1 und des Spitzenteils 12 infolge des Einbrennverlustes, der aufgrund der Verunreinigung mit den Laserstrahlen auftritt.

Wie voranstehend ausgeführt wurde, ist das in Fig. 8 darge­ stellte Laserbehandlungsgerät mit dem Problem belastet, daß die Spitzenendoberfläche des Lichtleiterteils 1 infolge von Verschmutzung Verbrennungen erfährt, was zu einer Beschädigung des Lichtleiterteils 1 führt.

Das Laserbehandlungsgerät weist ebenfalls die Schwierigkeit auf, daß die optische Achse, die in dem Abstand zwischen dem Lichtleiterteil 1 und dem Spitzenteil 12 angeordnet ist, verunreinigt und verbrannt wird, und dies führt dazu, daß der Lichtleiterteil 1 und der Spitzenteil 12 beschädigt werden.

In jedem Fall muß die Verschmutzung ausgeschaltet werden, und es ist weiterhin erforderlich, daß der Faserlichtleiter­ teil 1 durch Verwendung des Hilfsgases oder Hilfswassers heruntergekühlt wird. Daher sind derartige Laserbehandlungs­ geräte nicht zur Verwendung an solchen Orten zugelassen, bei welchen das Hilfsgas oder das Hilfwasser nicht einge­ setzt werden kann.

Ein Hauptvorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung eines neuen Laserbehandlungsgeräts, welches nur schwer zu beschädigen ist.

Entsprechend einer Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird ein Laserbehandlungsgerät zur Verfügung gestellt, das sich dadurch auszeichnet, daß ein Spitzenteil, der aus einem lichtübertragenden Material mit niedriger thermischer Leit­ fähigkeit und hoher Hitzebeständigkeit hergestellt ist, ein­ stückig an den Spitzenabschnitt eines Faserwellenleiterteils angeschweißt ist, welches mit einer Laserstrahlquelle verbunden ist.

Gemäß einer weiteren Zielrichtung der Erfindung wird ein Laserbehandlungsgerät zur Verfügung gestellt, das sich dadurch auszeichnet, daß ein Verbindungsabschnitt, der im wesentlichen denselben Durchmesser aufweist wie ein Kernabschnitt eines Faserwellenleiterteils, einstückig auf einem Spitzenteil ausgebildet ist, und daß Endoberflächen des Verbindungsab­ schnitts und des Kernabschnitts einstückig aneinander ange­ schweißt sind.

Gemäß einer weiteren Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird ein Laserbehandlungsgerät zur Verfügung gestellt, das sich dadurch auszeichnet, daß ein Faserwellenleiterteil einen Kernabschnitt und eine auf dem Außenumfang des Kernabschnitts ausgebildete Hülle aufweist, und daß ein Umhüllungsteil, der zu der Hülle führt, auf den Außenumfängen eines Verbindungs­ stücks eines Spitzenteils und eines geschweißten Abschnitts zwischen einer Endoberfläche des Verbindungsteils und einer Endoberfläche des Kernabschnitts ausgebildet ist.

Gemäß einer weiteren Zielrichtung der Erfindung wird ein Laserbehandlungsgerät zur Verfügung gestellt, das sich dadurch auszeichnet, daß äußere Abschnitte eines Faserwellenleiter­ teils und eines Spitzenteils miteinander durch eine Muffe verbunden sind.

Gemäß einer weiteren Zielrichtung der Erfindung wird ein Laserbehandlungsgerät zur Verfügung gestellt, das sich dadurch auszeichnet, daß ein Faserwellenleiterteil und ein Spitzen­ teil durch Schweißen zu einem vereinigten Körper ausgebildet sind, und daß von einer Laserstrahlquelle ausgehende Laser­ strahlen aus dem Spitzenteil über den Faserwellenleiterteil emittiert werden.

Gemäß einer weiteren Zielrichtung der Erfindung wird ein Laserbehandlungsgerät zur Verfügung gestellt, das sich dadurch auszeichnet, daß ein Schweißverfahren dadurch vereinfacht wird, daß eine Endoberfläche des Faserwellenleiterteils an eine Endoberfläche eines Verbindungsabschnitts einstückig angeschweißt wird, der auf einem Spitzenteil ausgebildet ist.

Gemäß einer weiteren Zielrichtung der Erfindung wird ein Laserbehandlungsgerät zur Verfügung gestellt, das sich dadurch auszeichnet, daß ein Umhüllungsteil, der zu einer Hülle führt, auf den Außenumfängen eines Verbindungsabschnitts eines Spitzen­ teils und eines geschweißten Abschnitts zwischen einer End­ oberfläche des Verbindungsabschnitts und einer Endoberfläche eines Kernabschnitts eines Faserwellenleiterteils ausgebildet ist, wodurch Beschädigungen minimalisiert werden, die durch ein Herauslecken von Licht und Kontamination hervorgerufen werden.

Gemäß einer weiteren Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird ein Laserbehandlungsgerät zur Verfügung gestellt, das sich dadurch auszeichnet, daß die äußeren Abschnitte eines Spitzenteils und eines Faserwellenleiterteils miteinander durch Verwendung einer Muffe verbunden und verstärkt werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeich­ nungen näher erläutert, woraus weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht mit teilweise weggebrochenen Teilen zur Erläuterung einer Ausführungsform eines Laser­ behandlungsgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Seitenansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem das Laserbehandlungsgerät eingesetzt wird;

Fig. 3 bis 5 Seitenansichten mit teilweise weggebrochenen Teilen, zur Erläuterung jeweils anderer Ausführungs­ formen der Erfindung;

Fig. 6 eine Seitenansicht mit teilweise weggebrochenen Teilen zur Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 7 eine Seitenansicht zur Erläuterung eines Zustands, in welchem das in Fig. 6 dargestellte Laserbehandlungs­ gerät eingesetzt wird;

Fig. 8 eine Schnittansicht mit einer Darstellung eines kon­ ventionellen Laserbehandlungsgeräts;

Fig. 9 eine Seitenansicht mit einer Darstellung eines Zu­ standes, in welchem das aus dem Stand der Technik bekannte Gerät verwendet wird;

Fig. 10 eine Schnittansicht mit einer Darstellung eines weiteren Beispiels für das Gerät nach dem Stand der Technik.

In den Fig. 1 und 2 werden dieselben Teile wie die, die in Fig. 8 bis 10 gezeigt sind, mit gleichen Symbolen cha­ rakterisiert.

Ein Faserwellenleiterteil (Lichtleiterteil), der allgemein mit der Bezugsziffer 1 bezeichnet ist, weist einen Kernab­ schnitt 2 auf, der im wesentlichen im Querschnitt kreisförmig ausgebildet ist mit einem Durchmesser von 100-600 µm. Der Kernabschnitt 2 ist aus einem lichtübertragenden Material hergestellt, das eine niedrige thermische Leitfähigkeit und eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Hitze aufweist, beispiels­ weise Silikatglas (SiO₂) oder Pottasche-Glas. Der Lichtleiter 1 weist ebenfalls eine Hülle 3 auf, die aus einem organischen Material hergestellt ist, beispielsweise Silikon, mit einem anderen Brechungsindex als der Kernabschnitt 2. Der Außen­ umfang des Kernabschnitts 2 ist mit der Hülle 3 abgedeckt, die etwa 3-4 m lang ist.

Ein Spitzenteil 12 besteht aus demselben Material wie der Kernabschnitt 2 des Lichtleiters 1. Ein Ausgangsende eines Körpers 14 ist einstückig mit einem Laserstrahlbestrahlungs­ teil 15 ausgebildet, der eine im wesentlichen zylindrische Form annimmt. Ein Eintrittsende des Körpers 14 ist ebenfalls einstückig mit einem zylindrischen Verbindungsabschnitt 16 ausgebildet, der beinahe denselben Durchmesser aufweist wie der Kernabschnitt 2.

Die am Spitzenabschnitt des Lichtleiterteils 1 vorgesehene Hülle 3 wird dort um einige Millimeter entfernt, um die Spitzen­ endoberfläche des Kernabschnitts 2 und die Eintrittsendober­ fläche des Verbindungsteils 16 einstückig miteinander zu verschweißen, um so einen geschweißten Abschnitt 17 auszuformen. Ein als Beschichtungsmaterial eingesetztes Verbindungsmittel wird auf die Außenumfänge des geschweißten Abschnitts 17, des Verbindungsabschnitts 16 und des Kernabschnitts 2, von dem die Hülle 3 zum Teil abgestreift ist, aufgeschichtet, so daß die Beschichtungshöhe auf nahezu gleicher Höhe mit der Außenoberfläche der Hülle 3 liegt, wodurch ein Umhüllungs­ teil 18 ausgebildet wird.

An dem Außenumfang des Lichtleiters 1 ist das Innere des nahen Endes einer metallischen Buchse 19 befestigt, die im wesentlichen zylindrische Form aufweist. Der Innenumfang des Spitzenabschnitts der Buchse 19 ist ebenfalls an dem Außenumfang des Körpers 14 des Spitzenteils 12 befestigt, wodurch die Verbindung zwischen dem Lichtleiterteil 1 und dem Spitzenteil 12 verstärkt wird.

Mit dem nahen Ende des Lichtleiterteils 1 ist ein optischer Verbinder 9 verbunden, durch welchen eine Laserstrahlquelle 4 mit dem Kernabschnitt 2 des Lichtleiterteils 1 verbunden ist.

Die von der Laserstrahlquelle 4 emittierten Laserstrahlen werden durch den Kernabschnitt 2 geführt, und die Bestrahlung mit Laserstrahlen wird durch einen Laserstrahlbestrahlungs­ teil 15 des Spitzenteils 12 bewirkt. Dann wird das Gewebe eines Lebewesens einem Schnitt, einer Verdampfung oder einer Koagulierung oder einer photochemischen Therapie unterworfen.

Bei der voranstehend beschriebenen erläuternden Ausführungsform wird die lichtemittierende Endoberfläche des Kernabschnitts 2 des Lichtleiterteils 1 einstückig an die Lichteintritts­ endoberfläche des Verbinders 16 des Spitzenteils 12 ange­ schweißt. Mit dieser Anordnung werden die lichtemittierende Endoberfläche des Kernabschnitts 2 und die Lichteintritts­ endoberfläche des Verbindungsabschnitts 16 nicht durch Verun­ reinigungen wie Blut oder dergleichen verunreinigt. Eine Beschädigung infolge eines Einbrennens wird auf diese Weise verhindert.

Beim Anbringen des Umhüllungsmaterials fließt dieses nicht und lagert sich nicht auf der lichtemittierenden Endober­ fläche des Kernabschnitt 2 und der Lichteintrittsendoberfläche des Verbindungsabschnitts 16 ab.

Das Umhüllungsmaterial wird auf die Außenumfänge des Ver­ bindungsabschnitts 16, des geschweißten Abschnitts 17 und des Abschnitts, von welchem die Hülle 3 entfernt ist, auf­ getragen, worauf der Umhüllungsteil 18, abgedichtet durch die Buchse 19, ausgebildet wird. Auf der Grundlage dieser Anordnung ist es möglich, ein Austreten von Licht und das Eindringen von Verunreinigungen in Lücken, beispielsweise die Stiftlöcher des Umhüllungsteils 18, zu vermeiden. Daher kann die Möglichkeit des Hervorrufens von Beschädigungen infolge eines Einbrennens, das mit der Verschmutzung zusammen hängt, vollständig eliminiert werden.

Wenn daher der Laserstrahlbestrahlungsteil 15 des Spitzen­ teils 12 an den Ort einer Erkrankung gebracht wird, an welchem das lichtemittierende Ende dazu neigt, im klinischen Gebrauch verunreinigt zu werden, ist die Wahrscheinlichtkeit gering,

beschädigt zu werden. Darüber hinaus kann der Ort der Krank­ heit, in welchem der Fluß eines Hilfsgases oder von Hilfs­ wasser nicht zulässig ist, behandelt werden.

Der Laserstrahlbestrahlungsteil des Spitzenteils 12 kann verschiedene Formen annehmen, beispielsweise eine in Fig. 3 dargestellte halbkugelige Anordnung, oder eine Kegelstumpf­ form, bei welcher die Spitze, wie in Fig. 4 gezeigt ist, kugelförmig ausgebildet ist, oder aber eine in Fig. 5 dar­ gestellte konische Form. Die Winkel, unter denen die Laser­ strahlen emittiert werden, können frei gewählt werden, in Abhängigkeit von der Ausbildung des Spitzenteils 12.

Bei den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen kann die Formgebung des Laserstrahlbestrahlungsteils 15 durch Drehen des Spitzenteils 12 ohne Drehung des langen Licht­ leiterteils 1 erfolgen.

Weiterhin kann ein Teil wie eine Feder anstelle der Metall­ buchse 19 verwendet werden.

Nunmehr wird das Augenmerk der Beschreibung unter Bezug auf Fig. 6 und 7 auf eine weitere Ausführungsform gerichtet. Durch einen Raumabschnitt 5 auf dem Außenumfang des Licht­ leiterteils 1 ist ein externes Rohr 6 bereitgestellt, dessen oberes Ende mit einem Verbindungszylinder 20 verbunden ist. Der Außenumfang des Körpers 14 des Spitzenteils 12 ist an dem inneren Umfangsabschnitt oben am Verbindungszylinder 20 befestigt, der durch ein Auslaßloch 13 durchlöchert ist, durch welches das Zylinderinnere mit dem Äußeren des Zylinders in Verbindung steht. Ein Verzweigungsrohr 10, das sich von dem äußeren Rohr 6 aus erstreckt, sorgt für den Einlaß von Hilfsgas oder Hilfswasser.

An dem Ort der Krankheit, an welchem die Verwendung von Hilfs­ gas oder Hilfswasser nicht gestattet ist, wie bei den in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsformen, werden die von der Laserstrahlquelle 4 ausgehenden Laserstrahlen durch den Kernabschnitt 2 des Lichtleiterteils 1 geführt, und dessen Bestrahlung wird durch den Laserstrahlstrahlungsteil 15 des Spitzenteils 12 ohne Verwendung des Hilfsgases oder Hilfs­ wassers durchgeführt.

An dem Ort der Krankheit, an welchem die Verwendung von Hilfs­ gas oder Hilfswasser zulässig ist, wird dann, wenn die Kühlung des Lichtleiterteils 1 erforderlich ist, das Hilfsgas oder Hilfswasser vom Verzweigungsrohr 10 aus zugeführt und dann über den Raumabschnitt 5 übertragen. Auf diese Weise werden der Lichtleiterteil 1 und der Spitzenteil 12 heruntergekühlt.

Bei den in den Fig. 6 und 7 gezeigten Ausführungsformen kann das Laserbehandlungsgerät unter solchen Bedingungen verwendet werden, bei denen Kontamination in der Gewebeflüs­ sigkeit oder dem Blut auftritt, oder in der Luft keine ge­ nügende Kühlwirkung zur Verfügung gestellt wird.

Wie voranstehend beschrieben wurde, zeigt die vorliegende Erfindung die folgenden Wirkungen. Der Spitzenteil ist an das obere Ende des Lichtleiterteils angeschweißt, wodurch der Lichtleiterteil und der Spitzenteil zu einem vereinigten Körper ausgebildet werden. Diese Anordnung verhindert die Verschmutzung der Laserstrahlachse, und führt daher zu keinem Einbrennen, wodurch wiederum Beschädigungen des Spitzenteils vermindert werden.

Der Verbindungsabschnitt des Spitzenteils weist beinahe den­ selben Druchmesser auf wie der Kernabschnitt, wodurch der Schweißvorgang erleichtert wird.

Zusätzlich wird der zu der Hülle führende Umhüllungsteil auf den Außenumfängen des geschweißten Abschnitts und des Verbindungsabschnitts ausgebildet. Diese Anordnung führt dazu, daß ein Lichtaustritt verringert wird, und daß die Festigkeit der Verbindung zunimmt. Daher kann die Wirksamkeit der Laserstrahlen erhöht werden. Darüberhinaus tritt ein Zustand ein, in welchem kaum Beschädigungen auftreten.

Der Lichtleiterteil ist fest mit dem Spitzenteil über die Buchse verbunden, und daher kann die Verbindung zwischen dem Lichtleiterteil und dem Spitzenteil verstärkt werden. Dies führt dazu, daß selbst dann, wenn der Spitzenteil von dem Lichtleiterteil entfernt wird, der Spitzenteil durch die Buchse gehalten werden kann. Daher kann die Behandlung unter sicheren Bedingungen durchgeführt werden.

Claims (4)

1. Laserbehandlungsgerät, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lichtleiterteil vorgesehen ist, der mit einer Laserstrahl­ quelle verbunden ist, und daß ein Spitzenteil, der aus einem lichtübertragenden Material mit niedriger thermischer Leit­ fähigkeit und hohen Wärmewiderstandseigenschaften besteht, einstückig mit dem Spitzenabschnitt des Lichtleiterteils verschweißt ist.

2. Laserbehandlungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Verbindungsabschnitt, der im wesentlichen denselben Durchmesser aufweist wie der Kernabschnitt des Lichtleiterteils, einstückig auf dem Spitzenteil ausgebildet ist, und daß Endoberflächen des Verbindungsabschnitts und des Kernabschnitts einstückig miteinander verschweißt sind.

3. Laserbehandlungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß weiterhin eine Hülle vorgesehen ist, die auf dem Umfang des Kernabschnitts ausgebildet ist, sowie ein Umhüllungsteil, der zu der Hülle führt und auf dem Außen­ umfang des Verbindungsabschnitts und eines geschweißten Ab­ schnitts zwischen einer Endoberfläche des Verbindungsabschnitts und einer Endoberfläche des Kernabschnitts ausgebildet ist.

4. Laserbehandlungsgerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin eine Buchse zur Verbindung äußerer Abschnitte des Lichtleiterteils und des Spitzenteils miteinander vorgesehen ist.