DE4209926C2 - Handstück für medizinische Laseranwendungen - Google Patents
Handstück für medizinische LaseranwendungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Handstück der im Oberbegriff des
Anspruchs 1 angegebenen Art.
Laserstrahlung, deren Eindringtiefe und Streuung im biolo
gischen Gewebe entscheidende Hindernisse für eine berüh
rungslose Anwendung zu Schneidzwecken darstellt, kann den
noch in hervorragender Weise zum Trennen von biologischem
Gewebe eingesetzt werden, wenn die sie übertragende Glasfa
ser mit dem Gewebe in Berührung gebracht wird.
Die Schneidwirkung wird dabei durch das distale Ende der
Glasfaser bewirkt, das, von der Laserstrahlung aufgeheizt,
das berührte Gewebsareal verdampft.
Obwohl der Randbereich der so erzielten Schnittfuge auch
einen thermischen Koagulationssaum aufweist, entspricht die
erreichte Blutstillung nicht der mit diesen Wellenlängen
erreichbaren.
Dies ist zurückzuführen auf die beim Gewebekontakt auftre
tende Verschmutzung der Faserspitze durch verkohlte Blut-
und Gewebepartikel, die ein Austreten der Strahlung aus der
Faserspitze fast völlig verhindern.
Auftretende Blutungen können deshalb nur durch Hochfre
quenz-Koagulation sicher gestillt werden.
Bei dieser als in-touch-Technik bezeichneten Art der La
seranwendung wird zur Führung des unteren, abisolierten Fa
serendes (bare fibre) ein Griffstück über die Faser gescho
ben und auf dieser durch Klemmung so arretiert, daß das zum
Schneiden benutzte, abisolierte Faserende einige Millimeter
vorsteht.
Die Möglichkeit, das durch das Schneiden verschmutzte Fa
serende im Bedarfsfall abzubrechen, um damit eine saubere
Faseraustrittsfläche zu erzielen, entfällt, da bei den ver
wendeten Faserkerndurchmessern ohne Hilfsmittel keine ver
lustarme Austrittsfläche zu erreichen ist.
Überdies können solche Prozeduren während einer Operation
unter sterilen Bedingungen auch nicht durchgeführt werden.
Es wurde schon beschrieben, daß dieses Problem durch Auf
teilen der zum Schneiden und Übertragen in einer Funktion
eingesetzten Faser in eine laserstrahlzuführende und mehrere
Anwendungsfasern in einem Faserwechsel-Handstück gelöst
werden kann.
Nachteilig an dieser Lösung ist jedoch, daß schneidende und
koagulierende Wirkung der eingesetzten Laserstrahlung nicht
gleichzeitig sondern nur in zeitlicher Abfolge eingesetzt
werden können. Des weiteren ist diese zeitliche Abfolge von
Schneiden und Koagulieren auch nur mit mehreren Lichtleitern
möglich, deren distales Ende unterschiedlich ausgebildet ist.
Aus DE 38 33 992 A1 ist eine Bestrahlungseinrichtung zum
kontaktlosen Scheiden und Koagulieren von biologischem
Gewebe bekannt, die unter Nutzung einer einzigen Licht
leitfaser eine räumlich getrennte, auf den Behandlungs
prozeß abgestimmte Lichtbündelführung und -konzentration
gewährleistet.
Bei dieser Lösung müssen beide Lichtbündel hinsichtlich
Strahlungsleistung, Wellenlänge und/oder Betriebsart
verschiedenartig bzw. unabhängig voneinander gesteuert
werden.
Beide Lichtbündel werden entweder von zwei getrennten
Laserlichtquellen mit nachgeschalteter einkoppelseitiger
Optik oder durch eine einzige, wellenlängenumschaltbare
Laserlichtquelle und eine einkoppelseitige Optik erzeugt.
Zur Einstellung des jeweiligen Auskoppelwinkelbereiches
für die beiden Lichtbündel sind optische Fokussiereinrich
tungen vorhanden.
Als Fokussiereinrichtung ist ein von beiden Lichtbündeln
durchstrahltes, asphärisches Linsensystem vorgesehen.
Das Gehäuseteil der Bestrahlungsvorrichtung ist als
Fokussierhandstück ausgebildet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Handstück der
eingangs genannten Art und ohne die o.g. Nachteile bekannter
Lösungen anzugeben, mit dem ein Schneiden von biologischem
Gewebe in in-touch-Technik und Koagulieren in non-touch-
Technik separat oder gemeinsam möglich ist, wobei der Koa
gulationgrad variiert werden kann.
Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß durch Verän
derung der Leistungsverteilung im Laserstrahl konzentrisch
angeordnete Lichtleiter einzeln oder gemeinsam so mit
Strahlleistung versorgt werden können, daß überwiegend der
Innen-Lichtleiter zum Schneiden von Gewebe im Kontakt,
oder der Außen-Lichtleiter zum kontaktlosen Koagulieren
oder beide gemeinsam zum koagulierenden Schneiden einge
setzt werden können.
Dadurch kann der mechanische Wechsel von Anwendungsfasern
im Griffstück durch einen Wechsel der optischen Ankopplung
ersetzt werden und die räumliche Anordnung der beiden An
wendungsfasern erhalten bleiben.
Die konzentrische Anordnung der beiden Anwendungsfasern ist
dergestalt, daß beide proximal in einer Ebene abschließen,
distal aber unterschiedlich ausgebildet und lang sind. Das
distale Ende der im Durchmesser wesentlich größeren, hohlen
Außenfaser ist konvex geformt, so daß es zu einer Fokus
sierung der in ihr weitergeleiteten Laserstrahlung in ei
nem Abstand kommt, der der überstehenden Länge der Innenfaser
entspricht.
Diese überstehende Länge der Innenfaser wird so gewählt,
daß ein Verschmutzen der fokussierenden Außenfaser-Endfläche
beim Schneiden mit der Innenfaser vermieden wird.
Die Verteilung der Strahlleistung entweder auf die Innen-
oder die Außenfaser oder auf beide wird durch eine getaperte
Faser erreicht, deren bis auf den Durchmesser der Innenfaser
ausgezogenes distales Ende entweder direkt und mit optimalem
Überdeckungsgrad an die proximale Endfläche der Innenfaser
anstößt oder in maximalem Abstand von dieser positioniert
wird oder eine Zwischenstellung einnimmt.
Der maximale Abstand ist unter Berücksichtigung der nume
rischen Apertur des distalen Endes der getaperten Faser so
bemessen, daß die austretende Laserstrahlung gerade auf den
Durchmesser der Außenfaser aufgeweitet wird.
In der Position der direkten optischen Kopplung der Innen
faser mit der getaperten Faser wird die Laserstrahlung in
idealer Weise in deren proximales Ende eingekoppelt, so daß
alle lichtführenden Moden der Faser gleichmäßig angeregt
werden.
In der Abstandsposition der getaperten Faser wird Laser
strahlung in nicht-idealer Weise, d. h. am Rand des Einkop
peltrichters, eingekoppelt, so daß die Intensitätsvertei
lung am Ausgang der getaperten Faser einer Ringstruktur
mit erheblicher zentraler Absenkung entspricht.
Die Strahleinkopplung in die getaperte Faser erfolgt durch
eine Linsenoptik, deren Brennpunktebene mit der proximalen
Endfläche der getaperten Faser zusammenfällt und die senk
recht zu deren optischer Achse verschiebbar angeordnet ist.
Die axiale Verschiebung der getaperten Faser und die Ver
schiebung der Linsenoptik senkrecht zu deren Achse erfolgen
zwangsgekoppelt, so daß in den jeweiligen Endpositionen der
der getaperten Faser auch die Linsenoptik die entsprechende
Stellung einnimmt.
In einer ersten vorteilhaften Ausführungsform wird diese
zwangsgekoppelte Verschiebung der beiden optischen Kompo
nenten durch Verdrehen zweier Handstück-Teilstücke gegen
einander bewirkt. In der Koagulations-Position wird die
getaperte Faser dadurch auf maximalen axialen Abstand zur
Endfläche der Innen- und Außenfaser gebracht, während die
exzentrisch gelagerte Linsenoptik orthogonal zur optischen
Achse aus dieser herausbewegt wird.
Eine Führungsnut und ein Führungsstift verhindern ein Ver
drehen der beiden Handstück-Teilstücke über 90° hinaus.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un
teransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zu
sammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der
Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt.
Es zeigen
Fig. 1a ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Schneid
stellung in vergrößerter Seitenansicht,
Fig. 1b ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Koagula
tionsstellung in vergrößerter Seitenansicht,
Fig. 2a einen Schnitt durch die exzentrisch gelagerte
Linsenoptik des Handstücks in Schneid- und Koagulations
stellung,
Fig. 2b einen Schnitt durch die exzentrisch gelagerte
Linsenoptik des Handstücks in Koagulationsstellung,
Fig. 3a das Intensitätsverteilungsprofil der Laserstrah
lung am distalen Ende einer getaperten Faser bei idealer
Strahleinkopplung,
Fig. 3b das Intensitätsverteilungsprofil der Laserstrah
lung bei nicht-idealer Strahleinkopplung.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht
das Handstück aus einem zylindrischen Ober- und Unterteil 1
und 2, der in Kunststoff 3 eingebetteten getaperten Faser 4,
dem Führungszylinder 5, der darin exzentrisch angeordneten
Linsenkammer 6 mit Linsenoptik 7 und Faseranschluß 8, sowie
den konzentrisch angeordneten und fest miteinander verbun
denen Innen- und Außenfasern 9 und 10, die, von einem
Schutzrohr 11 umgeben, über eine lösbare Verbindung 12 mit
dem Oberteil 1 verbunden werden können.
Die in Kunststoff 3 eingebettete getaperte Faser 4 ist lös
bar mit dem Optik-Führungsteil 5 verbunden und wird mit
diesem in axialer Richtung bewegt.
Ein im Oberteil 1 vorhandener Führungsstift 13 bewirkt über
eine im Unterteil 2 vorhandene Führungsnut die axiale Ver
schiebung zwischen Ober- und Unterteil 1 und 2 bei deren
Verdrehung gegeneinander.
Gleichzeitig erfolgt die axiale Verschiebung der getaperten
Faser 4 gemeinsam mit der in einem festen Abstand zu ihr
angeordneten Linsenoptik 7, sowie deren exzentrische Bewe
gung. Fig. 2 zeigt, daß dabei die optische Achse der Lin
senoptik auf einer teilkreisförmigen Bahn aus der optischen
Achse der getaperten Faser herausgeführt wird.
Bei einer 90°-Verdrehung zwischen Ober- und Unterteil 1 und
2 wird dadurch ein radialer Achsenversatz vom halben Durch
messer des proximalen Endes der getaperten Faser 4 und damit
eine nicht-ideale Strahl-Einkopplung bewirkt.
Das in dieser Koagulationsstellung am distalen Ende der ge
taperten Faser 4 auftretende Ringmode-Profil ist in Fig. 3b
dargestellt, Fig. 3a zeigt die Intensitätsverteilung bei
idealer Einkopplung.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf
das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel.
Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, die von der
dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten
Ausführungen Gebrauch machen.
Bezugszeichenliste
1 Handstück-Oberteil
2 Handstück-Unterteil
3 Kunststoff
4 getaperte Faser
5 Optik-Führungsteil
6 Linsengehäuse
7 Linsenoptik
8 Faseranschluß
9 Innenfaser
10 Außenfaser
11 Schutzrohr
12 lösbare Verbindung
13 Führungsstift
2 Handstück-Unterteil
3 Kunststoff
4 getaperte Faser
5 Optik-Führungsteil
6 Linsengehäuse
7 Linsenoptik
8 Faseranschluß
9 Innenfaser
10 Außenfaser
11 Schutzrohr
12 lösbare Verbindung
13 Führungsstift
Claims (10)
1. Handstück für medizinische Laseranwendungen zum wech
selweisen oder gleichzeitigen Schneiden und Koagulieren
von biologischem Gewebe mittels Laserstrahlung, wobei die
für das Schneiden und/oder Koagulieren erforderlichen,
unter Einsatz eines Linsensystems steuerbaren Strahllei
stungen von einer laserstrahlzuführenden Faser bereitge
stellt werden und in das Gehäuse der Bestrahlungsvorrich
tung ein Fokussiermechanismus integriert ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Anwendungsfasern (9, 10) zum Schneiden und/oder Koagulieren, in die die Laserstrah lung mit variablem Intensitätsverteilungsprofil von der laserstrahlzuführenden Faser (8) eingekoppelt ist, konzen trisch angeordnet sind und
daß zur Verteilung der Strahlungsleistung auf die Innen faser (9) und/oder die Außenfaser (10) eine getaperte Faser (4) vorhanden ist, deren bis auf den Durchmesser der Innenfaser (9) ausgezogenes distales Ende entweder direkt und mit optimalem Überdeckungsgrad an die proximale End fläche der Innenfaser (9) anstößt oder in maximalem Ab stand von dieser positioniert ist oder eine Zwischenstel lung einnimmt und
daß der proximale Durchmesser der getaperten Faser (4) ein Vielfaches des distalen Durchmessers beträgt und die zuge führte Laserstrahlung durch eine Linsenoptik (7) entweder in idealer oder nicht idealer Weise eingekoppelt wird, so daß am distalen Ende der getaperten Faser (4) eine Gaul sche Strahlleistungsverteilung bzw. eine Ringstruktur mit erheblicher zentraler Leistungsabsenkung entsteht.
dadurch gekennzeichnet, daß die Anwendungsfasern (9, 10) zum Schneiden und/oder Koagulieren, in die die Laserstrah lung mit variablem Intensitätsverteilungsprofil von der laserstrahlzuführenden Faser (8) eingekoppelt ist, konzen trisch angeordnet sind und
daß zur Verteilung der Strahlungsleistung auf die Innen faser (9) und/oder die Außenfaser (10) eine getaperte Faser (4) vorhanden ist, deren bis auf den Durchmesser der Innenfaser (9) ausgezogenes distales Ende entweder direkt und mit optimalem Überdeckungsgrad an die proximale End fläche der Innenfaser (9) anstößt oder in maximalem Ab stand von dieser positioniert ist oder eine Zwischenstel lung einnimmt und
daß der proximale Durchmesser der getaperten Faser (4) ein Vielfaches des distalen Durchmessers beträgt und die zuge führte Laserstrahlung durch eine Linsenoptik (7) entweder in idealer oder nicht idealer Weise eingekoppelt wird, so daß am distalen Ende der getaperten Faser (4) eine Gaul sche Strahlleistungsverteilung bzw. eine Ringstruktur mit erheblicher zentraler Leistungsabsenkung entsteht.
2. Handstück nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die konzentrische Anordnung
der Anwendungsfasern (9, 10) so erfolgt, daß beide proxi
mal in einer Ebene abschließen, distal aber in der Weise
unterschiedlich ausgebildet sind, daß das distale Ende der
Innenfaser (9) über das der Außenfaser (10) hinausragt und
das distale Ende der im Durchmesser wesentlich größeren
Außenfaser (10) konvex so geformt ist, daß die durch sie
übertragene Laserstrahlung am distalen Ende der Innenfaser
(9) fokussiert ist.
3. Handstück nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Abstand der
getaperten Faser (4) von der Innenfaser (9) unter Berück
sichtigung der numerischen Apertur des distalen Endes der
getaperten Faser (4) so bemessen ist, daß die austretende
Laserstrahlung gerade auf den Durchmesser der Außenfaser
(10) aufgeweitet wird.
4. Handstück nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das Variieren des Intensitäts
verteilungsprofils mit einer Veränderung des Abstandes des
distalen Endes der getaperten Faser (4) vom proximalen
Ende der konzentrisch angeordneten Anwendungsfasern (9,
10) dergestalt verknüpft ist, daß bei unmittelbarem Kontakt
des distalen Endes der getaperten Faser (4) mit der Innen
faser (9), also in der Position der direkten optischen
Kopplung der Innenfaser (9) mit der getaperten Faser (4)
die Einkopplung der Laserstrahlung in das proximale Ende
der getaperten Faser (4) in idealer Weise, d. h. axial, und
bei maximalem Abstand der getaperten Faser (4) vom proxi
malen Ende der Innenfaser (9) und Außenfaser (10) in
nichtidealer Weise, d. h. am Rande des Einkoppeltrichters
durch die Linsenoptik (7) erfolgt.
5. Handstück nach Anspruch 1 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Brennpunktebene der
Linsenoptik (7) mit der proximalen Endfläche der getaper
ten Faser zusammenfällt und daß die Linsenoptik (7) senk
recht zu deren optischen Achse auf einer teilkreisförmigen
Bahn verschiebbar angeordnet ist.
6. Handstück nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsmechanismen zur
axialen Verschiebung der getaperten Faser (4) und die
Verschiebung der Linsenoptik (7) senkrecht zu deren Achse
zwangsgekoppelt sind, so daß in den jeweiligen Endposi
tionen der getaperten Faser auch die Linsenoptik die ent
sprechende Stellung einnimmt.
7. Handstück nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Linsenoptik
(7) und die axiale Bewegung der getaperten Faser (4) durch
gegenläufiges Verdrehen des Handstück-Unterteils (2) gegen
das Handstück-Oberteil (1) realisiert sind.
8. Handstück nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die teilkreisförmige Bahn der
Linsenoptik (7) durch deren exzentrische Anordnung im
Handstück-Unterteil (2) gegeben ist.
9. Handstück nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfaser (10) in einem
metallischen Schutzrohr (11) geführt und gemeinsam mit der
Innenfaser (9) lösbar mit dem Handstück-Oberteil (1)
verbunden ist.
10. Handstück nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfaser distal als eine
konische Spitze ausgebildet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4209926A DE4209926C2 (de) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | Handstück für medizinische Laseranwendungen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4209926A DE4209926C2 (de) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | Handstück für medizinische Laseranwendungen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4209926A1 DE4209926A1 (de) | 1993-09-30 |
DE4209926C2 true DE4209926C2 (de) | 1996-07-25 |
Family
ID=6455121
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4209926A Expired - Fee Related DE4209926C2 (de) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | Handstück für medizinische Laseranwendungen |
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DE102006027624A1 (de) * | 2006-06-13 | 2007-12-20 | Elexxion Gmbh | Handstück für insbesondere medizinische Laseranwendungen |
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1992
- 1992-03-24 DE DE4209926A patent/DE4209926C2/de not_active Expired - Fee Related
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