DE4440783A1 - Vorrichtung zum Schneiden von Gewebe - Google Patents

Vorrichtung zum Schneiden von Gewebe

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Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Schneiden von Gewebe insbesondere im Körperinneren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Stand der Technik
Vorrichtungen zum Behandeln von Gewebe insbesondere im Inneren eines menschlichen Körpers mit Lasern sind be­ kannt. Die bekannten Vorrichtungen weisen eine Laserein­ richtung auf, deren Laserstrahl in das proximale Ende einer Lichtleitfaser eingekoppelt wird, die in einen En­ doskopschaft oder dergleichen eingesetzt ist, und die den Laserstrahl zum distalen Ende der Vorrichtung leitet, das in das Körperinnere eingesetzt ist.
Zum Schneiden von biologischem Gewebe eignen sich beson­ ders Laser mit einer Wellenlänge im infraroten Bereich und insbesondere im Bereich von etwa 3 µm, da die Absorption von Wasser in diesem Wellenlängenbereich besonders hoch ist. Laser mit einer derartigen Wellenlänge werden derzeit aus dem folgenden Grund jedoch nicht zum Schneiden von Gewebe im menschlichen Körper eingesetzt:
Die Lichtleitfasern, die eine hohe Transmission für Licht im Bereich von etwa 1,5 bis 6 µm aufweisen, sind sehr empfindlich gegen Verschmutzungen, Temperaturerhöhungen und insbesondere thermische Spannungen sowie andere äußere Einflüsse. Diese Einflüsse führen bereits nach kurzer Zeit zu einer weitgehenden Zerstörung des distalen Endes der Lichtleitfaser, so daß die Standzeit der Lichtleitfasern äußerst kurz ist, wenn sie in einer Anordnung eingesetzt werden, wie sie bei Vorrichtungen üblich ist, die mit Licht anderer Wellenlänge, beispielsweise dem Licht von Neodym-YAG-Lasern arbeiten. Darüberhinaus würde bei Ver­ wendung des von herkömmlichen Vorrichtungen zur Behandlung von Gewebe im Körperinneren bekannten Aufbaus der Laser­ strahl entweder nicht ausreichend fokussiert werden, oder die Lichtleitfaser würde durch die konzentrierte Energie des Laserstrahls relativ rasch zerstört werden.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Schneiden von Gewebe insbesondere im Körperinneren mit einer Lasereinrichtung anzugeben, die bei ausreichender Standzeit aller Teile der Vorrichtung ein effizientes Schneiden ermöglicht.
Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patent­ anspruch 1 angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß wird eine gattungsgemäße Vorrichtung durch die Kombination folgender Merkmale weitergebildet:
  • - Die Lasereinrichtung weist einen Laser auf, der Licht im Bereich von etwa 1 bis 6 µm emittiert.
  • - Die Lichtleitfaser besteht aus einem für Infrarot- Strahlung transparenten Material.
  • - Auf das distale Ende der Lichtleitfaser ist ein opti­ sches System aufgesetzt, das die Lichtleitfaser vor Beschädigungen schützt.
Die erfindungsgemäß verwendeten Laser sind in an sich bekannter Weise in gleicher Weise wie beispielsweise Ex­ cimer-Laser dazu geeignet, Gewebe "direkt" zu schneiden, ohne daß Koagulations-Effekte auftreten würden. Laser, die Licht mit einer Wellenlänge von ca. 1,2 bis 6 µm emit­ tieren, haben jedoch gegenüber Excimer-Lasern den Vorteil, daß die Strahl-Führung einfacher ist als bei Lasern, die Licht im UV-Bereich emittieren. Um die vorstehend erläu­ terten Nachteile der für den genannten Wellenlängenbereich allein in ausreichendem Maße transparenten Lichtleitfasern nicht zur Entfaltung kommen zu lassen, ist erfindungsgemäß ein optisches System vorgesehen, das das distale Ende der empfindlichen Lichtleitfaser vor Beschädigungen aller Art schützt.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 folgende angegeben:
Gemäß Anspruch 2 ist es bevorzugt, wenn der Laser Licht im Bereich von etwa 1,5 bis 3 µm, bevorzugt von etwa 2,5 bis 3 µm emittiert. Beispielsweise können Thulium-Laser mit einer Wellenlänge von 1,95 µm, Holmium-Laser mit einer Wellenlänge von 2,1 µm oder Erbium-Laser mit verschiedenen Wirtskristallen und einer Wellenlänge von beispielsweise 1,69 µm verwendet werden.
Besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn die Lasereinrich­ tung einen ErYAG-Laser mit einer Wellenlänge von 2,94 µm oder einen ErYSGG-Laser mit einer Wellenlänge von 2,79 µm aufweist: Die Eindringtiefe von Licht mit einer Wellen­ länge von 2,79 µm beträgt weniger als 4 µm, die Eindring­ tiefe von Licht mit einer Wellenlänge von 2,94 µm sogar weniger als 1 µm.
Damit ist eine hohe Absorption des Laserstrahls in einem kleinen Gewebebereich gewährleistet, durch die ein effek­ tives und damit schnelles Schneiden des Gewebes möglich wird.
Gemäß Anspruch 4 ist die Lichtleitfaser eine - vergleichs­ weise unaufwendige und damit billige - Multimode-Faser. Im Anspruch 5 ist ein bevorzugtes Material für die Licht­ leitfaser, nämlich ZrF₄ angegeben. Dieses Material hat für die erfindungsgemäß verwendeten Wellenlängen und insbeson­ dere für Wellenlängen im Bereich von 3 µm eine sehr hohe Transmission. Allerdings ist dieses Material sehr empfind­ lich auf die vorgenannten äußeren Einflüsse. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird jedoch eine Standzeit erreicht, die einen wirtschaftlichen Einsatz der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung mit entsprechenden Lichtleit­ fasern ermöglicht.
Im Anspruch 6 ist angegeben, daß der Kerndurchmesser der Lichtleitfaser etwa 200 bis 600 µm, bevorzugt 350 µm (An­ spruch 7) beträgt.
Diese Werte für den Kerndurchmesser stellen einen beson­ ders vorteilhaften Kompromiß zwischen einer möglichst geringen spezifischen Belastung der Lichtleitfaser durch die eingekoppelte Leistung des Lasers und der Baugröße sowie dem Durchmesser des Fokusflecks dar. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß selbst in der Laparoskopie der maxi­ male Durchmesser der erfindungsgemäßen Vorrichtung - auch im Bereich des optischen Systems - in dem Endoskop nicht mehr als 2,5 mm betragen sollte.
In den Ansprüchen 8 bis 11 sind bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung für den Fall angegeben, daß die erfindungs­ gemäße Vorrichtung in einem "Kontakt-Verfahren" betrieben werden soll. Damit ist gemeint, daß beim Schneiden von Gewebe das distale Ende der Vorrichtung auf das Gewebe aufgesetzt wird.
In diesem Falle ist es bevorzugt, wenn das optische System aus einer kurzen Quarzfaser besteht oder zumindest am distalen Ende eine kurze Quarzfaser aufweist, deren Licht- Eintrittsfläche auf die Licht-Austrittsfläche der Licht­ leitfaser bzw. eines vorgeschalteten optischen Systems aufgesetzt ist, und deren Licht-Austrittsfläche auf das zu schneidende Gewebe aufgesetzt wird. Die Quarzfaser hat zwar eine vergleichsweise schlechte Transmission für Licht in dem verwendeten Wellenlängenbereich, aufgrund der ge­ ringen Länge der eingesetzten Quarzfaser wirkt sich dies jedoch nur unwesentlich aus.
Die Quarzfaser ist insbesondere austauschbar, so daß bei einer eventuellen Beschädigung diese mit einem geringen Kostenaufwand ersetzt werden kann. Gegebenenfalls ist es sogar möglich, die Quarzfaser während eines Operationsvor­ gang auszuwechseln. Die Länge der Quarzfaser muß nur weni­ ge Millimeter betragen, so daß die Kosten für ihren Ersatz sehr gering sind.
Besonders bevorzugt ist es, wenn die Quarzfaser eine Hohl­ faser ist (Anspruch 9). Diese Hohlfaser kann insbesondere an ihrem Ende eine Einschnürung aufweisen oder konisch verjüngt sein, so daß die Divergenz des austretenden La­ serstrahls verringert wird (Ansprüche 10 bzw. 11). Hier­ durch wird ein "Hohlleiter-Abbildungselement" realisiert, durch das eine Fokussierung des Laserstrahls auf einen Fleck mit einem gewünschten Durchmesser und insbesondere auf den im Anspruch 24 angegebenen Wert von 600 µm möglich ist. Dennoch bleiben die Kosten für das distale optische System, das bei einer eventuellen Beschädigung ausge­ tauscht werden muß, gering.
Die vorstehend beschriebene, im "Kontakt-Verfahren" arbei­ tende Vorrichtung ist insbesondere zum Schneiden von Ge­ webe unter Wasser geeignet, wie dies in einer Reihe von Körperhöhlen erforderlich ist.
In den Ansprüchen 13 bis 21 sind bevorzugte Ausgestaltun­ gen der Erfindung für den Fall angegeben, daß das distale Ende nicht auf zu schneidende Gewebe aufgesetzt werden soll (Non-Kontakt-Verfahren):
In jedem Falle ist es bevorzugt, wenn bei Anwendungen, bei denen das distale Ende der Vorrichtung vom Gewebe beab­ standet ist, das optische System wenigstens ein Element mit optischer Wirkung aufweist (Anspruch 13).
Dieses optische System kann den Laserstrahl zunächst auf­ weiten und dann in einem Fleck konzentrieren, dessen Durch­ messer wenigstens gleich dem Durchmesser des Kerns der Lichtleitfaser ist. Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß im Bereich der Lichtleitfaser und des nachgeschalteten optischen Systems keine Energiedichten auftreten, die zu einer Beschädigung der Lichtleitfaser bzw. des optischen Systems führen würden, so daß eine ausreichende Standzeit der Vorrichtung und ihrer Teile erreicht wird (Anspruch 14).
In den Ansprüchen 15 folgende sind verschiedene Möglich­ keiten für das optische System angegeben, das erfindungs­ gemäß die Lichtleitfaser schützt:
Bei einer Realisierung der Erfindung weist das optische System einen Quarzstab mit einer Verjüngung auf bzw. be­ steht das optische System aus einem derartigen Quarzstab (Anspruch 15). Dieser Quarzstab ist an seinem distalen Ende bevorzugt linsenförmig und/oder keilförmig bzw. schräg geschliffen, so daß bereits der Quarzstab allein ein optisches System zur Strahlformung und Stahlführung bildet.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besteht das optische System aus zwei Linsen (Anspruch 17) , die gemäß Anspruch 18 bevorzugt plankonvexe Linsen sind, deren plane Seiten einander zugekehrt sind (Anspruch 19). Die Be­ schränkung auf zwei Linsen stellt einen optimalen Kompro­ miß zwischen optischer Abbildungsqualität und minimierten Reflexionsverlusten dar.
Alternativ kann das optische System auch aus einer Stab­ linse bestehen (Anspruch 20). Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß die Reflexionsverluste gegenüber einem System mit zwei Linsen verringert sind.
In jedem Falle ist es bevorzugt, wenn das optische System Elemente aus Saphir aufweist, da Saphir für Infrarotlicht in dem erfindungsgemäß verwendeten Wellenlängenbereich eine besonders hohe Transmission aufweist. Darüberhinaus ist Saphir auch im sichtbaren Spektralbereich einsetzbar, was insbesondere beim Einsatz eines Zielstrahllasers von Vorteil ist.
Im Anspruch 22 ist eine weitere Ausbildung gekennzeichnet, bei der daß das optische System einen Hohlspiegel auf­ weist, der nicht nur eine optische Wirkung hat, sondern zusätzlich auch den Laserstrahl umlenkt. Dieser Hohlspie­ gel hat den zusätzlichen Vorteil, daß er ohne chromati­ schen Fehler ein Linsenelement ersetzt. Die im Anspruch 23 gekennzeichnete Weiterbildung, bei der der Hohlspiegel schwenkbar ist, hat den besonderen Vorteil, daß durch eine entsprechende Schwenkung des Hohlspiegels eine beliebige Beobachtungsrichtung einstellbar ist.
Im Anspruch 24 ist angegeben, daß der Abstand des Fokus­ sier-Flecks des Laserstrahls von der vorderen Endfläche des optischen Systems etwa 5 mm bis 10 mm beträgt. Diese Dimensionierung bewirkt, daß eventuell erzeugte Schockwel­ len etc. keine Schäden in dem optischen System verursa­ chen.
Auch bei dem erfindungsgemäßen "Non-Kontakt"-Verfahren ist es bevorzugt, wenn der Durchmesser des Behandlungs-Laser­ strahl-Flecks höchstens 600 µm beträgt.
Die optischen Systeme für Kontakt- und Nicht-Kontakt-An­ wendungen können gegebenenfalls auch austauschbar ausge­ bildet sein, so daß ein- und dieselbe Vorrichtung nach Austausch der optischen Systeme für die verschiedensten Anwendungen eingesetzt werden kann.
Die erfindungsgemäß verwendete Lasereinrichtung emittiert Licht in einem Wellenlängenbereich, der von dem mensch­ lichen Auge nicht wahrgenommen wird. Damit ist es von Vorteil, zumindest dann, wenn die Vorrichtung nicht in Kontakt mit dem zu schneidenden Gewebe ist, eine Zielein­ richtung für den Laserstrahl vorzusehen. Diese Zielein­ richtung weist gemäß den Ansprüchen 25 bis 27 bevorzugt einen weiteren Laser auf, der Licht im sichtbaren Bereich emittiert, und dessen Strahl koaxial mit dem Strahl des Therapielasers geführt ist, so daß sowohl der Ort der Wechselwirkung als auch die Position des Fokus des Thera­ pie-Laserstrahls optisch ermittelt werden kann.
Im Anspruch 26 ist eine Ausgestaltung gekennzeichnet, bei der das Licht des weiteren Lasers in das Cladding der Licht­ leitfaser eingekoppelt wird, so daß sich im Falle einer exak-
ten Ausrichtung ein punktförmiger Zielstrahl-Laserfleck und ansonsten ein ringförmiger Fokus ergibt. Hierdurch kann die Bedienungsperson einfach entscheiden, ob die Vorrichtung auf das zu schneidende Gewebe fokussiert ist.
Der Ziellaser kann ein beliebiger Laser sein, der Licht im sichtbaren Bereich emittiert. Ein kostengünstiger Laser ist beispielsweise ein HeNe-Laser.
Sowohl bei dem vorstehend beschriebenen "Kontakt-" als auch dem "Non-Kontakt"-Verfahren ist es von Vorteil, wenn der Durchmesser des Behandlungs-Laserstrahl-Flecks höch­ stens 600 µm beträgt. Dieser Durchmesser stellt einen Kompromiß zwischen einer hohen Leistungsdichte und einer hohen Schneidgeschwindigkeit dar.
Bei der im Anspruch 29 angegebenen Weiterbildung ist ein Spülfluid, beispielsweise ein Gasstrom und/oder eine Flüs­ sigkeit vorgesehen, die das optische System von zurückge­ schleuderten Partikeln reinigt. Ergänzend kann eine Saug­ einrichtung vorgesehen sein, die im distalen Endbereich Unterdruck erzeugt, so daß Gewebeteile abgesaugt werden (Anspruch 30).
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung exemplarisch beschrieben, in der zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel für ein optisches System mit zwei Linsen.
Fig. 2 einen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbei­ spiel für ein optisches System mit einer Stablinse,
Fig. 3 einen Schnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel für ein optisches System mit einer Linse und einem Hohlspiegel, und
Fig. 4 einen Schnitt durch ein viertes Ausführungsbeispiel mit verschiedenen Varianten einer Quarz-Hohlfaser.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel für ein erfin­ dungsgemäß verwendetes optisches System, das aus zwei Linsen besteht, die bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel plankonvexe Linsen sind, deren plane Seiten einander zuge­ kehrt sind. In der nachfolgenden tabellarischen Aufstel­ lung sind die Radien ri der gekrümmten Flächen, die Lin­ sendicken di und die Abstände li (i =1, 2) zwischen der Aus­ trittsfläche der in Fig. 1 nicht dargestellten Lichtleit­ faser und dem jeweils nächstgelegenen Flächenscheitel der ersten (1) bzw. zweiten (2) Linse des optischen Systems angegeben.
Im übrigen wird zu dem Strahlengang auf die Fig. 1 ver­ wiesen.
Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem die zwei plankonvexen Linsen durch eine Stablinse (3), d. h. eine dicke bikonvexe Linse ersetzt sind. Wiederum ist der Strahlengang der Figur zu entnehmen. Ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel.
Fig. 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel, bei dem die zweite Linse durch einen Hohlspiegel (4) ersetzt ist. Die Verwendung eines Hohlspiegels hat den Vorteil, daß nicht nur der chromatische Längs- und Querfehler verringert wird, sondern daß auch eine Einstellung der Beobachtungs­ richtung relativ zur Lichtleitfaser (5) durch Schwenken des Hohlspiegels (4) um den Winkel (α) möglich ist.
Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiele sind "Non-Kontakt-Kontakt-Ausführungsformen".
Fig. 4 zeigt drei Ausführungsformen für das optische Sy­ stem, wie es bei "Kontakt-Verfahren" verwendet werden kann. Bei dem optischen System handelt es sich um eine Quarzfaser und insbesondere eine Hohlfaser, deren Licht- Eintrittsfläche auf die Licht-Austrittsfläche der nicht dargestellten Lichtleitfaser aufgesetzt ist, und deren Licht-Austrittsfläche auf das zu schneidende Gewebe aufge­ setzt wird. Die Abmessungen sind der Fig. 4 zu entnehmen.
Oben in Fig. 4 ist ein "normaler" hohlzylindrischer Licht­ leiter dargestellt.
In der Mitte ist ein konisch verjüngter Lichtleiter mit Kollimationsfunktion dargestellt.
Die untere Darstellung zeigt einen Lichtleiter mit einer Einschnürung, die die Divergenz des austretenden Laser­ strahls am meisten verringert.
Vorstehend ist die Erfindung ohne Beschränkung des allge­ meinen Erfindungsgedankens beschrieben worden, innerhalb dessen die verschiedensten Abwandlungen möglich sind:
Insbesondere sind die verschiedensten Integrationen des Quarzstabes in das Endoskop bzw. Ankoppelungen möglich.

Claims (31)

1. Vorrichtung zum Schneiden von Gewebe insbesondere im Körperinneren, mit
  • - eine Lasereinrichtung,
  • - einer Lichtleitfaser, in deren proximales Ende der Laserstrahl der Lasereinrichtung eingekoppelt wird, und die den Laserstrahl zum distalen Ende der Vor­ richtung leitet, und
  • - einem Endoskopschaft oder dgl., in den die Licht­ leitfaser eingesetzt ist,
gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkma­ le:
  • - die Lasereinrichtung weist einen Laser auf, der Licht im Bereich von etwa 1,2 bis 6 µm emittiert,
  • - die Lichtleitfaser besteht aus einem für Infrarot­ strahlung transparenten Material,
  • - auf das distale Ende der Lichtleitfaser ist ein optisches System aufgesetzt, das die Lichtleitfaser vor Beschädigungen schützt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Laser Licht im Bereich von etwa 1,5 bis 3 µm, bevorzugt von etwa 2,5-3 µm emittiert.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lasereinrichtung einen ErYAG-Laser mit einer Wellenlänge von 2,94 mm oder einen ErYSGG-Laser mit einer Wellenlänge von 2,79 µm aufweist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleitfaser eine Multi­ mode-Faser ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleitfaser aus ZrF₄ besteht.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kerndurchmesser der Licht­ leitfaser etwa 200 bis 600 µm beträgt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleitfaser einen Kern­ durchmesser von 350 µm hat.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendungen, bei denen die Vorrichtung auf das Gewebe aufgesetzt wird, das optische System aus einer Quarzfaser besteht, deren Licht-Ein­ trittsfläche auf die Licht-Austrittsfläche der Lichtleit­ faser aufgesetzt ist, und deren Licht-Austrittsfläche auf das zu schneidende Gewebe aufgesetzt wird.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Quarzfaser eine Hohlfaser ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Quarzfaser an ihrem Ende eine Einschnürung aufweist, die die Divergenz des austre­ tenden Laserstrahls verringert.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Quarzfaser an ihrem Ende konisch verjüngt ist.
12. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zum Schneiden von Gewebe unter Wasser.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendungen, bei denen die Vorrichtung vom Gewebe beabstandet ist, das optische Sy­ stem wenigstens ein Element mit optischer Wirkung aufweist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System den Laser­ strahl zunächst aufweitet und dann in einem Fleck konzen­ triert, dessen Durchmesser wenigstens gleich dem Durchmes­ ser des Kerns der Lichtleitfaser ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System einen Quarzstab mit einer Verjüngung aufweist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Quarzstab an seinem dista­ len Ende linsenförmig und/oder keilförmig bzw. schräg geschliffen ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System aus zwei Linsen besteht.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß beide Linsen plankonvexe Linsen sind.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die planen Seiten der bei­ den Linsen einander zugekehrt sind.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System aus einer Stablinse besteht.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System Elemente aus Saphir aufweist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System einen Hohlspiegel aufweist, der eine optische Wirkung hat und zusätzlich den Laserstrahl umlenkt.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlspiegel schwenkbar ist.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des Fokussier- Flecks des Laserstrahls von der vorderen Endfläche des optischen Systems etwa 5 mm bis 10 mm beträgt.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Laser vorgesehen ist, der Licht im sichtbaren Bereich emittiert, und dessen Strahl in an sich bekannter Weise als Zielstrahl dient, so daß sowohl der Ort der Wechselwirkung als auch die Position optisch ermittelt werden kann.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht des weiteren Lasers in das Cladding der Lichtleitfaser eingekoppelt wird, so daß sich im Falle einer exakten Ausrichtung ein punktförmiger Zielstrahl-Laserfleck und ansonsten ein ringförmiger Fokus ergibt.
27. Vorrichtung nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Ziellaser ein HeNe-Laser ist.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Behand­ lungs-Laserstrahl-Flecks höchstens 600 µm beträgt.
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spülfluid das optische System während des Schneidvorgangs reinigt.
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß eine Saugeinrichtung vorgesehen ist, die im distalen Endbereich Unterdruck erzeugt, so daß Gewebeteile abgesaugt werden.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1231491A1 (de) * 2001-02-05 2002-08-14 Derma Laser Inc. Laserdiodeapparat mit einem Zielstrahl und dessen Einkopplungsverfahren
DE102014106665A1 (de) * 2014-05-12 2015-11-12 B. Braun Avitum Ag Hohlfaser, Hohlfaseranordnung, Filtermodul mit Hohlfaser, und Hohlfaser-Herstellungsverfahren
CN112153947A (zh) * 2018-03-29 2020-12-29 声波创新株式会社 冲击波生成装置和冲击波消融系统

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1985005350A1 (en) * 1984-05-24 1985-12-05 Era Patents Limited Middle infra-red hollow optical fibres
DE3607437A1 (de) * 1985-03-06 1986-10-30 C.R. Bard, Inc., Murray Hill, N.J. Kathetersystem fuer das gesteuerte beseitigen biologischer verschluesse durch strahlungsenergie
DE3739965A1 (de) * 1986-11-25 1988-09-08 Bard Inc C R Drahtgefuehrter laserkatheter
US4963142A (en) * 1988-10-28 1990-10-16 Hanspeter Loertscher Apparatus for endolaser microsurgery
DE4017850C1 (en) * 1990-06-02 1991-06-06 Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gmbh, 8012 Ottobrunn, De Controlling laser beam radiation dose - using difference in properties of red, green and blue components of diffusely reflected light, as measure of radiation
US5151098A (en) * 1990-07-23 1992-09-29 Hanspeter Loertscher Apparatus for controlled tissue ablation
US5207669A (en) * 1989-05-26 1993-05-04 C. R. Bard, Inc. Optical fiber diffusion tip for uniform illumination
DE4238434A1 (de) * 1992-04-16 1993-10-21 Adlas Gmbh & Co Kg Anordnung zur Bündelung und Einkopplung der von einem Halbleiterlaser erzeugten Strahlung in Lichtleitfasern

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1985005350A1 (en) * 1984-05-24 1985-12-05 Era Patents Limited Middle infra-red hollow optical fibres
DE3607437A1 (de) * 1985-03-06 1986-10-30 C.R. Bard, Inc., Murray Hill, N.J. Kathetersystem fuer das gesteuerte beseitigen biologischer verschluesse durch strahlungsenergie
DE3739965A1 (de) * 1986-11-25 1988-09-08 Bard Inc C R Drahtgefuehrter laserkatheter
US4963142A (en) * 1988-10-28 1990-10-16 Hanspeter Loertscher Apparatus for endolaser microsurgery
US5207669A (en) * 1989-05-26 1993-05-04 C. R. Bard, Inc. Optical fiber diffusion tip for uniform illumination
DE4017850C1 (en) * 1990-06-02 1991-06-06 Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gmbh, 8012 Ottobrunn, De Controlling laser beam radiation dose - using difference in properties of red, green and blue components of diffusely reflected light, as measure of radiation
US5151098A (en) * 1990-07-23 1992-09-29 Hanspeter Loertscher Apparatus for controlled tissue ablation
DE4238434A1 (de) * 1992-04-16 1993-10-21 Adlas Gmbh & Co Kg Anordnung zur Bündelung und Einkopplung der von einem Halbleiterlaser erzeugten Strahlung in Lichtleitfasern

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1231491A1 (de) * 2001-02-05 2002-08-14 Derma Laser Inc. Laserdiodeapparat mit einem Zielstrahl und dessen Einkopplungsverfahren
DE102014106665A1 (de) * 2014-05-12 2015-11-12 B. Braun Avitum Ag Hohlfaser, Hohlfaseranordnung, Filtermodul mit Hohlfaser, und Hohlfaser-Herstellungsverfahren
CN112153947A (zh) * 2018-03-29 2020-12-29 声波创新株式会社 冲击波生成装置和冲击波消融系统

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