DE60031209T2

DE60031209T2 - Laserbestrahlungsgerät

Info

Publication number: DE60031209T2
Application number: DE60031209T
Authority: DE
Inventors: Shin Ashigarakami-gun Kanagawa-ken Maki; Shigenobu Ashigarakami-gun Kanagawa-ken Iwahashi
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1999-08-13
Filing date: 2000-08-09
Publication date: 2007-08-23
Anticipated expiration: 2020-08-10
Also published as: EP1075822A3; US6579286B1; EP1075822B1; DE60031209D1; EP1075822A2; ATE342008T1; JP2001046396A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Behandlung von Tumoren wie Krebs oder Krankheiten wie die Benigne Prostatahyperplasie mittels Bestrahlung eines vitalen Gewebes mit einem Laserstrahl.
2. Stand der Technik
Es gibt eine Behandlungsmethode, bei der eine läsionale Region durch Verändern, Gangränbilden, Koagulieren, Kauterisieren und Verdampfen des Gewebes in der läsionalen Region durch Laserbestrahlung unter Verwendung einer Vorrichtung zur Laserbestrahlung verkleinert oder entfernt wird. Die Vorrichtung zur Laserbestrahlung ist lang und schlank und wird durch Einfügen in männliche Lumen wie Blutgefäße, Harnröhre und Bauchhöhle oder durch Punktion eines Organs oder eine kleine Spaltung im vitalen Gewebe belassen.
Bei einer derartigen Methode wird die Oberflächenschicht eines vitalen Gewebes oder einer läsionalen Region in der Nähe direkt mit einem Laser bestrahlt. Um die läsionale Region, die sich an einem tiefen Punkt im vitalen Gewebe befindet, ausreichend zu erwärmen, ist es erforderlich, einen Laserstrahl mit einer ziemlich hohen Leistung zu verwenden. Dabei besteht möglicherweise die Gefahr, dass normales Gewebe wie eine Oberflächenschicht beschädigt wird.
Die internationale Veröffentlichung Nr. WO 93/04727 offenbart eine Methode, Tumore oder einen Teil der Prostata durch die Laserbestrahlung zu koagulieren und zu verkleinern. Diese Methode verwendet einen Ballon, durch den eine Kühlflüssigkeit zirkuliert wird, um das zu schützende Gewebe zu kühlen. Da die Laseremittiereinheit jedoch fixiert ist, muss die Laserleistung begrenzt sein, was den Nachteil hat, dass die Behandlung unangenehm viel Zeit in Anspruch nimmt.
JP-A-6-154239 offenbart eine Vorrichtung zur Laserbestrahlung, die in die Harnröhre einzuführen ist, um die Benigne Prostatahyperplasie zu behandeln. Die Vorrichtung umfasst eine Vielzahl an Bestrahlungseinheiten, die an verschiedene Stellen zu platzieren sind. Die Laserstrahlen dieser Bestrahlungseinheiten konvergieren simultan auf einer Zielstelle in einer tiefen läsionalen Region, um eine ausreichende Wärme zu erzeugen, um das läsionale Gewebe zu verkleinern. Die Temperaturen in der Nähe der Zielstelle sind höher als in den Regionen, in denen sich die Laserstrahlen nicht überlappen. Da jedoch die Bahnen der Laserstrahlen unveränderlich sind, wird eine bestimmte Region in der Nähe der Oberflächenschicht der Harnröhre gebildet, in der sich die Laserstrahlen nicht überlappen, aber die Temperatur etwas höher ist. Dieses Phänomen wirkt sich nachteilig auf den Schutz der Oberflächenschicht der Harnröhre aus. Daher ist diese Vorrichtung, von dem Standpunkt aus betrachtet, nur tiefe läsionale Regionen zu behandeln und dabei Schäden an der Oberflächenschicht zu minimieren, nicht ideal.
EP 0947221 und EP 1072231 stellen den Stand der Technik gemäß Artikel 54 (3) EPÜ dar.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung ist in Anspruch 1 definiert. Im weiteren Sinne liegt das Ziel der Erfindung darin, eine Vorrichtung bereitzustellen, mit der eine tiefe läsionale Region wirksam mit einem Laserstrahler bestrahlt werden kann und dabei Schäden am gesunden zu schützenden Gewebe leicht und sicher zu vermeiden.
Das spezifischere Ziel dieser Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Laserbestrahlung bereitzustellen, die einen langen und schlanken Körper, eine optische Faser, eine Antriebseinheit und einen Reflektor umfasst. Die bereitgestellte optische Faser ist im Inneren des Körpers verschiebbar und hat ein proximales Ende, durch das ein Laserstrahl eindringt und ein distales Ende, durch das der Laserstrahl emittiert. Die Antriebseinheit veranlasst die optische Faser, sich in Längsrichtung des besagten Körpers hinundherzubewegen. Der Reflektor ist mit der optischen Faser verbunden und hat eine Reflektionsfläche zum Reflektieren des aus dem besagten distalen Ende der besagten optischen Faser emittierten Laserstrahls, der sich gemeinsam mit der besagten optischen Faser hinundherbewegt. Die Reflektionsfläche verändert ihren Reflektionswinkel in Übereinstimmung mit der Hinundherbewegung der optischen Faser.
Die Ziele, Besonderheiten und Charakteristika dieser Erfindung, neben den vorstehend dargelegten, werden aus der nachstehenden Beschreibung mit Bezug auf die bevorzugten in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen ersichtlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Laserbestrahlung in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 ist ein Querschnitt zur Erklärung der Struktur des distalen Endes des Körpers der Vorrichtung zur Laserbestrahlung;
3 ist ein Querschnitt entlang der Linie III-III in 2;
4 ist eine Vorderansicht zur Erklärung der erweiterten Beschaffenheit des Ballons der Vorrichtung zur Laserbestrahlung;
5 ist eine perspektivische Sicht zur Erklärung der Laseremittiereinheit der Vorrichtung zur Laserbestrahlung;
6 ist eine konzeptuelle Darstellung zur Erklärung der Bahnen des Laserstrahls, wenn sich der Reflektor der Laseremittiereinheit hinundherbewegt und dabei den Reflektionswinkel entsprechend verändert;
7 ist eine Draufsicht auf einen partiellen Ausschnitt des Nockengehäuses der Vorrichtung zur Laserbestrahlung;
8 ist eine Draufsicht auf einen partiellen Ausschnitt des Nockengehäuses, der Antriebseinheit und des Puffers der Vorrichtung zur Laserbestrahlung;
9A–9D sind Draufsichten zur Erklärung der Hinundherbewegung der optischen Faser der Vorrichtung zur Laserbestrahlung; und
10 ist ein Querschnitt entlang der Linie X-X in 2.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ILLUSTRATIVEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend werden die Ausführungsformen dieser Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Die in 1 bis 3 dargestellte Vorrichtung zur Laserbestrahlung 100 ist eine den Laserstrahl an der Seite emittierende Vorrichtung und gedacht, um vitales Gewebe, zum Beispiel Benigne Prostatahyperplasie zu behandeln. Um Klarheit der Beschreibung willen sind in 3 keine beweglichen Teile dargestellt.
Wie in 1 dargestellt, besteht die Vorrichtung 100 grob betrachtet aus einem langen und schlanken Körper 101 aus einem röhrenähnlichen Element, einer Antriebseinheit 109, einem Nockengehäuse 111, einem Puffer 112 und einem Endoskop 124 und ist mit einem Lasergenerator, einer Kühlflüssigkeitszirkulationsvorrichtung und einer Stromquelle verbunden, die nicht in der Zeichnung dargestellt sind.
Der Körper 101 besteht aus einem festen röhrenförmigen Element aus z. B. Metall wie rostfreiem Stahl. Röhren definierende Lumen sind an Abschnitten auf der proximalen Seite des Körpers 101 befestigt. Ein vorderer Verschluss 102 zum Verschließen und ein Fenster 150, das die Öffnung bildet, durch die der Laserstrahl austritt, befinden sich am distalen Ende des Körpers 101. Darüber hinaus befinden sich zwei starre Wandelemente 151 (151A und 151B) innerhalb des distalen Endes des Körpers 101, um den Innenraum des distalen Endes des Körpers 101 zu begrenzen.
Um das Fenster 150 zu schützen, ist eine Abdeckung 104 auf die Oberfläche des distalen Endes des Körpers 101 geklebt. Ein Ballon 103 bedeckt die Peripherie des distalen Endes des Körpers 101, mit Ausnahme der Bereiche des Fensters 150 und der Abdeckung 104, durch die der Laserstrahl austritt. Der Ballon 103 besteht aus Kunststofffolie und ist dehnbar. Der Ballon 103 kommuniziert mit der Öffnung 160 über das Lumen 161 und dehnt sich durch die durch die Öffnung 160 geleitete Flüssigkeit aus, um die dem Ballon 103 gegenüberliegende Seite gegen die Oberfläche des vitalen Gewebes zu drücken. 4 ist die Vorderansicht des distalen Endes des Körpers 101, wenn der Ballon 103 gedehnt ist.
Im Körper 101 befindet sich eine optische Faser 107, die den Laserstrahl überträgt. Die optische Faser 107, mit Ausnahme ihres distalen Abschnitts innerhalb des distalen Endes des Körpers 101, ist vollständig von einem Schutzrohr 108 aus rostfreiem Stahl umgeben, um zu verhindern, dass sie beschädigt oder gebogen wird. Das proximale Ende der optischen Faser 107 ist über einen optischen Konnektor mit dem Lasergenerator verbunden.
Nun wird die Laseremittiereinheit beschrieben, die sich am distalen Ende des Körpers 101 befindet.
Die Laseremittiereinheit umfasst, wie in 5 dargestellt, einen Reflektor 113, ein Paar Arme 116 und ein Befestigungselement 114. An den Wandelementen 151 sind für die Laseremittiereinheit ein Paar Führungsnuten 152 und ein Paar Führungsnuten 153 gebildet (siehe 3).
Der Reflektor 113 weist eine Reflektionsfläche 119 auf, um den Laserstrahl seitwärts zu richten und befindet sich vor dem distalen Abschnitt der optischen Faser 107. Die Reflektionsfläche 119 sollte vorzugsweise ein durch Laminieren, Bedampfen oder Galvanisieren von Metallen, z. B. Gold, gebildeter Film oder ein Mehrschichtfilm aus mehreren Schichten dielektrischer Materialien sein. Der Mehrschichtfilm wird gebildet, indem eine dielektrische Substanz mit hohem Brechungsindex und eine dielektrische Substanz mit geringem Brechungsindex mehrmals reziprok bedampft werden. Typische dielektrische Substanzen mit hohem Brechungsgrad sind Al₂O₃, ZrO₂, TiO₂ und CeO₂ und typische dielektrische Substanzen mit geringem Brechungsgrad sind MgF₂ und SiO₂.
Auf den beiden Seiten des Reflektors 113 sind ein erster Vorsprung 117 und ein zweiter Vorsprung 118 gebildet. Der erste Vorsprung 117 ist mit einem Ende des Armes 116 verbunden. Das besagte Ende des Armes 116 bildet einen Gelenkmechanismus, der als Welle um den ersten Vorsprung 117 rotierbar ist. Demgegenüber ist das andere Ende des Armes 116 an der Seite des Befestigungselements 114 befestigt, das am distalen Ende der optischen Faser 107 befestigt ist. Folglich bewegt sich die Laseremittiereinheit gemeinsam mit der optischen Faser hin und her, wobei der relative Abstand zwischen dem Reflektor 113 und dem distalen Ende der optischen Faser 107 etwa konstant gehalten wird.
Der Arm 116 verbindet sich verschiebbar mit der Führungsnut 152, die sich am Wandelement 151 befindet. Die Führungsnut 152 verläuft parallel zur Achsrichtung des Körpers 101 und dient dazu, die Hinundherbewegung der optischen Faser 107 und des Reflektors 113 zu stabilisieren.
Der zweite Vorsprung 118 verbindet sich mit der Führungsnut 153, die sich am Wandelement 151 befindet. Die Führungsnut 153 verläuft nicht parallel zur Achsrichtung des Körpers 101 und der Führungsnut 152, mit Ausnahme des proximalen Endes der Nut 153. Der Zwischenraum zwischen der Führungsnut 153 und der Nut 152 vergrößert sich, wenn sich die Führungsnut 153 von der proximalen Seite zur distalen Seite bewegt. Das proximale Ende der Führungsnut 153 befindet sich außerhalb des Bereichs der Hinundherbewegung des Reflektors 113, wobei es mehrere Millimeter lang ist und parallel zur Führungsnut 152 verläuft. Dieser parallele Abschnitt ist vorgesehen, um bewegliche Komponenten leichter in den Körper 101 einfügen zu können.
Dank der Struktur der Führungsnuten 152 und 153 bewegt sich der Reflektor 113 hin und zurück und verändert dabei ständig den Reflektionswinkel, wie in 6 dargestellt. Genaugenommen steht der Reflektor 113 fast vertikal zur Achsrichtung des Körpers 101, wenn er sich an der distalen Position P1 befindet. Dadurch ist die Summe aus Einfallwinkel und Reflektionswinkel des Laserstrahls kleiner als 90 Grad. Demgegenüber steht der Reflektor 113 fast parallel zur Achsrichtung des Körpers 101, wenn er sich an der proximalen Position P3 befindet. Dadurch ist die Summe aus Einfallwinkel und Reflektionswinkel des Laserstrahls größer als 90 Grad. Darüber hinaus beträgt die Summe aus Einfallwinkel und Reflektionswinkel des Laserstrahls 90 Grad, wenn sich der Reflektor 113 in der mittleren Position P2 zwischen der distalen Position P1 und der proximalen Position P3 befindet. Folglich bewegt sich die Position, an der der Laserstrahl emittiert, kontinuierlich, wenn sich der Reflektor 113 vor und zurück bewegt und den Reflektionswinkel ständig verändert, wohingegen die Bahnen des Laserstrahls innerhalb der Zielstelle 121 konvergieren.
Daher bewegt sich die Laseremittiereinheit gemeinsam mit der optischen Faser hin und her und hält die relative Position zwischen dem distalen Abschnitt der optischen Faser und dem Reflektor 113 etwa konstant. Im Ergebnis kann der Punktdurchmesser des Laserstrahls ohne den Einsatz irgendeines speziellen optischen Systems stabilisiert werden.
Da die Struktur der Vorrichtung einfach ist, ist sie außerdem einfach herzustellen und fällt nicht so schnell aus.
Nun werden das Nockengehäuse 111, die Antriebseinheit 109 und der Puffer 112 mit Bezug auf 7 und 8 beschrieben.
Die optische Faser 107, die von dem Schutzrohr 108 umgeben ist und verschiebbar von dem Lumen 122 des Körpers 101 gestützt wird, erstreckt sich durch das Nockengehäuse 111 bis zum Puffer 112. Die Antriebseinheit 109 umfasst ein elektrisches Kabel 110 und einen Motor 131. Die Drehbewegung des Motors wird mittels einer im Nockengehäuse 111 gelagerten Nocke in eine Hinundherbewegung umgewandelt und bewegt die optische Faser 107 hin und her.
Das Nockengehäuse 111 verfügt über einen Rotor 130 und einen Rundstab 135. Der Rotor 130 hat eine Welle 132, die mit der Welle des Motors 131 der Antriebseinheit 109 verbunden ist und eine Nut 133, die an deren Oberfläche in Radialrichtung gebildet ist. Ein Ende des Rundstabs 135 ist schwenkbar mit einem Gelenk 134 verbunden. Das Gelenk 134 befindet sich in der Nut 133 und ist mit einem Schraubelement am Rotor 130 befestigt. Mit anderen Worten, der Rotor 130 ist mit einem Schraubelement über das Gelenk 134 mit einem Ende des Rundstabs 135 verbunden.
Das andere Ende des Rundstabs 135 ist schwenkbar mit einem Gelenk 136 verbunden. Das Gelenk 136 ist mit dem Schutzrohr 108 verbunden, das die optische Faser 107 umgibt. Mit anderen Worten, das andere Ende des Rundstabs 135 greift das Schutzrohr 108 über das Gelenk 136, um das Schutzrohr 108 und die optische Faser 107 hinundherzubewegen.
Der Bereich der Hinundherbewegung der optischen Faser 107 kann eingestellt werden, indem die Befestigungsposition des Gelenks 134 bewegt wird. Das Schutzrohr 108 endet auf der proximalen Seite des Gelenks 136.
Der Puffer 112 ist vorgesehen, um zu verhindern, dass sich die optische Faser 107 unkontrolliert an der Außenseite der Vorrichtung 100 bewegt. Der Puffer 112 ist mit einer Öffnung versehen, die die optische Faser 107 aus dem Nockengehäuse 111 einführt und einem proximalen Teil 137, der eine weitere Öffnung aufweist, die die optische Faser 107 an die Außenseite der Vorrichtung 100 führt. Die optische Faser 107 ist so gelagert, dass sie im Puffer 112 eine Schleife bildet und ist ebenfalls am proximalen Teil 137 befestigt. Dadurch wird die Hinundherbewegung der optischen Faser 107 in die Expansions-Kontraktions-Bewegung der Schleife im Inneren des Puffers 112 umgewandelt. Mit anderen Worten, die Bewegung und die Belastung der optischen Faser 107 werden absorbiert, wobei die optische Faser 107 an der Außenseite der Vorrichtung 100 statisch bleibt.
Nun wird der Mechanismus der Hinundherbewegung der optischen Faser 107 mit Bezug auf 9A bis 9D beschrieben. Um Klarheit der Beschreibung willen, ist ein Teil der optischen Faser 107 in der Zeichnung nicht dargestellt.
Wenn der Rotor 130 um die vom Motor 131 angetriebene Welle 132 rotiert, dann rotiert ebenfalls das am Rotor 130 befestigte Gelenk 134. Jedoch sind die Verbindung zwischen dem Gelenk 134 und dem Rundstab 135 sowie die Verbindung zwischen dem Rundstab 135 und dem Gelenk 136, welches das Schutzrohr 108 greift, schwenkbare Verbindungen. Im Ergebnis bewegen sich das Schutzrohr 108 und die optische Faser 107 in Achsrichtung des Körpers 101. Mit anderen Worten, wenn der Rotor 130 um die Welle 132 rotiert, dann wiederholt die optische Faser 107 die Hinundherbewegung in der Achsrichtung des Körpers 101 zwischen der in 9A dargestellten Position und der in 9C dargestellten Position. Deshalb entsprechen der Stoß der optischen Faser 107 und der Stoß oder Bewegungsbereich des Reflektors 113, der sich, begleitet von der optischen Faser 107, hinundherbewegt, dem zweifachen Drehradius R des Gelenks 134.
Nun wird der Querschnittsaufbau des Körpers 101 mit Bezug auf 10 beschrieben.
Die Lumen 122, 123, 125, 126 und 161 sind im Inneren des Körpers 101 gebildet. Das Lumen 122 befindet sich parallel zur Achse des Körpers 101 und die vom Schutzrohr 108 umgebene optische Faser 107 wird auf solche Weise darin eingeführt, dass sie sich hinundherbewegen kann. Auf der proximalen Seite des Lumens 122 befindet sich ein O-Ring (nicht dargestellt), um ein Auslaufen der Kühlflüssigkeit zwischen dem Schutzrohr 108 und dem Lumen 122 zu verhindern.
Das Lumen 123 wird für das Endoskop verwendet. Darüber hinaus gibt es an der Unterseite des Lumens 123 eine Öffnung, wie in 3 dargestellt, an der Stelle, an der sich das Wandelement 151B befindet. Dadurch ist es möglich, die Oberfläche des vitalen Gewebes zu beobachten, das unter Verwendung des Endoskops 124 mit dem Laserstrahl bestrahlt wird.
Das Lumen 125 und das Lumen 126 dienen der Aufnahme und dem Abfluss der Kühlflüssigkeit. Das Lumen 125 und das Lumen 126 sind über die in 1 dargestellten Röhren 105 und 106 mit der Kühlflüssigkeitszirkulationsvorrichtung (nicht dargestellt) verbunden. Ferner kommuniziert das Lumen 125 mit dem Innenraum, in dem sich der Reflektor 113 befindet (siehe 2 und 3). Obwohl das Lumen 126 nicht in 2 dargestellt ist, kommuniziert es ebenfalls mit dem Innenraum. Deshalb wird die von der Kühlflüssigkeitszirkulationsvorrichtung bereitgestellte Kühlflüssigkeit über die Röhre 105 und das Lumen 125 in den Innenraum des distalen Endes des Körpers 101 eingeführt, um die Gewebeoberfläche zu kühlen, die mit dem Laserstrahl bestrahlt wird, sowie die Bestandteile der Vorrichtung wie die Laseremittiereinheit und die Abdeckung 104, durch die der Laserstrahl hindurchtritt. Anschließend fließt die Kühlflüssigkeit durch das Lumen 126 und die Röhre 106 in die Kühlflüssigkeitszirkulationsvorrichtung zurück. Es ist wünschenswert, dass an dem proximalen Ende der Lumen 125 und 126 Sperrventile vorhanden sind, um den Rückfluss der Kühlflüssigkeit zu verhindern.
Das Lumen 161 wird verwendet, um den Ballon 103 und die Öffnung 160 zu verbinden. Daher wird die durch die Öffnung geleitete Flüssigkeit durch das Lumen 161 in den Ballon 103 geleitet, um den Ballon 103 zu dehnen. Die Lieferung der Flüssigkeit wird mithilfe einer Einspeisevorrichtung wie z. B. einer Spritze oder eines Indeflators ausgeführt.
Nun werden die Details des Endoskops 124 beschrieben.
Das Endoskop 124 (nicht dargestellt) verfügt über ein Bündel aus optischen Fasern für die Bildführung, eine optische Faser für die Lichtführung, eine Schutzröhre und eine Abbildungslinse am distalen Ende und wird so in die Vorrichtung installiert, dass es ungehindert hinein und hinaus bewegt werden kann. Genaugenommen wird das Endoskop 124 in das Lumen 123 eingeführt über eine Einführöffnung 127 (siehe 1), die sich am proximalen Ende der Vorrichtung 100 befindet und das Endoskop 124 fixieren kann. Durch Befestigen des Endoskops 124 an der Einführöffnung 127 kann das distale Ende des Endoskops 124 an einer Stelle im Körper 101 angebracht werden, die sich für die Beobachtung eignet. Die Unterseite des Lumens 123 ist an der Position geöffnet, an der sich das Wandelement 151B befindet (siehe 3). Daher kann die Oberfläche des Gewebes, das mit dem Laserstrahl bestrahlt wird, mithilfe des Endoskops 124 beobachtet werden. Mit anderen Worten, die Position des Fensters 150 und die Position der Laserbestrahlung können, basierend auf der Endoskopbeobachtung, visuell bestätigt werden. Ferner wird es möglich, die auf den tatsächlichen Bedingungen basierenden Bestrahlungsbedingungen zu optimieren, wenn die Laserbestrahlung und die Beobachtung der Gewebeoberfläche gleichzeitig ausgeführt werden können.
Im Folgenden werden die Anwendungsbedingungen und die Wirkung der Vorrichtung 100 beschrieben.
Zuerst wird das distale Ende des Körpers 101, wie in 6 dargestellt, in die Harnröhre eingeführt, wobei das am distalen Ende vorhandene Fester 150 zur Laseremittierung in der Nähe der Zielstelle 121 der Prostata 120 positioniert wird, die die zu behandelnde läsionale Region darstellt. Es ist wünschenswert, die Position des Fensters 150 direkt mit dem Endoskop zu bestätigen. Dann wird, während die Beobachtung mit dem Endoskop 124 fortgesetzt wird, die Position der Laseremittereinheit an der Zielstelle 121 eingestellt, indem die gesamte Vorrichtung 100 in Längsrichtung des Körpers 101 bewegt oder die gesamte Vorrichtung 100 manuell gedreht wird.
Im nächsten Schritt wird der Ballon 103 mit Flüssigkeit gefüllt, die mithilfe der Einspeisevorrichtung durch die Öffnung 160 eingeführt wird, um den Ballon 103 zu dehnen. Die Kühlflüssigkeitszirkulationsvorrichtung beginnt damit, die Kühlflüssigkeit in der Vorrichtung 100 zu zirkulieren. Genaugenommen fließt die Kühlflüssigkeit durch die Röhre 105 und das Lumen 125 in den Innenraum des distalen Endes des Körpers 101 und kühlt verschiedene Komponenten des Körpers 101 und die Oberfläche des vitalen die Abdeckung 104 berührenden Gewebes, die von dem Laserstrahl erwärmt wurden.
Die Seite des Körpers 101, die nicht mit dem Ballon 103 versehen ist und auf der das Fenster 150 gebildet ist, ist fest an der Oberfläche der Harnröhre oder des vitalen Gewebes befestigt und steht in engen Kontakt mit ihr. Mit anderen Worten, die positionale Beziehung zwischen der Laseremittiereinheit und der Zielstelle wird so fixiert, wie der Operierende es beabsichtigt. Da sich die Zielstelle des Gewebes in vorgeschriebener Richtung und Tiefe befindet, wird sie sicher mit dem Laserstrahl bestrahlt. Die Oberflächenschicht des die Abdeckung 104 und ihre Umgebung berührenden Gewebes wird von der Kühlflüssigkeit vor Erhitzen geschützt, wobei die Oberflächenschicht sicher vor ähnlichen Schädigungen geschützt wird.
Wenn die Position festgelegt ist, läuft der Rotor 131 und anschließend der Lasergenerator an. Der vom Lasergenerator erzeugte Laserstrahl tritt über die optische Faser 107 in den Reflektor 113 ein. Der Reflektor 113 reflektiert den Laserstrahl seitwärts. Der reflektierte Laserstrahl wird durch das Fenster 150 des Körpers 101 auf die Zielstelle 121 in der Prostata 120 gestrahlt. Wenn der Reflektor 113 seinen Reflektionswinkel ändert, wenn er sich, von der optischen Faser 107 begleitet, bei einer Frequenz von 0,1–10 Hz axial vor und zurück bewegt, dann ändert sich die Bahn des Laserstrahl kontinuierlich, wobei sich jedoch alle Bahnen an der Zielstelle 121 kreuzen.
Daher werden die Zielstelle 121 in der Prostata 120 und ihre Umgebung durch den Laserstrahl erwärmt, um die gewünschte Temperatur zu erzielen. Andererseits ist die Gesamtmenge der Laserbestrahlung in einem Bereich über der Zielstelle 121 in 6, z. B. ein beliebiger Punkt in der Oberflächenschicht der Prostata 120, klein, so dass die erzeugte Wärme begrenzt ist. Gleichermaßen ist die Gesamtmenge der Laserbestrahlung in einem Bereich unterhalb der Zielstelle 121 oder einem Bereich, der vom Körper 101 weit entfernt ist, klein, so dass die erzeugte Wärme begrenzt ist Mit anderen Worten, die Regionen um die Zielstelle 121 empfangen nur eine begrenzte Wirkung des Laserstrahls und werden bei relativ niedrigen Temperaturen belassen. Diese Vorrichtung zur Laserbestrahlung 100 bietet dem Patienten ein gutes Behandlungsergebnis, weil Schäden an anderen Regionen als der Zielstelle 121 verhindert oder vermindert werden. Sie ist besonders vorteilhaft, da Schäden an der Oberflächenschicht selbst dann verhindert werden, wenn sich die Zielstelle 121 tief im vitalen Gewebe befindet.
Im nächsten Schritt wird die Zielstelle 121 in der Prostata 120 geändert und die Laserbestrahlung erneut ausgeführt. Indem dieser Ablauf so oft wie nötig wiederholt wird, kann die aus mehreren zu behandelnden Stellen bestehende Prostata 120 erwärmt werden.
Die verwendeten Laserstrahlen können eine beliebige Länge aufweisen, solange sie die Fähigkeit besitzen, tief in das Gewebe einzudringen, wobei es jedoch wünschenswert ist, dass die Laserstrahlen Wellenlängen von etwa 750–1300 nm oder 1600–1800 nm aufweisen. Das liegt daran, dass die Laserstrahlen bei diesen Wellenlängen effektiver in den lebenden Organismus eindringen können. Mit anderen Worten, die Oberflächenschicht des Gewebes absorbiert nur eine kleine Menge an Energie der ausgestrahlten Laserstrahlen, so dass sie effektiver auf die Zielstelle in der tieferen Region des Gewebes ausgestrahlt werden können.
Gaslaser wie He-Ne-Laser, feste Laser wie Nd-YAG-Laser und Halbleiterlaser wie GaAlAs-Laser können als Gerät zum Erzeugen von Laserstrahlen mit vorstehend genannten Wellenlängen verwendet werden.
Strukturmaterialien für die Wandelemente 151 können eine Polymerlegierung aus mindestens einem der folgenden Stoffe oder ein Polymermaterial sein, das eine Vielzahl an Inhaltsstoffen der folgenden Stoffe umfasst: Polyolefine wie Polyethylen und Polypropylen, Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisat (EVA), Polyvinylchlorid, Polyester wie Polyethylenterephthalate und Polybutylenterephthalat, Polyamid, Polyurethan, Polystyren, Polycarbonat und Fluorkohlenstoffharz.
Die Oberfläche des Körpers 101 oder des Ballons 103 kann mit Schmiermaterialien wie hydrophilen Polymermaterialien, Silizium oder Fluorkohlenstoffharz versehen werden. Sie werden die Oberflächenreibungen der in die Körperhöhle einzufügenden Komponenten reduzieren und sie für die Einführung des Körpers 101 in die Körperhöhlen gleitfähiger machen. Es ist genauso möglich, eine Wegwerf-Hülle zu verwenden, um den Körper 101 abzudecken und die Schmierschicht auf die Oberfläche der Hülle aufzubringen. Das mögliche Problem der Verschlechterung der Schmierfähigkeit aufgrund der Abnutzung nach unzähligen Anwendungen kann durch die Verwendung der Wegwerf-Hülle verhindert werden.
Hydrophile Polymere, die vorzugsweise für die Schmierschicht verwendet werden können, sind: Carboxymethylcellulose, Polysaccharid, Polyvinylalkohol, Polyethylenoxid, Natriumpolyacrylat, Methylvinylether-Maleinsäureanhydrid-Copolymerisat und wasserlösliche Polyamide. Davon wird das Methylvinylether-Maleinsäureanhydrid-Copolymerisat am meisten bevorzugt.
Wenn eine Vorrichtung zur Laserbestrahlung verwendet wird, die mit einem Körper 101 und einem Ballon 103 ausgestattet und mit einem hydrophilen Polymer beschichtet ist, dann werden der Körper 101 und der Ballon 103 vor der Anwendung in physiologische Kochsalzlösung getaucht. Dies macht die Oberflächenschicht des Körpers 101 und des Ballons 103 feucht und somit gleitfähig. Zum Beispiel kann die Einführung des Körpers 101 in eine Körperhöhle oder seine Entnahme aus einer Körperhöhle, sein Transport und seine Drehung innerhalb der Körperhöhle sanfter erfolgen. Mit anderen Worten, der Reibungswiderstand des Körpers 101 und des Ballons 103 zum vitalen Gewebe wird reduziert, um die Belastung des Patienten zu verringern und das Behandlungsergebnis für den Patienten zu verbessern.
Die Abdeckung 104 sollte vorzugsweise aus Materialien mit ausgezeichneter optischer Transparenz bestehen wie PET (Polyethylenterephthalat), Quarzglass, Acrylharz, Polystyren, Polycarbonat, Polyethylen, Polypropylen, Vinylidenchlorid, Fluorkohlenstoffharz und Polyester.
Wie vorstehend beschrieben, bewegt sich in der Vorrichtung zur Laserbestrahlung in Übereinstimmung mit der Erfindung die Laseremitterposition kontinuierlich, während der Laserstrahl auf die Zielstelle in der läsionalen Region fokussiert ist. Folglich wird vitales Gewebe, im Gegensatz zur Zielstelle, bei niedrigen Temperaturen gehalten, wodurch Schäden daran verhindert oder reduziert werden können. Die Vorrichtung ist besonders vorteilhaft, und ermöglicht dem Patienten ein gutes Behandlungsergebnis, da Schäden an der Oberflächenschicht verhindert werden, selbst wenn sich die Zielstelle an einer Position tief im Inneren des vitalen Gewebes befindet.
Außerdem wird, da sich die Laseremittiereinheit begleitet von der optischen Faser hinundherbewegt, die relative positionale Beziehung zwischen dem Kopf der optischen Faser und dem Reflektor etwa konstant gehalten. Im Ergebnis ist es möglich, den Punktdurchmesser des Laserstrahls zu stabilisieren, ohne ein spezielles optisches System zu verwenden. Zudem ist es aufgrund der einfachen Struktur der Vorrichtung einfach, sie herzustellen und ihre Fehlerwahrscheinlichkeit ist gering.
Es ist offensichtlich, dass diese Erfindung nicht auf die vorstehend dargestellten und beschriebenen besonderen Ausführungsformen beschränkt ist, sondern verändert und modifiziert werden kann, ohne vom Anwendungsbereich dieser Erfindung abzuweichen.

Claims

Eine Vorrichtung zur Laserbestrahlung, umfassend: einen länglichen und schlanken Körper; eine optische Faser, im Innern des besagten Körpers verschiebbar bereitgestellt, mit einem proximalen Ende, durch das ein Laserstrahl einführbar ist und einem distalen Ende, durch das der Laserstrahl emittierbar ist. eine Antriebseinheit, die die besagte optische Faser veranlasst, sich in Längsrichtung des besagten Körpers hinundherzubewegen; und einen Reflektor mit einer Reflektionsfläche zum Reflektieren des aus dem besagten distalen Ende der besagten optischen Faser emittierten Laserstrahls, der sich gemeinsam mit der besagten optischen Faser hinundherbewegt, wobei der Reflektor mit der besagten optischen Faser verbunden ist und die besagte Reflektionsfläche geeignet ist, ihren Reflektionswinkel in Übereinstimmung mit der Hinundherbewegung der besagten optischen Faser zu verändern, wobei der besagte Reflektor über einen Gelenkmechanismus mit der besagten optischen Faser verbunden ist.
Eine Vorrichtung zur Laserbestrahlung nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: eine Führung, um den Verlauf der Hinundherbewegung der besagten optischen Faser und des besagten Reflektors zu stabilisieren.
Eine Vorrichtung zur Laserbestrahlung nach Anspruch 2, wobei die besagte Führung eine Führungsnut aufweist, die parallel zu einer Achsrichtung des besagten Körpers verläuft.
Eine Vorrichtung zur Laserbestrahlung nach Anspruch 3, wobei die besagte Führung ferner eine Führungsnut umfasst, die nicht parallel zur Achsrichtung des besagten Körpers verläuft.
Eine Vorrichtung zur Laserbestrahlung nach Anspruch 1, wobei der besagte Gelenkmechanismus einen Überstand aufweist, der an einer Seite des besagten Reflektors gebildet ist sowie einen Arm, der um den besagten Überstand rotiert.
Eine Vorrichtung zur Laserbestrahlung nach Anspruch 5, wobei der besagte Körper parallel zu einer Achsrichtung des besagten Körpers eine Führungsnut aufweist, um die Bewegung des besagten Armes zu führen.
Eine Vorrichtung zur Laserbestrahlung nach Anspruch 1, wobei der besagte Reflektor einen Überstand aufweist und der besagte Körper über eine Führungsnut verfügt, um die Bewegung des besagten Überstandes zu führen.
Eine Vorrichtung zur Laserbestrahlung nach Anspruch 7, wobei die besagte Führungsnut nicht parallel zur Achsrichtung des besagten Körpers verläuft.
Eine Vorrichtung zur Laserbestrahlung nach Anspruch 1, wobei die Summe eines Einfallwinkels und eines Reflektionswinkels des Laserstrahls bezüglich der besagten Reflektionsfläche kleiner ist als 90 Grad, wenn sich der besagte Reflektor an einer distalen Position befindet und größer ist als 90 Grad, wenn sich der besagte Reflektor an einer proximalen Position befindet.
Eine Vorrichtung zur Laserbestrahlung nach Anspruch 1, wobei sich die Bahnen des von der besagten Reflektionsfläche reflektierten Laserstrahls an einem spezifizierten Punkt kreuzen, egal an welcher Stelle sich der Reflektor befindet.