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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein (Energie) Bestrahlungsgerät, welches
einen Einführbereich
in ein Lumen wie etwa ein Blutgefäß, einen Verdauungskanal, z.
B. einen Esophagus oder das Rektum, eine Harnröhre, oder einen abdominalen
Hohlraum einführt,
und lebendes Gewebe mit Energie bestrahlt, um eine Hitzebehandlung
durchzuführen.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Ein
Bestrahlungsgerät
wird verwendet, um eine Läsion
in einem lebendigen Körper
zu eliminieren oder zu heilen, indem ein länglicher Einführbereich
in den lebendigen Körper
durch ein Lumen oder einen kleinen in dem lebenden Körper gemachten Einschnitt
eingeführt
wird, die Läsion
selektiv mit Energie bestrahlt wird, und Erhitzen, Denaturieren,
Necrose, Koagulation, Kauterisation oder Vaporisation des Gewebes
der Läsion
zu verursachen. Ein derartiges Bestrahlungsgerät ist im allgemeinen gestaltet, um
eine Läsion
zu bestrahlen, die direkt oder nahe der Oberflächenschicht des lebendigen
Gewebes angeordnet ist.
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Zusätzlich ist
ebenfalls eine Bestrahlungstechnik einer tiefliegenden Region in
lebendigem Gewebe mit Energie bekannt, welche verwendet wird, um
eine Läsion
zu heilen, die tief im lebendigen Gewebe angeordnet ist, d. h. eine
tiefliegende Läsion wie
bei der thermischen Behandlung von gutartiger prostatischer Hyperplasia,
indem direkt ein Energiebestrahlungsbereich in eine tiefliegende
Läsion
innerhalb der Prostata durch Punktieren eingebracht wird.
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Die
Prostata ist in der basalen Region der Blase eines Mannes angeordnet,
den hinteren Bereich der Harnröhre
umgebend. Wenn eine Bestrahlungsbehandlung für gutartige prostatische Hyperplasia
durchzuführen
ist, wird oftmals eine transurethale Technik benutzt. Eine Energiebestrahlung
durch die Harnröhre
für einen
langen Zeitraum oder die Einführung
eines nadelartigen Energiebestrahlungsbereichs durch die Harnröhre beschädigt jedoch
die Oberfläche
der Harnröhre.
Dies kann eine Infektionskrankheit durch die Wunde verursachen.
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In
Betrachtung eines derartigen Problems ist ein Gerät, welches
Energie mit einer hohen Transmissionsfähigkeit gegenüber lebendigem
Gewebe in einen tiefliegenden Bereich konzentriert, während der
Energieausgangsendbereich fortlaufend bewegt wird, als ein Gerät vorgeschlagen
worden, welches nur den angegriffenen Teil der Prostata behandelt, ohne
die Fläche
der Harnröhre
zu beschädigen.
Derartige Energie konzentrierenden Geräte sind in den
japanischen Patentoffenlegungsschriften Nr. 11-333005 ,
2000-319 , und
2001-46396 offenbart.
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Ein
derartiges Gerät
ist ebenfalls durch das Dokument
EP
1 075 853 bekannt, welches eine medizinische Vorrichtung
offenbart, die eine Energieerzeugungseinrichtung zur Erzeugung eines
Laserstrahls zur Behandlung des Gewebes eines lebendigen Körpers durch
eine Reflexionsbereich, einen Arm zum Tragen Reflexionsbereichs,
und einen Antriebseinheit zur Bewegung des Arms und des Reflexionsbereichs
in der axialen Richtung aufweist. Die Antriebseinheit ist mit dem
Arm über
einen Antriebsschaft, wie einen Metalldraht verbunden.
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Das
Dokument
EP-A-1 072
231 offenbart ebenfalls ein Laserbestrahlungsgerät, bei dem
die lineare Hin- und Herbewegung durch einen Kurbelmechanismus angetrieben
wird, einschließlich
einer Verbindung, welche ein Ende schwenkbar/axial an einer Motorantriebsscheibe
gestützt
hat und das andere Ende schwenkbar/axial an einer Laufschiene abgestützt hat.
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Gemäß einem
Gerät,
welches gestaltet ist, Energie mit tiefer Transmissionsfähigkeit
gegenüber lebendigem
Gewebe wie in jeder der oben beschriebenen Patentreferenzen beschrieben
zu konzentrieren, wird der Energiebestrahlungsendbereich periodisch
hin- und herbewegt, um Energie auf der Oberflächenschicht der Harnröhre zu verteilen,
um das Gewebe zu schonen. Andererseits wird die Energie auf einen
tiefliegenden Bereich wie eine Läsion
des lebendigen Gewebes konzentriert, um eine wirksame Hitzebehandlung
bereitzustellen.
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Ein
derartiges Gerät
verwendet einen Hin- und Herbewegungsmechanismus mit einer Verbindung.
Ein Ende der Verbindung ist an einer Scheibe abgestützt, welche
gedreht/getrieben wird, um eine periodische Hin- und Herbewegung
herzustellen, während
das andere Ende der Verbindung an einem beweglichen Teil abgestützt ist,
welches hin- und herbewegt wird. Mit diesem Aufbau wird die Hin-
und Herbewegung eine Winkelgeschwindigkeitsbewegung. Als eine Folge
treten unausgeglichene Geschwindigkeiten nahe der Mitte und den
beiden Enden der Hin- und Herbewegung auf.
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Wenn
eine Bestrahlungsbehandlung durchgeführt wird, indem der Hin- und
Herbewegungsmechanismus verwendet wird, welcher geringe Geschwindigkeiten
an den beiden Enden der Hin- und Herbewegung und die höchste Geschwindigkeit nahe
der Mitte herstellt, wird Energie für einen langen Zeitraum nahe
den beiden Enden der Hin- und Herbewegung abgestrahlt. Dies kann
die Oberflächenschicht
der Harnröhre
lokal erhitzen und führt
dann zu einer mangelnden Erhaltung der Gewebeoberflächenschicht
oder wird zu einem Versagen führen, eine
ausreichende Behandlungswirkung zu erhalten.
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KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Zu
der vorliegenden Erfindung ist man in Betrachtung der obigen Probleme
gelangt, und ihr liegt die Aufgabe zugrunde, ein medizinisches Bestrahlungsgerät bereitzustellen,
welches eine Läsion
in gleichförmiger
Weise mit Energie bestrahlen kann.
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Es
ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein medizinisches
Bestrahlungsgerät
bereitzustellen, welches das normale lebendige Gewebe der Oberflächenschicht
erhalten kann, indem nur ein tiefliegender Bereich einer Läsion des
lebendigen Gewebes gleichförmig
mit Energie bestrahlt wird.
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Um
die obigen Probleme zu lösen
und die obigen Ziele zu erreichen, ist gemäß der vorliegenden Erfindung
ein medizinisches Bestrahlungsgerät bereitgestellt, aufweisend
einen Einführbereich,
der ein hohlzylindrisches Teil mit einem abgeschlossenen entfernten
Endbereich umfaßt
und ausgelegt ist, um in einen lebendigen Körper eingeführt zu werden, und einen Energiebestrahlungsmechanismus,
welcher innerhalb des hohlzylindrischen Teils angeordnet ist und
Energie durch einen Bestrahlungsfensterbereich auf lebendiges Gewebe
abstrahlt, welche an einer Seitenwand des hohlzylindrischen Teils
vorgesehen ist, um sich in einer Längsrichtung zu erstrecken,
wobei der Energiebestrahlungsmechanismus einen Energiebestrahlungsendbereich
aufweist, welcher dem Bestrahlungsfensterbereich zugewandt angeordnet
ist und sich entlang der Längsrichtung
des Bestrahlungsfensterbereichs hin- und herbewegt, ein Übertragungsteil,
welches eine Hin- und Herbewegung in einer Hauptachsenrichtung des
Einführbereichs überträgt, um den
Energiebestrahlungsendbereich zu veranlassen, eine Hin- und Herbewegung auszuführen, einen
Zylinder, welcher um eine Achse drehbar gehalten ist, die parallel
zu einer Achse in der Längsrichtung
verläuft
und einen geformten Bereich aufweist, welcher an einer äußeren Fläche gebildet
ist und das Übertragungsteil
hin- und herbewegt, und eine einen Motor umfassende Eintriebseinheit,
welcher den Zylinder dreht.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus
der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen,
in welchen ähnliche
Bezugszeichen durchgehend die gleichen oder ähnlichen Teile anzeigen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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1 ist
eine Perspektivansicht, die den Gesamtaufbau eines Laserbestrahlungsgeräts 1 zeigt;
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2 ist
eine zentrale Schnittansicht eines Einführbereichs 3;
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3 ist
eine Perspektivansicht, die die Innenanordnung des Bereichs in 2 zeigt;
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4A ist
ein entlang einer Linie X-X in 2 genommene
Schnittansicht;
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4B ist
eine entlang einer Linie Y-Y in 2 genommene
Schnittansicht;
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5A ist
eine Perspektivansicht, die einen Zustand zeigt, bei dem ein Abdeckbereich 4 des
Laserbestrahlungsgeräts 1 geöffnet ist,
und eine Antriebseinheit 55 in dem Abdeckbereich 4 angebracht ist;
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5B ist
eine Perspektivansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die Antriebseinheit 55 entfernt ist;
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6A ist
eine Vorderansicht, die eine Antriebseinheit gemäß der ersten Ausführungsform zeigt,
mit einem Haken 85, der nach links bewegt wird;
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6B ist
eine Vorderansicht, die die Antriebseinheit gemäß der ersten Ausführungsform zeigt,
wobei der Haken 85 nach rechts bewegt wird;
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7 ist
eine Vorderansicht, die eine Antriebseinheit gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
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8 ist
eine Vorderansicht, die eine Antriebseinheit gemäß der dritten Ausführungsform zeigt;
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9 ist
eine Vorderansicht, die eine Antriebseinheit gemäß der vierten Ausführungsform zeigt;
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10A ist eine teilweise weggeschnittene Draufsicht,
die eine Antriebseinheit 55 gemäß der fünften Ausführungsform zeigt, mit einem
Haken 85, der nach rechts bewegt wird;
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10B ist eine entlang einer Linie X-X in 10A genommene Schnittansicht;
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11 ist
eine fortschreitende Ansicht, die einen Endlos-Rinnenbereich 206 zeigt,
welcher in der äußeren Fläche eines
zylindrischen Teils 201 gebildet ist, wobei der Rinnenbereich
um 360° entwickelt
wird;
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12A ist eine teilweise weggeschnittene Vorderansicht
eines zylindrischen Teils 201;
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12B ist eine zentrale Schnittansicht, die eine
Antriebseinheit 55 gemäß der sechsten
Ausführungsform
zeigt, nachdem ein Haken 85 zu der Rechten bewegt worden
ist;
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13 ist
eine entwickelte Ansicht, die einen Endlos-Rinnenbereich 206 zeigt,
welcher in der äußeren Fläche eines
zylindrischen Teils einer Antriebseinheit 55 gemäß der siebten
Ausführungsform gebildet
ist, wobei der Rinnenbereich um 360° entwickelt wird;
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14 ist
eine Schnittansicht des Hauptteils der achten Ausführungsform,
die einen Fall zeigt, wobei ein Ultraschallstrahler 120 als
ein Energiebestrahlungsbereich vorgesehen ist;
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15 ist
eine Perspektivansicht, die das äußere Erscheinungsbild
einer weiteren Form des Energiebestrahlungsgeräts gemäß der achten Ausführungsform
in 14 zeigt;
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16 ist
eine Ansicht zur Erklärung
des Kurbelmechanismus einer herkömmlichen
Antriebseinheit, verwendet zum Vergleich mit der vorliegenden Erfindung;
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17 ist
ein Graph zur Erläuterung
des Vergleichs zwischen der Betätigung
der Antriebseinheit der vorliegenden Erfindung und derjenigen, die
in 16 gezeigt ist;
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18 ist
eine Ansicht zur Erläuterung
der Betätigung
der Einführung
des Einführbereichs 3 in ein
Lumen zur Behandlung eines angegriffenen Teils eines lebenden Körpers;
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19A ist ein Graph, der eine Temperaturverteilung
zeigt, die von einem herkömmlichen
Laserbestrahlungsgerät
erhalten wird; und
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19B ist ein Graph, der eine Temperaturverteilung
zeigt, die von einem Laserbestrahlungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung
erhalten wird.
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GENAUE BESCHREIBUNG DARSTELLENDER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Jede
Ausführungsform
der Erfindung wird unten mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben,
durch beispielhafte Darstellung jeweils eines Laserbestrahlungsgeräts und eines
Ultraschallbestrahlungsgeräts
als Energiebestrahlungsgerät.
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A. Gemeinsame Anordnung für jede Ausführungsform
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1 ist
eine Perspektivansicht, die die Gesamtanordnung des Laserbestrahlungsgeräts 1 zeigt. 1 ist
im wesentlichen den jeweiligen Ausführungsformen, die unten beschrieben
werden, gemeinsam. Mit Bezug auf 1 ist das
Laserbestrahlungsgerät 1 von
einem Seiten-immitierendenTyp, welcher zur medizinischen Behandlung
eines tiefliegenden Bereichs des angegriffenen Teils des menschlichen
Körpers
verwendet wird. Dieses Gerät wird
zur medizinischen Behandlung von, z. B., gutartiger Prostatahyperplasia
verwendet, indem der angegriffene Teil des menschlichen Körpers mit
einem Laserstrahl als Energie bestrahlt wird. Zusätzlich zu diesem
Typ ist ein Ultraschalltyp verfügbar,
der später
beschrieben wird, als ein Typ, welcher eine medizinische Behandlung
eines Oberflächenschichtbereichs
von menschlichem Gewebe durchführt.
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Das
Laserbestrahlungsgerät 1 bestrahlt
einen tiefliegenden Bereich von lebendem Gewebe mit einem Laserstrahl
durch einen Einführbereich 3 und ein
Bestrahlungsfensterbereich 17. Der Einführbereich 3 ist gebildet,
indem das entfernte Ende eines langen Hohlzylinderteils abgedichtet
wird, welches in den menschlichen Körper eingeführt werden kann. Wie durch
die unterbrochenen Linien angezeigt, erstreckt sich der Bestrahlungsfensterbereich 17 an
einer Seitenwand des Einführbereichs 3 in
der Längsrichtung,
um einen Laserstrahl zu übertragen.
Der Außendurchmesser
des Einführbereichs 3 beträgt etwa
2 bis 20 mm, und mehr bevorzugt etwa 3 bis 8 mm, was eine Einführung in
einen Körperhohlraum erlaubt.
Der Einführbereich 3 wird
durch die Harnröhre
eines Mannes zur Durchführung
der medizinischen Behandlung gutartiger prostatischer Hyperplasia
eingeführt.
Je dünner
der Einführbereich 3 ist, desto
mehr werden daher die dem Patienten zugefügten Schmerzen verringert.
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Wie
in 1 gezeigt ist, ist der Einführbereich 3 an einem
Abdeckbereich 4 befestigt, welcher von einem Arzt ergriffen
wird, z. B. um den Einführbereich 3 einzuführen. Zusätzlich ist
das nahe Ende einer optischen Faser 12, die aus der Einführöffnung 3 herausgezogen
ist, mit einer Laserquellenvorrichtung 101 durch einen
optischen Verbinder (nicht gezeigt) verbunden. Eine Beobachtungsvorrichtung 5 zur
Beobachtung der Fläche
lebenden Gewebes ist an dem Laserbestrahlungsgerät 1 befestigt. Die
Beobachtungsvorrichtung 5 weist ein Endoskop 6 auf,
welches entfernbar an dem Laserbestrahlungsgerät 1 angebracht ist.
Das Endoskop 6 ist von der nahen Endseite des Abdeckbereichs 4 eingeführt, und
ist in dem Einführbereich 3 angeordnet,
um in der Längsrichtung
beweglich zu sein.
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Das
Endoskop 6 umfaßt
z. B. ein optisches Faserbündel,
ein Schutzrohr, und eine Bildlinse, die an dem entfernten Ende angebracht
ist. Ein CCD Kamerakopf 7 ist an der nahen Endseite des
Endoskops 6 befestigt. Dies ermöglicht es, ein Bild durch eine Kamerasignalleitung 8 zu
einer Anzeigevorrichtung 102 zu senden. Zusätzlich hat
die optische Faser des Endoskops 6 ebenfalls eine Wirkung,
Beleuchtungslicht abzustrahlen, das durch eine Lichtleitung 13 gesandt
wird, welche mit einer Lichtquellenvorrichtung 103 verbunden
ist.
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Der
Einführbereich 3 beinhaltet
zwei Kanalkammern. Eine Wasserzuführ/Abzugsvorrichtung 104 ist
mit einem Wasserzuführschlauch 11 und
Abzugsschlauch 10 verbunden, welche mit diesen Kanalkammern
verbunden sind. Die Wasserzuführ/Abzugsvorrichtung 104 wird
verwendet, um sterilisiertes reines Wasser oder sterilisiertes physiologisches
Salin als eine Reinigungsflüssigkeit
wie auch als ein Kühlmittel
zuzuführen
und abzuziehen. Die optische Faser 12 ist ebenfalls in
den Einführbereich 3 eingebaut,
um in der Längsrichtung
hin- und herbewegt/angetrieben zu werden (die Richtung, die durch einen
Pfeil D angezeigt ist). Eine Energieversorgungsvorrichtung 105 zur
Energieversorgung eines Antriebsmotors zur Hin- und Herbewegung/Antrieb der
optischen Faser 12 ist mit dem Einführbereich 3 durch
eine Leitung 9 verbunden.
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2 ist
eine zentrale Schnittansicht des Einführbereichs 3. 3 ist
eine Perspektivansicht, die eine interne Anordnung zeigt. Die gleichen
Bezugszeichen in den 2 und 3 bezeichnen
die gleichen oben beschriebenen Teile, und eine Beschreibung von
ihnen wird unterlassen. Der Einführbereich 3 weist
ein langes hohlzylindrisches Teil 14 als ein Basisteil
auf, in welchem ein Laserbestrahlungsmechanismus 20 vorgesehen
ist. Der Laserbestrahlungsmechanismus 20 ist gestaltet,
den Laserstrahlausgang von dem Ausgang der optischen Faser 12,
welche einen Laserstrahl überträgt, zu dem Bestrahlungsfensterbereich 17 zu
richten, indem ein Spiegel 21, welcher als ein Laserausgangsendbereich
dient und eine glatte laserreflektierende Fläche aufweist, veranlasst wird,
den Laserstrahl zu reflektieren. Das hohlzylindrische Teil 14 des
Einführbereichs 3 ist
aus einem harten Rohrmaterial wie etwa rostfreiem Stahl hergestellt.
Eine Öffnung 15 ist
in der Fläche
des entfernten Endes des hohlzylindrischen Teils 14 gebildet.
Die gesamte äußere Fläche des hohlzylindrischen
Teils 14 einschließlich
der Öffnung 15 ist
mit einem äußeren Rohr/Schlauch 16 abgedeckt,
welcher gute Lasertransmissionseigenschaften aufweist. Der Bestrahlungsfensterbereich 17 ist angeordnet,
während
das Hohlzylinderteil 14 mit dem äußeren Rohr 16 abgedeckt
wird.
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Eine
Kappe 30 ist luftdicht an dem entfernten Ende des Hohlzylinderteils 14 befestigt.
Die Kappe 30 ist ebenfalls mit einem Vorderfenster 31 ausgestattet,
um es dem Bediener zu erlauben, nach vorne zu beobachten, wenn der
Einführbereich 3 in
einen lebenden Körper
eingeführt
wird. Eine durchsichtige Platte 32 mit guten Lichttransmissionseigenschaften ist
an dem Vorderfenster 31 befestigt. Ein Paar von Wandteilen 40 und 41,
welche einen inneren Raum definieren, sind innerhalb des entfernten
Endbereichs des Einführbereichs 3 vorgesehen.
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Der
Spiegel 21 des Laserbestrahlungsmechanismus 20 ist
z. B. aus einem Harz, Glas oder Metall oder einem daraus zusammengesetzten
Material hergestellt. Genauer gesagt ist dieser Spiegel z. B. gebildet,
indem die Oberfläche
eines Basismaterials, das aus Metall hergestellt ist, in eine Spiegeloberfläche poliert
wird, indem ein aus Harz oder Metall hergestelltes Basismaterial
mit einem dünnen
Metallfilm beschichtet wird oder ähnliches, durch Ablagerung zur
Bildung einer Spiegeloberfläche,
oder durch Binden eines reflektierenden Teils wie etwa eines Glasspiegels
an einem Basismaterial, das aus Harz, Metall oder ähnlichem
hergestellt ist.
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Die
optische Faser 12, welche einen Laserstrahl überträgt, ist
in dem Einführbereich 3 plaziert. In
dem Einführbereich 3 ist
die optische Faser 12 mit einem schützenden Rohr abgedeckt, welches
z. B. aus rostfreiem Stahl hergestellt ist, abgesehen von dem entfernten
Endbereich, um ein Brechen oder ein Biegen zu verhindern. Der Lichtausgang
der optischen Faser 12 ist an einem hin- und herbewegbaren Teil 23 befestigt,
an welchem der Spiegel 21 schwenkbar vorgesehen ist.
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Ein
Durchgangsloch 24 (siehe 3) ist in dem
hin- und herbewegbaren Teil 23 in der Längsrichtung gebildet. Ein Fahrschienenrohr 25,
welches parallel zu der Achse des Einführbereichs 3 gehalten ist,
erstreckt sich durch das Durchgangsloch 24, um das hin-
und herbewegte Teil 23 in der Richtung, die durch einen
Pfeil D in 2 angezeigt ist, beweglich zu
führen.
Das Führen
des hin- und herbewegten Teils 23 entlang des Fahrschinenrohrs 25 auf
diese Weise teilt dem hin- und herbewegten Teil 23 eine Hin-
und Herbewegungskraft bezüglich
der optischen Faser 12, wodurch erreicht wird, daß das hin-
und herbewegte Teil 23 in stabiler Weise parallel zu der Achse
des Einführbereichs 3 gleitet.
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Der
Spiegel 21 ist schwenkbar und axial an dem hin- und herbewegten
Teil mit einem Paar von Schwenkbereichen 27 getragen, und
weist ein Paar von Vorsprüngen 26 auf,
die sich von den beiden Seitenbereichen des entfernten Endes erstrecken.
Die Vorsprünge 26 sind
in ein Paar von Rinnen 42 eingeführt, welche in den Wandteilen 40 und 41 gebildet sind,
um gleitbar getragen zu werden. Wie in den 2 und 3 gezeigt
ist, sind die Rinnen 42 bezüglich der axialen Richtung
des Einführbereichs 3 geneigt.
Als ein Ergebnis werden Laserstrahlen von dem Bestrahlungsfensterbereich 17 entlang
der Laserorte ausgegeben, welche durch die gestrichelt doppelt gepunkteten
Linien in 2 angezeigt sind, um sich an
einem betroffenen Teil K zu konzentrieren.
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Das
Fahrschienenrohr 25 ist als ein hohlzylindrisches Teil
gebildet, um einer Reinigungsflüssigkeit
zu erlauben, darin zugeführt
zu werden. Der Fluß der
auf diese Weise zugeführten
Reinigungsflüssigkeit
ist nach vorne zu dem Vorderfenster 31 durch einen Kanal 33 gerichtet,
welcher in der Kappe 30 gebildet ist. Die Flüssigkeit
strömt
dann zur Reinigung der Außenseite
der transparenten Platte 32.
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Mit
Bezug auf die 4A, welche ein entlang einer
Linie X-X in 2 genommene Schnittansicht ist,
und 4B, welche entlang einer Linie Y-Y in 2 genommene
Schnittansicht ist, ist das Innere des Einführbereichs 3 durch
das Paar der Wandteile 40 und 41 aufgeteilt, eine
Kanalkammer 50 für das
Einspritzen von Kühlwasser
und eine Kanalkammer 51 für die Abgabe von Kühlwasser
zu bilden. Kühlwasser
wird verwendet, um die Fläche
des lebenden Gewebes, welche mit einem Laserstrahl zu bestrahlen
ist, und den gesamten Laserbestrahlungsmechanismus 20 zu
kühlen.
Die Kanalkammer 50 ist mit dem Wasserzuführrohr 11 verbunden,
welches mit Bezug auf 1 beschrieben ist. Die Kanalkammer 51 ist
mit dem Abzugsrohr 10 verbunden. Das durch das Wasserzuführrohr 11 zugeführte Kühlwasser
strömt
in die Kanalkammer 50. Dann strömt das Wasser von einem Loch 34 nahe
dem entfernten Ende des Einführbereichs 3 in
die Kanalkammer 51, und wird durch das Abzugsrohr 10 abgegeben.
Ein Teil des eingespritzten Kühlwassers
strömt
ebenfalls von einem kleinen Loch 43 (siehe 4A),
welches in dem Wandteil 41 gebildet ist, in eine Kanalkammer 52.
Dieses Kühlwasser
strömt
ebenfalls von dem Loch 34 in die Kanalkammer 51.
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Das
Zirkulieren des Kühlwassers
in dem Einführbereich 3 in
der obigen Weise kann die Kühlwirksamkeit
verbessern. Obwohl die Temperatur dieses Kühlwassers nicht speziell eingeschränkt ist,
solange eine Beschädigung
des Laserbestrahlmechanismus 20 und der Bestrahlungsoberfläche eines
lebendigen Körpers
aufgrund der Bestrahlung mit Laserstrahlen verhindert werden kann,
ist die Temperatur bevorzugt auf 0 bis 37°C, und weiter bevorzugt auf
8 bis 25°C gesetzt,
bei welcher die Möglichkeit
von Erfrierungserscheinungen gering ist und eine hohe Kühlwirkung sichergestellt
wird. Als Kühlwasser
kann eine sterilisierte Flüssigkeit,
z. B. sterilisiertes gereinigtes Wasser oder ein sterilisiertes
physiologisches Salin bevorzugt verwendet werden.
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Das
Endoskop 6 weist Beobachtungsfelder von sowohl dem Bestrahlungsfensterbereich 17 an einer
Seite des Einführbereichs 3 als
auch dem Vorderfenster 31 an der Vorderseite auf. Das Endoskop 6 erlaubt
es daher dem Bediener, die Fläche
des lebendigen Gewebes durch den Bestrahlungsfensterbereich 17 oder
das Vorderfenster 31 zu beobachten, wenn es mit einem Laserstrahl
bestrahlt wird, und erlaubt es dem Bediener ebenfalls, den Einführbereich 3 auf
Grundlage der Beobachtung durch das Endoskop 6 zu positionieren
und eine Laserbestrahlungsposition visuell zu überprüfen.
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Unter
Bezugnahme zurück
auf 3 ist ein Schieber 80, welcher ein eingerastetes
Teil ist, mitten entlang der optischen Faser 12 befestigt.
Eine Kopplungsrinne 81 ist in dem Schieber 80 gebildet.
Ein Haken 85, welcher als Einrastteil dient, ist in der
Kopplungsrinne 81 eingerastet. Ein Schaftteil 86 ist
an dem Haken 85 befestigt. Dem Schaftteil 86 wird
Leistung zugeführt.
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5A ist
eine Perspektivansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der Abdeckbereich 4 des
Laserbestrahlungsgeräts 1 geöffnet ist,
und eine Antriebseinheit 55 in dem Abdeckbereich 4 angebracht ist. 5B ist
eine Perspektivansicht, die einen Zustand zeigt, indem die Antriebseinheit 55 entfernt
ist.
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Die
gleichen Bezugszeichen wie in den 5A und 5B bezeichnen
die gleichen oben beschriebenen Teile, und daher wird deren Beschreibung
unterlassen. Die Antriebseinheit 55 ist entfernbar in dem
Abdeckbereich 4 angebracht. Die Antriebseinheit 55 enthält einen
Antriebsmechanismus (der später
beschrieben wird), ein diesen beinhaltendes Gehäuse, und die Leitung 9.
Der Abdeckbereich 4 ist aus einem vorbestimmten Harzmaterial
durch Spritzguß gebildet.
Der Abdeckbereich 4 umfaßt ein erstes und ein zweites
Gehäuse 71 und 72,
die durch einen Scharnierbereich 70 in aufmachbarer Weise miteinander
verbunden sind. Die Antriebseinheit 55 ist raumfest zwischen
dem ersten und dem zweiten Gehäuse 71 und 72 gehalten,
um abnehmbar untergebracht zu sein. Ein Paar von Führungsplatten 83 sind
einander zugewandt an im wesentlichen dem Mittelbereich des ersten
Gehäuses 71 angeordnet, wie
in 5B gezeigt ist. Der in 3 gezeigte Schieber 80 in
der Form einer dünnen
Platte ist in dem Raum zwischen den Führungsplatten 83 gehalten.
Wenn der an der Antriebseinheit 55 vorgesehene Haken 85 mit
der Kopplungsrinne 81 des Schiebers 80 verrastet
ist, wird die optische Faser 12 dazu gebracht, entlang
der axialen Richtung des Einführbereichs 3 zu
gleiten. Das heißt,
wenn der Gleiter 80 sich hin- und herbewegt, wird die Hin-
und Herbewegung zu dem sich hin- und herbewegenden Teil 83 durch
die optische Faser 12 übertragen.
Unterdessen wird ein auf den Spiegel 81 aufgebrachter Laserstrahl
hin- und herbewegt, während
der Neigungswinkel des Spiegels 21 in dem Laserbestrahlungsmechanismus 20 geändert wird,
wie oben beschrieben. Auf diese Weise bewegt sich der Gleiter 80 bei einer
gleichförmigen
Geschwindigkeit nach Erhalt der Ausgabe hinsichtlich der Hin- und
Herbewegung von der Antriebseinheit 55.
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B. Anordnung der Antriebseinheit
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<Erste
Ausführungsform>
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6A ist
eine Vorderansicht, die eine Antriebseinheit gemäß der ersten Ausführungsform zeigt,
nachdem ein Haken 85 zu der Linken bewegt wurde. 6B ist
eine Vorderansicht der Antriebseinheit, nachdem der Haken 85 zu
der Rechten bewegt wurde. Die gleichen Bezugszeichen in den 6A und 6B bezeichnen
die gleichen oben beschriebenen Teile, und deren Beschreibung wird unterlassen.
Der reziproke Haken 85 koppelt mit einer Kopplungsrinne 81 eines
Gleiters 80 zur Übertragung
einer gleichmäßigen Hin-
und Herbewegungskraft durch eine optische Faser in der obigen Weise. Eine
Antriebseinheit 55 wandelt eine gleichmäßige Drehbewegung von einem
Motor 220 in eine gleichförmige lineare Hin- und Herbewegung
um. Die Antriebseinheit 55 umfaßt den Motor 220 als
Leistungsquelle, eine Rollengetriebenocke 221, die eine
Eingangswelle koaxial mit einer Motorabtriebswelle 228 aufweist,
einen Drehturm 223 aufweisend einen Nockenstößel 224 in
der Form einer Rolle, und eine Rillenscheibe 225 mit einer
Eingangswelle, die koaxial mit einer Drehturmabtriebswelle 229 verläuft.
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Eine
Mehrzahl von Rippen 222 ist für die Rollenlaufwerknocke 221 verwendet.
Bewegung wird durch die Rippen 222 auf das Nockenstößel übertragen.
Die Rippen 222 sind so verjüngt, um den Drehturm 223 um
120° zu
schwenken. Der Drehturm 223 macht einen Schwenk pro Drehung
der Rollenlaufwerknocke 221. Um die Richtung der Schwingbewegung
zu ändern,
wird der Drehturm 223 zeitweise gebremst und angehalten,
und dann in die entgegengesetzte Richtung beschleunigt, um zu der
anfänglichen
Geschwindigkeit zurückzukehren.
Die Zeit zur Richtungsänderung
wird innerhalb des Bereiches minimiert, indem die Leistungsübertragung
frei von jeglicher Beeinflussung ist. Zusätzlich wird eine Bewegung abgesehen
von der Bewegung für
die Richtungsänderung
eine gleichförmige
Bewegung. Gemäß der obigen
Beschreibung schwenkt der Drehturm 223 um 120°. Natürlich ist
die vorliegende Erfindung jedoch nicht auf diesen Winkel eingeschränkt, und
der Winkel kann abhängig
von der Länge
eines Schlags, mit dem eine Hin- und Herbewegung eines Laserbestrahlungsbereichs 120 veranlaßt wird,
oder dem Durchmesser der Rillenscheibe 225 geändert werden.
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Die
Schwenkbewegung des Nockenstößels 224 wird
zu der Rillenscheibe 225 übertragen, welche eine Drehwelle
koaxial mit dem Nockenstößel 224 aufweist.
Ein aus einem flexiblen Material hergestellter Draht 226 ist
um die Rillenscheibe 225 um eine Länge gewunden, die wenigstens
einem 120° Umfang
entspricht. Ein Ende 230 des Drahts 226 ist an
der Rillenscheibe 225 an einem Bindepunkt befestigt. Das
andere Ende 231 des Drahts 226 ist mit einem Gleitblock 217 verbunden,
an welchem der Haken 85 mit einem Stift befestigt ist.
Der Gleitblock 217 ist gleitbar in die Gleitrinne 216 eingepaßt. Die Schwenkbewegung
des Drehturms 223 wird daher durch den Draht 226 in
die gleichförmige
lineare Hin- und Herbewegung des Hakens 85 umgewandelt.
Obwohl der Draht 226 nicht auf irgendein spezielles Material
eingeschränkt
ist, solange er verläßlich Bewegung
zu dem Schiebeblock 217 ohne Biegung übertragen kann, ist der Draht 226 bevorzugt
aus einer Nickel/Titan-Formerinnerungslegierung oder ähnlichem
hergestellt.
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Wie
oben beschrieben ist zur gleichförmigen linearen
Hin- und Herbewegung in dem Haken 85 der Haken 85 mit
der Kopplungsrinne 81 des Gleiters 80 gekoppelt,
um Bewegung zu dem Gleiter 80 zu übertragen. Schließlich wird
die Bewegung auf einen Laserbestrahlungsmechanismus 20 übertragen,
der sich bewegt, während
er mit dem Gleiter 80 verrastet ist. Als eine Folge wird
die Drehbewegung des Motors 220 in die gleichförmige lineare
Hin- und Herbewegung des Laserbestrahlungsmechanismus 20 umgewandelt.
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<Zweite
Ausführungsform>
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7 ist
eine Vorderansicht, die eine Antriebseinheit gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt,
nachdem ein Haken 85 in Richtung des nahen Endes eines
Einführbereichs 3 (der
rechten Seite in 7) bewegt wurde. Die gleichen
Bezugszeichen wie in 7 bezeichnen die gleichen oben
beschriebenen Teile, und eine Beschreibung davon wird unterlassen.
Wie in 7 gezeigt ist, weist die Antriebseinheit eine
Nockeneingangswelle 321 auf, die koaxial mit einer Abtriebswelle 328 eines
Motors 220 verläuft.
Eine Herznocke 322 dreht sich um die Nockeneingangswelle 321 als
Rotationszentrum. Die Herznocke 322 in der Form einer symmetrischen, herz-förmigen Platte,
wie in 7 gezeigt ist, und weist eine glatte, gleichmäßige Nockenseitenfläche 326 an
der anderen Fläche
auf. Ein Nockenstößel 323 ist
in Kontakt mit der Seitenfläche 326 der
Herznocke 322 angeordnet. Der Nockenstößel 323 ist integral
gebildet, durch einen Zwischenverbindungsarm 324, mit einem
Gleitblock 317, der an dem Haken 85 mit einem
Stift 314 befestigt ist. Der Haken 85 koppelt
mit einer Kopplungsrinne 81 eines Gleiters 80,
um die Bewegung des Hakens 85 in verläßlicher Weise zu dem Gleiter 80 zu übertragen.
Der Gleitblock 317 ist gleitbar in einer Gleitrinne 316 eingepaßt und unterliegt
immer einer Kraft, welche veranlaßt, daß die Herznocke 322 und
der Nockenstößel 323 in
Kontakt miteinander kommen, durch eine Feder 325. Dies
macht es möglich,
den Nockenstößel 323 immer
in Kontakt mit der Seitenfläche 326 der Herznocke 322 zu
bringen.
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Bei
der obigen Anordnung führt
die Herznocke 322 eine Drehung pro Drehung des Motors 220 aus,
und der Nockenstößel 323 folgt
der Drehbewegung der Herznocke 322, um eine gleichförmige lineare
Hin- und Herbewegung entlang der Seitenfläche 326 herzustellen.
Das heißt,
da der mit dem Nockenstößel 323 integral
gebildete Haken 85 eine ähnliche Bewegung herstellt,
wird die Bewegung auf den Gleiter 80 übertragen. Da sich der Gleiter 80 bewegt, während er
mit einem Laserbestrahlungsbereich 20 verrastet ist, führt der
Laserbestrahlungsbereich 20 eine gleichförmige lineare
Hin- und Herbewegung aus. Wie oben beschrieben ist die Drehbewegung des
Motors direkt in eine gleichförmige
lineare Hin- und
Herbewegung ohne die Vermittlung einer Schwingbewegung umgewandelt.
Dies macht es möglich,
einen kompakten, Antriebsmechanismus von geringem Gewicht zu realisieren
und aufgrund einer Reduzierung der Anzahl der Bauteile eine Kostenverringerung
zu realisieren.
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<Dritte
Ausführungsform>
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8 ist
eine Vorderansicht, die eine Antriebseinheit gemäß der dritten Ausführungsform zeigt,
nachdem ein Haken in etwa in eine mittlere Position bewegt wurde.
Die gleichen Bezugszeichen wie in 8 bezeichnen
die gleichen oben beschriebenen Teile, und eine Beschreibung davon
wird unterlassen. Ein erstes elliptisches Zahnrad 423 dreht sich
um eine Eingangswelle 422 als ein Drehzentrum, welche koaxial
mit einer Abtriebswelle 421 eines Motors 220 verläuft. Ein
zweites elliptisches Zahnrad 425 ist angeordnet, mit einem
Zahnkranz an dem Umfang des ersten elliptischen Zahnrads 423 zu kämmen. Das
zweite elliptische Zahnrad 425 dreht sich um eine Welle 424,
und ein Kurbelarm 426 ist mit dem zweiten elliptischen
Zahnrad 425 in der gleichen Ebene wie die Welle 424 gekoppelt.
Der Kurbelarm 426 ist integral mit einem Gleitblock 417 gebildet, welcher
an dem Laufschiene 85 mit einem Stift 414 befestigt
ist. Der Gleitblock 417 ist gleitbar in einer Gleitrinne 416 eingepaßt. Daher
bewegt sich die Gleitschiene 85, während sie mit dem Kurbelwellenarm 426 gekoppelt
ist. Die Laufschiene 85 koppelt mit einer Kopplungsrinne 81 eines
Gleiters 80, um die Bewegung der Laufschiene 85 in
verläßlicher
Weise auf den Gleiter 80 zu übertragen.
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Mit
Bezug auf 8, wenn der Gleitblock 417 am
nächsten
zu dem Basisbereich eines Einführbereichs 3 angeordnet
ist, kämmt
die größere Achse des
ersten elliptischen Zahnrads 423 mit der kleineren Achse
des zweiten elliptischen Zahnrads 425. Mit diesem Aufbau
führt der
Gleitblock 417 eine lineare Hin- und Herbewegung mit einer
konstanten Geschwindigkeit aus. Diese Bewegung wird durch die Laufschiene 85 und
einen Schieber 80 auf einen Laserbestrahlungsbereich 20 übertragen.
Als ein Ergebnis führt
der Laserbestrahlungsbereich 20 eine lineare Hin- und Herbewegung
mit einer konstanten Geschwindigkeit aus.
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<Vierte
Ausführungsform>
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9 ist
eine schematische Ansicht zur Erläuterung der Anordnung der vierten
Ausführungsform.
Die gleichen Bezugszeichen wie in 9 bezeichnen
die gleichen oben beschriebenen Teile, und deren Beschreibung wird
unterlassen. Ein Halb-Zahnrad 523 mit einem Zahnkranzsektor 524 dreht
sich um eine Eingangswelle 522 als ein Drehzentrum, welche
koaxial mit einer Ausgangswelle 521 eines Motors 220 verläuft, in
der Richtung, die durch den Pfeil angezeigt ist. Es ist zu bemerken, daß der Motor 220 und
das Halbzahnrad 523 an einem Gehäuse (nicht gezeigt) einer Antriebseinheit 55 befestigt
sind. Ein ovales Gleitteil 525 ist beweglich angeordnet,
um mit dem Halbzahnrad 523 an zwei Punkten seines Umfangs
zu kämmen.
Erste und zweite Zahnbereiche 526 und 527 sind
an den innenliegenden linearen Bereichen des Gleitteils 525 gebildet,
um einander gegenüberzuliegen.
Das Gleitteile 525 bewegt sich nach rechts und links nur
dann, wenn diese Zahnkrankbereiche mit dem Zahnkranzsektor 524 des
Halbzahnrads 523 kämmen.
Wenn sich der Motor 220 dreht, dreht sich daher das Halbzahnrad 523 in
eine Richtung, und das Gleitteil 525 bewegt sich abwechselnd
fortlaufend nach rechts und links, nur wenn der Zahnradsektor 524 mit
dem ersten Zahnbereich 526 und dem zweiten Zahnbereich 527 des
Gleitteils 525 kämmt.
Als eine Folge führt
das Gleitteil 525 eine lineare Hin- und Herbewegung mit
einer konstanten Geschwindigkeit aus.
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Ein
Gleitblock 515 und eine Laufschiene 85 sind an
einem äußeren mittleren
Bereich des Gleitteils 525 mit einem Stift 514 befestigt.
Der Haken 85 koppelt mit einer Kopplungsrinne 81 eines
Gleiters 80. Dies macht es möglich, die Bewegung des Hakens 85 in
verläßlicher
Weise auf den Gleiter 80 zu übertragen. Da sich der Haken 85 bewegt,
während er
mit dem Gleitteil 525 gekoppelt ist, führt der Haken 85 in
diesem Fall eine lineare Hin- und Herbewegung mit einer konstanten
Geschwindigkeit aus, und überträgt diese
zu einem Laserbestrahlungsbereich 20 durch den Gleiter 80.
Als eine Folge führt
der Laserbestrahlungsbereich 20 eine lineare Hin- und Herbewegung
mit einer konstanten Geschwindigkeit aus.
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<Fünfte Ausführungsform>
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10A ist eine Vorderansicht, die eine Antriebseinheit 55 gemäß der fünften Ausführungsform zeigt,
nachdem ein Haken 85 in Richtung des nahen Endes eines
Einführbereichs 3 (der
rechten Seite in 10A) bewegt wurde. 10B ist eine entlang einer Linie X-X in 10A genommene Schnittansicht. Die gleichen Bezugszeichen
wie in den 10A und 10B bezeichnen
die gleichen oben beschriebenen Teile, und eine Beschreibung davon
wird unterlassen. Der reziproke Haken 85 koppelt mit einer Kopplungsrinne 81 eines
Gleiters 80, um die Kraft der Hin- und Herbewegung mit
einer konstanten Geschwindigkeit durch eine optische Faser 12 in
der obigen Weise zu übertragen.
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Die
Antriebseinheit 55 wandelt eine gleichförmige Drehbewegung von einem
Motor 220, der mit einer konstanten Drehzahl rotiert, in
eine Hin- und Herbewegung mit einer konstanten Geschwindigkeit um.
Die Antriebseinheit 55 enthält den Motor 220 als eine
Leistungsquelle in einem Basisbereich 200, und weist ein
Zahnrad 205 auf, das an der Abtriebswelle des Motors 220 befestigt
ist. Ein zylindrisches Teil 201 weist Wellenbereiche 202a und 202 auf,
die von beiden Enden gebildet sind und als eine Drehzentrumsachse
dienen. Die Wellenbereiche 202a und 202b werden
axial durch Lagerungen 203a und 203b getragen,
welche an dem Basisbereich 200 befestigt sind. Mit diesem
Aufbau wird das zylindrische Teil 201 gehalten, um eine
Achse parallel zu der Achse des Einzelbereichs 3 in der
Längsrichtung
drehbar zu sein. Ein Zahnrad 204, welches mit dem Zahnrad 205 kämmt, ist
an einem der Wellenbereiche 202a und 202b befestigt.
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Ein
Endlos-Rinnenbereich 206 ist an der äußeren Fläche des zylindrischen Teils 201 gebildet. Der
Endlos-Rinnenbereich 206 bewegt den mit dem Schieber 80 verrasteten
Haken 85 mit einer konstanten Geschwindigkeit hin und her/treibt
ihn an, und minimiert die Zeit für
eine Richtungsänderung.
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Der
Haken 85 ist an einem Schaftteil 86 in der obigen
Weise befestigt. Eine Rolle 207 und ein Paar von radialen
Kugellagern 208 sind schwenkbar an dem Schaftteil 86 vorgesehen.
Die Rolle 207 tritt in den Endlos-Rinnenbereich 206 ein.
In dem Basisbereich 200 sind die radialen Kugellagern 208 in
einer Führungsrinne 250 gesetzt,
welche entlang der Richtung der Hin- und Herbewegung des Gleiters 80 gebildet
ist, damit ihr Herabfallen verhindert wird.
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11 ist
eine entwickelte Ansicht, die den Endlos-Rinnenbereich 206 zeigt,
der in der äußeren Fläche des
zylindrischen Teils 201 gebildet ist, wobei der Rinnenbereich
um 360° entwickelt
wird. Wie in 11 gezeigt ist, sorgt der Endlos-Rinnenbereich 206 dafür, daß der Haken 85 bei
einer konstanten Geschwindigkeit entlang den linearen Bereichen
der winkligen Form hin- und herbewegt/angetrieben wird, und eine
Mehrzahl von Biegebereichen 206a zur Minimierung der Zeit
für die
Richtungsänderung
des Hakens 85 sind an einem Gipfelpunkt und Talpunkten der
gewinkelten Form gebildet, wie in 11 gezeigt ist.
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Gemäß der oben
beschriebenen Antriebseinheit 55 wird, wenn der Motor 220 betrieben
wird, durch die Zahnräder
eine konstante Drehung auf das zylindrische Teil 201 übertragen.
Als Folge davon bewegt sich der Haken 85 in der Führungsrinne 250 hin und
her, durch die Drehung des zylindrischen Teils 201. Um
die Richtung dieser Hin- und Herbewegung zu ändern, wird der Haken 85 gebremst
und gestoppt, und dann in die entgegengesetzte Richtung beschleunigt.
Die Zeit für
die Richtungsänderung
ist durch die Biegebereiche 206a des Endlos-Rinnenbereichs 206 minimiert.
Gemäß der obigen
Anordnung kann die Größe in der
radialen Richtung verringert werden, da der Motor 220 und
das zylindrische Teil 201 auf einer Linie angeordnet werden
können.
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<Sechste
Ausführungsform>
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12A ist eine zentrale Schnittansicht, die eine
Antriebseinheit 55 gemäß der sechsten
Ausführungsform
zeigt, nachdem ein Haken 85 in Richtung des nahen Endes
eines Einführbereichs 3 (der
rechten Seite in 12A) bewegt wurde. 12B ist eine teilweise weggeschnittene Vorderansicht
eines zylindrischen Teils 201. Die gleichen Bezugszeichen wie
in den 12A und 12B bezeichnen
die gleichen oben beschriebenen Teile, und deren Beschreibung wird
unterlassen. Ein reziproker Haken 85 koppelt mit einer
Kopplungsrinne 81 eines Gleiters 80 und überträgt die Kraft
einer gleichförmigen
Hin- und Herbewegung durch eine optische Faser 12. Das zylindrische
Teil 201 weist einen Endlos-Rinnenbereich 206 auf seiner äußeren Oberfläche gebildet
auf, und ist als ein hutartiges Teil mit einem Hohlbereich 201a hergestellt,
wie in den 12A und 12B gezeigt
ist. Ein Wellenbereich 202 ist an nur einem Ende des zylindrischen
Teils 201 vorgesehen.
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Ein
Motor 220 ist an einem Deckelbereich befestigt, welcher
an einem Basisbereich 200 befestigt ist, und kann daher
an dem Basisbereich 200 angebracht werden. Da der Motor 220 einen
Außendurchmesser
aufweist, der gleich oder kleiner als der innere Durchmesser des
Hohlbereichs 201a ist, kann der Motor 220 zusätzlich in
das zylindrische Teil 201 eingebaut werden, wie in 12B gezeigt ist, und der oben beschriebene Wellenbereich 202 ist
durch Druckeinpassen eines Stiftes 210 an einer Motorausgangswelle 220a befestigt.
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Da
der Motor 220 und das zylindrische Teil 201 in
der koaxialen Richtung angeordnet sind, kann gemäß der Abriebseinheit 55 des
sechsten Ausführungsform
eine Größenverringerung
entlang der Bewegungsrichtung des Hakens 85 erreicht werden.
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<Siebente
Ausführungsform>
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13 ist
eine entwickelte Ansicht, welche einen Endlos-Rinnenbereich 206 zeigt,
der auf der äußeren Fläche des
zylindrischen Teils einer Antriebseinheit 55 gemäß der siebten
Ausführungsform gebildet
ist, wobei der Rinnenbereich um 360° entwickelt ist.
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Wie
in 13 gezeigt ist, sorgt der Endlos-Rinnenbreich 206 dafür, daß ein Haken 85 bei
einer gleichförmigen
Geschwindigkeit entlang den linearen Bereichen der gewinkelten Form
hin- und herbewegt/angetrieben werden kann, und eine Mehrzahl von
geformten Bereichen 206a zur Minimierung der Zeit für die Richtungsänderung
des Hakens 85 sind an Gipfelpunkten und Talpunkten der
gewinkelten Form gebildet. Gemäß der obigen
Anordnung bewegt sich eine Rolle 207, die an einem Schaftteil 86 des
Hakens 85 gehalten ist, in die in 13 durch
einen Pfeil D1 angezeigte Richtung, wenn ein zylindrisches Teil 201 im
Uhrzeigersinn durch einen Motor 220 angetrieben wird. Nachdem
die Richtung der Rolle 207 durch den geformten Bereich 206A geändert wurde,
bewegt sich die Rolle 207 in die Richtung, die in 13 durch
einen Pfeil D2 angezeigt ist. Danach bewegt sich die Rolle 207 vorwärts in die
Richtung, die durch einen Pfeil D3 angezeigt ist, und bewegt sich
in die Richtung, die durch Pfeil D4 angezeigt ist, um wiederum zu
der anfänglichen
Position zurückzukehren.
Jedesmal, wenn das zylindrische Teil 201 eine Drehung ausführt, kann
der Haken 85 daher zweimal hin- und herbewegt/angetrieben
werden.
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Wenn
der Hakten 85 bei einer gleichförmigen Geschwindigkeit hin-
und herbewegt/angetrieben wird und mit einer Kopplungsrinne 81 eines
Gleiters 80 gekoppelt ist, wird in der obigen Weise die
auf den Schieber 80 übertragene
Hin- und Herbewegung schließlich
auf einen Laserbestrahlungsbereich 20 übertragen. Auf diese Weise
wird die gleichförmige Drehbewegung
des Motors 220 in die gleichförmige lineare Hin- und Herbewegung
des Laserbestrahlungsbereichs 20 umgewandelt.
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Wenn
eine Hitzebehandlung wie die oben beschriebene durchzuführen ist,
wird der Laserbestrahlungsbereich 20 in der axialen Richtung
bei einer Frequenz von 1 bis 10 Hz hin- und herbewegt/angetrieben, und bevorzugt
von 1 bis 6 Hz. Da ein Laserstrahl auf lebendiges Gewebe aufgebracht
wird, kann divergentes Licht, paralleles Licht oder konvergentes
Licht verwendet werden. Um einen Laserstrahl in konvergentes Licht
umzuwandeln, kann ein Optiksystem zur Umwandlung eines Laserstrahls
in konvergentes Licht mitten entlang des optischen Wegs des Lasers
plaziert werden. Ein zu verwendender Laserstrahl ist nicht in besonderer
Weise eingeschränkt,
solange er eine Tiefen-Übertragungsfähigkeit
gegenüber
lebendigem Gewebe aufweist. Ein vorzugsweise zu verwendender Laserstrahl
weist jedoch eine Wellenlänge
von etwa 750 bis 1300 nm, oder etwa 1600 bis 1800 nm auf, weil ein
Laserstrahl mit einer derartigen Wellenlänge eine ausgezeichnete Tiefentransmissionsfähigkeit
gegenüber
insbesondere lebendigem Gewebe aufzeigt. Eine Laserquellenvorrichtung 101,
welche einen Laserstrahl in dem obigen Wellenlängenbereich erzeugt, umfaßt z. B.
einen Gaslaser wie etwa einen He-Ne Laser, einen Festkörperlaser
wie etwa einen Nd-YAG Laser, und einen Halbleiterlaser wie etwa
einen GaAlAs Laser.
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<Achte
Ausführungsform>
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Die 14 und 15 sind
Schnittansichten, die jeweils einen Hauptteil der achten Ausführungsform
zeigen, bei welcher ein Ultraschallstrahler 120 als ein
Energiebestrahlungsbereich vorgesehen ist. Die gleichen Bezugszeichen
wie in den 14 und 15 bezeichnen
die gleichen oben beschriebenen Teile, und deren Beschreibung wird
unterlassen. Der Ultraschallstrahl 120, welcher Ultraschallwellen
erzeugt, wenn er durch eine Leitung 122 mit Energie versorgt
wird, ist in einem Einführbereich 3 vorgesehen,
um zwischen den Positionen hin- und herbewegt zu werden, welche
durch die durchgezogenen und gepunkteten Linie in 14 gezeigt
sind. Mit dieser Anordnung wird ein angegriffener Teil K mit Ultraschallwellen
bestrahlt. Ein Gleiter 80 ist an der Leitung 122 befestigt.
Der Gleiter 80 koppelt mit einem Haken 85, um
mit einer gleichförmigen
Geschwindigkeit in die Richtung hin- und herbewegt/angetrieben zu
werden, welche durch einen Pfeil D angezeigt ist. Ein Schaftteil 86 ist
an dem Haken 85 befestigt. Eine Rolle 207 ist
in einem Endlos-Rinnenbereich 206 angeordnet.
Ein Wellenbereich 202 ist an eine zylindrischen Teil 201 an
der rechten Seite bezüglich
der Abtriebswelle eines Motors 220 befestigt. Der Wellenbereich 202 an
der linken Seite ist axial durch eine Lagerung 203 getragen,
die an einem Basisbereich 200 befestigt ist.
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Wie
in 15 gezeigt ist, kann der Haken 85 an
einem sich bewegenden Teil 601 des Linearmotors durch das
Schaftteil 86 befestigt sein. Das sich bewegende Teil 601 ist
gestaltet, um in der Längsrichtung
eines Stators 600 hin- und herbewegt zu werden, durch Betreiben
mit einer vorbestimmten Polarität.
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Wenn
der Haken 85 sich mit einer konstanten Geschwindigkeit
(14) hin- und herbewegt und ein sich bewegendes
Teil 610 eine konstante Hin- und Herbewegungsgeschwindigkeit
von einem gestoppten Zustand (15) erreicht,
kann gemäß der obigen
Anordnung ein Abschnitt an der Oberfläche eines lebendes Gewebes
mit gleichförmigen
Ultraschallwellen bestrahlt werden, indem der Ultraschallstrahler 120 mit
Energie versorgt wird. Selbst wenn die Zeit zur Richtungsänderung
an den beiden Enden etwas lang ist, kann in diesem Fall ein gegebener
Abschnitt mit Energie bestrahlt werden, wenn der sich bewegende
Teil die gleichförmige
lineare Hin- und Herbewegung erreicht. Daher ist diese Anordnung
geeignet für
eine Energiebestrahlung auf einer Oberflächenschicht.
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C. Vergleich mit herkömmlicher Antriebseinheit
-
16 ist
eine Ansicht, die die schematische Anordnung einer herkömmlichen
Antriebseinheit 55 zeigt, welche eine lineare Hin- und
Herbewegung herstellt, zu Vergleichszwecken. Mit Bezug auf 16 wird
eine lineare Hin- und Herbewegung getrieben durch einen Kurbelmechanismus
einschließlich
einer Verbindung, die ein Ende schenkbar/axial an einer Motor-angetriebenen
Scheibe 70 getragen hat und an dem anderen Ende schwenkbar/axial
an einer Laufschiene 85 abgestützt ist. Mit diesem Aufbau
wird eine Hin- und Herbewegung in Form einer Sinuskurve hergestellt,
und daher ändert
sich die Bewegungsgeschwindigkeit zu jedem Zeitpunkt. Die Zeit zur
Richtungsänderung
an beiden Endpunkten B wird länger
als an einem Zwischenbereich A. Zusätzlich ist es schwierig, die
Bewegung symmetrisch um die Mitte der Hin- und Herbewegung zu gestalten.
Die Zeit zur Richtungsänderung
neigt daher dazu, an einem Ende an der Basisbereichszeit des Einführbereichs 3 länger zu
sein. Mit Bezug auf 16 bezeichnet das Bezugszeichen
T die Zeitachse; und S die Achse, welche die Position der Laufschiene 85 darstellt.
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17 zeigt
einen Vergleich zwischen Antriebseinheiten gemäß der vorliegenden Erfindung und
der bekannten Technik, wobei die Ordinate die Position (den Abstand)
darstellt; und die Abszisse die Zeit anzeigt. Mit Bezug auf 17 bezeichnet
das Bezugszeichen L die Gesamtlänge
eines Hin- und Herbewegungsschlags; l die Länge eines Intervalls gleichförmiger Bewegung;
und t1 und t2 die Zeiten für die
Richtungsänderung,
die erforderlich sind, um die Bewegungsrichtung an zwei Endbereichen
der vorliegenden Erfindung zu ändern.
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Die
vorliegende Erfindung ist dadurch charakterisiert, daß ein Verhältnis X
der Länge
l eines Intervalls gleichförmiger
Hin- und Herbewegung zu der Gesamtlänge L eines Hin- und Herbewegungsschlags
groß ist,
und ein Verhältnis
Y der Zeit der Richtungsänderung
(t1 + t2) zu der Schlagzeit T einer Hin- und Herbewegung klein ist.
In diesem Fall sind X und Y dargestellt durch X
(%) = (l/L) × 100 X (%) = ((t1 + t2)/T) × 100
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In
diesem Fall ist der Wert von X bevorzugt 70 (%) oder höher, und
der Wert Y ist bevorzugt 35 (%) oder kleiner. Mehr bevorzugt, X
= 74.8 bis 81 und Y = 27.8 bis 33.3. Beidem Aufbau gemäß der ersten Ausführungsform
kann eine Schwierigkeit bei der Bewegung der Nocke auftreten, wenn
X 81 übersteigt oder
Y kleiner als 27.8 wird.
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Im
Gegensatz dazu, mit Bezugnahme auf 18, welche
schematisch optische Laserwege zeigt, wenn ein Laserbestrahlungsbereich 20 an
einer entfernten Position P1, Zwischenposition P2, und Nahendposition
P3 bei der Hin- und Herbewegung angeordnet ist, wenn der Laserbestrahlungsbereich 20 bei
der entfernten Endposition P1 angeordnet ist, steht der Laserbestrahlungsbereich 20 beinah
senkrecht zu der axialen Richtung des Einführbereichs 3 und reflektiert
einen Laserstrahl bei einem kleinen Reflektionswinkel. Wenn der
Laserbestrahlungsbereich 20 an der nahen Endposition P3
angeordnet ist, ist der Laserbestrahlungsbereich 20 beinah
parallel zu der axialen Richtung des Einführbereichs 3 geneigt
und reflektiert einen Laserstrahl bei einem großen Reflektionswinkel. Aus
diesem Grund ist, wenn ein Spiegel 21 des Laserbestrahlungsbereichs 20 sich
hin- und herbewegt, während
er seinen Neigungswinkel ändert,
die optische Achse eines Laserstrahls immer auf einen Zielpunkt
K1 innerhalb einer Zielregion K als eine zu erhitzende Region konzentriert,
obwohl die Ausgangsposition des Laserstrahls sich immer bewegt.
Zusätzlich
wird ein Laserstrahl fortlaufend auf nur den Zielpunkt K1 aufgebracht,
und wird auf die anderen lebenden Gewebe wie etwa eine Oberflächenschicht
nur in unterbrochener Weise aufgebracht. Daher wird der Zielpunkt
K1 durch den aufgebrachten Laserstrahl erhitzt, um eine erwünschte Temperatur
zu erreichen. Weiteres lebendiges Gewebe wie etwa eine Oberflächenschicht
nehmen einen Laserstrahl für
einen kurzen Zeitraum auf, und werden durch Kühlwasser gekühlt. Derartige
Gewebe werden daher schwerlich erhitzt, da nur eine geringe Wärmemenge
erzeugt wird.
-
D. Stabilisierung der kurativen Wirkung
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Die 19A und 19B sind
Graphen, die jeweils schematisch zeigen, welche Temperaturverteilung
um ein Oberflächenschichtgewebe
erscheint, welches in engem Kontakt mit einem Bestrahlungsfensterbereich 17 gebracht
ist. Um zu einem Verständnis
des Unterschieds zwischen der bekannten Technik und der vorliegenden
Erfindung zu verhelfen, ist jede Zeichnung bei Abwesenheit der Einflüsse der Zirkulation
von Kühlwasser
und ähnlichem
gezeichnet.
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19A zeigt die Temperaturverteilung, die durch
eine Hin- und Herbewegung bei einer Winkelgeschwindigkeit gemäß dem Stand
der Technik erhalten wurde. Wie in 19A gezeigt
ist, wird das Gewebe lokal erhitzt, da die Zeit für die Richtungsänderung
in den Abschnitten B, welcher den beiden Endbereichen der Hin- und
Herbewegung entspricht, lang ist, und folglich kann es schwieriger
werden, die Gewebeoberflächenschicht
zu erhalten.
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19B zeigt die Temperaturverteilung, die durch
die konstante Hin- und Herbewegung der vorliegenden Erfindung erhalten
wird. Wie in 19B gezeigt ist, ist die Zeit
zur Richtungsänderung
an den zwei Enden der Hin- und Herbewegung des Laserbestrahlungsbereichs 20 gemäß jeder
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung minimiert, wie oben beschrieben. Da die
Zeit zur Richtungsänderung
an den beiden Enden kürzer
wird, tritt keine lokale Hitzeerzeugung an den beiden Enden auf,
und die Bestrahlungsenergie wird verläßlich auf der Oberflächenschicht
verteilt. Dies macht es möglich,
in wirksamer Weise Licht (Energie) in einem zentralen Bereich zu
konzentrieren, um ihn am stärksten
zu erhitzen. Dies kann ein Erhitzen/Necrose von nur einer tiefliegenden Läsion verursachen,
während
die Gewebeoberflächenschicht
erhalten bleibt, und so eine kurative Wirkung stabilisiert wird.
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Wie
oben beschrieben worden ist, wird gemäß der vorliegenden Erfindung
Bestrahlungsenergie verläßlich auf
eine Oberflächenschicht
verteilt, da die Zeit zur Richtungsänderung an den beiden Enden kürzer wird,
und eine konstante lineare Hin- und Herbewegung hergestellt wird,
und Licht (Energie) wird in wirksamer Weise auf einen zentralen
Bereich konzentriert, um diesen am stärksten zu Erhitzen. Dies ermöglicht es,
ein Erhitzen/Necrose nur einer tiefliegenden Läsion zu verursachen, während die
Gewebeoberflächenschicht
erhalten bleibt, und so eine kurative Wirkung zu stabilisieren.
Selbst wenn normales Gewebe etwa die Harnröhre oder das Rektum nahe der
Prostata zugegen ist, wie in dem Fall eines Prostataleidens wie
etwa einer gutartigen prostatischen Hyperplasia oder Prostatakrebs,
kann insbesondere eine Hitzebehandlung in wirksamer Weise nur an
der Innenseite der Prostata angewendet werden. Dies ermöglicht es,
eine ideale Behandlung bereitzustellen. Dies erlaubt es, in richtiger
Weise mit Variationen in der Tiefe eines tiefliegenden Bereichs umzugehen,
indem der Neigungswinkelbereich des Spiegels 21 wie nötig geändert wird.
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Es
ist festzuhalten, daß die
oben beschriebenen Ausführungsformen
die vorliegende Erfindung nicht einschränken, und in mannigfaltiger
Weise vom Fachmann geändert
werden kann, ohne von der technischen Idee der vorliegenden Erfindung
abzuweichen.
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Wie
oben beschrieben wurde, kann gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Energiebestrahlungsgerät vorgesehen werden, welches
in gleichförmiger Weise
eine Läsion
mit Energie bestrahlen kann, ohne Energie lokal zu konzentrieren.
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Zusätzlich wird
ein Energiebestrahlungsgerät
bereitgestellt, welches lebendes Gewebe einer normalen Flächenschicht
erhalten kann, indem nur ein tiefliegender Bereich einer Läsion eines
lebendigen Gewebes gleichmäßig mit
Energie bestrahlt wird.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsformen
eingeschränkt
und verschiedene Änderungen
und Modifizierungen können innerhalb
des Umfangs der vorliegenden Erfindung gemacht werden. Daher wurden
die folgenden Ansprüche
erstellt, um die Öffentlichkeit
den Umfang der vorliegenden Erfindung abschätzen zu lassen.