Laserskalpell
Die Erfindung betrifft ein Laserskalpell zum Zerschneiden von biologischem Gewebe mit einer Absaugeinrichtung, wobei die Absaugeinrichtung einen zu einer mit einem in Achsrichtung der Laserfaser freien distalen Ende versehenen Laserfaser parallel angeordneten Absaugkanal mit einer Absaugöffhung aufweist und wobei ein Laserstrahl aus dem distalen Ende der Laserfaser austritt.
Laserskalpelle bzw. Laserwerkzeuge dieser Art werden seit einiger Zeit im Bereich der Augenchirurgie, speziell bei der Behandlung von grauem Star, eingesetzt.
In der sogenannten Katarakttherapie wird der Linsenkern des Auges mit Hilfe von Energie zerkleinert und abgesaugt. Dabei wird die Energie von im Linsenkern vorhandenem Wasser absorbiert und in Wärme umgewandelt, wodurch das Eiweiß der Linse zerstört wird und diese in Bruchstücke zerfällt bzw. sich teilweise verflüssigt. Dieser Verflüssigungsvorgang wird auch als Phakoemulsifikation bezeichnet. Die so behandelte Linse wird mittels einer Absaugeinrichtung aus dem Auge entfernt.
Bis vor kurzem wurde für diese Behandlungsmethode ausschließlich die Ultraschallphakoetnulsifikation eingesetzt. Die für die Verflüssigung benötigte Energie liefert dabei eine Ultraschallquelle. Nachteilig bei dieser Technik sind jedoch die hohe Eindringtiefe der Energie und der hohe Wärmeinput, die nicht nur zu einer Verflüssigung des Linsenkerns fuhren, sondern auch das Gewebe in der Umgebung der Linse schädigen können. Für das Einführen des entsprechenden Werkzeugs ins Auge bedarf es relativ großer Schnitte, die für den Patienten ein erhöhtes Risiko darstellen.
Diese Nachteile weisen Laserskalpelle nicht auf, da die Energie hierbei in Form von Laserlicht ausgewählter Wellenlänge, d.h. spezifischer Energie, durch eine Lichtleiterfaser zum Linsenkern transportiert wird und dort bereits in geringer Tiefe völlig absorbiert ist. Aufgrund der gerätespezifischen Anordnung von Lichtleiter und Absaugeinrichtung lassen sich größere Schnitte vermeiden und das Risiko eines Kapselrisses verringern.
Laserskalpelle bestehen ähnlich wie die für Ultraschall eingesetzten Instrumente im allgemeinen aus einem manuell bedienbaren Handstück und aus einer auf das Handstück aufzusetzenden, auswechselbaren Arbeitsspitze sowie aus Anschlüssen an geeignete Spül- und Absaugvorrichtungen. Die Arbeitsspitze umfaßt einen Adapter zum Befestigen der
Spitze am Handstück, eine Kanüle zum Absaugen, in welche seitlich eine Faser zur Lichtübertragung eingebaut ist, sowie gegebenenfalls einen weiteren Kanal für eine Spülung.
Im Gegensatz zur Ultraschallphakoemulsifikation können bei der Lasertherapie durch die geringere Energiezufuhr relativ feste Rückstände zurückbleiben; es findet eher eine Fragmentierung denn eine Verflüssigung des Linsenkems statt. Die Rückstände der Lasertherapie sowie unbehandelte Linsenkernfragmente werden mittels eines Absaugsystems, in das der Lichtleiter integriert ist, abgesaugt. Fehlendes Volumen wird durch ein geeignetes Füllmittel, beispielweise eine Kochsalzlösung, entweder über ein eigenes Spülhandstück oder eine im Laser-Absaughandstück integrierte Spülkanüle ersetzt.
Die im Stand der Technik bekannten Laserskalpell- Arbeitsspitzen weisen gemäß einer Ausführungsform, wie zum Beispiel der US 5 112 328 A, eine Anordnung auf, bei der eine Lichtleiterfaser an der Innenwand der Absaugkanüle befestigt ist und bündig mit dem distalen Ende der Kanüle abschließt. Der von der Faser nicht eingenommene Innenraum der Kanüle dient als Absaugkanal für die Linsenfragmente.
Die bündige Anordnung von Faser und Absaugöffnung bedingt jedoch vor allem bei härteren Linsenkernen ein Verstopfen der Absaugkanüle, da Fragmente, die durch den Laserstrahl nicht ausreichend zerkleinert wurden, an der Öffnung festgesaugt werden und diese verschließen können. Die fehlende Trennung von Faser und Absaugung und die daraus resultierende Geometrie des Absaugkanals fördern ebenfalls die Tendenz, das Absaugen zu blockieren, zumal sich abgesaugte Teilchen in den spitzwinkeligen Längskanten zwischen konkaver Innenwand des Absaugkanals und konvexer Oberfläche der Laserfaser einklemmen bzw. festhängen können.
Die unzureichende Absaugung der Linsenkeme ist einer der Hauptgründe , warum sich die Lasertherapie gegenüber der Ultraschallphakoemulsifikation bislang noch nicht durchsetzen konnte. Die Tatsache, daß die festen Bestandteile, insbesondere dichterer Linsenkerne, die Absaugkanüle verstopfen, führt zu extrem langen Behandlungszeiten. Die Behandlung muß öfter unterbrochen, das Handstück aus dem Auge entfernt und durchgespült werden, wodurch der Patient erhöhtem Risiko, insbesondere einem erhöhten Infektionsrisiko, ausgesetzt ist.
Aus der US 4 694 828 A ist eine Laseroperationseinrichtung bekannt, bei der mittels eines Laserstrahls, der innerhalb einer Kammer erzeugt wird, zu entfernendes Gewebe verdampft wird. Der Laserstrahl wird in einer eigens vorgesehenen Kammer, die dem distalen Ende der
Laserfaser gegenüberliegt, abgefangen, und das verdampfte Gewebe wird über einen Absaugkanal abgeführt. Bei einer solchen Ausführungsform ist das distale Ende der Laserfaser zwecks Schutzes umliegenden Gewebes in Achsrichtung der Laserfaser nicht frei, sondern von der oben beschriebenen Kammer abgedeckt.
Aus den Dokumenten US 4 985 027 A, DE 38 31 141 AI und DE 197 14 475 Cl sind Laserskalpelle der eingangs beschriebenen Art bekannt, bei denen die Laserfaser innerhalb des Absaugkanals angeordnet ist, wodurch lediglich durch die Absaugöffhung in das Innere des Absaugkanals ragende Gewebeteile bearbeitet werden können.
Aus der WO 91/06271 ist ein Laseroperationsinstrument bekannt, bei dem ein pulsierender Laserstrahl gegen einen Wandler prallt, der die elektromagnetische Energie in mechanische Schockwellen umwandelt, die über eine Öffnung eines Absaugkanals aus dem Operationswerkzeug austreten.
Die Erfindung bezweckt die Vermeidung der Nachteile und Schwierigkeiten des Standes der Technik und stellt sich die Aufgabe, ein Laserskalpell der eingangs beschriebenen Art bereitzustellen, welches eine ungestörte Absaugung ermöglicht und aufgrund der dadurch verkürzten Behandlungszeit und ohne Zwischensäuberung durchzuführende Behandlung das Risiko für den Patienten erheblich verringert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß nach einer ersten Ausführungsform dadurch gelöst, daß die Laserfaser außerhalb des Absaugkanales angeordnet ist, daß der Absaugkanal das distale Ende der Laserfaser überragt, daß die Absaugöffhung in einer dem Laserstrahl zugewendeten Wand im das distale Ende der Laserfaser überragenden Teil des Absaugkanales vorgesehen ist, daß die Absaugöffhung dem aus dem distalen Ende der Laserfaser austretenden Laserstrahl zugewendet ist und daß der Absaugkanal ein abgerundetes distales Ende aufweist.
Eine zweite Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die Laserfaser außerhalb des Absaugkanales angeordnet ist, daß der Absaugkanal das distale Ende der Laserfaser überragt, daß die Absaugöffhung in einer dem Laserstrahl zugewendeten Wand im das distale Ende der Laserfaser überragenden Teil des Absaugkanales vorgesehen ist, daß die Absaugöffnung dem aus dem distalen Ende der Laserfaser austretenden Laserstrahl zugewendet ist und daß das Laserskalpell ein außen glattwandiges Hüllrohr aufweist.
Gemäß einer dritten Ausführungsform ist die Laserfaser außerhalb des Absaugkanales angeordnet, überragt der Absaugkanal das distale Ende der Laserfaser, ist die Absaugöffhung in einer dem Laserstrahl zugewendeten Wand im das distale Ende der Laserfaser überragenden Teil des Absaugkanales vorgesehen, ist die Absaugöffnung dem aus dem distalen Ende der Laserfaser austretenden Laserstrahl zugewendet und weist der Absaugkanal über die Länge der Arbeitsspitze einen konstanten Querschnitt auf.
Entstehen beim Lasereinsatz harte Linsenkernfragmente und Restprodukte, so werden diese durch die seitliche Absaugöffhung vor die Faseraustrittsfläche gesaugt. Wenn die Fragmente klein genug sind, werden sie über die Kanüle abgesaugt. Andernfalls werden sie durch die Absaugung vor der Faser gehalten, so daß eine weitere Zertrümmerung mittels Laser möglich ist. Die Fragmente werden so lange zerkleinert, bis sie durch die Absaugöffnung hindurchtreten können.
Gemäß einer älteren, jedoch nicht vorveröffentlichten Publikation WO 99/44554 ist ein Laserskalpell der eingangs beschriebenen Art bekannt, bei dem zwar die Laserfaser außerhalb des Absaugkanals angeordnet ist und der Absaugkanal das distale Ende der Laserfaser überragt, wobei die Absaugöffhung in einer dem Laserstrahl zugewendeten Wand im das distale Ende der Laserfaser überragenden Teil des Absaugkanals vorgesehen ist, und die Absaugöffhung dem das distale Ende der Laserfaser austretenden Laserstrahl zugewendet ist, jedoch weist der Absaugkanal kein abgerundetes distales Ende auf, sondern er ist vielmehr kantig gestaltet. Weiters ist dieses Laserskalpell nicht außen von einem glattwandigen Hüllrohr umgeben. Auch ist der Absaugkanal über die Länge der Arbeitsspitze innen konisch gestaltet.
Die Absaugöffnung ist erfindungsgemäß bevorzugt in einer den Absaugkanal bildenden Seitenwand vorgesehen, die über das distale Ende der Laserfaser vorragt.
Vorzugsweise weist der Absaugkanal eine einzige Absaugöffhung in der Seitenwand auf, wodurch gewährleistet ist, daß die Linsenfragmente auf jeden Fall die Faseraustrittsfläche passieren müssen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Absaugöffhung einen kleineren Querschnitt als der Absaugkanal auf, vorzugsweise einen um mindestens 10 % kleineren. Dadurch wird sichergestellt, daß nur Fragmente, die kleiner sind als der Querschnitt des Absaugkanals, in diesen gelangen können. Eine Verstopfung des Kanals ist dadurch ausgeschlossen.
Der größte Durchmesser der Absaugöffhung ist vorteilhaft kleiner als der kleinste Durchmesser des Absaugkanals.
Zweckmäßig ist das geschlossene distale Ende des Absaugkanals abgerundet ausgebildet, wodurch die Gefahr von Verletzungen durch scharfe Kanten beim Einführen der Arbeitsspitze in das Auge herabgesetzt wird.
Eine andere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß das Laserskalpell ein Rohr aufweist, in welchem an einer Seite die Laserfaser angeordnet ist, und daß der Absaugkanal innerhalb des Rohres und gegenüber der Laserfaser durch eine Wand abgetrennt ausgebildet ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Absaugkanal von einem innerhalb des Rohres angeordneten weiteren Rohr, vorzugsweise mit elliptischem Querschnitt, gebildet.
Das Laserskalpell ist vorteilhaft mit einem weiteren Kanal zur Zuführung eines Füllmittels, wie beispielsweise einer Kochsalzlösung etc., ausgestattet. Dies hat den Vorteil, daß für die Spülung kein eigener Schnitt notwendig ist, da der Spülkanal gemeinsam mit Laserfaser und Absaugvorrichtung in einer Arbeitsspitze integriert eingeführt werden kann.
Der Zusatzkanal zur Zuführung eines Füllmittels wird dabei zweckmäßig von einem sowohl den Absaugkanal als auch die Laserfaser peripher umgebenden Kanal gebildet.
Bevorzugt ist die Absaugöffhung, in Draufsicht auf die Absaugöffhung, vom Laserstrahl größtenteils, vorzugsweise ganz, bedeckt.
Eine zweckmäßige Ausführungsform zur vielseitigeren Verwendung des Laserskalpells ist dadurch gekennzeichnet, daß der das distale Ende der Laserfaser überragende Teil des Absaugkanales außenseitig aufgerauht ist., wobei vorteilhaft die Rauhigkeit im Bereich von 20 bis 60 μm, vorzugsweise 25 bis 50 μm, liegt.
Um zusätzlich zur Linsenkernfragmentation eine Eröffnung des Kapselsackes durchführen zu können, schließt vorteilhaft die nach außen gerichtete Normale der dem Laserstrahl zugewandten und die Absaugöffnung tragenden Wand des Absaugkanales mit der Längsmittelachse des Laserstrahles in Strahlrichtung einen Winkel < 90°, vorzugsweise einen Winkel α zwischen 30° und 80°, ein.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert, wobei Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Arbeitsspitze eines Laserskalpells gemäß Stand der Technik, Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Arbeitsspitze eines erfindungsgemäßen Laserskalpells, Fig. 3 eine Draufsicht gemäß Pfeil A auf die in Fig. 2 dargestellte Laserskalpell- Arbeitsspitze, Fig. 4 einen Schnitt durch die in Fig. 2 dargestellte Laserskalpell-Arbeitsspitze nach Linie IV-IV, und Fig. 5 einen mit Fig. 4 vergleichbaren Schnitt durch eine andere Ausführungsform einer Arbeitsspitze eines erfindungsgemäßen Laserskalpells veranschaulichen.
Die Arbeitsspitze 1 eines bekannten Laserskalpells wird von einem Rohr 2, genannt Hüllrohr, gebildet, an dessen Innenseite 3 eine Laserfaser 4 befestigt ist, die das für die Operation notwendige Laserlicht von der Laserquelle bis zum Operationsbereich leitet. Der vom Hüllrohr 2 gebildete und nicht von der Laserfaser eingenommene Innenraum dient als Absaugkanal 5, durch welchen der fragmentierte Linsenkem mittels einer nicht dargestellten Absaugeinrichtung abtransportiert wird. Gemäß Fig. 1 schließt das distale Ende 6 der Laserfaser 4 bündig mit dem Absaugkanal 5 bzw. dem Hüllrohr 2 ab, d.h. die Absaugöffhung 7 befindet sich auf gleicher Höhe mit dem distalen Ende 6 der Laserfaser 4. Wird ein Teilchen 8, welches einen größeren Querschnitt als die Absaugöffhung 7 aufweist, angesaugt, bleibt das Teilchen 8 in der Absaugöffnung 7 stecken und verwehrt den kleineren Teilchen 9 den Zutritt zum Absaugkanal 5, wodurch die Absaugung generell blockiert wird und das Laserskalpell zur Reinigung aus dem Auge gezogen werden muß. (Die Pfeile B in den Fig. 1 und 2 veranschaulichen die Strömungsrichtung der Fragmente 8 und 9.)
Die in Fig. 2 dargestellte Arbeitsspitze 1 eines erfindungsgemäßen Laserskalpells weist ebenfalls ein Hüllrohr 2, beispielsweise mit einem Außendurchmesser von 1 ,2 mm, auf, wobei das Hüllrohr 2 aus einem im medizinischen Bereich üblichen Material wie Edelstahl gefertigt ist.
An der Innenseite 3 des Hüllrohres 2 ist eine Laserfaser 4 zur Verwendung als Lichtleiter in einem Infrarotbereich um etwa 3 μm befestigt, deren proximaler Bereich, der sogenannte Hauptlichtleiter (nicht dargestellt), zumeist aus Zinkfluorid gebildet ist, wogegen der distale Bereich zur Überbrückung der Distanz zwischen Hauptlichtleiter und Operationsfeld von einer herkömmlichen Quarzfaser gebildet wird, da Zinkfluorid kein biokompatibles Material ist. Der Quarzanteil des Lichtleiters wird jedoch so klein wie möglich gehalten, um die durch die Quarzfaser bedingte Abschwächung der Strahlung zu minimieren. Bei dieser Ausführungsform weist die Laserfaser 4 einen Durchmesser von ungefähr 200-300 μm auf. Es sind je nach gewünschter Energieübertragung auch andere Durchmesser möglich.
Gegenüber der Laserfaser 4 ist eine Rohr 10 mit elliptischem Querschnitt (siehe Fig. 4) in das Hüllrohr 2 eingepreßt, das den Absaugkanal 5 bildet. Der Querschnitt der Ellipse ist so dimensioniert, daß das Hüllrohr 2 optimal ausgefüllt wird.
Das elliptische Rohr 10 ragt über das Ende des Hüllrohres 2 und das distale Ende 6 der Laserfaser 4 hinaus, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel um ca. 500-600 μm, während die Laserfaser 4 bündig mit dem Hüllrohr 2 abschließt. Das Rohr 10 ist an seinem distalen Ende 11 geschlossen, wobei das distale Ende 11 des Rohres 10 abgerundet ausgebildet ist.
In einer Seitenwand 12 des überragenden Teils 13 des Rohres 10 ist eine Absaugöffhung 7 vorgesehen, die dem aus dem distalen Ende 6 der Laserfaser 4 austretenden Laserstrahl 14 zugewendet ist. Die Absaugöffhung 7 könnte aber beispielsweise auch in einer sich zu einer abgerundeten Spitze verjüngenden und dem Laserstrahl 14 zugewendeten Wand des Rohres 10, d.h. nicht im rechten Winkel zur Laserstrahlaustrittsfläche 15, vorgesehen sein.
Die Linsenkernfragmente 8 und 9 werden im Betrieb von der Absaugeinrichtung vor die Absaugöffnung 7 gezogen, wobei sie durch den Laserstrahl 14 treten und gegebenenfalls von diesem durch konstruktionsmäßig erzwungenen ständigen Kontakt mit dem Laserstrahl 14 solange zerkleinert werden, bis sie klein genug sind, durch die Absaugöffnung 7 in das Rohr 10 zu gelangen. Vorteilhaft ist dabei, wenn der größte Durchmesser Dl der Absaugöffnung 7 kleiner ist als der kleinste Durchmesser D2 des Absaugkanals 5, bei diesem Ausführungsbeispiel der kleinste Durchmesser D2 des elliptischen Rohres 10.
In der Darstellung der in Richtung von Pfeil A in Fig. 2 gesehenen Ansicht der Laserskalpell-Arbeitsspitze 1 in Fig. 3, ist die Absaugöffhung 7 vollständig vom Laserstrahl 14 bedeckt. Der Durchmesser Dl der Absaugöffhung 7 ist, wie oben ausgeführt, so gewählt, daß er geringer als die kleine Halbachse des elliptischen Rohres 10 ist, wie ein Vergleich mit Fi *og.- 4 erkennen läßt.
Fig. 4 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Linie IV-IV in Fig. 2, wobei hier deutlich der separate Absaugkanal 5 mit elliptischem Querschnitt zu erkennen ist. Aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung des Absaugkanals 5 gibt es keine konvexen Flächen innerhalb des Absaugkanals 5, die eine Verstopfung durch die Teilchen 9 begünstigen würden, indem sich diese in den von den Oberflächen der Laserfaser 4 und des Hüllrohres 2 gebildeten engen Nischen leicht verklemmen. Die in Fig. 6 gezeigte Anordnung von
Absaugkanal 5 und Laserfaser 4 in einem Hüllrohr 2 ist aus diesem Grund ein weniger bevorzugtes Ausführungsbeispiel.
In Fig. 5 ist ein anderes Ausführungsbeispiel einer Arbeitsspitze 1 eines erfindungsgemäßen Laserskalpells näher veranschaulicht, das sich besonders für Laserfasem 4 mit größerem Durchmesser eignet. Die Schnittdarstellung zeigt ein Hüllrohr 2, an dessen Innenseite 3 eine Laserfaser 4 befestigt ist, wobei die Laserfaser 4 gegenüber einem Absaugkanal 5, der von einem Teil des Hüllrohres 2 gebildet wird, durch eine Wand 16 abgetrennt ist. Auf diese Weise kann bei einem Querschnitt des Hüllrohres 2, der gleich dem Querschnitt des Hüllrohres 2 der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist, immer noch eine zufriedenstellende Absaugung erzielt werden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Hüllrohr 2 koaxial von einem weiteren Rohr 17 umgeben, das einen Zusatzkanal 18 zur Zuführung eines Füllmittels bzw. einer Spülflüssigkeit bildet, welcher sowohl den Absaugkanal 5 als auch die Laserfaser 4 umgibt.
Gemäß der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform weist die die Absaugöffhung 7 tragende Wand des Absaugkanales 5 eine gegenüber der Längsrichtung des Laserskalpells geneigte Lage auf, wobei die nach außen gerichtete Normale n der dem Laserstrahl 14 zugewandten und die Absaugöffhung 7 tragenden Wand des Absaugkanales 5 mit der Längsmittelachse des Laserstrahles 14 in Strahlrichtung einen Winkel α zwischen 30 und 80° einschließt.
Mit einem Laserskalpell dieser Ausführungsform kann zusätzlich zur Linsenkernfragmentation die Eröffnung des Kapselsackes, die sogenannte Kapsulorhexis (Fig. 7), durchgeführt werden. Dadurch wird der Einsatz eines speziellen chirurgischen Instruments für diesen Zweck überflüssig.
Vorzugsweise ist der das distale Ende der Laserfaser 4 überragende Teil des Absaugkanales 5 außenseitig augerauht, wobei die Körnung im Bereich zwischen 20 und 50 μm, vorzugsweise zwischen 25 und 50 μm liegt.
Eine derart gestaltete Arbeitsspitze kann nach der vollständigen Phakoemulsifikation zum Polieren der Linsenkapsel vor dem Einsetzen der Intraokularlinse verwendet werden. Der Vorteil gegenüber herkömmlichen Laserskalpellen ist in der Tatsache begründet, daß ein Instrumentenwechsel zwischen den beiden Behandlungsschritten entfallen kann, wodurch das Verletzungs- und Infektionsrisiko für den Patienten vermindert ist.
Das erfindungsgemäße Laserskalpell ist nicht auf die Anwendung bei der Katarakttherapie beschränkt; ein Einsatz des erfindungsgemäßen Laserskalpells wäre beispielsweise auch bei chirurgischen Eingriffen, die Knorpelgewebe betreffen, denkbar.