WO2004018040A2 - Übertragungsvorrichtung zur einleitung von licht in das ohr - Google Patents

Übertragungsvorrichtung zur einleitung von licht in das ohr Download PDF

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Winfried Granget
Marius-Kurt Mihai
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Definitions

  • Transmission device for introducing light into the ear
  • All of these devices have the basic structure in common that a light source is available for providing the radiation and for coupling the radiation into the ear area, a suitable holding device on the ear and a radiation guide, in particular an optical waveguide, for guiding the radiation in the frequency range used suitable is.
  • the treatment time for such applications is 15-60 minutes when using low-energy lasers; it must therefore be ensured that a minimum of comfort is guaranteed by the design of the holding device.
  • the power density of the radiation used and the place of exposure which ensures exposure to the cochlea are of medical importance; Both parameters essentially determine the therapeutic effectiveness of the radiation, but are also critical in order to avoid damage to health due to excessive and / or incorrectly positioned exposure to radiation.
  • the positioning device is to be inserted into the patient's auditory canal so that radiation via the external auditory canal and the eardrum acts on predetermined areas of the middle ear and / or inner ear.
  • the determination of these ranges as a function of the frequency range of the interfering tone or sound is medically controversial and complex.
  • DE 199 47 678 uses a low-level laser as the radiation source with a security element between the radiation source and the optical waveguide to prevent laser emissions without a connected optical waveguide. Nothing is said about the design of the holding device.
  • the object of the invention is to provide a device with which the transmission of light to the patient's ear is achieved in a reliable, easy-to-use and individually adaptable manner.
  • the basic idea of the invention consists in the two-part construction of an ear holder with a first transition piece, which is designed in such a way that it emits the radiation used, taking into account the orientation of the light guide in the direction of the ear canal, and with a holding bracket that can be attached to the first transition piece and that enables the individual fine adjustment and positioning of the transition piece.
  • a second transition piece is used to couple the radiation into the optical waveguide, which in turn consists of two parts, namely a first part for connection to the radiation source, in particular a laser, and a second part, a press tip which is connected to the input-side end of the optical fiber is firmly connected and can be used in the first part.
  • FIG. 1 an overall perspective view of the transmission device
  • Figure 2 a top view of the ear holder with the first transition piece
  • FIG. 3 a schematic sectional illustration of the transmission device according to FIG. 1,
  • Figure 4 a detail section through the structure of the second transition piece
  • FIG. 5 shows a schematic illustration for assembling an irradiation device with the transmission device according to the invention. Description of the preferred embodiment
  • the radiation from a low-energy laser (low-level laser) is used as the optical radiation;
  • a different radiation source with a different frequency or frequency spectrum.
  • the transmission device consists essentially of three parts: an optical waveguide 20, an ear holder 10, in which the ear-side end of the optical waveguide 20 is received, and a transition piece 30, in which the laser-side end of the optical waveguide 20 is received, for connection to a suitable low - Level laser 40.
  • the ear holder 10 consists of a first transition piece 11, which is preferably knee-shaped, in order to deflect the light guide 20, which generally runs in a vertical plane, into the essentially horizontal ear canal into which the laser radiation is to be introduced.
  • the optical waveguide 20 is thin (maximum 1000 ⁇ m) and thus so flexible that it can be inserted or inserted into the transition piece 11 with a bending radius of 2-5 cm. This enables a very compact construction of the transition piece 11, which in turn reduces the lever arm formed, so that the torque caused by part of the dead weight of the optical waveguide 20 is kept to a minimum around the point of contact of the transition piece 11 on the ear.
  • the transition piece 11 consists of two trough-shaped half-shells, one of which (11.1) is shown in cross section from above in FIG.
  • this half-shell several transverse webs 11.2 run into which the optical waveguide 20 is inserted.
  • the other half-shell is put on and welded by means of ultrasound, the wedge-shaped webs 11.3 press into the jacket of the optical waveguide 20 and lock it.
  • the end section 1 1A pointing towards the ear of the first transition piece 11 is enclosed by an exchangeable ear piece 13, for example made of soft plastic, which makes contact with the ear and is replaceable for hygienic reasons. Different sizes of the earpiece 13 are used to adapt to children's and adult ears.
  • a through hole 11 B is made in the latter (axis X-X), in which the first end region 12A of a holding bracket 12 is rotatably inserted.
  • the holding bracket 12 has an essentially U-shaped shape, its second end section 12B being elastically deformable, in particular bendable, so that it can be individually adapted to the shape of the ear cup, so that together with the ear piece 13, the ear holder 10 is securely fixed is guaranteed on the patient's ear.
  • the ear holder 10 shown can be used for both ears by simply moving the bracket 12.
  • the end section 11A is positioned in such a way that the unfocused, approximately conical radiation penetrates into the ear canal and strikes the eardrum with a power of approximately 3-4 mW.
  • the simple design of the holding device 10 described has proven to be an optimal compromise between technical effort and medical effect.
  • Avoiding focusing upon exiting end portion 11A ensures that cell damage that could occur if high power density focus areas were to be located on points of the ear canal or eardrum is avoided.
  • a second transition piece 30 is provided as a focus socket, the inner surface of which tapers conically towards the inlet opening of the optical waveguide 20 and is dimensionally It is niert that the focus area F of the laser light is immediately in front of the entrance opening of the optical waveguide 20.
  • the inner surface is coated to increase reflection, for example with chrome, gold or nickel.
  • the second transition piece 30 is provided in its end region on the light guide side with a cylindrical bushing, into which a press tip 32 is inserted, which receives the end region of the light waveguide 20 on the laser side.
  • the press tip 32 has a.
  • Through hole 33 with a first section 33A with a first radius R1, in which the end region of the coated optical waveguide 20 is glued, and a subsequent second section 33B (approx. 5 mm long) with a second radius R2, into which a stripped end section 20A of the optical fiber 20 protrudes over its entire length.
  • This press tip 32 is inserted into the socket of the transition piece 30, for example pressed in, so that the entry cross section of the optical waveguide end 20A is immediately behind the focus area F of the laser radiation and thus a largely loss-free coupling of the laser light into the optical waveguide 20 is ensured.
  • the second transition piece 30 and the laser 40 are connected to one another by means of a coupling section 42, for example in the manner of a bayonet lock, as is indicated in FIG. 5, or by simple screwing.
  • the laser has a tapered holding section 41, onto which a ring 39 is pushed, which has brackets 34, 35 on both sides for hanging a holding element 50, for example by means of eyelet elements 54, 55, so that the laser 40 can be carried by the patient to further reduce the torque acting on the transition piece 11.
  • This construction ensures very easy handling, combined with a secure and individually adjustable fit of the ear holder and thus reliable radiation onto the desired areas of the inner ear.

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Abstract

Eine Übertragungsvorrichtung zur Einleitung von optischer Strahlung in das Ohr weist einen Lichtwellenleiter auf, der eine Lichtquelle mit einer Ohrhalterung zur Abgabe der Strahlung verbindet. Die Ohrhalterung (10) beinhaltet ein erstes, vorzugsweise knieförmig ausgebildetes Übergangsstiack (11), in dem der Endbereich des Lichtwellenleiters (20) gehalten ist, und einen Haltebügel (12), der im Übergangsstück (11) steckbar und derart biegbar ist, dass die Austrittsöffnung (22) des Lichtwellenleiters (20) am Ohr positionierbar ist. Zur Einkoppelung der optischen Strahlung, vorzugsweise Laserstrahlung, in den Lichtwellenleiter (20) ist ein zumindest teilweise als Focusbuchse für den Laserstrahl dienendes, innenseitig sich konisch verjungendes zweites Übergangsstück (30) vorgesehen ist, in dem der Lichtwellenleiter (20) derart positioniert ist, dass der in der Focusbuchse erzeugte Focusbereich (F) des Laserstrahls unmittelbar vor der Eintrittsöffnung des Lichtwellenleiters (20) liegt.

Description

Übertragungsvorrichtung zur Einleitung von Licht in das Ohr
Stand der Technik
Die Verwendung einer Lichtquelle, beispielsweise eines Lasers mit geringer Leistung zur Behandlung von Beschwerden im Ohrbereich ist beispielsweise aus dem G 94 02 306.9 zur Tinnitus-Behandlung bekannt. Auch die DE 100 49 068 A1 und die DE 199 47 678 C1 beschäftigen sich mit solchen Geräten.
Allen diesen Geräten ist der Grundaufbau dahingehend gemeinsam, dass zur Bereitstellung der Strahlung und zur Einkoppelung der Strahlung in den Ohrbereich eine Lichtquelle vorhanden ist, eine geeignete Haltevorrichtung am Ohr und ein Strahlungsleiter, insbesondere ein Lichtwellenleiter, der für die Leitung der Strahlung in dem verwendeten Frequenzbereich geeignet ist.
Die Behandlungsdauer bei derartigen Anwendungen liegt bei 15-60 Minuten beim Einsatz niederenergetischer Laser; es muss daher sichergestellt werden, dass ein Minimum an Tragekomfort durch die Gestaltung der Haltevorrichtung gewährleistet ist.
Von medizinischer Bedeutung ist die Leistungsdichte der eingesetzten Strahlung und der Einwirkungsort, der eine Einwirkung auf die Gehörschnecke (Cochlea) sicherstellt; beide Parameter bestimmen wesentlich die therapeutische Wirksamkeit der Bestrahlung, sind aber auch kritisch, um gesundheitliche Schäden durch zu hohe und/oder falsch positionierte Strahlungseinwirkung zu vermeiden.
Die Lösung bei der G 94 02 306 ist durch die Verwendung eines handelsüblichen Kopfhörers als Haltevorrichtung durch dessen beträchtliches Gewicht unkomfortabel; die Bestrahlung ist nicht auf den Gehörgang gerichtet, sondern hinter das Ohr auf den Schädel. Die medizinische Wirksamkeit bleibt folglich zweifelhaft, da die Absorption der Knochen von sichtbarer Strahlung gross ist. Die DE 100 49 068 A1 beschäftigt sich mit der Positionierung der Einleitung von inkohärenter Strahlung in den Ohrbereich und weist zur Vermeidung gesundheitlicher Schäden eine Lichtleistungsmesseinrichtung auf, die einen individuellen Wert überwacht und über einen Rückkopplungskreis die Lichtemissionseinheit steuert. Dieses Gerät ist somit nur als komplette Einheit einsetzbar.
Die Positionierungseinrichtung soll in den Gehörgang des Patienten eingeführt werden, so dass eine Bestrahlung über den äußeren Gehörgang und das Trommelfell auf vorbestimmte Bereiche des Mittelohrs und/oder Innenohrs einwirkt. Die Bestimmung dieser Bereiche in Abhängigkeit vom Frequenzbereich des störenden Tons oder Klangs ist medizinisch umstritten und aufwendig.
Die DE 199 47 678 verwendet einen Low-Level-Laser als Strahlungsquelle mit einem Sicherheitselement zwischen Strahlungsquelle und Lichtwellenleiter zur Verhinderung von Laseremissionen ohne angeschlossenen Lichtwellenleiter. Über die Gestaltung der Haltevorrichtung ist nichts ausgesagt.
Darstellung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der die Übertragung von Licht auf zuverlässige, einfach handhabbare und individuell anpassbare Weise zum Ohr des Patienten erreicht wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gemäß den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht im zweiteiligen Aufbau einer Ohrhalterung mit einem ersten Übergangsstück, das derart ausgebildet ist, dass es die verwendete Strahlung unter Berücksichtigung der Orientierung des Lichtleiters in Richtung des Gehörganges aussendet, und mit einem am ersten Übergangsstück befestigbaren Haltebügel, der die individuelle Feinanpassung und Positionierung des Übergangsstückes bewirkt. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung wird zur Einkoppelung der Strahlung in den Lichtwellenleiter ein zweites Übergangsstück eingesetzt, das wiederum aus zwei Teilen besteht, nämlich einem ersten Teil zur Verbindung mit der Strahlungsquelle, insbesondere einem Laser, und einem zweiten Teil, einer Pressspitze, die mit dem eingangsseitigen Ende des Lichtwellenleiters fest verbunden ist und in das erste Teil einsetzbar ist.
Weitere Ausgestaltungen sind weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Übertragungsvorrichtung wird nun anhand von Zeichnungen näher erläutert, es zeigen:
Figur 1 : Eine perspektivische Gesamtansicht der Übertragungsvorrichtung,
Figur 2: eine Aufsicht auf die Ohrhalterung mit erstem Übergangsstück und
Haltebügel,
Figur 3: eine schematische Schnittdarstellung der Übertragungsvorrichtung gemäß Figur 1 ,
Figur 4: einen Detailschnitt durch den Aufbau des zweiten Übergangsstückes, und
Figur 5: eine schematische Darstellung zum Zusammenbau einer Bestrahlungs- vorrichtung mit der erfindungsgemäßen Übertragungsvorrichtung. Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
Im folgenden wird davon ausgegangen, dass als optische Stahlung die Strahlung eines nieder-energetischen Lasers (Low-Level-Laser) verwendet .wird; es ist jedoch auch der Einsatz einer andere Strahlungsquelle mit anderer Frequenz bzw. anderem Frequenzspektrum grundsätzlich möglich.
Die Übertragungsvorrichtung besteht im wesentlichen aus drei Teilen: Einem Lichtwellenleiter 20, einer Ohrhalterung 10, in der das ohrseitige Ende des Lichtwellenleiters 20 aufgenommen ist, und ein Übergangsstück 30, in dem das laserseitige Ende des Lichtleiters 20 aufgenommen ist, zur Verbindung mit einem geeigneten Low- Level-Laser 40.
Die Ohrhalterung 10 besteht aus einem ersten Übergangsstück 11 , das vorzugsweise knieförmig ausgebildet ist, um eine Umlenkung des in der Regel in einer vertikalen Ebene verlaufenden Lichtleiters 20 in den im wesentlichen horizontal verlaufenden Gehörgang des Ohres zu bewirken, in den die Laserstrahlung eingeleitet werden soll.
Der Lichtwellenleiter 20 ist dünn (maximal 1000 μm) und damit so flexibel, dass er mit einem Biegeradius von 2-5 cm in das Übergangsstück 11 eingeführt oder eingelegt werden kann. Dadurch ist ein sehr kompakter Aufbau des Übergangsstückes 11 möglich, was wiederum den gebildeten Hebelarm verringert, so dass das durch einen Teil des Eigengewichts des Lichtwellenleiters 20 verursachte Drehmoment um den Auflagepunkt des Übergangsstückes 11 am Ohr minimal gehalten wird.
Das Übergangsstück 1 1 besteht aus zwei rinnenförmigen Halbschalen, von denen die eine (1 1.1 ) im Querschnitt von oben in Figur 3 dargestellt ist. In dieser Halbschale verlaufen mehrere Querstege 11.2, in die der Lichtwellenleiter 20 eingelegt wird. Danach wird die andere Halbschale aufgesetzt und mittels Ultraschall verschweißt, dabei drücken sich die keilförmig ausgebildeten Stege 11.3 in den Mantel des Lichtwellenleiters 20 und arretieren diesen. Der zum Ohr zeigende Endabschnitt 1 1A des ersten Übergangsstücks 1 1 wird von einem austauschbaren Ohrstück 13 beispielsweise aus weichem Kunststoff umschlossen, das den Auflagekontakt zum Ohr herstellt und aus hygienischen Gründen austauschbar ist. Verschiedene Größen des Ohrstückes 13 dienen zur Anpassung an Kinder- und Erwachsenenohren.
Senkrecht durch die durch das knieförmige erste Übergangsstück 11 gebildete Ebene ist in diesem eine Durchgangsbohrung 11 B eingebracht (Achse X-X), in der der erste Endbereich 12A eines Haltebügels 12 drehbar eingesteckt ist. Der Haltebügel 12 weist eine im wesentlichen U-förmige Gestalt auf, wobei sein zweiter Endabschnitt 12B elastisch verformbar, insbesondere biegbar ist, so dass er an die Form der Ohrmuschel individuell anpassbar ist, so dass zusammen mit dem Ohrstück 13 eine sichere Fixierung der Ohrhalterung 10 am Ohr des Patienten gewährleistet ist.
Die dargestellte Ohrhalterung 10 ist für beide Ohren durch einfaches Umsetzen des Haltebügels 12 einsetzbar.
Die Positionierung des Endabschnitts 11A erfolgt derart, dass die unfokussiert etwa kegelförmig austretende Strahlung in den Gehörgang eindringt und mit einer Leistung von etwa 3-4 mW auf das Trommelfell auftrifft.
Da eine genaue Lokalisierung der geschädigten Hörzellen, von deren Stimulierung man sich eine Besserung des Leidens erhofft, ohnehin nicht möglich ist, erweist sich die beschriebene, einfache Konzeption der Haltevorrichtung 10 als optimaler Kom- promiss zwischen technischem Aufwand und medizinischer Wirkung.
Die Vermeidung einer Fokussierung beim Austritt aus dem Endabschnitt 11A stellt sicher, dass Zellschädigungen vermieden werden, die auftreten könnten, wenn Fokusbereiche hoher Leistungsdichte auf Punkten des Gehörgangs oder des Trommelfells zu liegen kämen.
Zur Einkoppelung der Laserstrahlung des Lasers 40 in den Lichtwellenleiter 20 ist ein zweites Übergangsstück 30 als Focusbuchse vorgesehen, dessen Innenfläche konisch auf die Eintrittsöffnung des Lichtwellenleiters 20 zuläuft und derart dimensio- niert ist, dass der Fokusbereich F des Laserlichts unmittelbar vor der Eintrittsöffnung des Lichtwellenleiters 20 liegt. Die Innenfläche ist zur Erhöhung der Reflexion beschichtet, z.B. mit Chrom, Gold oder Nickel.
Das zweite Übergangsstück 30 ist in seinem Lichtleiter-seitigen Endbereich mit einer zylindrischen Buchse versehen, in die eine Pressspitze 32 .eingeführt ist, die den la- serseitigen Endbereich des Lichtwellenleiters 20 aufnimmt. Hierzu weist die Pressspitze 32 eine. Durchgangsbohrung 33 mit einem ersten Abschnitt 33A mit einem ersten Radius R1 auf, in der der Endbereich des ummantelten Lichtwellenleiters 20 eingeklebt ist, sowie einen nachfolgenden zweiten Abschnitt 33B (ca. 5 mm lang) mit einem zweiten Radius R2, in den ein entmantelter Endabschnitt 20A des Lichtwellenleiters 20 über seine gesamte Länge ragt. Diese Pressspitze 32 wird in die Buchse des Übergangsstückes 30 eingesetzt, beispielsweise eingepresst, so dass der Eintrittsquerschnitt des Lichtwellenleiterendes 20A unmittelbar hinter dem Fokusbereich F der Laserstrahlung liegt und somit eine weitgehend verlustfreie Einkoppelung des Laserlichts in den Lichtwellenleiter 20 gewährleistet ist.
Das zweite Übergangsstück 30 und der Laser 40 werden mittels eines Kupplungsabschnittes 42 miteinander verbunden, beispielsweise nach Art eines Bajonettverschlusses, wie dies in Figur 5 angedeutet ist, oder auch durch einfache Verschrau- bung.
Der Laser weist an seinem Abgabeende eine verjüngten Halteabschnitt 41 auf, auf den ein Ring 39 geschoben ist, der beidseitige Halterungen 34,35 zum Einhängen eines Halteelementes 50 aufweist, beispielsweise mittels Ösenelemente 54,55, so dass der Laser 40 vom Patienten getragen werden kann, um das auf das Übergangsstück 11 wirkende Drehmoment weiter zu verringern.
Durch diesen Aufbau ist eine sehr einfache Handhabung gewährleistet, verbunden mit einem sicheren und individuell anpassbaren Sitz der Ohrhalterung und damit einer zuverlässigen Einstrahlung auf die gewünschten Bereiche des Innenohrs.

Claims

Patentansprüche
1. Übertragungsvorrichtung zur Einleitung von optischer Strahlung in das Ohr, mit einem Lichtwellenleiter, der eine Lichtquelle mit einer Ohrhalterung zur Abgabe der Strahlung verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Ohrhalterung (10) ein erstes Übergangsstück (11), in dem der Endbereich des Lichtwellenleiters (20) geführt ist, und einen Haltebügel (12) beinhaltet, der im Übergangsstück (11) steckbar und derart biegbar ist, dass die Austrittsöffnung (22) des Lichtwellenleiters (20) am Ohr positionierbar ist.
2. Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Übergangsstück (11 ) knieförmig ausgebildet ist.
3. Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Übergangsstück (11) aus zwei rinnenförmigen Halbschalen (11.1 , 11.2) besteht, von denen zumindest die eine (11.1) keilförmige Querstege (11.2) aufweist, die in den Mantel des Lichtwellenleiters (20) eingepresst sind und diesen fixieren.
4. Ubertragungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der zum Ohr zeigende Endabschnitt (11 A) des ersten Übergangsstücks (11) von einem austauschbaren Ohrstück (13) umschlossen ist.
5. Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Einkoppelung der Laserstrahlung in den Lichtwellenleiter (20) ein zumindest teilweise als Focusbuchse für den Laserstrahl dienendes, innenseitig sich konisch verjüngendes zweites Übergangsstück (30) vorgesehen ist, in dessen hohlzylin- drisch ausgebildetem Endbereich (31 ) der Lichtwellenleiter (20) positioniert ist, wobei der in der Focusbuchse erzeugte Focusbereich (F) des Laserstrahls unmittelbar vor der Eintrittsöffnung des Lichtwellenleiters (20) liegt.
6. Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im hohlzylindrischen Endbereich (31) eine Pressspitze (32) befestigt ist, die den la- serseitigen Endbereich des Lichtwellenleiters (20) aufnimmt.
7. Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die konusförmige Innenfläche des zweiten Übertragungss.tücks (30) zumindest in dessen konischem Bereich verspiegelt ist.
8. Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressspitze (32) eine Durchgangsbohrung (33) mit einem ersten Abschnitt (33A) mit einem Radius (R1 ) aufweist, in der der Endbereich des ummantelten Lichtwellenleiters (20) eingesetzt, insbesondere eingeklebt ist, und mit einem nachfolgenden zweiten Abschnitt (33B) mit einem zweiten Radius (R2), in dem ein ent- mantelter Endabschnitt (20A) des Lichtwellenleiters (20) über seine gesamte Länge ragt.
9. Ubertragungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Übergangsstück (30) mindestens eine Halterung (34,35) für ein Tragelement (50) für den Laser (40) beinhaltet.
10. Ubertragungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Übergangsstück (30) und der Laser (40) mittels eines Kupplungsabschnitts (42) miteinander lösbar verbindbar sind.
11. Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungen (34,35) an einem Ring (39) angeordnet sind, der auf einem verjüngten Halteabschnitt (41) des Lasers (40) sitzt.
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