WO2020104897A1 - Apex for an optical waveguide assembly - Google Patents

Apex for an optical waveguide assembly

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WO2020104897A1
WO2020104897A1 PCT/IB2019/059740 IB2019059740W WO2020104897A1 WO 2020104897 A1 WO2020104897 A1 WO 2020104897A1 IB 2019059740 W IB2019059740 W IB 2019059740W WO 2020104897 A1 WO2020104897 A1 WO 2020104897A1
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WO
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apex
light
optical
optical waveguide
laser light
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PCT/IB2019/059740
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Wolfgang Hufnagel
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Wolfgang Hufnagel
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    • A61F9/00Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
    • A61F9/007Methods or devices for eye surgery
    • A61F9/008Methods or devices for eye surgery using laser

Definitions

  • the invention relates to an apex for an optical waveguide arrangement which guides light for a therapeutic treatment of the human or animal body from a proximal end to a distal end, which light brings together light from more than one light source in the region of the treatment site, and wherein light from a first source is therapeutic light, and light from a second source is light for the detection of a physical parameter in the area of the treatment site, and this brings together more than one optical waveguide with different functions at the treatment site, a first recess for a first optical waveguide being arranged within the apex , and wherein a second recess for a second optical waveguide is arranged within the apex. Furthermore, the invention relates to a surgical handpiece, a catheter and a laser unit having this apex.
  • High energy laser light has been used therapeutically in numerous application examples for several years.
  • Laser light is used as a scalpel substitute, but also for the treatment of tumors or for the therapy of inflammatory processes.
  • vessels are obliterated with the help of laser radiation, if necessary, or vessels are reopened by ablative therapy after closure due to illness.
  • the number of therapeutic uses is steadily increasing.
  • This fiber optic tip or apex has a special shape, depending on the type of use can be adapted to the therapeutic features by appropriate shaping of the distal end.
  • the post-published German patent application 10 2017 104 673.9 teaches an apex for an optical waveguide which is suitable for the treatment of glaucoma and has special spherical-concave surfaces for placement on the sclera of the human eye.
  • the object of the invention is to provide a universal system for the therapeutic use of light, which enables a multitude of therapeutic uses, that is to say is versatile and still allows the measurement of physical parameters in real time.
  • the object of the invention is also achieved by a surgical handpiece according to claim 13, a catheter according to claim 14 and a laser system according to claim 15, all having such an apex.
  • the apex fulfills different functions simultaneously.
  • the apex is intended to guide high-energy light, i.e. light with a high optical energy density for therapeutic use to the treatment site.
  • “High optical energy density” is understood to mean an energy density which is sufficient for an irradiance E, measured in W / m 2 , for a typical therapeutic application from a distance of up to 5 cm from the treatment site and an exit angle of the light less or equal 90 ° heat human or animal tissue so strongly that it changes or optically so strongly that the optically induced apoptosis effects of the illuminated cells or coagulation, ablation, evaporation or other therapeutic effects occur.
  • the apex is also intended to guide light from a further light source for measuring physical parameters to the treatment site, to reflect there, the reflection being effected by optical sensor elements, for example in the form of an optical grating which is in the form of an integrated optical or free-space optical grating or a fiber Bragg grating can be shaped as an optical sensor element, in the form of an optical cavity with at least two interfaces, for example in the form of an interferometer or a polarization-dependent waveplate retarder, or in a measuring unit for surface plasmon according to an Otto or Kretschmann arrangement, where the sensorically active elements change when a physical parameter to be measured changes in a comprehensible manner and depending on the size of the parameter.
  • optical sensor elements for example in the form of an optical grating which is in the form of an integrated optical or free-space optical grating or a fiber Bragg grating can be shaped as an optical sensor element, in the form of an optical cavity with at least two interfaces, for example in the form of an inter
  • the change in the grating constant of the optical grating for example the integrated optical or free-space grating or the fiber Bragg grating as an optical sensor element, or the change in the distance from the interfaces in the cavity or the change in absorption in the surface plasmon sensor result and finally to an observable that can be traced back to the physical parameters prevailing at the treatment site.
  • integrated optics light is guided in waveguides (such as fibers, waveguide chips).
  • free space optics which include diffractive (optical grating structures) and refractive (lenses, prisms, mirrors, etc.) free space optics, light is reflected, refracted, diffracted, scattered, collimated, focused, etc. at free optical elements.
  • the apex according to the invention can be constructed in various ways. It is possible to combine all fiber optic functions, such as guiding high-level optical light for therapy and guiding and returning laser light for the measurement of physical parameters, or it is possible to combine different fibers in the apex .
  • the fiber can be selected from the group consisting of: a coaxial or eccentric optical fiber based on a multimode fiber, the one contains coaxially or eccentrically enclosed single-mode fiber with optionally registered optical gratings, for example in the form of fiber Bragg gratings as an optical sensor element, the single-mode fiber being separated from the multimode fiber by cladding, a coaxial or eccentric optical waveguide based on a multimode fiber with optionally inscribed optical gratings, for example in the form of fiber Bragg gratings, and a carrier fiber which has a multimode fiber enclosed by a first cladding and a singlemode fiber enclosed by a second cladding, the sin glemode fiber having one or more optionally inscribed optical fibers Contains gratings, for example in the form of fiber Bragg gratings as an optical sensor element.
  • the apex can also be constructed differently, however, in that it only brings together different, independent optical fibers at the treatment site.
  • the apex brings together more than one optical waveguide with different functions at the treatment site, a first recess for a first optical waveguide being arranged within the apex, and a second recess for a second optical waveguide being arranged within the apex is.
  • a refractive element for example in the form of volume structures with refractive surfaces, such as lenses, prisms or mirrors, or in the form of axicon structures, such as Cones or truncated cones and similar structures, a diffractive element based on microscale and / or nanoscale structures, and a diffuser based on microscale and / or nanoscale structures act.
  • the structure can be chosen as desired so that the light used for Thera pie radially exits as a ring, exits laterally with a preferred direction, or exits diffusely, but has a cylindrical (360 °) or partially cylindrical ( ⁇ 360 °) radiation profile.
  • the radiation characteristics are determined by the therapeutic purpose.
  • the axial radiation is suitable, for example, for the light-induced opening of totally closed coronary vessels (Coronary Total Occlusion, CTO), in which the optical waveguide arrangement is pushed until just before the coronary occlusion and the occlusion there, which means by fusing, ablating or removing the sealing plug, is opened.
  • CTO Core Total Occlusion
  • Another use of the system can include the treatment of benign prostatic hypertrophy (BPH).
  • BPH benign prostatic hypertrophy
  • the laser system is used to irradiate soft urological tissue within the prostate using imaging methods such as magnetic resonance imaging (MRI) or ultrasound (US) or any surgical navigation system or without instructions.
  • the sensor element in the apex detects the physical changes in the application zone where therapeutic light is emitted, such as temperature and / or pressure.
  • An interrogator connected to the sensory light guide captures this data in real time.
  • the interface between the interrogator and the laser device enables the control of at least one of the therapeutic light properties such as intensity, wavelength, frequency etc.
  • the limits of the desired therapy parameters such as maximum tissue temperature and / or applicable therapeutic light intensity can be determined by the surgeon / surgeon or a specialist , be determined.
  • the acquired therapy protocol consisting of information such as time and temperature history in the target tissue, is saved and can be entered directly into the patient file. These data can be viewed online and / or made available via block chain, time stamp and / or other relevant cryptographic procedures with high data security.
  • At least one first optical waveguide which guides high-energy light to the treatment site
  • at least one second optical waveguide via which physical parameters can be measured
  • a single-mode fiber with optional inscribed optical gratings for example in the form of a fiber -Bragg- grating as an optical sensor element or an optical grating inscribed directly into the apex creates a system with a very wide range of applications.
  • the first recess is provided for a first optical waveguide that guides light for the treatment of the animal or human body, such as laser light for the obliteration of blood vessels, or laser light for example treatment a glaucoma, or laser light for example therapy of tumors in the urological area with triggering a light-induced apoptosis, laser light for the treatment of a coronary total occlusion (English: Coronary Total Occlusion, CTO), laser light for the treatment of thyroid nodules or laser light for lipolysis, whereby the first optical waveguide is preferably an optical waveguide based on a multimode fiber, in coronary areas or in the brain, where many curvatures have to be overcome, but can also be designed as a single-mode fiber, preferably as a photonic crystal fiber, and the second recess is provided for a second optical waveguide is the light for measuring the temperature and / or the pressure in the area of the apex through an optical sensor element, for
  • the temperature at the treatment site it may be necessary not only to measure the temperature at the treatment site, but also other parameters, such as the reflectivity or the light scattering of the tissue to be treated, the pH value prevailing at the treatment site, or the there prevailing pressure.
  • other parameters such as the reflectivity or the light scattering of the tissue to be treated, the pH value prevailing at the treatment site, or the there prevailing pressure.
  • at least one further recess for a further optical waveguide is arranged within the apex.
  • the atraumatic shape preferably having a circular or elliptical profile and preferably a round, has atraumatic distal tip through which the apex at the treatment site cannot cause mechanical injuries.
  • the apex encloses the fibers inside hermetically, so that no liquid can penetrate the apex, with the exception of those places that are intended to allow the targeted penetration of body fluids, especially for diagnostic purposes.
  • the hermetic seal enables regulation of the therapeutic light beam in such a way that the performance of the therapeutic light is controlled as a controlled variable.
  • the pulse-pause ratio of the therapeutic light is suitable or with a real power control, the control signal as an actuator for the output of the therapeutic light beam.
  • the reflected light in the sensory light guide is used as the measuring element, which is assigned to a physical parameter via a spectral analysis and / or an intensity analysis.
  • the therapeutic light for laser ablation of tissue can be regulated via a temperature measurement via the sensory light guide, into which another light is injected.
  • the lattice constant of a fiber Bragg grating for example at the distal end of the sensory light guide, changes.
  • a temperature can be clearly determined and used to regulate the power of the laser.
  • the power of the laser is reduced when it reaches a certain temperature and if the temperature falls below a certain level, the laser power is increased again.
  • control strategies such as control based on the PID principle, can be used to optimize this control.
  • the atraumatic distal tip is angled in order to simplify an introduction into a branch of the human or animal blood or vascular system by twisting.
  • the apex is made of a temperature-stable and biocompatible material, such as quartz glass produced by a sol-gel process or of highly temperature-stable polymers or of Ormoceren.
  • the apex can be manufactured directly or can be obtained using mold inserts and molding processes.
  • the apex is composed of at least two directly or by molding individual parts, into which the fibers seen before were inserted during the process of joining and apex individual parts and fibers glued or thermally welded to one another are. Regardless of the manufacturing method, it is particularly advantageous if the apex including the optical elements it contains and the optical fibers entering it are completely closed (hermetically sealed) and also in the capillary area by means of monolithic design or by gluing and / or by sealing the capillaries Liquid entry is secured.
  • An even more important aspect of the closed embodiment is that it does not cover the optical elements within the apex with a liquid film, which can change the optical properties of the optical elements in the apex because either the refractive index difference between the interior of the optical Element and the optically effective interface of the optical element changes or the optical properties change due to the overlay with blood and / or serum in the area of light absorption of blood and / or serum.
  • the apex on the one hand guides laser light as therapeutic light to the tissue and heat or other light radiation as feedback again out of the apex leads to the proximal end.
  • plastic as the material for the apex, for example, because the power of the laser light can be regulated by the feedback so that the temperature at the apex just does not reach the melting temperature of the apex.
  • the very precise feedback has the advantage that tissue is only heated to such an extent that apoptosis of the tissue destroyed by thermolysis occurs in the desired manner. Unlike tissue burning, tissue that undergoes apoptosis can be broken down by the body.
  • the at least one element acting as a diffuser has nanoscale scattering particles, the average grain size of which is less than 100 nm, a narrow grain size distribution preferably being provided with a standard deviation of the grain diameter of less than 20 nm the nanoscale structure of the scattering particles causes a particularly uniform and diffuse light scattering, which also has a depolarizing effect.
  • the depolarizing effect can convert the usually polarized laser light into diffuse but high-energy light, so that the therapeutic effect is changed, which is dependent on the light polarization, particularly in the case of structured or anisotropically structured tissue.
  • light polarization is of subordinate importance for laser-induced interstitial thermotherapy (LITT)
  • the polarization of therapeutic light can play an important role in other therapies, such as when activating pharmaceutically active substances only at the treatment site.
  • a surgical handpiece can have an apex that is constructed as above.
  • a catheter can also have an apex described above for diagnostic or combined diagnostic / therapeutic methods.
  • a laser unit for treating human or animal bodies with light can be considered.
  • This has: at least one previously described apex and at least one laser light source, and at least one sensor unit.
  • the sensor unit measures physical states in the area of the apex via the second or further optical waveguide.
  • the at least one laser light source forms a controlled system together with the at least one sensor unit and a control unit.
  • the control unit regulates the radiation power of the at least one laser light source via feedback from the sensor unit itself.
  • the sensor unit itself can be adapted to the measurement purpose.
  • the sensor unit is, for example, an interrogator, a spectrometer or an optical or optoelectronic filter arrangement that breaks down light from the second or further optical waveguide into its spectral components or can evaluate interferometric and / or polarization-dependent information .
  • the Control unit as a function of the spectral components changing for the measurement of a physical parameter and / or the interferometric and / or polarization-dependent information regulate the power of the laser light of the at least one laser light source.
  • the physician can only display the physical parameters.
  • a further device of the overall system records the operating parameters of the control unit over a coherent treatment period as a measurement and operation protocol and provides a time stamp, the measurement and operation protocol in real time or after the treatment has been completed with the help a digital signature is optionally included in a public blockchain for non-changeable documentation. It can be documented that the temperature at the treatment site has never risen above an accepted maximum. This can be important in order to document critical operations, for example in the field of neurosurgery, that no tissue has been undesirably and undesirably overheated in an undesired and undesirable manner and that the ambient conditions during the therapy have been observed.
  • Such a device behaves like a flight recorder whose data cannot be changed subsequently and can therefore even be evaluated for legal purposes.
  • this not only enables documentation for legal purposes, but also documentation of the operating parameters, which can be repeated for later post-treatment with identical parameters.
  • this documentation of the operating parameters can be very helpful in order to avoid repeated experimentation on the patient during surgery / therapy.
  • FIG. 3 shows a third variant of the apex according to the invention with a curved tip
  • FIG. 4 shows a fourth variant of the apex according to the invention with a diffuser
  • FIG. 5 shows a fifth variant of the apex according to the invention with a hollow space, itself acting as a diffuser
  • FIG. 6 shows a laser system having an apex according to the invention on a catheter
  • FIG. 7 shows a first variant of a surgical flange piece having an apex according to the invention
  • FIG. 8 shows a second variant of a surgical piece of flange having an apex according to the invention.
  • FIG. 1 shows a first variant of the apex 1 according to the invention for a light waveguide arrangement 2 which guides light 3 from a proximal end PE to a distal end DE.
  • This apex 1 essentially has a torpedo shape or a cigar shape with a circular profile P, with an atraumatic tip S being provided at the distal end DE which, when the apex 1 is inserted, for example as part of a catheter 120 into the bloodstream B of the human or animal body K, caused no injury by its shape.
  • the shape of the profile P can be circular, elliptical or organic in shape, with “organic shape” meaning the absence of ridges and edges and all surfaces merging into one another with a constant change in the curvature.
  • apex 1 at the rear end of the apex 1 there are three cutouts 4, '5' and 6 'for one optical fiber 4, 5 and 6 each.
  • the apex hermetically seals the optical fibers 4, 5 and 6.
  • a halved Apex 1 is shown below the Apex 1, which would result from an AA cut. Due to the biert form are two optically acting elements, namely a truncated cone 10 reversed with respect to the direction of light propagation and a cone 11 standing on the tip. The truncated cone 10 and the cone 1 1 are molded into the apex 1 by omitting the corresponding volume.
  • the lateral surfaces of the conical stump 10 and the cone 1 1 form reflecting surfaces, because these in relation to the Direction of propagation of the emerging light 3 exceed the critical angle of the total reflection.
  • the light 3 is reflected on the lateral surfaces of the truncated cone 10 and the cone 11.
  • the light 3 changes its direction and emerges laterally from the apex 1 in an approximately radial direction.
  • the halved apex 1 is shown with optical fibers 4, 5 and 6 inserted.
  • the optical waveguide 4 which here has a multimode fiber MMF, here guides high-energy laser light from a proximal end PE, the source of the laser light, to a distal end DE of the apex 1.
  • the high-energy light passes radially through the truncated cone 10 and the cone 11 out of Apex 1.
  • Both cones 10 and 11 each couple out part of the light emitted by the optical waveguide 4, the arrangement of the two or more cones determining the partial ratio of the coupling-out of each cone.
  • the function of the other two optical fibers 5 and 6 is different. These in the case of the optical fibers 5 and 6 are designed as single-mode fibers SMF.
  • an optical sensor element OS can absorb light from an optically sensory element monolithically integrated in the Apex, for example in the form of an integrated optical or space-optical grating or an optical cavity and return to the evaluation unit.
  • an optical grating for example in the form of a fiber Bragg grating in an optical waveguide 5, 6, the structure of the fiber of the optical waveguide 5, 6 is changed with a short-term laser, so that the refractive index of the fiber material of the optical waveguide 5 , 6 at the location treated with the short-term laser is slightly different from the refractive index the environment of the same fiber material.
  • this optical grating for example in the form of a fiber Bragg grating, acts like an anti-reflective coating on a photographic lens, which is, however, very wavelength-specific.
  • the reference wavelength is reflected and sent back to the source of the light.
  • the length of the section pairs changes due to the thermal expansion, so that the back-reflected wavelength changes.
  • the temperature in the apex 1 can be measured by precisely determining the wavelength of the back-reflected light with the aid of a sensor unit.
  • the optical grating for example in the form of a fiber Bragg grating, only at the tip of the optical waveguide 5, 6.
  • the optical grating can be integrated or can be monolithically integrated directly in the apex.
  • a control loop can be provided in which the laser light as a heating source and the detection of the temperature by the sensor unit form a control loop, which is described in more detail below.
  • the depth of the recess 6 'into the apex 1 is clearly lower fer than the depth of the recess 5 '.
  • the corresponding single-mode fiber with the optical sensor element for example in the form of an integrated or freely spatial-optical grating or an optical cavity or a surface plasmon sensor, thus extends into the area in which the light of the multimode fiber is coupled out.
  • FIG. 2 shows a second variant of the apex 1 according to the invention for an optical waveguide arrangement, which guides light 3 from a proximal end to a distal end.
  • This Apex 1 shown here essentially also has a torpedo shape or a cigar shape with a circular profile P, only the halves 1 emerging from the section through the plane A-A being shown here.
  • the apex hermetically encloses the optical fibers 4, 5 and 6.
  • the apex 1 shown here also has an atraumatic tip S at the distal end, which due to its shape does not cause any injuries when the apex 1 is inserted, for example as part of a catheter 120 into the bloodstream B of the human or animal body K.
  • the apex 1 sketched here has asymmetrically distributed elements, namely a prism with vertical side faces 10 and another prism with vertical side faces 1 1. These are somewhat to the side of an imaginary axis
  • the light 3 emerging from the optical waveguide 4 is arranged to form elements acting as mirrors. These acting as a mirror elements prism 10 and prism 1 1 couple the light from the side, but with a preferred direction. Both prisms 10 and 11 couple part of the mode fiber 4 emitted light, the arrangement of the two or more prisms determining the partial ratio of the coupling of the prisms.
  • This Apex 1 can be used for the treatment of blood vessels, for example the obliteration of veins or the obliteration of vein branches or in urological surgery for the treatment of tumors in the urethra or in the bladder, as well as in the ureters as kidney drains through laser-induced apoptosis .
  • the depth of the recess 6 'into the apex 1 is significantly deeper than the depth of the recess 5'.
  • the corresponding single-mode fiber with the optical sensor element for example in the form of an integrated or free-space optical grating or an optical cavity or a surface plasmon sensor, thus extends into the area in which the light of the multimode fiber is coupled out. This makes it possible to measure the local temperature of the apex 1 at the location of the light exit and the temperature of the apex in the area of the coupling with the optical waveguide arrangement 2.
  • the arrangement and size of the optical elements on the optical axis of the apex determine the light distribution, so that a certain amount of light / light output is supplied to each optical element.
  • a light mixer can combine different light sources at the distal or proximal end. This can be, for example, short-wave light in order to trigger ablative processes in the tissue to be treated, and long-wave light can also be mixed in order to induce light and / or heat-induced apoptosis processes in the tissue to be treated. Such a light mixing can be done with so-called "multimode waveguide combiners".
  • FIG. 3 shows a third variant of the apex 1 according to the invention for an optical waveguide arrangement, the light 3 conducts from a proximal end to a distal end.
  • This apex 1 shown here essentially also has a torpedo shape or a cigar shape with a circular profile P, only the half attachments 1 resulting from the section through the plane AA being shown here.
  • the apex hermetically closes the optical fibers 4, 5 and 6.
  • the atraumatic tip is asymmetrical and is bent in a preferred direction.
  • This tip shape helps when inserted as a tip of a catheter to be inserted into branches of blood vessels.
  • This apex 1 also couples light 3 laterally with a preferred direction by means of elements prism 10 and prism 11, here again the outcoupling ratio of the light can be optionally distributed between the two prisms 10 and 11 due to the fixed orientation of the light decoupling in relation to kinked, atraumatic tip S, it is easier to determine the preferred direction of the light occurring at the treatment site.
  • the tip When catheterizing or when using a surgical handpiece, the tip can be fixed in a vascular branch by means of a corresponding rotational position, in which case the direction of the outcoupled light 3 can be reliably determined and can thus be directed specifically at a treatment site by the user.
  • the depth of the recess 6 'in the apex 1 is significantly deeper than the depth of the recess 5'.
  • the corresponding single-mode fiber with the optical sensor element for example in the form of an integrated or free-space optical grating or an optical cavity or a surface plasmon sensor, thus extends into the area in which the light of the multimode fiber is coupled out.
  • FIG. 4 shows a fourth variant of the apex 1 according to the invention for an optical waveguide arrangement, which guides light 3 from a proximal end to a distal end.
  • This apex 1 also essentially has a torpedo shape or a cigar shape with a circular profile P, an atraumatic tip S being provided at the distal end which, when the apex 1 is inserted, for example as part of a catheter 120 into the bloodstream B of the human or animal body K caused no injuries due to its shape.
  • the apex hermetically encloses the optical fibers 4, 5 and 6.
  • this apex 1 has an axicon structure 12, which generates scattered light by doping with nanoscale, that is to say with a grain size of less than 100 nm.
  • the truncated cone 11 as an axicon structure acts as a diffuser acting element 12 through the nanoscale particles.
  • the nanoscale particles have a narrow grain size distribution which, with an assumed Gaussian distribution of the grain size, has a standard deviation of less than 20 nm. In fact, grain size distributions are distributed differently on an RRSB network.
  • this embodiment also provides that in the example shown here the depth of the recess 6 'into the apex 1 is significantly deeper than the depth of the recess 5'.
  • the corresponding single-mode fiber with the optical sensor element for example in the form of an integrated or free-space optical grating and / or an optical cavity and / or a surface plasmon sensor, thus extends into the area in which the light of the multimode fiber is coupled out. This makes it possible to measure the local temperature of the apex 1 at the location of the light exit and the temperature of the apex in the area of the coupling with the optical waveguide arrangement 2. Alternatively, it is possible to use the single-mode fiber 6 to measure the temperature to measure and measure another physical parameter with the single-mode fiber 5, such as the pressure or the local pH.
  • FIG. 5 shows a fifth variant of the apex 1 according to the invention for an optical waveguide arrangement which guides light 3 from a proximal end PE to a distal end DE.
  • This apex 1 also essentially has a torpedo shape or a cigar shape with a circular profile P, with an atraumatic tip S being provided at the distal end DE which guides the apex 1, for example as part of a catheter 120, into the bloodstream B of the apex human or animal body K caused no injuries due to its shape.
  • the apex hermetically encloses the optical fibers 4, 5 and 6.
  • this apex 1 has an axicon structure 12 'designed as a hollow body.
  • the otherwise transparent apex 1 generates scattered light by doping with nanoscale, that is to say with a grain size of less than 100 nm.
  • the hollow truncated cone 11 of the axicon structure 12 ' which is designed as a hollow body, forms an oblique entry surface for the fiber optic cable 4 at the foot of the truncated cone 11 along the lateral surface of the truncated cone 11.
  • the nanoscale particles have a narrow grain size distribution which, with an assumed Gaussian distribution of the grain size, has a standard deviation of less than 20 nm.
  • particle size distributions are distributed differently on an RRSB network. The Gaussian distribution of the grain sizes and the standard deviation are approximately meant here.
  • this embodiment also provides that, in the example shown here, the depth of the recess 6 'into the apex 1 is significantly deeper than the depth of the recess. saving 5 '.
  • the corresponding single-mode fiber with the optical senso element thus extends into the area in which the light of the multimode fiber is coupled out.
  • FIG. 6 shows a laser unit 200 which sends laser light from at least one laser light source LD, here laser diodes, from a proximal end to a distal end.
  • the laser unit 200 has a first optical waveguide 4, and two further optical waveguides 5 and 6, which are combined via an appropriate connector V to form an optical waveguide arrangement 2.
  • the optical waveguide arrangement 2 acts together with an apex 1 as a catheter 120, wherein the apex 1 as the distal end of the catheter 120 can be inserted into the bloodstream B of an animal or human body K in order to use the laser light of the laser unit 200 therapeutically in the patient's vascular system .
  • At least one high-energy laser light source LD is arranged in the laser unit 200, which couples the light from the at least one high-energy laser light source LD into the optical waveguide 4 via a multimodemic MMC (Multi Mode Combiner).
  • the lights of the different laser light sources LD can also have different spectral compositions.
  • the light 3 coupled out in the Apex 1 heats the Apex 1 to temperatures of up to 1,000 ° C.
  • the optical fibers 5 and 6 which are constructed as single-mode fibers SMF and have an optical sensor element, for example in the form of an optical grating, in the area within the apex Temperature of the Apex 1 measured becomes. Specifically, it should be used when using polymeric materials or
  • Ormoceres are controlled so that the temperatures in the Apex 1 always remain sufficiently below the melting temperature of the corresponding material.
  • light is sent into the optical waveguides 5 and 6 which, due to the temperature-related change in the optical sensor element, for example in the form of an integrated or free-space optical grating and / or an optical cavity and / or a surface plasmon sensor, generates a temperature-specific signal to a sensor unit SE send back in the laser unit 200.
  • This sensor unit SE is coupled to a control unit RE, which acts on the multimodem shear or on the laser light sources LD. In this way, a closed control loop is formed, namely laser power, which is converted into heat in the Apex 1, which is sent back to the laser unit based on the measurement of the temperature and acts on the laser power there again via the control unit.
  • FIG. 7 shows a first variant of a surgical handpiece 100, having an apex 1 according to the invention, which directs the light 3 from an optical waveguide arrangement 2 to the treatment site.
  • the user guides the surgical handpiece 100 with the apex 1 into a corresponding body cavity, into a cut in the opened body or into a vessel where the light 3 for therapy emerges accordingly.
  • This surgical handpiece is suitable for the therapeutic use of high-energy laser light in the field of urological surgery, in the field of photodynamic therapy and interstitial laser therapy.
  • FIG. 8 shows a second, special variant of a surgical handpiece 110, having an apex 1 "according to the invention, which guides light 3 from an optical waveguide arrangement 2 to light 3 to the treatment site.
  • the handpiece shown here has an apex 1", which a concave surface points and is therefore suitable as an application apex for the therapeutic treatment of glaucoma.
  • the user guides the surgical handpiece 100 with the apex 1 "onto the patient's eye, where the light 3 for the therapy of glaucoma emerges accordingly.
  • the exact application and the destination of the high-energy light radiation is left to the therapeutic art of the treating doctor .
  • the end is melted and thereby forms a lenticular structure of the surface.
  • the term "atraumatic" can hardly be used meaningfully, since a tip with this small diameter always has the potential to break through a fine vein wall.
  • axicon structure PE proximal end 2 'RE control unit designed as a hollow body

Abstract

The invention relates to an apex (1, 1', 1 ") for an optical waveguide assembly (2), which guides light (3) for a therapeutic treatment from a proximal end (PE) to a distal end (DE), wherein said apex brings together light from more than one light source (LD) in the region of the treatment site, and wherein light from a first source (LD) is therapeutic light, and light from a second source is light for detection, and wherein said apex brings together more than one optical waveguide (4, 5) at the treatment site. According to the invention, at least one diffractive element is provided within the apex (1, 1'), which decouples the light (3) out of the apex (1, 1').

Description

Apex für eine Lichtwellenleiteranordnung  Apex for an optical fiber arrangement
Die Erfindung betrifft einen Apex für eine Lichtwellenleiteranordnung, die Licht für eine therapeutische Behandlung des menschlichen oder tierischen Körpers von einem proximalen Ende zu einem distalen Ende leitet, wobei dieser Licht von mehr als einer Lichtquelle im Bereich des Behandlungsorts zusammenführt, und wobei Licht einer ersten Quelle therapeutisches Licht ist, und Licht einer zweiten Quelle Licht zur Detektion eines physikalischen Parameters im Bereich des Be handlungsorts ist, und wobei dieser mehr als einen Lichtwellenleiter mit verschie denen Funktionen am Behandlungsort zusammenführt, wobei eine erste Ausspa rung für einen ersten Lichtwellenleiter innerhalb des Apex angeordnet ist, und wobei eine zweite Aussparung für einen zweiten Lichtwellenleiter innerhalb des Apex angeordnet ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein chirurgisches Hand stück, einen Katheter und eine Lasereinheit aufweisend diesen Apex. The invention relates to an apex for an optical waveguide arrangement which guides light for a therapeutic treatment of the human or animal body from a proximal end to a distal end, which light brings together light from more than one light source in the region of the treatment site, and wherein light from a first source is therapeutic light, and light from a second source is light for the detection of a physical parameter in the area of the treatment site, and this brings together more than one optical waveguide with different functions at the treatment site, a first recess for a first optical waveguide being arranged within the apex , and wherein a second recess for a second optical waveguide is arranged within the apex. Furthermore, the invention relates to a surgical handpiece, a catheter and a laser unit having this apex.
Hochenergetisches Laserlicht wird seit einigen Jahren vermehrt in zahlreichen Anwendungsbeispielen therapeutisch eingesetzt. So wird Laserlicht eingesetzt als Skalpellersatz, aber auch zum Therapieren von Tumoren oder zum Therapie ren von entzündlichen Prozessen. Schließlich werden Gefäße mit Hilfe von La serstrahlung verödet, wenn dies notwendig ist, oder Gefäße werden durch ablati- ve Therapie nach krankheitsbedingtem Verschluss wieder geöffnet. Die Anzahl der therapeutischen Einsatzmöglichkeiten erhöht sich stetig. Um Laserlicht, das zur Ablation oder zum Schneiden des je nach Behandlungstechnik des korres pondierenden Gewebes eingesetzt wird, an den Applikationsort zu leiten, ist es bekannt, das Laserlicht mit Hilfe von Lichtwellenleitern zur Verfügung zu stellen, wobei am Ende des Lichtwellenleiters eine speziell an die Applikation angepasste Lichtwellenleiterspitze, der sogenannte Apex, angeordnet ist. Diese Lichtwellen leiterspitze oder dieser Apex weist je nach Einsatzart eine spezielle Form auf, die durch entsprechende Formung des distalen Endes an die therapeutischen Be sonderheiten angepasst werden kann. High energy laser light has been used therapeutically in numerous application examples for several years. Laser light is used as a scalpel substitute, but also for the treatment of tumors or for the therapy of inflammatory processes. Finally, vessels are obliterated with the help of laser radiation, if necessary, or vessels are reopened by ablative therapy after closure due to illness. The number of therapeutic uses is steadily increasing. In order to guide laser light that is used for ablation or for cutting the corresponding tissue depending on the treatment technique to the application site, it is known to provide the laser light with the aid of optical waveguides, at the end of the optical waveguide a specially for the Application-adapted optical fiber tip, the so-called apex, is arranged. This fiber optic tip or apex has a special shape, depending on the type of use can be adapted to the therapeutic features by appropriate shaping of the distal end.
In der nachveröffentlichen deutschen Patentanmeldung 10 2017 104 673.9 wird ein Apex für einen Lichtwellenleiter gelehrt, der zur Therapie des Glaukoms ge eignet ist und spezielle sphärisch-konkave Flächen zum Aufsetzen auf die Sklera des menschlichen Auges aufweist.  The post-published German patent application 10 2017 104 673.9 teaches an apex for an optical waveguide which is suitable for the treatment of glaucoma and has special spherical-concave surfaces for placement on the sclera of the human eye.
In der nachveröffentlichten deutschen Patentanmeldung 10 2017 1 11 708.3 wer den verschiedene Apizes für einen Lichtwellenleiter gelehrt, die für die minimalin vasive Chirurgie eingesetzt werden können.  In the post-published German patent application 10 2017 1 11 708.3 who taught the various apices for an optical fiber that can be used for minimally vasive surgery.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein universelles System zum therapeutischen Ein satz von Licht zur Verfügung zu stellen, welches eine Vielzahl von therapeuti schen Einsätzen ermöglicht, also vielseitig ist und dabei noch das Messen von physikalischen Parametern in Echtzeit erlaubt.  The object of the invention is to provide a universal system for the therapeutic use of light, which enables a multitude of therapeutic uses, that is to say is versatile and still allows the measurement of physical parameters in real time.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst durch einen Apex nach An spruch 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen zu Anspruch 1 angegeben.  The object of the invention is thereby achieved by an apex according to claim 1. Further advantageous refinements are specified in the subclaims to claim 1.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch gelöst durch ein chirurgisches Hand stück nach Anspruch 13, ein Katheter nach Anspruch 14 und ein Lasersystem nach Anspruch 15, alle aufweisend einen solchen Apex.  The object of the invention is also achieved by a surgical handpiece according to claim 13, a catheter according to claim 14 and a laser system according to claim 15, all having such an apex.
Nach der Erfindung ist also vorgesehen, dass der Apex verschiedene Funktionen gleichzeitig erfüllt. Der Apex soll hochenergetisches Licht, also Licht mit hoher optischer Energiedichte für den therapeutischen Einsatz zum Behandlungsort leiten. Unter "hoher optischer Energiedichte" wird eine Energiedichte verstanden, die dazu ausreicht, bei einer Bestrahlungsstärke E, gemessen in W/m2, bei einer typischen therapeutischen Anwendung aus einer Entfernung von bis zu 5 cm vom Behandlungsort und einem Austrittswinkel des Lichts kleiner oder gleich 90° menschliches oder tierisches Gewebe thermisch so stark aufzuheizen, dass es sich verändert oder optisch so stark zu belichten, dass optisch induzierte Apopto- se-Effekte der beleuchteten Zellen oder Koagulation, Ablation, Verdampfen oder andere therapeutische Effekte eintreten. Der Apex soll aber auch Licht aus einer weiteren Lichtquelle zur Messung von physikalischen Parametern an den Be handlungsort leiten, dort reflektieren, wobei die Reflexion durch optische Senso relemente geschieht, z.B. in Form eines optischen Gitters, welches in Form eines integriert optischen oder freiraumoptischen Gitters oder eines Fiber-Bragg-Gitters als optisches Sensorelement geformt sein kann, in Form einer optischen Kavität mit mindestens zwei Grenzflächen, z.B. in Form eines Interferometers oder eines polarisationsabhängigen Waveplate- Retarders, oder in einer Messeinheit für Oberflächenplasmonen gemäß einer Otto- oder Kretschmann-Anordnung, wobei sich die sensorisch aktiven Elemente bei Änderung eines zu messenden physika lischen Parameters in nachvollziehbarer Weise und in Abhängigkeit der Größe des Parameters verändern. Die Änderung der Gitterkonstante des optischen Git ters, beispielsweise des integriert optischen oder freiraumoptischen Gitters oder des Fiber-Bragg-Gitters als optisches Sensorelement bzw. die Änderung des Ab stands der Grenzflächen in der Kavität bzw. die Änderung in der Absorption beim Oberflächenplasmonen-Sensor führen schließlich zu einer Observablen, die sich auf den am Behandlungsort herrschenden physikalischen Parameter zurückfüh ren lässt. In einer zuvor erwähnten "integrierten Optik" wird Licht in Wellenleitern (wie zum Beispiel in Fasern, Wellenleiterchips) geleitet. Hingegen wird in der Freiraumoptik, zu der die diffraktive (optische Gitterstrukturen) und refraktive (Linsen, Prismen, Spiegel, etc.) Freiraumoptik gehören, Licht an freien optischen Elementen reflektiert, gebrochen, gebeugt, gestreut, kollimiert, fokussiert, etc.According to the invention, it is provided that the apex fulfills different functions simultaneously. The apex is intended to guide high-energy light, i.e. light with a high optical energy density for therapeutic use to the treatment site. “High optical energy density” is understood to mean an energy density which is sufficient for an irradiance E, measured in W / m 2 , for a typical therapeutic application from a distance of up to 5 cm from the treatment site and an exit angle of the light less or equal 90 ° heat human or animal tissue so strongly that it changes or optically so strongly that the optically induced apoptosis effects of the illuminated cells or coagulation, ablation, evaporation or other therapeutic effects occur. However, the apex is also intended to guide light from a further light source for measuring physical parameters to the treatment site, to reflect there, the reflection being effected by optical sensor elements, for example in the form of an optical grating which is in the form of an integrated optical or free-space optical grating or a fiber Bragg grating can be shaped as an optical sensor element, in the form of an optical cavity with at least two interfaces, for example in the form of an interferometer or a polarization-dependent waveplate retarder, or in a measuring unit for surface plasmon according to an Otto or Kretschmann arrangement, where the sensorically active elements change when a physical parameter to be measured changes in a comprehensible manner and depending on the size of the parameter. The change in the grating constant of the optical grating, for example the integrated optical or free-space grating or the fiber Bragg grating as an optical sensor element, or the change in the distance from the interfaces in the cavity or the change in absorption in the surface plasmon sensor result and finally to an observable that can be traced back to the physical parameters prevailing at the treatment site. In a previously mentioned "integrated optics" light is guided in waveguides (such as fibers, waveguide chips). On the other hand, in free space optics, which include diffractive (optical grating structures) and refractive (lenses, prisms, mirrors, etc.) free space optics, light is reflected, refracted, diffracted, scattered, collimated, focused, etc. at free optical elements.
Der erfindungsgemäße Apex kann auf verschiedene Weise aufgebaut sein. So ist es möglich, sämtliche Lichtwellenleiterfunktionen, wie das Leiten von hochener getischem Licht für die Therapie und das Leiten und Rückführen von Laserlicht für die Messung von physikalischen Parametern in einer Faser zu vereinen, oder aber, es ist möglich, verschiedene Fasern erst im Apex zusammenzuführen. The apex according to the invention can be constructed in various ways. It is possible to combine all fiber optic functions, such as guiding high-level optical light for therapy and guiding and returning laser light for the measurement of physical parameters, or it is possible to combine different fibers in the apex .
Beim Aufbau des Apex als Teil der Spitze einer Faser mit verschiedenen Funkti onen, kann die Faser ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus: ein koaxi aler oder exzentrischer Lichtwellenleiter auf Basis einer Multimodefaser, die eine koaxial oder exzentrisch umschlossene Singlemodefaser mit optional einge schriebenen optischen Gittern, zum Beispiel in Form von Fiber-Bragg-Gittern als optisches Sensorelement enthält, wobei die Singlemodefaser von der Multimode faser durch ein Cladding getrennt ist, ein koaxialer oder exzentrischer Lichtwel lenleiter auf Basis einer Multimodefaser mit optional eingeschriebenen optischen Gittern, zum Beispiel in Form von Fiber-Bragg- Gittern, und eine Trägerfaser, die eine von einem ersten Cladding umschlossene Multimodefaser und eine von ei nem zweiten Cladding umschlossene Singlemodefaser aufweist, wobei die Sin glemodefaser ein oder mehrere optional eingeschriebene optische Gitter, zum Beispiel in Form von Fiber-Bragg-Gittern als optisches Sensorelement enthält. When building the apex as part of the tip of a fiber with different functions, the fiber can be selected from the group consisting of: a coaxial or eccentric optical fiber based on a multimode fiber, the one contains coaxially or eccentrically enclosed single-mode fiber with optionally registered optical gratings, for example in the form of fiber Bragg gratings as an optical sensor element, the single-mode fiber being separated from the multimode fiber by cladding, a coaxial or eccentric optical waveguide based on a multimode fiber with optionally inscribed optical gratings, for example in the form of fiber Bragg gratings, and a carrier fiber which has a multimode fiber enclosed by a first cladding and a singlemode fiber enclosed by a second cladding, the sin glemode fiber having one or more optionally inscribed optical fibers Contains gratings, for example in the form of fiber Bragg gratings as an optical sensor element.
Der Apex kann aber auch anders aufgebaut sein, in dem dieser erst am Behand lungsort verschiedene, voneinander unabhängige Lichtwellenleiter zusammen führt. In diesem Fall ist vorgesehen, dass der Apex mehr als einen Lichtwellenlei ter mit verschiedenen Funktionen am Behandlungsort zusammenführt, wobei ei ne erste Aussparung für einen ersten Lichtwellenleiter innerhalb des Apex ange ordnet ist, und wobei eine zweite Aussparung für einen zweiten Lichtwellenleiter innerhalb des Apex angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass min destens ein Element vorhanden ist, das ausgesucht ist aus der Gruppe beste hend aus: ein refraktives Element, bespielsweise in Form von Volumenstrukturen mit refraktiven Oberflächen, wie z.B. Linsen, Prismen oder Spiegel, oder in Form von Axikonstrukturen, wie Kegel oder Kegelstümpfe und ähnliche Strukturen, ein diffraktives Element, basierend auf mikro- und/oder nanoskaligen Strukturen, und ein als Diffusor, basierend auf mikro- und/oder nanoskaligen Strukturen, wirken des. Der Aufbau kann so nach Belieben gewählt werden, so dass das zur Thera pie eingesetzte Licht radial als Ring austritt, seitlich mit einer Vorzugsrichtung austritt, oder diffus austritt, dabei aber ein zylindrisches (360°) oder ein teilzylind risches (<360°) Abstrahlprofil aufweist. Je nach Art des therapeutischen Einsat zes kann der Apex individuell für den Einsatzzweck gestaltet werden. Je nach Einsatzart kann also vorgesehen sein, dass die verschiedenen Elemente nur ra dial bezüglich der Längsachse des Apex auskoppeln, so dass sich eine ringför- mige Abstrahlcharakteristik ergibt, nur seitlich bezüglich der Längsachse des Apex auskoppeln, so dass sich eine etwa kegelförmige Abstrahlcharakteristik in radialer Richtung ausbildet, nur radial bezüglich der Längsachse des Apex, je doch diffus auskoppeln, so dass sich eine zylindrische (<=360°) Abstrahlcharak teristik ergibt, oder nur axial bezüglich der Längsachse des Apex, so dass sich eine etwa kegelförmige Abstrahlcharakteristik in axialer Richtung ergibt. Die Ab strahlcharakteristik wird bestimmt durch den therapeutischen Zweck. Die axiale Abstrahlung ist beispielsweise geeignet zur lichtinduzierten Öffnung von totalver schlossenen Koronargefäßen (engl.: Coronary Total Occlusion, CTO), in dem die Lichtwellenleiteranordnung bis kurz vor den koronaren Verschluss geschoben wird und dort der Verschluss ablativ, das bedeutet durch Verschmelzen, Ablatie- ren oder Abtragen des verschließenden Pfropfens, geöffnet wird. The apex can also be constructed differently, however, in that it only brings together different, independent optical fibers at the treatment site. In this case, it is provided that the apex brings together more than one optical waveguide with different functions at the treatment site, a first recess for a first optical waveguide being arranged within the apex, and a second recess for a second optical waveguide being arranged within the apex is. According to the invention, there is at least one element that is selected from the group consisting of: a refractive element, for example in the form of volume structures with refractive surfaces, such as lenses, prisms or mirrors, or in the form of axicon structures, such as Cones or truncated cones and similar structures, a diffractive element based on microscale and / or nanoscale structures, and a diffuser based on microscale and / or nanoscale structures act. The structure can be chosen as desired so that the light used for Thera pie radially exits as a ring, exits laterally with a preferred direction, or exits diffusely, but has a cylindrical (360 °) or partially cylindrical (<360 °) radiation profile. Depending on the type of therapeutic use, the apex can be designed individually for the intended purpose. Depending on the type of application, it can therefore be provided that the various elements only couple out radially with respect to the longitudinal axis of the apex, so that a ring-shaped moderate emission characteristic, only couple out laterally with respect to the longitudinal axis of the apex, so that an approximately cone-shaped radiation pattern is formed in the radial direction, but only radially with respect to the longitudinal axis of the apex, but diffuse out, so that a cylindrical (<= 360 °) radiation pattern teristics results, or only axially with respect to the longitudinal axis of the apex, so that there is an approximately conical radiation characteristic in the axial direction. The radiation characteristics are determined by the therapeutic purpose. The axial radiation is suitable, for example, for the light-induced opening of totally closed coronary vessels (Coronary Total Occlusion, CTO), in which the optical waveguide arrangement is pushed until just before the coronary occlusion and the occlusion there, which means by fusing, ablating or removing the sealing plug, is opened.
Ein weiterer Verwendungszweck des Systems kann unter anderem die Behand lung der gutartigen Prostatahypertrophie (BPH) sein. Mit dem Lasersystem wird urologisches Weichgewebe innerhalb der Prostata unter bildgebenden Verfahren wie Magnetresonanztomographie (MRT) oder Ultraschall (US) oder einem belie bigen chirurgischen Navigationssystem oder ohne Anleitung bestrahlt. Das Sen sorelement im Apex erkennt die physikalischen Veränderungen in der Anwen dungszone, wo therapeutisches Licht auskoppelt, wie z.B. Temperatur und/ oder Druck. Ein an den sensorischen Lichtleiter angeschlossene Interrogator erfasst diese Daten in Echtzeit. Die Schnittstelle zwischen Interrogator und Laservorrich tung ermöglicht die Steuerung mindestens einer der therapeutischen Lichteigen schaften wie Intensität, Wellenlänge, Frequenz usw. Die Grenzen der gewünsch ten Therapieparameter wie maximale Gewebetemperatur und/oder anwendbare therapeutische Lichtintensität können durch den Operateur/Chirurg, bzw. einen Facharzt, festgelegt werden. Daraus folgt, dass der gewünschte therapeutische Effekt, wie z.B. Nekrose oder Apoptose oder Koagulation oder Ablation, sicher und geschützt realisiert werden können, um Nebenwirkungen, wie z.B. Verlet zungen an Nervenbündeln, z.B. im Rektal bereich, zu vermeiden. Das erworbene Therapieprotokoll, bestehend aus Informationen wie Zeit- und Temperaturverlauf im Zielgewebe, wird gespeichert und kann unmittelbar in die Patientenakte ein- gehen. Diese Daten können online eingesehen und/oder gesichert über Block- chain, Zeitstempel und/oder andere relevante kryptografische Verfahren mit ho her Datensicherheit bereitgestellt werden. Another use of the system can include the treatment of benign prostatic hypertrophy (BPH). The laser system is used to irradiate soft urological tissue within the prostate using imaging methods such as magnetic resonance imaging (MRI) or ultrasound (US) or any surgical navigation system or without instructions. The sensor element in the apex detects the physical changes in the application zone where therapeutic light is emitted, such as temperature and / or pressure. An interrogator connected to the sensory light guide captures this data in real time. The interface between the interrogator and the laser device enables the control of at least one of the therapeutic light properties such as intensity, wavelength, frequency etc. The limits of the desired therapy parameters such as maximum tissue temperature and / or applicable therapeutic light intensity can be determined by the surgeon / surgeon or a specialist , be determined. It follows that the desired therapeutic effect, such as necrosis or apoptosis or coagulation or ablation, can be realized safely and safely in order to avoid side effects, such as injuries to nerve bundles, for example in the rectal area. The acquired therapy protocol, consisting of information such as time and temperature history in the target tissue, is saved and can be entered directly into the patient file. These data can be viewed online and / or made available via block chain, time stamp and / or other relevant cryptographic procedures with high data security.
In Kombination mit dem Einsatz von mindestens einem ersten Lichtwellenleiter, der hochenergetisches Licht zum Behandlungsort leitet, und mindestens einem zweiten Lichtwellenleiter, über den physikalische Parameter gemessen werden können, wie beispielsweise durch Einsatz einer Singlemodefaser mit optional eingeschriebenen optischen Gittern, zum Beispiel in Form eines Fiber-Bragg- Gitters als optisches Sensorelement, oder eines direkt in den Apex eingeschrie benen optischen Gitters entsteht ein System mit sehr breitem Einsatzspektrum. In combination with the use of at least one first optical waveguide, which guides high-energy light to the treatment site, and at least one second optical waveguide, via which physical parameters can be measured, such as by using a single-mode fiber with optional inscribed optical gratings, for example in the form of a fiber -Bragg- grating as an optical sensor element or an optical grating inscribed directly into the apex creates a system with a very wide range of applications.
In einer ersten Variante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die erste Aus sparung für einen ersten Lichtwellenleiter vorgesehen ist, der Licht zur Behand lung des tierischen oder menschlichen Körpers leitet, wie zum Beispiel Laserlicht für die Verödung von Blutgefäßen, oder Laserlicht zur beispielsweisen Behand lung eines Glaukoms, oder Laserlicht zur beispielsweisen Therapie von Tumoren im urologischen Bereich unter Auslösung einer lichtinduzierten Apoptose, Laser licht zur Behandlung eines koronaren Totalverschlusses (engl.: Coronary Total Occlusion, CTO), Laserlicht zur Behandlung von Schilddrüsenknoten oder Laser licht zur Lipolyse, wobei der erste Lichtwellenleiter bevorzugt ein Lichtwellenleiter auf Basis einer Multimodefaser ist, in koronaren Bereichen oder im Gehirn, wo viele Krümmungen überwunden werden müssen, aber auch als Singlemodefaser, bevorzugt als photonische Kristallfaser ausgeführt sein kann, und die zweite Aus sparung für einen zweiten Lichtwellenleiter vorgesehen ist, der Licht zur Messung der Temperatur und/oder des Drucks im Bereich des Apex durch ein optisch Sensorelement, z.B. ein optisches Gitter, welches in Form eines integriert opti schen oder freiraumoptischen Gitters oder eines Fiber-Bragg-Gitters geformt sein kann, oder in Form einer optischen Kavität mit mindestens zwei Grenzflächen, leitet, wobei der zweite Lichtwellenleiter bevorzugt ein Lichtwellenleiter auf Basis einer Singlemodefaser ist. Je nach Einsatzart kann es notwendig sein, nicht nur die Temperatur am Behand lungsort zu messen, sondern auch andere Parameter, wie zum Beispiel die Re- flektivität oder die Lichtstreuung des zu therapierenden Gewebes, den am Be handlungsort herrschenden pH-Wert, oder den dort herrschenden Druck. Gerade bei Therapien, die mit Hitze einhergehen, oder die eine spezifische Lichtabsorpti on des zu therapierenden Gewebes erfordern, ist es wichtig, während der thera peutischen Anwendung des Lichts diese Parameter stets zu kontrollieren. Dafür kann in einer weiteren Variante des Apex vorgesehen sein, dass mindestens eine weitere Aussparung für einen weiteren Lichtwellenleiter innerhalb des Apex an geordnet ist. In a first variant of the invention it can be provided that the first recess is provided for a first optical waveguide that guides light for the treatment of the animal or human body, such as laser light for the obliteration of blood vessels, or laser light for example treatment a glaucoma, or laser light for example therapy of tumors in the urological area with triggering a light-induced apoptosis, laser light for the treatment of a coronary total occlusion (English: Coronary Total Occlusion, CTO), laser light for the treatment of thyroid nodules or laser light for lipolysis, whereby the the first optical waveguide is preferably an optical waveguide based on a multimode fiber, in coronary areas or in the brain, where many curvatures have to be overcome, but can also be designed as a single-mode fiber, preferably as a photonic crystal fiber, and the second recess is provided for a second optical waveguide is the light for measuring the temperature and / or the pressure in the area of the apex through an optical sensor element, for example an optical grating, which can be shaped in the form of an integrated optical or free-space optical grating or a fiber Bragg grating, or in the form of an optical cavity with at least two interfaces, the second optical waveguide preferably being an optical waveguide based on a single mode fiber. Depending on the type of application, it may be necessary not only to measure the temperature at the treatment site, but also other parameters, such as the reflectivity or the light scattering of the tissue to be treated, the pH value prevailing at the treatment site, or the there prevailing pressure. Especially with therapies that involve heat or that require specific light absorption of the tissue to be treated, it is important to always check these parameters during the therapeutic use of light. For this purpose, in a further variant of the apex it can be provided that at least one further recess for a further optical waveguide is arranged within the apex.
Je nach Einsatzart, zum Beispiel beim Einsatz als Katheterspitze oder zum Ein satz in Öffnungen des Körpers oder in aufgeschnittenem Gewebe ist es vorteil haft, wenn dieser eine atraumatische Form aufweist, wobei die atraumatische Form bevorzugt ein kreisförmiges oder elliptisches Profil aufweist und bevorzugt eine runde, atraumatische distale Spitze hat, durch die der Apex am Behand lungsort keine mechanischen Verletzungen hervorrufen kann. Der Apex um schließt die inliegenden Fasern hermetisch dicht, so dass keine Flüssigkeit in den Apex eindringen kann, mit Ausnahme an solchen Stellen, die speziell für eventu elle Diagnosezwecke das gezielte Eindringen von Körperflüssigkeit erlauben sol len. Die hermetische Abgeschlossenheit ermöglicht eine Regelung des therapeu tischen Lichtstrahls und zwar dergestalt, dass die Leistung des therapeutischen Lichts als Regelgröße kontrolliert wird. Als Führungsgröße eignet sich bei einer Pulsbreitenmodulation als Stellglied das Puls-Pause-Verhältnis des therapeuti schen Lichtes oder bei einer echten Leistungsregelung das Steuersignal als Stellglied für die Leistung des therapeutischen Lichtstrahls. Als Messglied wird das reflektierte Licht im sensorischen Lichtleiter verwendet, das über eine Spekt ralanalyse und/oder über eine Intensitätsanalyse einem physikalischen Parame ter zugeordnet ist. Als konkretes, aber nicht limitierendes Beispiel kann das the rapeutische Licht für eine Laserablation von Gewebe geregelt werden über eine Temperaturmessung über den sensorischen Lichtleiter, in den ein anderes Licht eingetrahlt wird. Je nach Temperatur des zu behandelnden Gewebes am Apex, die durch das therapeutische Licht am Apex als Störgröße erhöht wird, ändert sich die Gitterkonstante eines beispielsweise am distalen Ende des sensorischen Lichtleiters vorhandenes Fiber-Bragg-Gitter. Durch Analyse des durch das Fiber- Bragg-Gitter rückreflektierten Lichts lässt sich eine Temperatur eindeutig ermit teln und zur Regelung der Leistung des Lasers verwenden. Dabei wird die Leis tung des Lasers verringert, wenn das Erreichen einer bestimmten Temperatur festgestellt wird und bei Unterschreiten einer bestimmten Temperatur wird die Laserleistung wieder erhöht. Zur Optimierung dieser Regelung können bekannte Regelstrategien eingesetzt werden wie zum Beispiel eine Regelung nach dem PID-Prinzip. Depending on the type of application, for example when used as a catheter tip or for use in openings in the body or in cut tissue, it is advantageous if it has an atraumatic shape, the atraumatic shape preferably having a circular or elliptical profile and preferably a round, has atraumatic distal tip through which the apex at the treatment site cannot cause mechanical injuries. The apex encloses the fibers inside hermetically, so that no liquid can penetrate the apex, with the exception of those places that are intended to allow the targeted penetration of body fluids, especially for diagnostic purposes. The hermetic seal enables regulation of the therapeutic light beam in such a way that the performance of the therapeutic light is controlled as a controlled variable. As a reference variable with pulse width modulation as an actuator, the pulse-pause ratio of the therapeutic light is suitable or with a real power control, the control signal as an actuator for the output of the therapeutic light beam. The reflected light in the sensory light guide is used as the measuring element, which is assigned to a physical parameter via a spectral analysis and / or an intensity analysis. As a concrete, but not limitative example, the therapeutic light for laser ablation of tissue can be regulated via a temperature measurement via the sensory light guide, into which another light is injected. Depending on the temperature of the tissue to be treated on the apex, which is increased as a disturbance variable by the therapeutic light on the apex, the lattice constant of a fiber Bragg grating, for example at the distal end of the sensory light guide, changes. By analyzing the light reflected back by the fiber Bragg grating, a temperature can be clearly determined and used to regulate the power of the laser. The power of the laser is reduced when it reaches a certain temperature and if the temperature falls below a certain level, the laser power is increased again. Known control strategies, such as control based on the PID principle, can be used to optimize this control.
Für einen speziellen Einsatzzweck als Katheterspitze kann vorgesehen sein, dass die atraumatische distale Spitze abgewinkelt ist, um durch Verdrehen eine Einführung in eine Abzweigung des menschlichen oder tierischen Blut- oder Ge fäßsystems zu vereinfachen. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Apex aus einem temperaturstabilen und biokompatiblen Material hergestellt ist, wie zum Beispiel aus durch ein Sol-Gel-Verfahren hergestelltes Quarzglas oder aus hoch temperaturstabilen Polymeren oder aus Ormoceren. Dabei kann der Apex prinzi piell direkt gefertigt werden oder aber über Formeinsätze und Abformverfahren gewonnen werden.  For a special purpose as a catheter tip, it can be provided that the atraumatic distal tip is angled in order to simplify an introduction into a branch of the human or animal blood or vascular system by twisting. It can be provided that the apex is made of a temperature-stable and biocompatible material, such as quartz glass produced by a sol-gel process or of highly temperature-stable polymers or of Ormoceren. In principle, the apex can be manufactured directly or can be obtained using mold inserts and molding processes.
Des Weiteren ist in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Apex aus mindestens zwei direkt oder durch Abformung gefertigten Einzeltei len zusammengesetzt ist, in welche beim Prozess des Zusammenfügens die vor gesehenen Fasern eingelegt wurden und Apex-Einzelteile und Fasern miteinan der verklebt oder thermisch verschweißt sind. Unabhängig von der Herstellungs methode ist es von besonderem Vorteil, wenn der Apex einschließlich der enthal tenden optischen Elemente und darin eintretenden Lichtwellenleiter vollkommen geschlossen (hermetisch abgeschlossen) und auch im Kapillarbereich durch mo nolithische Gestaltung oder durch Verklebung und/oder durch Versiegelung auch der Kapillaren gegenüber Flüssigkeitseintritt gesichert ist. Dadurch kann der Apex prinzipiell wiederverwendet werden, weil keine Körperflüssigkeiten in den Apex eingetragen werden, die nicht mehr entfernt werden könnten und damit einen Einsatz bei einem weiteren Patienten unmöglich machten, ohne ein Infektionsrisi ko einzugehen. Ein noch wesentlich wichtigerer Aspekt der geschlossenen Aus führungsform ist, dass dadurch die optischen Elemente innerhalb des Apex nicht mit einem Flüssigkeitsfilm belegt werden, wodurch sich die optischen Eigenschaf ten der optischen Elemente in dem Apex verändern können, weil entweder der Brechungsindexunterschied zwischen dem Inneren des optischen Elements und der optisch wirksamen Grenzfläche des optischen Elements sich verändert oder aber die optischen Eigenschaften durch die Überlagerung mit Blut und/oder Se rum im Bereich der Lichtabsorption von Blut und/oder Serum sich verändert. Wenn gewährleistet ist, dass die optischen Eigenschaften stabil sind und sich keine optischen Grenzflächen verändern, dann kann eine hohe Präzision einge halten werden, wenn der Apex einerseits Laserlicht als therapeutisches Licht zum Gewebe führt und Wärme- oder andere Lichtstrahlung als Rückkopplung wieder aus dem Apex heraus zum proximalen Ende führt. Erst diese Präzision ermög licht es, dass als Material für den Apex beispielsweise Kunststoff verwendet wer den kann, weil durch die Rückkopplung die Leistung des Laserlichts so geregelt werden kann, dass die Temperatur am Apex die Schmelztemperatur des Apex gerade eben nicht erreicht. Aber auch bei der Verwendung von niedrigschmel zendem Glas bringt die sehr präzise Rückkopplung den Vorteil, dass Gewebe nur soweit erwärmt wird, dass in erwünschter Weise eine Apoptose des durch Ther- molyse zerstörten Gewebes eintritt. Anders als bei der Verbrennung von Gewebe kann Gewebe, das eine Apoptose durchläuft, vom Körper abgebaut werden.Furthermore, it is provided in an advantageous embodiment of the invention that the apex is composed of at least two directly or by molding individual parts, into which the fibers seen before were inserted during the process of joining and apex individual parts and fibers glued or thermally welded to one another are. Regardless of the manufacturing method, it is particularly advantageous if the apex including the optical elements it contains and the optical fibers entering it are completely closed (hermetically sealed) and also in the capillary area by means of monolithic design or by gluing and / or by sealing the capillaries Liquid entry is secured. This allows the apex in principle, are reused because no body fluids are entered into the apex that could no longer be removed and thus made it impossible to use them with another patient without risking infection. An even more important aspect of the closed embodiment is that it does not cover the optical elements within the apex with a liquid film, which can change the optical properties of the optical elements in the apex because either the refractive index difference between the interior of the optical Element and the optically effective interface of the optical element changes or the optical properties change due to the overlay with blood and / or serum in the area of light absorption of blood and / or serum. If it is guaranteed that the optical properties are stable and that no optical interfaces change, then a high degree of precision can be maintained if the apex on the one hand guides laser light as therapeutic light to the tissue and heat or other light radiation as feedback again out of the apex leads to the proximal end. Only this precision makes it possible to use plastic as the material for the apex, for example, because the power of the laser light can be regulated by the feedback so that the temperature at the apex just does not reach the melting temperature of the apex. But even when using low-melting glass, the very precise feedback has the advantage that tissue is only heated to such an extent that apoptosis of the tissue destroyed by thermolysis occurs in the desired manner. Unlike tissue burning, tissue that undergoes apoptosis can be broken down by the body.
Für einen weiteren speziellen Einsatzzweck kann auch vorgesehen sein, dass das mindestens eine als Diffusor wirkende Element nanoskalige Streupartikel aufweist, deren mittlere Korngröße kleiner 100 nm ist, wobei bevorzugt eine enge Korngrößenverteilung vorgesehen ist mit einer Standardabweichung des Korn durchmessers von weniger als 20 nm. Durch die nanoskalige Struktur der Streu partikel wird eine besonders gleichmäßige und diffuse Lichtstreuung verursacht, die darüber hinaus depolarisierend wirkt. Gerade beim Einsatz von Laserlicht kann die depolarisierende Wirkung das üblicherweise polarisierte Laserlicht zu diffusem, aber hochenergetischem Licht umwandeln, so dass die therapeutische Wirkung dadurch verändert wird, die gerade bei strukturiertem oder anisotrop aufgebautem Gewebe abhängig von der Lichtpolarisation ist. Die Lichtpolarisati on ist zwar für die laserinduzierte interstitielle Thermotherapie (LITT) von unter geordneter Bedeutung, bei anderen Therapien kann aber die Polarisation des therapeutischen Lichts eine wichtige Rolle spielen, wie beispielsweise bei der Aktivierung von pharmazeutisch wirksamen Substanzen erst am Behandlungsort. For a further special purpose it can also be provided that the at least one element acting as a diffuser has nanoscale scattering particles, the average grain size of which is less than 100 nm, a narrow grain size distribution preferably being provided with a standard deviation of the grain diameter of less than 20 nm the nanoscale structure of the scattering particles causes a particularly uniform and diffuse light scattering, which also has a depolarizing effect. Especially when using laser light, the depolarizing effect can convert the usually polarized laser light into diffuse but high-energy light, so that the therapeutic effect is changed, which is dependent on the light polarization, particularly in the case of structured or anisotropically structured tissue. Although light polarization is of subordinate importance for laser-induced interstitial thermotherapy (LITT), the polarization of therapeutic light can play an important role in other therapies, such as when activating pharmaceutically active substances only at the treatment site.
Um das Licht in chirurgischen Behandlungen durch den Chirurgen einfach appli zieren zu können, kann ein chirurgisches Handstück einen Apex aufweisen, der wie vorstehend aufgebaut ist. Auch zu diagnostischen oder kombiniert diagnosti schen/therapeutischen Verfahren kann ein Katheter einen zuvor beschriebenen Apex aufweisen. In order to be able to easily apply the light in surgical treatments by the surgeon, a surgical handpiece can have an apex that is constructed as above. A catheter can also have an apex described above for diagnostic or combined diagnostic / therapeutic methods.
Als Gesamtsystem zum therapeutischen Einsatz von hochenergetischem Licht kommt eine Lasereinheit zur Behandlung des menschlichen oder tierischen Kör pers mit Licht in Betracht. Diese weist auf: mindestens einen zuvor beschriebe nen Apex und mindestens eine Laserlichtquelle, sowie mindestens eine Sen soreinheit. Die Sensoreinheit misst physikalische Zustände im Bereich des Apex über den zweiten oder weiteren Lichtwellenleiter. In bevorzugter Ausführungs form ist vorgesehen, dass die mindestens eine Laserlichtquelle zusammen mit der mindestens einen Sensoreinheit und einer Regeleinheit eine Regelstrecke bildet. Auf diese Weise regelt die Regeleinheit die Strahlungsleistung der mindes tens einen Laserlichtquelle über eine Rückkopplung durch die Sensoreinheit selbst. Die Sensoreinheit selbst kann angepasst sein an den Messzweck. Als vielseitig einsetzbar hat es sich herausgestellt, wenn die Sensoreinheit beispiels weise ein Interrogator, ein Spektrometer oder eine optische beziehungsweise opto-elektronische Filteranordnung ist, die Licht aus dem zweiten oder weiteren Lichtwellenleiter in seine spektralen Bestandteile zerlegt oder interferometrische und/oder polarisationsabhängige Informationen auswerten kann. Dabei kann die Regeleinheit in Abhängigkeit der für die Messung eines physikalischen Parame ters sich ändernden Spektralbestandteile und/oder der interferometrischen und/oder polarisationsabhängigen Information die Leistung des Laserlichtes der mindestens einen Laserlichtquelle regeln. Optional kann sie die physikalischen Parameter dem behandelnden Arzt aber auch nur anzeigen. As a total system for the therapeutic use of high-energy light, a laser unit for treating human or animal bodies with light can be considered. This has: at least one previously described apex and at least one laser light source, and at least one sensor unit. The sensor unit measures physical states in the area of the apex via the second or further optical waveguide. In a preferred embodiment, it is provided that the at least one laser light source forms a controlled system together with the at least one sensor unit and a control unit. In this way, the control unit regulates the radiation power of the at least one laser light source via feedback from the sensor unit itself. The sensor unit itself can be adapted to the measurement purpose. It has proven to be versatile when the sensor unit is, for example, an interrogator, a spectrometer or an optical or optoelectronic filter arrangement that breaks down light from the second or further optical waveguide into its spectral components or can evaluate interferometric and / or polarization-dependent information . The Control unit as a function of the spectral components changing for the measurement of a physical parameter and / or the interferometric and / or polarization-dependent information regulate the power of the laser light of the at least one laser light source. Optionally, however, the physician can only display the physical parameters.
In besonderer Ausgestaltung der Lasereinheit kann vorgesehen sein, dass eine weitere Vorrichtung des Gesamtsystems die Betriebsparameter der Regeleinheit über einen zusammenhängenden Behandlungszeitraum als Mess- und Betriebs protokoll aufzeichnet und mit einem Zeitstempel versieht, wobei das Mess- und Betriebsprotokoll in Realzeit oder nach abgeschlossener Behandlung mit Hilfe einer digitalen Signatur versehen wird, wahlweise in einer öffentlichen Blockchain zur nichtveränderlichen Dokumentation aufgenommen wird. Damit lässt sich do kumentieren, dass zu keinem Zeitpunkt die Temperatur am Behandlungsort über ein akzeptiertes Maximalmaß gestiegen ist. Dies kann wichtig sein, um bei kriti schen Operationen, zum Beispiel im Bereich der Neurochirurgie, zu dokumentie ren, dass kein Gewebe in ungewollter und unerwünschter Weise ungewollt über hitzt worden ist und dass die Umgebungsbedingungen bei der Therapie eingehal ten worden sind. Eine solche Vorrichtung verhält sich wie ein Flugschreiber, des sen Daten nicht nachträglich verändert werden können und daher sogar für ge richtliche zwecke auswertbar sind. Aber nicht nur eine Dokumentation zu rechtli chen Zwecken ist damit erreichbar, sondern auch eine Dokumentation der Be triebsparameter, die für eine spätere Nachbehandlung mit identischen Parame tern wiederholt werden kann. Gerade für Patienten, deren Physiologie eine indi viduelle therapeutische Dosis und ein individuelles Vorgehen erfordert, kann die se Dokumentation der Betriebsparameter sehr hilfreich sein, um wiederholtes Experimentieren am Patienten unter der Operation / unter der Therapie zu ver meiden.  In a special embodiment of the laser unit, it can be provided that a further device of the overall system records the operating parameters of the control unit over a coherent treatment period as a measurement and operation protocol and provides a time stamp, the measurement and operation protocol in real time or after the treatment has been completed with the help a digital signature is optionally included in a public blockchain for non-changeable documentation. It can be documented that the temperature at the treatment site has never risen above an accepted maximum. This can be important in order to document critical operations, for example in the field of neurosurgery, that no tissue has been undesirably and undesirably overheated in an undesired and undesirable manner and that the ambient conditions during the therapy have been observed. Such a device behaves like a flight recorder whose data cannot be changed subsequently and can therefore even be evaluated for legal purposes. However, this not only enables documentation for legal purposes, but also documentation of the operating parameters, which can be repeated for later post-treatment with identical parameters. Especially for patients whose physiology requires an individual therapeutic dose and an individual approach, this documentation of the operating parameters can be very helpful in order to avoid repeated experimentation on the patient during surgery / therapy.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Es zeigt: The invention is illustrated by the following figures. It shows:
Fig. 1 eine erste Variante des erfindungsgemäßen Apex,  1 shows a first variant of the apex according to the invention,
Fig. 2 eine zweite Variante des erfindungsgemäßen Apex,  2 shows a second variant of the apex according to the invention,
Fig. 3 eine dritte Variante des erfindungsgemäßen Apex mit gekrümmter Spitze, 3 shows a third variant of the apex according to the invention with a curved tip,
Fig. 4 eine vierte Variante des erfindungsgemäßen Apex mit Diffusor, 4 shows a fourth variant of the apex according to the invention with a diffuser,
Fig. 5 eine fünfte Variante des erfindungsgemäßen Apex mit einem Flohlraum, selbst als Diffusor wirkend,  5 shows a fifth variant of the apex according to the invention with a hollow space, itself acting as a diffuser,
Fig. 6 ein Lasersystem aufweisend einen erfindungsgemäßen Apex an einem Katheter,  6 shows a laser system having an apex according to the invention on a catheter,
Fig. 7 eine erste Variante eines chirurgischen Flandstücks aufweisend einen erfindungsgemäßen Apex,  7 shows a first variant of a surgical flange piece having an apex according to the invention,
Fig. 8 eine zweite Variante eines chirurgischen Flandstücks aufweisend einen erfindungsgemäßen Apex. 8 shows a second variant of a surgical piece of flange having an apex according to the invention.
In Figur 1 ist eine erste Variante des erfindungsgemäßen Apex 1 für eine Licht wellenleiteranordnung 2 skizziert, der Licht 3 von einem proximalen Ende PE zu einem distalen Ende DE leitet. Dieser Apex 1 weist im Wesentlichen eine Torpe doform oder eine Zigarrenform mit einem kreisförmigen Profil P auf, wobei am distalen Ende DE eine atraumatische Spitze S vorgesehen ist, die beim Einführen des Apex 1 , beispielsweise als Teil eines Katheters 120 in die Blutbahn B des menschlichen oder tierischen Körpers K, durch seine Form keine Verletzungen verursacht. Die Form des Profils P kann dabei kreisrund sein, elliptisch oder or ganisch geformt, wobei unter "organisch geformt" die Abwesenheit von Graten und Kanten gemeint ist und sämtliche Flächen mit stetiger Änderung der Krüm mung ineinander übergehen. Am rückwärtigen Ende des Apex 1 befinden sich in dieser Variante drei Aussparungen 4,' 5' und 6' für je einen Lichtwellenleiter 4, 5 und 6. Der Apex umschließt die Lichtwellenleiter 4, 5 und 6 hermetisch dicht. Zur Demonstration des Innenlebens des Apex 1 ist unter dem Apex 1 ein halbierter Apex 1 dargestellt, der durch einen Schnitt A-A entstehen würde. Durch die hal- bierte Form sind zwei optisch wirkende Elemente, nämlich ein in Bezug auf die Lichtausbreitungsrichtung umgekehrter Kegelstumpf 10 und ein auf der Spitze stehender Kegel 11 zu erkennen. Kegelstumpf 10 und Kegel 1 1 sind in den Apex 1 durch Auslassen des entsprechenden Volumens eingeformt. In Bezug auf sich ausbreitendes Licht 3, das zunächst aus einem Lichtwellenleiter 4 in den Apex 1 austritt, der selbst in der Aussparung 4' steckt, bilden die Mantelflächen des Ke gelstumpfes 10 und des Kegels 1 1 spiegelnde Flächen, weil diese in Bezug auf die Ausbreitungsrichtung des austretenden Lichts 3 den Grenzwinkel der Totalre flexion überschreiten. Als Folge davon wird das Licht 3 an den Mantelflächen des Kegelstumpfes 10 und des Kegels 1 1 reflektiert. Dabei ändert das Licht 3 seine Richtung und tritt seitlich in etwa radialer Richtung aus dem Apex 1 heraus. In der untersten Skizze ist der halbierte Apex 1 mit eingelegten Lichtwellenleitern 4, 5 und 6 dargestellt. Der Lichtwellenleiter 4, der hier eine Multimodefaser MMF auf weist, leitet hier hochenergetisches Laserlicht von einem proximalen Ende PE, der Quelle des Laserlichts, zu einem distalen Ende DE des Apex 1. Durch den Kegelstumpf 10 und den Kegel 1 1 tritt das hochenergetische Licht radial aus dem Apex 1 heraus. Beide Kegel 10 und 11 koppeln dabei je einen Teil des durch den Lichtwellenleiter 4 eigestrahlten Lichts aus, wobei die Anordnung der zwei oder mehr Kegel das Teilverhältnis der Auskopplung eines jeden Kegel bestimmt. Die Funktion der beiden anderen Lichtwellenleiter 5 und 6 ist eine andere. Diese bei den Lichtwellenleiter 5 und 6 sind als Singlemodefaser SMF ausgelegt. Sie kön nen an ihrem distalen Ende, das in dem Apex 1 steckt, ein optisches Sensorele ment OS aufweisen bzw. Licht eines in den Apex monolithisch integrierten op tisch sensorischen Elements, z.B. in Form eines integriert optischen oder frei raumoptischen Gitters oder einer optischen Kavität aufnehmen und an die Aus werteeinheit zurückleiten. Beim Einschreiben eines optischen Gitters, zum Bei spiel in Form eines Faser-Bragg-Gitters in einen Lichtwellenleiter 5, 6 wird die Struktur der Faser des Lichtwellenleiters 5, 6 mit einem Kurzeit-Laser verändert, so dass sich der Brechungsindex des Fasermaterials des Lichtwellenleiters 5, 6 an dem mit dem Kurzeit-Laser behandelten Ort geringfügig vom Brechungsindex der Umgebung desselben Fasermaterials unterscheidet. Dadurch findet an der entstehenden Grenzfläche zwischen Bereichen unterschiedlichen Brechungsin dexes eine teilweise Reflexion des durch die Faser des Lichtwellenleiters 5, 6 geleiteten Lichtes statt. Wird der Brechungsindex der Faser des Lichtwellenleiters in kurzen, aufeinanderfolgenden Abschnitten in einem Abstand von l/2 in Bezug auf eine Referenzwellenlänge verändert, so dass sich im Fasermaterial des Lichtwellenleiters 5, 6 Abschnittspaare bilden, die gemeinsam eine Länge von l/2 in Bezug auf eine Referenzwellenlänge haben, so wirkt dieses optische Gitter, zum Beispiel in Form eines Faser-Bragg-Gitters wie eine Antireflexbeschichtung auf einer fotografischen Linse, die jedoch sehr wellenlängenspezifisch ist. Die Referenzwellenlänge wird reflektiert und zur Quelle des Lichtes zurückgesendet. Erwärmt sich nun der Lichtwellenleiter 5, 6 an der Spitze, wo das optische Gitter, zum Beispiel in Form eines optischen Sensorelements eingeschrieben ist, so verändert sich durch die thermische Ausdehnung die Länge der Abschnittspaare, so dass sich die rückreflektierte Wellenlänge ändert. Anhand der Veränderung der rückreflektierten Wellenlänge lässt sich also die Temperatur in dem Apex 1 messen, in dem mit Hilfe einer Sensoreinheit die Wellenlänge des rückreflektier ten Lichtes genau bestimmt wird. Für die korrekte Funktion des so aufgebauten Thermometers ist es nur notwendig, das optischen Gitter, zum Beispiel in Form eines Faser-Bragg- Gitters nur an der Spitze des Lichtwellenleiters 5, 6 einzu schreiben. Oder alternativ kann das optische Gitter integriert oder freiraumoptisch auch direkt im Apex monolitisch integriert sein. FIG. 1 shows a first variant of the apex 1 according to the invention for a light waveguide arrangement 2 which guides light 3 from a proximal end PE to a distal end DE. This apex 1 essentially has a torpedo shape or a cigar shape with a circular profile P, with an atraumatic tip S being provided at the distal end DE which, when the apex 1 is inserted, for example as part of a catheter 120 into the bloodstream B of the human or animal body K, caused no injury by its shape. The shape of the profile P can be circular, elliptical or organic in shape, with “organic shape” meaning the absence of ridges and edges and all surfaces merging into one another with a constant change in the curvature. In this variant, at the rear end of the apex 1 there are three cutouts 4, '5' and 6 'for one optical fiber 4, 5 and 6 each. The apex hermetically seals the optical fibers 4, 5 and 6. To demonstrate the interior of the Apex 1, a halved Apex 1 is shown below the Apex 1, which would result from an AA cut. Due to the biert form are two optically acting elements, namely a truncated cone 10 reversed with respect to the direction of light propagation and a cone 11 standing on the tip. The truncated cone 10 and the cone 1 1 are molded into the apex 1 by omitting the corresponding volume. With regard to propagating light 3, which first emerges from an optical waveguide 4 into the apex 1, which itself is in the recess 4 ', the lateral surfaces of the conical stump 10 and the cone 1 1 form reflecting surfaces, because these in relation to the Direction of propagation of the emerging light 3 exceed the critical angle of the total reflection. As a result, the light 3 is reflected on the lateral surfaces of the truncated cone 10 and the cone 11. The light 3 changes its direction and emerges laterally from the apex 1 in an approximately radial direction. In the bottom sketch, the halved apex 1 is shown with optical fibers 4, 5 and 6 inserted. The optical waveguide 4, which here has a multimode fiber MMF, here guides high-energy laser light from a proximal end PE, the source of the laser light, to a distal end DE of the apex 1. The high-energy light passes radially through the truncated cone 10 and the cone 11 out of Apex 1. Both cones 10 and 11 each couple out part of the light emitted by the optical waveguide 4, the arrangement of the two or more cones determining the partial ratio of the coupling-out of each cone. The function of the other two optical fibers 5 and 6 is different. These in the case of the optical fibers 5 and 6 are designed as single-mode fibers SMF. At their distal end, which is in the Apex 1, they can have an optical sensor element OS or can absorb light from an optically sensory element monolithically integrated in the Apex, for example in the form of an integrated optical or space-optical grating or an optical cavity and return to the evaluation unit. When writing in an optical grating, for example in the form of a fiber Bragg grating in an optical waveguide 5, 6, the structure of the fiber of the optical waveguide 5, 6 is changed with a short-term laser, so that the refractive index of the fiber material of the optical waveguide 5 , 6 at the location treated with the short-term laser is slightly different from the refractive index the environment of the same fiber material. As a result, a partial reflection of the light conducted through the fiber of the optical waveguide 5, 6 takes place at the emerging interface between regions of different refractive indexes. If the refractive index of the fiber of the optical waveguide is changed in short, successive sections at a distance of 1/2 in relation to a reference wavelength, so that 5, 6 pairs of sections are formed in the fiber material of the optical waveguide, which together have a length of 1/2 in relation to have a reference wavelength, this optical grating, for example in the form of a fiber Bragg grating, acts like an anti-reflective coating on a photographic lens, which is, however, very wavelength-specific. The reference wavelength is reflected and sent back to the source of the light. If the optical waveguide 5, 6 now heats up at the tip where the optical grating, for example in the form of an optical sensor element, is inscribed, the length of the section pairs changes due to the thermal expansion, so that the back-reflected wavelength changes. On the basis of the change in the back-reflected wavelength, the temperature in the apex 1 can be measured by precisely determining the wavelength of the back-reflected light with the aid of a sensor unit. For the thermometer constructed in this way to function correctly, it is only necessary to write the optical grating, for example in the form of a fiber Bragg grating, only at the tip of the optical waveguide 5, 6. Or alternatively, the optical grating can be integrated or can be monolithically integrated directly in the apex.
Beim Betrieb des Apex, beispielsweise bei der Behandlung von koronaren Arteri enverschlüssen oder beim Veröden von Gefäßen, heizt sich dieser durch das hochenergetische Laserlicht auf und kann, wenngleich sehr kurzzeitig, Tempera turen von bis zu 1.000°C erreichen. Um eine Überhitzung des Apex zu vermei den, kann eine Regelschleife vorgesehen sein, in welcher das Laserlicht als Heizquelle und die Detektion der Temperatur durch die Sensoreinheit eine Re gelschleife bilden, die weiter unten genauer beschrieben wird. In dem hier ge zeigten Beispiel ist die Tiefe der Aussparung 6' in den Apex 1 hinein deutlich tie- fer als die Tiefe der Aussparung 5'. Die korrespondierende Singlemodefaser mit dem optischen Sensorelement, zum Beispiel in Form eines integriert oder frei raumoptischen Gitters oder einer optischen Kavität oder eines Oberflächenplas- monensensors, reicht so bis in den Bereich, in dem das Licht der Multimodefaser ausgekoppelt wird. When the apex is in operation, for example when treating coronary artery occlusions or when vessels are blocked, it heats up due to the high-energy laser light and can reach temperatures of up to 1,000 ° C, albeit for a very short time. In order to avoid overheating of the apex, a control loop can be provided in which the laser light as a heating source and the detection of the temperature by the sensor unit form a control loop, which is described in more detail below. In the example shown here, the depth of the recess 6 'into the apex 1 is clearly lower fer than the depth of the recess 5 '. The corresponding single-mode fiber with the optical sensor element, for example in the form of an integrated or freely spatial-optical grating or an optical cavity or a surface plasmon sensor, thus extends into the area in which the light of the multimode fiber is coupled out.
Dadurch ist es möglich, die lokale Temperatur des Apex 1 am Ort des Lichtaus tritts zu messen und die Temperatur des Apex im Bereich der Kopplung mit der Lichtwellenleiteranordnung 2. Alternativ ist es möglich, mit der Singlemodefaser 6 die Temperatur zu messen und mit der Singlemodefaser 5 einen anderen physi kalischen Parameter zu messen, wie zum Beispiel den Druck oder den lokalen pH-Wert.  This makes it possible to measure the local temperature of the apex 1 at the location of the light exit and the temperature of the apex in the area of the coupling with the optical waveguide arrangement 2. Alternatively, it is possible to measure the temperature with the single-mode fiber 6 and with the single-mode fiber 5 measure another physical parameter, such as pressure or local pH.
In Figur 2 ist eine zweite Variante des erfindungsgemäßen Apex 1 für eine Lichtwellenleiteranordnung skizziert, der Licht 3 von einem proximalen Ende zu einem distalen Ende leitet. Dieser hier dargestellte Apex 1 weist im Wesentlichen auch eine Torpedoform oder eine Zigarrenform mit einem kreisförmigen Profil P auf, wobei hier nur die durch den Schnitt durch die Ebene A-A entstehenden hal ben Aufsätze 1 dargestellt sind. Der Apex umschließt die Lichtwellenleiter 4, 5 und 6 hermetisch dicht.  FIG. 2 shows a second variant of the apex 1 according to the invention for an optical waveguide arrangement, which guides light 3 from a proximal end to a distal end. This Apex 1 shown here essentially also has a torpedo shape or a cigar shape with a circular profile P, only the halves 1 emerging from the section through the plane A-A being shown here. The apex hermetically encloses the optical fibers 4, 5 and 6.
Auch der hier gezeigte Apex 1 weist am distalen Ende eine atraumatische Spitze S auf, die beim Einführen des Apex 1 , beispielsweise als Teil eines Katheters 120 in die Blutbahn B des menschlichen oder tierischen Körpers K durch seine Form keine Verletzungen verursacht. Anders als es bei dem Apex 1 in Figur 1 vorge sehen ist, weist der hier skizzierte Apex 1 asymmetrisch verteilte Elemente auf, nämlich ein Prisma mit senkrechten Seitenflächen 10 und ein weiteres Prisma mit senkrechten Seitenflächen 1 1. Diese sind etwas seitlich zu einer gedachten Ach se des aus dem Lichtwellenleiter 4 austretenden Lichts 3 angeordnet und bilden so als Spiegel wirkende Elemente. Diese als Spiegel wirkenden Elemente Prisma 10 und Prisma 1 1 koppeln das Licht seitlich aus, jedoch mit einer Vorzugsrich tung. Beide Prismen 10 und 11 koppeln dabei je einen Teil des durch die Multi- modefaser 4 eigestrahlten Lichts aus, wobei die Anordnung der zwei oder mehr Prismen das Teilverhältnis der Auskopplung der Prismen bestimmt. The apex 1 shown here also has an atraumatic tip S at the distal end, which due to its shape does not cause any injuries when the apex 1 is inserted, for example as part of a catheter 120 into the bloodstream B of the human or animal body K. In contrast to the apex 1 shown in FIG. 1, the apex 1 sketched here has asymmetrically distributed elements, namely a prism with vertical side faces 10 and another prism with vertical side faces 1 1. These are somewhat to the side of an imaginary axis The light 3 emerging from the optical waveguide 4 is arranged to form elements acting as mirrors. These acting as a mirror elements prism 10 and prism 1 1 couple the light from the side, but with a preferred direction. Both prisms 10 and 11 couple part of the mode fiber 4 emitted light, the arrangement of the two or more prisms determining the partial ratio of the coupling of the prisms.
Dieser Apex 1 ist einsetzbar für eine Behandlung von Blutgefäßen, zum Beispiel die Verödung von Venen oder die Verödung von Venenverzweigungen oder in der urologischen Chirurgie zum Therapieren von Tumoren in der Harnröhre oder in der Harnblase, sowie in den Harnleitern als Nierenabflüsse durch eine laser lichtinduzierte Apoptose. Auch in diesem, hier gezeigten Beispiel ist die Tiefe der Aussparung 6' in den Apex 1 hinein deutlich tiefer als die Tiefe der Aussparung 5'. Die korrespondierende Singlemodefaser mit dem optischen Sensorelement, zum Beispiel in Form eines integriert oder freiraumoptischen Gitters oder einer optischen Kavität oder eines Oberflächenplasmonensensors, reicht so bis in den Bereich, in dem das Licht der Multimodefaser ausgekoppelt wird. Dadurch ist es möglich, die lokale Temperatur des Apex 1 am Ort des Lichtaustritts zu messen und die Temperatur des Apex im Bereich der Kopplung mit der Lichtwellenleiter anordnung 2.  This Apex 1 can be used for the treatment of blood vessels, for example the obliteration of veins or the obliteration of vein branches or in urological surgery for the treatment of tumors in the urethra or in the bladder, as well as in the ureters as kidney drains through laser-induced apoptosis . Also in this example shown here, the depth of the recess 6 'into the apex 1 is significantly deeper than the depth of the recess 5'. The corresponding single-mode fiber with the optical sensor element, for example in the form of an integrated or free-space optical grating or an optical cavity or a surface plasmon sensor, thus extends into the area in which the light of the multimode fiber is coupled out. This makes it possible to measure the local temperature of the apex 1 at the location of the light exit and the temperature of the apex in the area of the coupling with the optical waveguide arrangement 2.
Für eine sehr präzise Therapie kann vorgesehen sein, dass die die Anordnung und Größe der optischen Elemente auf der optischen Achse des Apex die Licht verteilung bestimmt, so dass jedem optischen Element eine bestimmte Lichtmen ge / Lichtleistung zugeführt wird. Auch ist es möglich, dass durch einen Lichtmi scher am distalen oder am proximalen Ende verschiedene Lichtquellen miteinan der kombiniert werden. Dies kann zum Beispiel kurzwelliges Licht sein, um abla- tive Prozesse im zu behandelnden Gewebe auszulösen und dazu kann langwelli ges Licht gemischt werden, um licht- und/oder wärmeinduzierte Apoptoseprozes- se im zu behandelnden Gewebe zu induzieren. Eine solche Lichtmischung kann mit sog. "Multimode-Wellenleiter-Combinern" geschehen.  For a very precise therapy it can be provided that the arrangement and size of the optical elements on the optical axis of the apex determine the light distribution, so that a certain amount of light / light output is supplied to each optical element. It is also possible for a light mixer to combine different light sources at the distal or proximal end. This can be, for example, short-wave light in order to trigger ablative processes in the tissue to be treated, and long-wave light can also be mixed in order to induce light and / or heat-induced apoptosis processes in the tissue to be treated. Such a light mixing can be done with so-called "multimode waveguide combiners".
Alternativ ist es möglich, mit der Singlemodefaser 6 die Temperatur zu messen und mit der Singlemodefaser 5 einen anderen physikalischen Parameter zu mes sen, wie zum Beispiel den Druck oder den lokalen pH-Wert. Der Apex 1 aus Figur 2 ist in Figur 3 weiter fortgebildet. In Figur 3 ist eine dritte Variante des erfin dungsgemäßen Apex 1 für eine Lichtwellenleiteranordnung skizziert, der Licht 3 von einem proximalen Ende zu einem distalen Ende leitet. Dieser hier dargestell te Apex 1 weist im Wesentlichen auch eine Torpedoform oder eine Zigarrenform mit einem kreisförmigen Profil P auf, wobei hier nur die durch den Schnitt durch die Ebene A-A entstehenden halben Aufsätze 1 dargestellt sind. Der Apex um schließt die Lichtwellenleiter 4, 5 und 6 hermetisch dicht. Alternatively, it is possible to measure the temperature with the single-mode fiber 6 and to measure another physical parameter with the single-mode fiber 5, such as, for example, the pressure or the local pH. The apex 1 from FIG. 2 is further developed in FIG. 3. FIG. 3 shows a third variant of the apex 1 according to the invention for an optical waveguide arrangement, the light 3 conducts from a proximal end to a distal end. This apex 1 shown here essentially also has a torpedo shape or a cigar shape with a circular profile P, only the half attachments 1 resulting from the section through the plane AA being shown here. The apex hermetically closes the optical fibers 4, 5 and 6.
Besonders an der hier gezeigten Variante ist, dass die atraumatische Spitze asymmetrisch ist und in eine Vorzugsrichtung abgeknickt ist. Diese Spitzenform hilft beim Einsatz als Spitze eines Katheters, in Abzweigungen von Blutgefäßen eingeführt zu werden. Auch dieser Apex 1 koppelt durch Elemente Prisma 10 und Prisma 11 Licht 3 seitlich mit einer Vorzugsrichtung aus, wobei auch hier wieder das Auskoppelverhältnis des Lichts wahlfrei auf die beiden Prismen 10 und 1 1 verteilt werden kann Durch die fest stehende Orientierung der Lichtauskopplung im Verhältnis zur abgeknickten, atraumatischen Spitze S ist es leichter, die Vor zugsrichtung des auftretenden Lichtes am Behandlungsort festzustellen. Beim Katheterisieren oder beim Einsatz mit einem chirurgischen Handstück kann die Spitze in einer Gefäßverzweigung durch eine entsprechende Drehstellung fixiert wurden, wobei in diesem Fall die Richtung des ausgekoppelten Lichtes 3 sicher bestimmbar ist und somit durch den Anwender gezielt auf einen Behandlungsort gerichtet werden kann. Wie schon in den vorhergehenden Ausführungsformen ist in dem hier gezeigten Beispiel ist die Tiefe der Aussparung 6' in den Apex 1 hin ein deutlich tiefer als die Tiefe der Aussparung 5'. Die korrespondierende Sin glemodefaser mit dem optischen Sensorelement, zum Beispiel in Form eines in tegriert oder freiraumoptischen Gitters oder einer optischen Kavität oder eines Oberflächenplasmonensensors, reicht so bis in den Bereich, in dem das Licht der Multimodefaser ausgekoppelt wird. Dadurch ist es möglich, die lokale Temperatur des Apex 1 am Ort des Lichtaustritts zu messen und die Temperatur des Apex im Bereich der Kopplung mit der Lichtwellenleiteranordnung 2. Alternativ ist es mög lich, mit der Singlemodefaser 6 die Temperatur zu messen und mit der Sin glemodefaser 5 einen anderen physikalischen Parameter zu messen, wie zum Beispiel den Druck oder den lokalen pH-Wert. In Figur 4 ist schließlich eine vierte Variante des erfindungsgemäßen Apex 1 für eine Lichtwellenleiteranordnung skizziert, der Licht 3 von einem proximalen Ende zu einem distalen Ende leitet. Dieser Apex 1 weist auch im Wesentlichen eine Torpedoform oder eine Zigarrenform mit einem kreisförmigen Profil P auf, wobei am distalen Ende eine atraumatische Spitze S vorgesehen ist, die beim Einführen des Apex 1 , beispielsweise als Teil eines Katheters 120 in die Blutbahn B des menschlichen oder tierischen Körpers K durch seine Form keine Verletzungen verursacht. Der Apex umschließt die Lichtwellenleiter 4, 5 und 6 hermetisch dicht.What is special about the variant shown here is that the atraumatic tip is asymmetrical and is bent in a preferred direction. This tip shape helps when inserted as a tip of a catheter to be inserted into branches of blood vessels. This apex 1 also couples light 3 laterally with a preferred direction by means of elements prism 10 and prism 11, here again the outcoupling ratio of the light can be optionally distributed between the two prisms 10 and 11 due to the fixed orientation of the light decoupling in relation to kinked, atraumatic tip S, it is easier to determine the preferred direction of the light occurring at the treatment site. When catheterizing or when using a surgical handpiece, the tip can be fixed in a vascular branch by means of a corresponding rotational position, in which case the direction of the outcoupled light 3 can be reliably determined and can thus be directed specifically at a treatment site by the user. As in the previous embodiments, in the example shown here, the depth of the recess 6 'in the apex 1 is significantly deeper than the depth of the recess 5'. The corresponding single-mode fiber with the optical sensor element, for example in the form of an integrated or free-space optical grating or an optical cavity or a surface plasmon sensor, thus extends into the area in which the light of the multimode fiber is coupled out. This makes it possible to measure the local temperature of the apex 1 at the location of the light exit and the temperature of the apex in the area of the coupling with the optical waveguide arrangement 2. Alternatively, it is possible to measure the temperature with the single-mode fiber 6 and with the single-mode fiber 5 measure another physical parameter, such as pressure or local pH. Finally, FIG. 4 shows a fourth variant of the apex 1 according to the invention for an optical waveguide arrangement, which guides light 3 from a proximal end to a distal end. This apex 1 also essentially has a torpedo shape or a cigar shape with a circular profile P, an atraumatic tip S being provided at the distal end which, when the apex 1 is inserted, for example as part of a catheter 120 into the bloodstream B of the human or animal body K caused no injuries due to its shape. The apex hermetically encloses the optical fibers 4, 5 and 6.
Zur Darstellung des inneren Aufbaus ist auch hier nur eine offene Hälfte des Apex 1 dargestellt, der durch einen Schnitt durch die Ebene AA (Figur 1 ) entste hen würde. Im Inneren weist dieser Apex 1 eine Axikonstruktur 12 auf, die durch Dotierung mit nanoskaligen, das heißt mit einer Korngröße von weniger als 100 nm, Partikeln Streulicht erzeugen. Der Kegelstumpf 11 als Axikonstruktur wirkt durch die nanoskaligen Partikel als Diffusor wirkendes Element 12. Damit das Licht gleichmäßig gestreut wird, kann es vorgesehen sein, dass die nanoskaligen Partikel eine enge Korngrößenverteilung aufweisen, die bei einer unterstellten Gaußverteilung der Korngröße eine Standardabweichung von weniger als 20 nm aufweist. Tatsächlich sind Korngrößenverteilungen auf einem RRSB-Netz anders verteilt. Die Gaußverteilung der Korngrößen und die Standardabweichung sind hier näherungsweise gemeint. Schließlich ist auch in dieser Ausführungsform vorgesehen, dass in dem hier gezeigten Beispiel die Tiefe der Aussparung 6' in den Apex 1 hinein deutlich tiefer ist als die Tiefe der Aussparung 5'. Die korres pondierende Singlemodefaser mit dem optischen Sensorelement, zum Beispiel in Form eines integriert oder freiraumoptischen Gitters und/oder einer optischen Kavität und/oder eines Oberflächenplasmonensensors, reicht so bis in den Be reich, in dem das Licht der Multimodefaser ausgekoppelt wird. Dadurch ist es möglich, die lokale Temperatur des Apex 1 am Ort des Lichtaustritts zu messen und die Temperatur des Apex im Bereich der Kopplung mit der Lichtwellenleiter anordnung 2. Alternativ ist es möglich, mit der Singlemodefaser 6 die Temperatur zu messen und mit der Singlemodefaser 5 einen anderen physikalischen Para meter zu messen, wie zum Beispiel den Druck oder den lokalen pH-Wert. To illustrate the internal structure, only an open half of the apex 1 is shown here, which would result from a section through the plane AA (FIG. 1). Inside, this apex 1 has an axicon structure 12, which generates scattered light by doping with nanoscale, that is to say with a grain size of less than 100 nm. The truncated cone 11 as an axicon structure acts as a diffuser acting element 12 through the nanoscale particles. In order that the light is evenly scattered, it can be provided that the nanoscale particles have a narrow grain size distribution which, with an assumed Gaussian distribution of the grain size, has a standard deviation of less than 20 nm. In fact, grain size distributions are distributed differently on an RRSB network. The Gaussian distribution of the grain sizes and the standard deviation are approximately meant here. Finally, this embodiment also provides that in the example shown here the depth of the recess 6 'into the apex 1 is significantly deeper than the depth of the recess 5'. The corresponding single-mode fiber with the optical sensor element, for example in the form of an integrated or free-space optical grating and / or an optical cavity and / or a surface plasmon sensor, thus extends into the area in which the light of the multimode fiber is coupled out. This makes it possible to measure the local temperature of the apex 1 at the location of the light exit and the temperature of the apex in the area of the coupling with the optical waveguide arrangement 2. Alternatively, it is possible to use the single-mode fiber 6 to measure the temperature to measure and measure another physical parameter with the single-mode fiber 5, such as the pressure or the local pH.
In Figur 5 ist eine fünfte Variante des erfindungsgemäßen Apex 1 für eine Licht wellenleiteranordnung skizziert, der Licht 3 von einem proximalen Ende PE zu einem distalen Ende DE leitet. Dieser Apex 1 weist auch im Wesentlichen eine Torpedoform oder eine Zigarrenform mit einem kreisförmigen Profil P auf, wobei am distalen Ende DE eine atraumatische Spitze S vorgesehen ist, die beim Ein führen des Apex 1 , beispielsweise als Teil eines Katheters 120 in die Blutbahn B des menschlichen oder tierischen Körpers K durch seine Form keine Verletzun gen verursacht. Der Apex umschließt die Lichtwellenleiter 4, 5 und 6 hermetisch dicht. FIG. 5 shows a fifth variant of the apex 1 according to the invention for an optical waveguide arrangement which guides light 3 from a proximal end PE to a distal end DE. This apex 1 also essentially has a torpedo shape or a cigar shape with a circular profile P, with an atraumatic tip S being provided at the distal end DE which guides the apex 1, for example as part of a catheter 120, into the bloodstream B of the apex human or animal body K caused no injuries due to its shape. The apex hermetically encloses the optical fibers 4, 5 and 6.
Zur Darstellung des inneren Aufbaus ist auch hier nur eine offene Hälfte des Apex 1 dargestellt, der durch einen Schnitt durch die Ebene AA (Figur 1 ) entste hen würde. Im Inneren weist dieser Apex 1 eine als Hohlkörper ausgebildete Axi- konstruktur 12' auf. Im Gegensatz zum Aufbau der vierten Variante in Figur 4 er zeugt in diesem Beispiel der ansonsten transparente Apex 1 durch Dotierung mit nanoskaligen, das heißt mit einer Korngröße von weniger als 100 nm, Partikeln Streulicht. Der hohle Kegelstumpf 1 1 der als Hohlkörper ausgebildeten Axikon- struktur 12' bildet für den aus dem Lichtwellenleiter 4 am Fuße des kegel- stump fes 1 1 eine schräge Eintrittsfläche entlang der Mantelfläche des Kegelstumpfes 1 1. Beim Übergang in den dotierten Apex 1 streut das Licht und tritt aus dem Apex 1 aus. Damit das Licht gleichmäßig gestreut wird, kann es auch in dieser Variante vorgesehen sein, dass die nanoskaligen Partikel eine enge Korn- grö- ßenverteilung aufweisen, die bei einer unterstellten Gaußverteilung der Korn größe eine Standardabweichung von weniger als 20 nm aufweist. Tatsächlich sind Korngrößenverteilungen wie schon in dem vorhergehenden Beispiel auf ei nem RRSB-Netz anders verteilt. Die Gaußverteilung der Korngrößen und die Standardabweichung sind hier näherungsweise gemeint. Schließlich ist auch in dieser Ausführungsform vorgesehen, dass in dem hier gezeigten Beispiel die Tie fe der Aussparung 6' in den Apex 1 hinein deutlich tiefer ist als die Tiefe der Aus- sparung 5'. Die korrespondierende Singlemodefaser mit dem optischen Senso relement, zum Beispiel in Form eines integriert oder freiraumoptischen Gitters und/oder einer optischen Kavität und/oder eines Oberflächenplasmonensensors, reicht so bis in den Bereich, in dem das Licht der Multimodefaser ausgekoppelt wird. Dadurch ist es möglich, die lokale Temperatur des Apex 1 am Ort des Lichtaustritts zu messen und die Temperatur des Apex im Bereich der Kopplung mit der Lichtwellenleiteranordnung 2. Alternativ ist es möglich, mit der Singlemo defaser 6 die Temperatur zu messen und mit der Singlemodefaser 5 einen ande ren physikalischen Parameter zu messen, wie zum Beispiel den Druck oder den lokalen pH-Wert. To illustrate the internal structure, only an open half of the apex 1 is shown here, which would result from a section through the plane AA (FIG. 1). Inside, this apex 1 has an axicon structure 12 'designed as a hollow body. In contrast to the construction of the fourth variant in FIG. 4, in this example the otherwise transparent apex 1 generates scattered light by doping with nanoscale, that is to say with a grain size of less than 100 nm. The hollow truncated cone 11 of the axicon structure 12 ', which is designed as a hollow body, forms an oblique entry surface for the fiber optic cable 4 at the foot of the truncated cone 11 along the lateral surface of the truncated cone 11. At the transition into the doped apex 1, this scatters Light and emerges from Apex 1. In order for the light to be evenly scattered, it can also be provided in this variant that the nanoscale particles have a narrow grain size distribution which, with an assumed Gaussian distribution of the grain size, has a standard deviation of less than 20 nm. In fact, as in the previous example, particle size distributions are distributed differently on an RRSB network. The Gaussian distribution of the grain sizes and the standard deviation are approximately meant here. Finally, this embodiment also provides that, in the example shown here, the depth of the recess 6 'into the apex 1 is significantly deeper than the depth of the recess. saving 5 '. The corresponding single-mode fiber with the optical senso element, for example in the form of an integrated or free-space optical grating and / or an optical cavity and / or a surface plasmon sensor, thus extends into the area in which the light of the multimode fiber is coupled out. This makes it possible to measure the local temperature of the apex 1 at the location of the light exit and the temperature of the apex in the area of the coupling with the optical waveguide arrangement 2. Alternatively, it is possible to measure the temperature with the singlemo defaser 6 and with the singlemode fiber 5 measure another physical parameter, such as pressure or local pH.
In Figur 6 ist schließlich eine Lasereinheit 200 dargestellt, welches Laserlicht aus mindestens einer Laserlichtquelle LD, hier Laserdioden, von einem proximalen Ende zu einem distalen Ende schickt. Dazu weist die Lasereinheit 200 einen ers ten Lichtwellenleiter 4 auf, und zwei weitere Lichtwellenleiter 5 und 6, die über einen entsprechenden Verbinder V zu einer Lichtwellenleiteranordnung 2 zu sammengefasst sind. Die Lichtwellenleiteranordnung 2 wirkt zusammen mit ei nem Apex 1 als Katheter 120, wobei der Apex 1 als distales Ende des Katheters 120 in die Blutbahn B eines tierischen oder menschlichen Körpers K eingeführt werden kann, um im Gefäßsystem des Patienten das Laserlicht der Lasereinheit 200 therapeutisch anzuwenden. In der Lasereinheit 200 ist mindestens eine hochenergetische Laserlichtquelle LD angeordnet, die über einen Multimodemi scher MMC (engl. Multi Mode Combiner) das Licht der mindestens einen hoch energetischen Laserlichtquelle LD in den Lichtwellenleiter 4 einkoppelt. Dabei können die Lichter der verschiedenen Laserlichtquellen LD auch verschiedene spektrale Zusammensetzungen aufweisen. Durch das im Apex 1 ausgekoppelte Licht 3 erhitzt sich der Apex 1 auf Temperaturen bis zu 1.000°C. Um zu vermei den, dass der Apex den Patienten innerlich verbrennt, ist vorgesehen, dass über die Lichtwellenleiter 5 und 6, die als Singlemodefasern SMF aufgebaut sind und im Bereich innerhalb des Apex ein optisches Sensorelement, zum Beispiel in Form eines optischen Gitters aufweisen, die Temperatur des Apex 1 gemessen wird. Speziell soll damit bei Verwendung von polymeren Materialien oder Finally, FIG. 6 shows a laser unit 200 which sends laser light from at least one laser light source LD, here laser diodes, from a proximal end to a distal end. For this purpose, the laser unit 200 has a first optical waveguide 4, and two further optical waveguides 5 and 6, which are combined via an appropriate connector V to form an optical waveguide arrangement 2. The optical waveguide arrangement 2 acts together with an apex 1 as a catheter 120, wherein the apex 1 as the distal end of the catheter 120 can be inserted into the bloodstream B of an animal or human body K in order to use the laser light of the laser unit 200 therapeutically in the patient's vascular system . At least one high-energy laser light source LD is arranged in the laser unit 200, which couples the light from the at least one high-energy laser light source LD into the optical waveguide 4 via a multimodemic MMC (Multi Mode Combiner). The lights of the different laser light sources LD can also have different spectral compositions. The light 3 coupled out in the Apex 1 heats the Apex 1 to temperatures of up to 1,000 ° C. In order to avoid that the apex burns the patient internally, it is provided that the optical fibers 5 and 6, which are constructed as single-mode fibers SMF and have an optical sensor element, for example in the form of an optical grating, in the area within the apex Temperature of the Apex 1 measured becomes. Specifically, it should be used when using polymeric materials or
Ormoceren gesteuert werden, dass die Temperaturen im Apex 1 immer hinrei chend weit unter der Schmelztemperatur des entsprechenden Materials bleiben. Dazu wird Licht in die Lichtwellenleiter 5 und 6 gesendet, die durch die tempera turbedingte Veränderung des optischen Sensorelements, zum Beispiel in Form eines integriert oder freiraumoptischen Gitters und/oder einer optischen Kavität und/oder eines Oberflächenplasmonensensors, ein temperaturspezifisches Sig nal zu einer Sensoreinheit SE in der Lasereinheit 200 zurücksenden. Diese Sen soreinheit SE ist mit einer Regeleinheit RE gekoppelt, die auf den Multimodemi scher oder auf die Laserlichtquellen LD einwirkt. Auf diese Weise bildet sich eine geschlossene Regelschleife, nämlich Laserleistung, die in dem Apex 1 in Wärme umgewandelt wird, die anhand der Messung der Temperatur zur Lasereinheit zurückgesendet wird und dort über die Regeleinheit wieder auf die Laserleistung wirkt. Ormoceres are controlled so that the temperatures in the Apex 1 always remain sufficiently below the melting temperature of the corresponding material. For this purpose, light is sent into the optical waveguides 5 and 6 which, due to the temperature-related change in the optical sensor element, for example in the form of an integrated or free-space optical grating and / or an optical cavity and / or a surface plasmon sensor, generates a temperature-specific signal to a sensor unit SE send back in the laser unit 200. This sensor unit SE is coupled to a control unit RE, which acts on the multimodem shear or on the laser light sources LD. In this way, a closed control loop is formed, namely laser power, which is converted into heat in the Apex 1, which is sent back to the laser unit based on the measurement of the temperature and acts on the laser power there again via the control unit.
In Figur 7 ist eine erste Variante eines chirurgischen Handstücks 100 dargestellt, aufweisend einen erfindungsgemäßen Apex 1 , der Licht 3 aus einer Lichtwellen- leiteranordung 2 das Licht 3 zum Behandlungsort leitet. Zur Applikation führt der Nutzer das chirurgische Handstück 100 mit dem Apex 1 in eine entsprechende Körperhöhlung, in einen Schnitt in den geöffneten Körper oder in ein Gefäß, wo das Licht 3 zur Therapie entsprechend austritt. Dieses chirurgische Handstück eignet sich zur therapeutischen Anwendung von hochenergetischem Laserlicht im Bereich der urologischen Chirurgie, im Bereich der photodynamischen Thera pie und der interstitiellen Lasertherapie. Schließlich ist es auch möglich, bei spielsweise den Apex aus Figur 2 mit dem hier dargestellten chirurgischen Hand stück zu nutzen, beispielsweise für eine nicht-invasive therapeutische Behand lung oder Beleuchtung.  FIG. 7 shows a first variant of a surgical handpiece 100, having an apex 1 according to the invention, which directs the light 3 from an optical waveguide arrangement 2 to the treatment site. For application, the user guides the surgical handpiece 100 with the apex 1 into a corresponding body cavity, into a cut in the opened body or into a vessel where the light 3 for therapy emerges accordingly. This surgical handpiece is suitable for the therapeutic use of high-energy laser light in the field of urological surgery, in the field of photodynamic therapy and interstitial laser therapy. Finally, it is also possible, for example, to use the apex from FIG. 2 with the surgical handpiece shown here, for example for non-invasive therapeutic treatment or lighting.
In Figur 8 ist eine zweite, spezielle Variante eines chirurgischen Handstücks 1 10 dargestellt, aufweisend einen erfindungsgemäßen Apex 1 ", der Licht 3 aus einer Lichtwellenleiteranordung 2 das Licht 3 zum Behandlungsort leitet. Das hier dar gestellte Handstück weist einen Apex 1 " auf, das eine konkave Oberfläche auf- weist und daher als Applikations-Apex zur therapeutischen Behandlung eines Glaukoms geeignet ist. Zur Applikation führt der Nutzer das chirurgische Hand stück 100 mit dem Apex 1 " auf das Auge des Patienten wo das Licht 3 zur The rapie des Glaukoms entsprechend austritt. Die exakte Applikation und der Zielort der hochenergetischen Lichtstrahlung ist dabei der therapeutischen Kunst des behandelnden Arztes überlassen. FIG. 8 shows a second, special variant of a surgical handpiece 110, having an apex 1 "according to the invention, which guides light 3 from an optical waveguide arrangement 2 to light 3 to the treatment site. The handpiece shown here has an apex 1", which a concave surface points and is therefore suitable as an application apex for the therapeutic treatment of glaucoma. For application, the user guides the surgical handpiece 100 with the apex 1 "onto the patient's eye, where the light 3 for the therapy of glaucoma emerges accordingly. The exact application and the destination of the high-energy light radiation is left to the therapeutic art of the treating doctor .
Für eine atraumatische Gestaltung des Endes ist es vorgesehen, dass das Ende aufgeschmolzen ist und dadurch eine linsenförmige Struktur der Oberfläche aus bildet. Bei einem Durchmesser von weniger als 100 pm ist der Begriff "atrauma- tisch" kaum noch sinnvoll anzuwenden, da eine Spitze mit diesem kleinen Durchmesser stets das Potential hat, eine feine Aderwand zu durchbrechen. For an atraumatic design of the end it is provided that the end is melted and thereby forms a lenticular structure of the surface. With a diameter of less than 100 pm, the term "atraumatic" can hardly be used meaningfully, since a tip with this small diameter always has the potential to break through a fine vein wall.
B E Z U G S Z E I C H E N L I S T E B E Z U G S Z E I C H E N L I S T E
Apex 110 chirurgisches Handstück ' Apex 120 Katheter Apex 110 surgical handpiece 'Apex 120 catheter
" Apex "Apex
Lichtwellenleiteranordnung 200 Lasereinheit  Optical waveguide arrangement 200 laser unit
Licht  light
Lichtwellenleiter BG Blutgefäß Optical fiber BG blood vessel
' Aussparung C Cladding 'C cladding recess
Lichtwellenleiteranordnung DE distales Ende Optical fiber arrangement DE distal end
' Aussparung OS optisches Sensorelement Lichtwellenleiter K Körper'Recess OS optical sensor element fiber optic K body
' Aussparung LD Laserdioden MMC Multimo0 Kegel demischer MMF Multimo defaser 'Cutout LD laser diode MMC Multimo0 cone demic MMF Multimo defaser
1 Kegelstumpf 1 truncated cone
P Profil  P profile
2 als Diffusor wirkendes Ele 2 Ele acting as a diffuser
ment, Axikonstruktur PE proximales Ende 2' als Hohlkörper ausgebildete RE Regeleinheit  ment, axicon structure PE proximal end 2 'RE control unit designed as a hollow body
Axikonstruktur S Spitze  Axicon structure S tip
3 als Spiegel wirkendes Ele SE Sensoreinheit 3 Ele SE sensor unit acting as a mirror
ment SMF Singlemodefaser ment SMF single mode fiber
0 koaxialer Lichtwellenleiter TF Trägerfaser0 coaxial optical fiber TF carrier fiber
0 exzentrischer Lichtwellenlei V Verbinder 0 eccentric fiber optic V connector
ter ter
00 chirurgisches Handstück 00 surgical handpiece

Claims

Apex für eine Lichtwellenleiteranordnung P A T E N T A N S P R U C H E Apex for an optical fiber arrangement PATENT CLAIMS
1. Apex (1 , 1 1 ") für eine Lichtwellenleiteranordnung (2), die Licht (3) für eine therapeutische Behandlung des menschlichen oder tierischen Körpers von einem proximalen Ende (PE) zu einem distalen Ende (DE) leitet, wobei dieser Licht von mehr als einer Lichtquelle (LD) im Bereich des Be handlungsorts zusammenführt, und wobei 1. Apex (1, 1 1 ") for an optical waveguide arrangement (2), the light (3) for a therapeutic treatment of the human or animal body from a proximal end (PE) to a distal end (DE), this light from more than one light source (LD) in the area of the treatment site, and where
Licht einer ersten Quelle (LD) therapeutisches Licht ist, und First source (LD) light is therapeutic light, and
Licht einer zweiten Quelle Licht zur Detektion eines physikalischen Pa rameters im Bereich des Behandlungsorts ist, Light from a second source is light for the detection of a physical parameter in the area of the treatment site,
und wobei  and where
dieser mehr als einen Lichtwellenleiter (4, 5) mit verschiedenen Funk tionen am Behandlungsort zusammenführt, wobei  this brings together more than one optical waveguide (4, 5) with different functions at the treatment site, whereby
eine erste Aussparung (4') für einen ersten Lichtwellenleiter (4) inner halb des Apex (1 , 1 ') angeordnet ist, und wobei  a first recess (4 ') for a first optical waveguide (4) is arranged inside the apex (1, 1'), and wherein
eine zweite Aussparung (5') für einen zweiten Lichtwellenleiter (5) in nerhalb des Apex (1 , 1 ') angeordnet ist,  a second recess (5 ') for a second optical waveguide (5) is arranged inside the apex (1, 1'),
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
innerhalb des Apex (1 , 1 ') mindestens ein Sensorelement, beispielsweise in Form eines diffrakti- ven Elements in Form eines integriert oder freiraumoptischen Gitters oder eine optische Kavität mit mindestens zwei Grenzflächen, zum Beispiel in Form eines Interferometers oder eines polarisationsabhän gigen Waveplate-Retarders, und/oder einer Messeinheit für Oberflä chenplasmonen gemäß einer Otto- oder Kretschmann-Anordnung within the apex (1, 1 ') at least one sensor element, for example in the form of a diffractive element in the form of an integrated or free-space grating or an optical cavity with at least two interfaces, for example in the form of an interferometer or a polarization-dependent waveplate retarder, and / or a measuring unit for surface plasmon according to an Otto or Kretschmann arrangement
und and
wahlweise kein oder mindestens ein Element ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus optionally no or at least one element selected from the group consisting of
ein als Linse wirkendes refraktives Element, beispielsweise in Form von Volumenstrukturen mit refraktiven Oberflächen, wie z.B. Linse, Prismen, Spiegel oder Kavitäten oder in Form von Axi ko n Strukturen, wie Kegel (10) oder Kegelstümpfe (1 1 ),  a refractive element acting as a lens, for example in the form of volume structures with refractive surfaces, such as Lens, prisms, mirrors or cavities or in the form of axial structures, such as cones (10) or truncated cones (1 1),
ein als Diffusor wirkendes Element (12),  an element (12) acting as a diffuser,
ein als Linse, Spiegel oder Prisma wirkendes reflektives Element (13)- vorhanden ist, wobei  a reflective element (13) acting as a lens, mirror or prism is present, wherein
das mindestens eine Sensorelement, beispielsweise in Form eines dif- fraktiven Elements in Form eines integriert oder freiraumoptischen Git ters oder eine optische Kavität mit mindestens zwei Grenzflächen, zum Beispiel in Form eines Interferometers oder eines polarisationsabhän gigen Waveplate-Retarders, und/oder einer Messeinheit für Oberflä chenplasmonen gemäß einer Otto- oder Kretschmann-Anordnung und  the at least one sensor element, for example in the form of a diffractive element in the form of an integrated or free-space optical grid or an optical cavity with at least two interfaces, for example in the form of an interferometer or a polarization-dependent waveplate retarder, and / or a measuring unit for Surface plasmon according to an Otto or Kretschmann arrangement and
das wahlweise aus der Gruppe vorhandene Element einzeln oder zusammenwirkend Licht (3) aus dem Apex (1 , 1 ') auskoppeln bzw. zur sensorischen Messeinheit zurückleiten, wobei the optional element from the group Coupling light (3) individually or in concert from the apex (1, 1 ') or returning it to the sensory measuring unit, wherein
der Apex die in ihm befindlichen Elemente hermetisch dicht abschließt und einen Flüssigkeitseintritt sicher verhindert.  the apex hermetically seals the elements in it and reliably prevents the ingress of liquid.
2. Apex nach Anspruch 1 , 2. Apex according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die erste Aussparung (4') für einen ersten Lichtwellenleiter (4) vorgesehen ist, der Licht (3) zur Behandlung des tierischen oder menschlichen Körpers (K) leitet, wie zum Beispiel  the first recess (4 ') is provided for a first optical waveguide (4) which guides light (3) for the treatment of the animal or human body (K), for example
Laserlicht zur Behandlung von Epilepsie und weiteren neurologischen Applikationen  Laser light for the treatment of epilepsy and other neurological applications
Laserlicht zur Behandlung der renalen Denervation  Laser light for the treatment of renal denervation
Laserlicht zur Behandlung von benignen Schilddrüsenknoten Laser light for the treatment of benign thyroid nodules
Laserlicht für die Verödung von Blutgefäßen (BG), oder Laser light for the obliteration of blood vessels (BG), or
Laserlicht zur Behandlung eines Glaukoms, oder  Laser light to treat glaucoma, or
Laserlicht zur Therapie von Tumoren, z.B. im urologischen Bereich, im Bereich der Bauchspeicheldrüse, in der Lunge oder in anderen Berei chen des Körpers  Laser light for the therapy of tumors, e.g. in the urological area, in the area of the pancreas, in the lungs or in other areas of the body
Laserlicht zur Behandlung von Schilddrüsenknoten,  Laser light for the treatment of thyroid nodules,
Laserlicht zur Behandlung eines koronaren Totalverschlusses (engl.: Coronary Total Occlusion, CTO), oder  Laser light for the treatment of a coronary total occlusion (CTO), or
Laserlicht zur Lipolyse, wobei der erste Lichtwellenleiter (4) bevorzugt ein Lichtwellenleiter auf Ba sis einer Multimodefaser (MMF) ist, und Laser light for lipolysis, wherein the first optical waveguide (4) is preferably an optical waveguide based on a multimode fiber (MMF), and
die zweite Aussparung (5') für einen zweiten Lichtwellenleiter (5) vorgese hen ist, der Licht zur Messung der Temperatur und/oder des Drucks im Be reich des Apex (1 , 1 ') über ein optisches Sensorelement (OS), ausgesucht aus der Gruppe bestehend aus  the second recess (5 ') is provided for a second optical waveguide (5), the light for measuring the temperature and / or the pressure in the area of the apex (1, 1') is selected via an optical sensor element (OS) the group consisting of
ein Faser-Bragg-Gitters, und/oder  a fiber Bragg grating, and / or
ein integriert oder freiraumoptischen Gitter und/oder  an integrated or free-space optical grid and / or
eine optische Kavität mit mindestens zwei Grenzflächen, zum Beispiel in Form eines Interferometers oder eines polarisationsabhängigen Waveplate- Retarders, und/oder  an optical cavity with at least two interfaces, for example in the form of an interferometer or a polarization-dependent waveplate retarder, and / or
einer Messeinheit für Oberflächenplasmonen gemäß einer Otto- oder Kretschmann-Anordnung leitet,  leads a measuring unit for surface plasmon according to an Otto or Kretschmann arrangement,
wobei der zweite Lichtwellenleiter (5) bevorzugt ein Lichtwellenleiter auf Ba sis einer Singlemodefaser (SMF) ist.  wherein the second optical fiber (5) is preferably an optical fiber based on a single mode fiber (SMF).
3. Apex nach Anspruch 1 oder 2, 3. Apex according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der zweite Lichtwellenleiter (5) polarisationserhaltende Eigenschaften auf weist.  the second optical waveguide (5) has polarization-maintaining properties.
4. Apex nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 4. Apex according to one of claims 1 to 3,
dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine weitere Aussparung (6') für einen weiteren Lichtwellenleiter (6) innerhalb des Apex (1 , 1 ') angeordnet ist, wobei die weitere Aussparung (6') bevorzugt eine andere Tiefe des Apex (1 , 1 ') reicht als die zweite Aus sparung (5'). characterized in that at least one further recess (6 ') for a further optical waveguide (6) is arranged within the apex (1, 1'), the further recess (6 ') preferably reaching a different depth of the apex (1, 1') than that second recess (5 ').
5. Apex nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dieser eine atraumatische Form aufweist, wobei die atraumatische Form bevorzugt ein kreisförmiges oder elliptisches Profil (P) aufweist und bevor zugt eine runde, atraumatische distale Spitze (S) hat. 5. Apex according to one of claims 1 to 4, characterized in that it has an atraumatic shape, the atraumatic shape preferably having a circular or elliptical profile (P) and preferably has a round, atraumatic distal tip (S).
6. Apex nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die atraumatische distale Spitze (S) abgewinkelt ist, um durch Verdrehen eine Einführung in eine Abzweigung des menschlichen oder tierischen Blut systems zu vereinfachen. 6. Apex according to claim 5, characterized in that the atraumatic distal tip (S) is angled to simplify an introduction into a branch of the human or animal blood system by twisting.
7. Apex nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass dieser aus einem temperaturstabilen und biokompatiblen Material herge stellt ist, durch direkte Verfahren, wie zum Beispieldurch ein Sol-Gel- Verfahren oder durch 3D-Druck oder durch Laserablation oder durch 2- Photonenabsorption, z.B. in Quarzglas oder aus hoch-temperaturstabilen transparenten Polymeren oder aus Ormoceren, oder der Apex indirekt gefertigt ist über Formeinsätze und Abformverfahren. 7. Apex according to one of claims 1 to 6, characterized in that it is made of a temperature-stable and biocompatible material, by direct processes, such as by a sol-gel process or by 3D printing or by laser ablation or by 2 - Photon absorption, for example in quartz glass or from high-temperature stable transparent polymers or from Ormocera, or the Apex is manufactured indirectly via mold inserts and impression processes.
8. Apex nach einem der Ansprüche 1 bis 7, 8. Apex according to one of claims 1 to 7,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
dieser einschließlich der enthaltenden optischen Elemente und darin eintre tenden Lichtwellenleiter vollkommen geschlossen (hermetisch abgeschlos sen) und auch im Kapillarbereich durch monolithische Gestaltung oder durch Verklebung und/oder durch Versiegelung auch der Kapillaren gegen über Flüssigkeitseintritt gesichert ist, bevorzugt  this including the optical elements containing it and the optical fiber entering it is completely closed (hermetically sealed) and is also secured in the capillary area by monolithic design or by gluing and / or by sealing the capillaries against liquid ingress
dieser aus mindestens zwei direkt oder durch Abformung gefertigten Einzel teilen zusammengesetzt ist, in welche beim Prozess des Zusammenfügens die vorgesehenen Fasern eingelegt wurden und Apex-Einzelteile und Fa sern miteinander verklebt oder thermisch verschweißt sind.  this is composed of at least two directly or by molding individual parts, in which the intended fibers were inserted during the process of joining and apex individual parts and fibers are glued together or thermally welded.
9. Apex nach einem der Ansprüche 1 bis 8, 9. Apex according to one of claims 1 to 8,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die verschiedenen Elemente (10, 1 1 , 12, 13) Licht (3)  the different elements (10, 1 1, 12, 13) light (3)
nur radial bezüglich der Längsachse des Apex (1 , 1 ') auskoppeln, so dass sich eine ringförmige Abstrahlcharakteristik ergibt,  Only couple radially with respect to the longitudinal axis of the apex (1, 1 ') so that there is an annular radiation pattern,
nur seitlich bezüglich der Längsachse des Apex (1 , 1 ') auskoppeln, so dass sich eine etwa kegelförmige Abstrahlcharakteristik in radialer Richtung aus bildet, nur radial bezüglich der Längsachse des Apex (1 , 1 '), jedoch diffus auskop peln, so dass sich eine zylindrische Abstrahlcharakteristik ergibt, die in ei nem Abstrahlwinkelbereich von 30° bis 360° einstellbar ist, oder nur axial bezüglich der Längsachse des Apex, so dass sich eine etwa kegel förmige Abstrahlcharakteristik in axialer Richtung ergibt. Only couple laterally with respect to the longitudinal axis of the apex (1, 1 '), so that an approximately conical radiation pattern is formed in the radial direction, only radially with respect to the longitudinal axis of the apex (1, 1 '), but diffuse decoupling, so that there is a cylindrical radiation characteristic which can be set in a radiation angle range from 30 ° to 360 °, or only axially with respect to the longitudinal axis of the apex, so that there is an approximately conical radiation characteristic in the axial direction.
10. Apex nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine als Diffusor wirkende Element (12) nanoskalige Streu partikel (SP) oder Oberflächen aufweist, deren mittlere Korngröße kleiner 100 nm ist, wobei bevorzugt eine enge Korngrößenverteilung vorgesehen ist mit einer Standardabweichung des Korndurchmessers von weniger als 20 nm. 10. Apex according to one of claims 1 to 7, characterized in that the at least one element acting as a diffuser (12) has nanoscale scattering particles (SP) or surfaces whose average grain size is less than 100 nm, a narrow grain size distribution preferably being provided with a standard deviation of the grain diameter of less than 20 nm.
1 1 . Apex nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die die Anordnung und Größe der optischen Elemente auf der optischen Achse des Apex die Lichtverteilung bestimmt, so dass jedem optischen Element eine bestimmte Lichtmenge / Lichtleistung zugeführt wird. 1 1. Apex according to one of claims 1 to 10, characterized in that the arrangement and size of the optical elements on the optical axis of the apex determines the light distribution, so that a certain amount of light / light output is supplied to each optical element.
12. Apex nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass durch einen Lichtmischer, wie einem Multimode-Wellenleiter-Combiner am distalen oder am proximalen Ende verschiedene Lichtquellen miteinan der kombiniert werden, wo beispielsweise kurzwelliges Licht für ablative Prozesse im zu behandelnden Gewebe eingemischt wird langwelliges Licht eingemischt wird, um licht- und/oder wärmeinduzierte Apoptoseprozesse im zu behandelnden Gewebe zu induzieren. 12. Apex according to one of claims 1 to 1 1, characterized in that by a light mixer, such as a multimode waveguide combiner at the distal or at the proximal end, different light sources are combined with one another, for example where short-wave light for ablative Processes are mixed in the tissue to be treated, long-wave light is mixed in to induce light and / or heat-induced apoptosis processes in the tissue to be treated.
13. Chirurgisches Handstück (100, 1 10), 13. Surgical handpiece (100, 1 10),
aufweisend einen Apex (1 , 1 ', 1 ") nach einem der Ansprüche 1 bis 8.  comprising an apex (1, 1 ', 1 ") according to one of claims 1 to 8.
14. Katheter (120), 14. catheter (120),
aufweisend einen Apex (1 , 1 ', 1 ") nach einem der Ansprüche 1 bis 8.  comprising an apex (1, 1 ', 1 ") according to one of claims 1 to 8.
15. Lasereinheit (200) zur Behandlung des menschlichen oder tierischen Kör pers mit Licht (3), aufweisend 15. Laser unit (200) for treating the human or animal body with light (3), comprising
mindestens einen Apex (1 , 1 1 ") nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mindestens eine Laserlichtquelle (LD), und  at least one apex (1, 1 1 ") according to one of claims 1 to 8, at least one laser light source (LD), and
mindestens eine Sensoreinheit (SE),  at least one sensor unit (SE),
wobei die Sensoreinheit (SE) physikalische Zustände im Bereich des Apex (1 , 1 ') über den zweiten oder weiteren Lichtwellenleiter (5, 6) misst, wobei bevorzugt die mindestens eine Laserlichtquelle (LD) zusammen mit der mindestens einen Sensoreinheit (SE) und einer Regeleinheit (RE) eine Regelstrecke bildet, so dass die Regeleinheit (RE) die Strahlungsleistung der mindestens einen Laserlichtquelle (LD) über eine Rückkopplung durch die Sensoreinheit (SE) regelt. The sensor unit (SE) measures physical states in the area of the apex (1, 1 ') via the second or further optical waveguide (5, 6), the at least one laser light source (LD) preferably together with the at least one sensor unit (SE) and a control unit (RE) forms a controlled system, so that the control unit (RE) regulates the radiation power of the at least one laser light source (LD) via feedback from the sensor unit (SE).
16. Lasereinheit nach Anspruch 15, 16. Laser unit according to claim 15,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Sensoreinheit (SE) ein Spektrometer ist, die Licht aus dem zweiten oder weiteren Lichtwellenleiter (5, 6) in seine spektralen Bestandteile zerlegt oder interferometrisch und/oder polarisationsabhängig und/oder intensitätsab hängig auswertet, wobei  the sensor unit (SE) is a spectrometer which decomposes light from the second or further optical waveguide (5, 6) into its spectral components or evaluates it interferometrically and / or depending on polarization and / or intensity, whereby
die Regeleinheit (RE) in Abhängigkeit der für die Messung eines physikali schen Parameters sich ändernden reflektierten Lichtinformationen die Leis tung des Laserlichtes der mindestens einen Laserlichtquelle (LD) regelt.  the control unit (RE) controls the power of the laser light of the at least one laser light source (LD) as a function of the reflected light information changing for the measurement of a physical parameter.
17. Lasereinheit nach einem der Ansprüche 15 oder 16, 17. Laser unit according to one of claims 15 or 16,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
eine weitere Vorrichtung die Betriebsparameter der Regeleinheit über einen zusammenhängenden Behandlungszeitraum als Mess- und Betriebsproto koll aufzeichnet und mit einem Zeitstempel versieht, wobei das Mess- und Betriebsprotokoll in Realzeit oder nach abgeschlossener Behandlung mit Hilfe einer digitalen Signatur versehen wird, wahlweise in einer öffentlichen Blockchain zur nichtveränderlichen Dokumentation aufgenommen wird.  a further device records the operating parameters of the control unit over a coherent treatment period as a measurement and operating protocol and provides a time stamp, the measuring and operating protocol being provided in real time or after treatment has been completed with the aid of a digital signature, optionally in a public blockchain non-changeable documentation is included.
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