DE10356033A1

DE10356033A1 - Fotothermisches Betätigungselement und Vorrichtung mit einem fotothermischen Betätigungselement

Info

Publication number: DE10356033A1
Application number: DE10356033A
Authority: DE
Inventors: Kei Kawasaki Masunishi
Original assignee: Pentax Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2002-11-29
Filing date: 2003-12-01
Publication date: 2004-06-09
Also published as: JP2004174142A; US7033318B2; JP4261166B2; US20040106898A1

Abstract

Ein fotothermisches Betätigungselement umfasst ein Lichtleitfaserbündel, eine Einkoppelvorrichtung und ein lichterwärmbares Element. Das Lichtleitfaserbündel ist in ein Rohr eines Katheters oder dergleichen eingesetzt. Die Einkoppelvorrichtung koppelt Licht in das Lichtleitfaserbündel ein. Das lichterwärmbare Element ist auf einem Teil der Außenfläche des Lichtleitfaserbündels angeordnet. Das Element wird durch das Licht so erwärmt, dass es und ein Teil des Lichleitfaserbündels gedehnt werden, wodurch das Lichtleitfaserbündel und das Rohr gebogen werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein fotothermisches Betätigungselement, das beispielsweise für einen Führungsdraht, einen Katheter und ein Endoskop verwendbar ist.
Auf industriellem Gebiet werden Endoskope zum Überprüfen oder Untersuchen von Bereichen eingesetzt, in die ein Mensch nicht gelangen kann (z.B. in das Innere eines Gasrohrs), oder von engen Bereichen, die beispielsweise von mehreren gekrümmten Flächen begrenzt sind. Auf medizinischem Gebiet werden Endoskop Katheter zur körperschonenden Diagnose und Behandlung von inneren Organen verwendet.
Die Medizintechnik hat in jüngerer Vergangenheit große Fortschritte gemacht. Einhergehend mit diesen Fortschritten haben Diagnose und Behandlung unter Verwendung von Kathetern und Endoskopen an Bedeutung gewonnen. Bei einer solchen Diagnose und Behandlung müssen der Katheter und das Endoskop den betroffenen Bereich im Körper durch einen komplizierten Weg, z.B. eine gewundene Vene, erreichen.

Herkömmlicherweise werden deshalb der Katheter und das Endoskop mit einem Betätigungselement gebogen, das eine beispielsweise in der japanischen Patentveröffentlichung (KOKAI) Nr.08-299447 gezeigte Wicklung aus einer Formgedächtnislegierung umfasst. Wie ferner in der japanischen Patentveröffentlichung (KOKAI) Nr.09-79204 gezeigt, können der Katheter und das Endoskop auch mit einem Betätigungselement gebogen werden, das mit Fluiddruck arbeitet.

Jedoch sind diese Betätigungselemente vergleichsweise kompliziert aufgebaut. Ihre Miniaturisierung bereitet deshalb Schwierigkeiten. Wird eine aus einer Formgedächtnislegierung bestehende Wicklung verwendet, so wird das Betätigungselement im menschlichen Körper mit elektrischem Strom gespeist, um die Wicklung des Betätigungselementes zu erwärmen. Der elektrische Strom muss dabei vorsichtig eingestellt werden. Wird mit einem Fluiddruck gearbeitet, so muss auch dieser vorsichtig eingestellt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Betätigungselement anzugeben, das sehr einfach aufgebaut ist und in einfacher Weise aktiv gebogen werden kann. Mit einem solchen Betätigungselement kann dann eine Vorrichtung wie ein Führungsdraht, ein Katheter und ein Endoskop sehr einfach aktiv gebogen werden.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Vorzugsweise bedeckt das lichterwärmbare Element (Thermoempfangselement) die Hälfte des Umfangs der Außenfläche des Lichtleitfaserbündels. So kann das fotothermische Betätigungselement mit einer kleinen Lichtmenge effektiv in eine Richtung gebogen werden.

Ist das lichterwärmbare Element an einem Endteil des Lichtleitfaserbündels angeordnet, so kann dieser Endteil gebogen werden. Ist dieser Endteil schräg zur Achse des Lichtleitfaserbündels geschnitten, so findet eine effektive Umwandlung des Lichtes in Wärme statt.

Vorzugsweise ist das lichterwärmbare Element durch eine Metallschicht und/oder eine Harzschicht gebildet. Dadurch kann die lichterwärmbare Schicht leicht gefertigt werden.

Das Lichtleitfaserbündel grenzt vorzugsweise an die Außenfläche des Rohrs an, und vorzugsweise ist das lichterwärmbare Element dem Rohrinneren zugewandt. Dadurch kann die Kraft des Betätigungselementes leicht auf das Rohr übertragen werden. Vorzugsweise bedeckt das lichterwärmbare Element einen keilförmigen Bereich des Endteils des Lichtleitfaserbündels.

Die Erfindung sieht einen Führungsdraht, einen Katheter und ein Endoskop vor, die jeweils mit dem oben beschriebenen fotothermischen Betätigungselement versehen sind.

Ferner sieht die Erfindung einen Führungsdraht, einen Katheter und ein Endoskop vor, die jeweils ein Rohr und mehrere der oben beschriebenen fotothermischen Betätigungselemente aufweist, deren Lichtleitfaserbündel in das Rohr eingesetzt sind.

Vorzugsweise sind die Lichtleitfaserbündel in dem Rohr in gleichen Abständen konzentrisch in einem Kreis angeordnet. Dadurch ist es möglich, den Führungsdraht, den Katheter und das Endoskop in alle Richtungen zu biegen.

Vorzugsweise bilden die Lichtleitfaserbündel eine Gruppe, in der die Lichtleitfasern aneinander grenzen. Dadurch ist die Biegekraft des fotothermischen Betätigungselementes besonders stark.

Vorzugsweise umfassen der Führungsdraht, der Katheter und das Endoskop jeweils mehrere solcher Gruppen von Lichtleitfaserbündeln, die in dem Rohr in gleichen Abständen in einem konzentrischen Kreis angeordnet sind.

Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der Figuren näher erläutert. Darin zeigen:
1 den Grundaufbau eines fotothermischen Betätigungselementes als erstes Ausführungsbeispiel in einer schematischen Darstellung,
2 eine Seitenansicht eines Endteils eines mit dem Betätigungselement gemäß erstem Ausführungsbeispiel versehenen Katheters,
3 eine Schnittansicht längs der in 2 gezeigten Linie B-B,
4 eine Seitenansicht eines Endteils eines Lichtleitfaserbündels des Betätigungselementes in dem ersten Ausführungsbeispiel,
5 eine Draufsicht auf den Endteil des Lichtleitfaserbündels in dem ersten Ausführungsbeispiel,
6 eine Seitenansicht des Stellmechanismus des Betätigungselementes,
7 eine perspektivische Ansicht, die ein Verfahren zum Herstellen des Betätigungselementes gemäß erstem Ausführungsbeispiel zeigt,
8A eine Seitenansicht eines Endteils eines Lichtleitfaserbündels in einem zweiten Ausführungsbeispiel,
8B eine Draufsicht auf den Endteil des Lichtleitfaserbündels in dem zweiten Ausführungsbeispiel,
9 eine perspektivische Ansicht, die ein Verfahren zum Herstellen des Betätigungselementes gemäß zweitem Ausführungsbeispiel zeigt,
10A eine Seitenansicht eines Endteils eines Lichtleitfaserbündels in einem dritten Ausführungsbeispiel,
10B eine Draufsicht auf den Endteil des Lichtleitfaserbündels in dem dritten Ausführungsbeispiel,
10C eine Schnittansicht längs der in 10A gezeigten Linie A-A,
11A eine Seitenansicht eines Endteils eines Lichtleitfaserbündels in einem vierten Ausführungsbeispiel,
11B eine Draufsicht auf den Endteil des Lichtleitfaserbündels in dem vierten Ausführungsbeispiel,
12A eine Seitenansicht eines Endteils eines Lichtleitfaserbündels in einem fünften Ausführungsbeispiel,
12B eine Draufsicht auf den Endteil des Lichtleitfaserbündels in dem fünften Ausführungsbeispiel,
13A eine Seitenansicht eines Endteils eines Lichtleitfaserbündels in einem sechsten Ausführungsbeispiel,
13B eine Draufsicht auf den Endteil des Lichtleitfaserbündels in dem sechsten Ausführungsbeispiel,
13C eine Schnittansicht längs der in 13A gezeigten Linie D-D,
14A eine Seitenansicht eines Endteils eines Katheters in einem siebenten Ausführungsbeispiel,
14B eine Schnittansicht längs der in 14A gezeigten Linie E-E,
15 eine perspektivische Ansicht eines Stellmechanismus eines Rohrs des Katheters in dem siebenten Ausführungsbeispiel,
16 eine Schnittansicht eines Endteils eines Rohrs eines Katheters in einem achten Ausführungsbeispiel,
17 eine Schnittansicht eines Endteils eines Rohrs eines Katheters in einem neunten Ausführungsbeispiel,
18 eine Schnittansicht eines Endteils eines Rohrs eines Katheters in einem zehnten Ausführungsbeispiel,
19 eine Schnittansicht eines Endteils eines Rohrs eines Katheters in einem elften Ausführungsbeispiel,
20 eine Schnittansicht eines Endteils eines Rohrs eines Katheters in einem zwölften Ausführungsbeispiel, und
21 eine Schnittansicht eines Endteils eines Rohrs eines Katheters in einem dreizehnten Ausführungsbeispiel.
Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele beschrieben.
1 zeigt den Grundaufbau eines fotothermischen Betätigungselementes 16 in dem ersten Ausführungsbeispiel. Das Betätigungselement 16 umfasst ein Lichtleitfaserbündel 13 und eine Laserlichtquelle 12 (Vorrichtung zum Einkoppeln von Licht). Die Laserlichtquelle 12 koppelt Laserlicht in das Lichtleitfaserbündel 13 ein. Das eingekoppelte Licht wird an einen Endteil 13c des Lichtleitfaserbündels 13 gesendet. Die eingekoppelte Lichtmenge wird von einer Steuerung 21 gesteuert, die mit der Laserlichtquelle 12 verbunden ist. Ein im fogenden auch als "Thermoempfangselement" bezeichnetes, lichterwärmbares Element 14 ist auf einem Teil einer Außenfläche 13t des Lichtleitfaserbündels 13 angeordnet. Das Thermoemp fangselement 14 ist eine Metallschicht. Das die Metallschicht bildende Material ist beispielsweise Chrom, Nickel oder Gold. Jedoch ist das Material nicht hierauf beschränkt.
In den 2 und 3 ist ein Endteil eines Katheters gezeigt, der mit dem Betätigungselement 16 gemäß erstem Ausführungsbeispiel versehen ist. Dieser Endteil des Katheters ist durch ein Rohr 11 gebildet. Das Rohr 11 hat ein Einführloch 10. Das Einführloch 10 erstreckt sich parallel zu einer Achse X des Rohrs 11 und grenzt an eine Außenfläche 11c des Rohrs 11 an. Der Durchmesser des Einführlochs 10 ist etwas größer als der Durchmesser des Lichtleitfaserbündels 13. Das Lichtleitfaserbündel 13 ist in das Einführloch 10 eingesetzt. Das Thermoempfangselement 14 ist zum Inneren des Rohrs 11, d.h. zu dessen Achse X hin gerichtet. Das Lichtleitfaserbündel 13 ist so in dem Rohr 11 befestigt, dass es unbeweglich ist.
In den 4 und 5 ist der Endteil 13c des Lichtleitfaserbündels 13 gemäß erstem Ausführungsbeispiel gezeigt. Das Lichtleitfaserbündel 13 hat einen Kernteil 13a und einen Mantelteil 13b. Der Kernteil 13a ist mittig in dem Lichtleitfaserbündel 13 angeordnet. Der Mantelteil 13b umgibt den Kernteil 13a. Der Brechungsindex in dem Kernteil 13a ist größer als der in dem Mantelteil 13b. Infolgedessen breitet sich das eingekoppelte Laserlicht in dem Lichtleitfaserbündel 13 in dem Kernteil 13a zu dem Endteil 13c hin aus.
Eine mit 13d bezeichnete Endfläche des Lichtleitfaserbündels 13 liegt senkrecht zu dessen Achse Y. Das Lichtleitfaserbündel 13 ist säulenförmig ausgebildet, so dass der mit 13h bezeichnete Umfang der Endfläche 13d einen Kreis bildet. Das Thermoempfangselement 14 ist so gekrümmt, dass es um den halben Umfang der mit 13t bezeichneten Außenfläche herum gelegt ist. Das Thermoempfangselement 14 bedeckt so einen vorbestimmten Bereich 13s der Außenfläche 13t. Ausgehend von der Endfläche 13d erstreckt sich der vorbestimmte Bereich 13s in einer vorbestimmten Länge L. Die Länge L ist viel kleiner als die Länge des Lichtleitfaserbündels 13.
6 zeigt den Stellmechanismus des Betätigungselementes 16. Wie in 6(a) gezeigt, weist das Lichtleitfaserbündel 13 im Anfangszustand eine gerade Form auf. Wird das eingekoppelte Licht an den Endteil 13c des Lichtleitfaserbündels 13 gesendet, so wird das Licht von dem Thermoempfangselement 14 absorbiert, wodurch letzteres erwärmt wird. Dies ist in 6(b) gezeigt. Ein Teil dieser von dem Thermoempfangselement 14 erzeugten Wärme geht auf einen Teil des Lichtleitfaserbündels 13 über. Infolgedessen werden das Thermoempfangselement 14 und eine Hälfte der Umfangsfläche des Lichtleitfaserbündels 13 gedehnt oder gestreckt, während die andere Hälfte der Umfangsfläche des Lichtleitfaserbündels 13 nicht gedehnt wird, wie in 6(c) gezeigt ist. Dadurch wird das Lichtleitfaserbündel 13 in eine Richtung gebogen, die von dem Bereich 13s, der von dem Thermoempfangselement 14 bedeckt ist, weg weist. Durch das Biegen des Lichtleitfaserbündels 13 wird auch das dieses enthaltene Rohr 11 gebogen (vgl. 2). In diesem Ausführungsbeispiel besteht das Thermoempfangselement 14 aus einem Material, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient größer als der des Materials des Lichtleitfaserbündels 13 ist, so dass letzteres wirksam gebogen wird.
7 zeigt ein Verfahren zum Herstellen des Betätigungselementes 16 gemäß erstem Ausführungsbeispiel. Dieses Verfahren wird im Folgenden beschrieben. Wie in 7 gezeigt, wird zunächst ein Halter 18 mit einer V-förmigen Nut 18b bereit gestellt. Das Lichtleitfaserbündel 13 ist von seinem Endteil 13c bis zu einem mittleren Teil 13e in dieser V-förmigen Nut 18b gehalten. Dabei ist eine Hälfte der Umfangsfläche des Lichtleitfaserbündels 13 innerhalb der V-förmigen Nut 18b angeordnet, während die andere Hälfte der Umfangsfläche aus der V-förmigen Nut 18b hervorsteht. Der hervorstehende Teil des Lichtleitfaserbündels 13 wird zwischen dem mittleren Teil 13e und dem Punkt, der um die Länge L vom Ende des Lichtleitfaserbündels 13 beabstandet ist, mit einer Abdeckmaske 19 bedeckt. Infolgedessen liegt der vorbestimmte Bereich 13s frei, dessen Basis durch die Hälfte des Umfangs 13h und dessen Höhe durch die Länge L gegeben ist. Das Metall wird z.B. in einem Aufdampf- oder Zerstäubungsprozess auf den frei liegenden Bereich 13s aufgebracht, wodurch auf letzterem die Metallschicht ausgebildet wird.
Befindet sich das Thermoempfangselement 14 auf einem Teil der Außenfläche 13t des Lichtleitfaserbündels 13, so können das fotothermische Betätigungselement 16 und der Katheter in die vorbestimmte Richtung gebogen werden, wie oben beschrieben ist. Außerdem ist es einfach, das Thermoempfangselement 14 auf dem Lichtleitfaserbündel 13 aufzubringen und so das Betätigungselement 16 herzustellen.
Das in das Lichtleitfaserbündel 13 eingekoppelte Laserlicht kann aus einem Halbleiterlaser, einem Festkörperlaser oder einem Gaslaser etc. stammen.
In diesem Ausführungsbeispiel ist das Thermoempfangselement 14 auf dem Endteil 13c des Lichtleitfaserbündels 13 angeordnet. Das Thermoempfangselement 13 kann jedoch auch auf anderen Teilen als dem Endteil 13c des Lichtleitfaserbündels 13 angeordnet werden, wenn das Lichtleitfaserbündel 13 an diesen anderen Teilen gebogen werden soll.
In den 8A und 8B ist ein Endteil 23c eines Lichtleitfaserbündels 23 eines das zweite Ausführungsbeispiel bildenden fotothermischen Betätigungselementes 26 gezeigt. Das fotothermische Betätigungselement 26 des zweiten Ausführungsbeispiels ist wie das des ersten Ausführungsbeispiels aufgebaut, abgesehen davon, dass das mit 24 bezeichnete Thermoempfangselement aus einem Harz besteht. Im Folgenden werden die Unterschiede gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.
Das Thermoempfangselement 24 bedeckt über den größten Teil seiner Länge etwa die Hälfte des Umfangs der Außenfläche 23t. Insbesondere bedeckt in diesem Ausführungsbeispiel das Thermoempfangselement 24 einen keilförmigen Bereich des Lichtleitfaserbündels 23, der durch eine zu der Achse Y schräg angeordnete Ebene 23u festgelegt ist. Die schräge Ebene 23u geht durch die Endfläche 23d. Demnach ist mehr als die Hälfte der Endfläche 23d mit dem in der Draufsicht halbkreisförmigen Thermoempfangselement 24 bedeckt. Außerdem ist ein Teil der Außenfläche 23t mit dem in der Seitenansicht dreieckigen Thermoemp fangselement 24 bedeckt. Der Umfang der schrägen Ebene 23u bildet eine Parabel.
9 zeigt ein Verfahren zum Herstellen des Betätigungselementes 26 gemäß zweitem Ausführungsbeispiel. In diesem Verfahren wird zunächst eine Kunstharzlösung 27 bereit gestellt, die durch Zugabe von Kohleschwarz schwarz gefärbt wird. Das für die Kunstharzlösung 27 verwendete Kunstharz ist beispielsweise ein unter Ultraviolettstrahlung härtendes Harz. Das Lichtleitfaserbündel 23 wird schräg zur Oberfläche der Kunstharzlösung 27 in letztere eingetaucht. Dabei wird mehr als die Hälfte der Endfläche 23d eingetaucht.
Anschließend wird Licht in das in die Kunstharzlösung 27 eingetauchte Lichtleitfaserbündel 23 eingekoppelt, das dann die Kunstharzlösung 27 bestrahlt. Infolge dieser Bestrahlung wird das Kunstharz um einen Teil der Außenfläche 23t und einen Teil der Endfläche 23d aufgebracht. Auf diese Weise wird das Thermoempfangselement 24 auf dem Lichtleitfaserbündel 23 ausgebildet.
Das Thermoempfangselement 24 kann ferner in dem nachfolgend beschriebenen Verfahren ausgebildet werden. Zunächst wird das Lichtleitfaserbündel 23 in die Lösung 27 eingetaucht. Dann wird das Lichtleitfaserbündel 23 aus der Kunstharzlösung 27 genommen, so dass die Kunstharzflüssigkeit an dem Lichtleitfaserbündel 23 haftet. Nach der Entnahme erfolgt eine Bestrahlung mit Licht von außerhalb des Lichtleitfaserbündels 23, so dass die Kunstharzflüssigkeit aushärtet. Dadurch wird das Thermoempfangselement 24 auf dem Lichtleitfaserbündel 23 ausgebildet.
In diesem Verfahren kann das Kunstharz auch eine andere Art von Harz sein, das in der Lage ist, das Licht zu absorbieren, wenn es auf dem Lichtleitfaserbündel 23 ausgebildet ist. Deshalb sollte die Kunstharzlösung 27 mit einer Farbe versehen werden, vorzugsweise mit schwarzer Farbe. Es besteht jedoch keine Beschränkung auf eine Färbung mit Kohleschwarz. Außerdem ist das für die Kunstharzlösung 27 verwendete Kunstharz nicht auf ein unter Ultraviolettstrahlung aushärtendes Harz beschränkt. So kann das Kunstharz auch eine Flüssigkeit oder ein Pastenmaterial sein, das auf chemischem oder physikalischem Wege aushärtet. Beispielsweise kann das Kunstharz ein lichtempfindliches oder ein wärmehärtendes Harz sein.
Wie oben beschrieben, kann auch in dem zweiten Ausführungsbeispiel das fotothermische Betätigungselement durch diesen einfachen Aufbau in eine vorbestimmte Richtung gebogen werden.
In den 10A, 10B und 10C ist ein fotothermisches Betätigungselement 36 als drittes Ausführungsbeispiel beschrieben. In diesem Ausführungsbeispiel ist das mit 34 bezeichnete Thermoempfangselement aus der in dem ersten Ausführungsbeispiel verwendeten Metallschicht und der in dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendeten Harzschicht gebildet. So bedeckt eine Metallschicht 34a, welche die gleiche Struktur wie das in dem ersten Ausführungsbeispiel verwendete Thermoempfangselement 14 hat, das Lichtleitfaserbündel 23, und eine Harzschicht 34b, welche die gleiche Struktur wie das in dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendete Thermoempfangselement 24 hat, bedeckt die Metallschicht 34a. Das Herstellungsverfahren sowie der übrige Aufbau des fotothermischen Betätigungselementes 36 entsprechen denen des ersten und des zweiten Ausführungsbeispiels. In dem dritten Ausführungsbeispiel wandelt das Thermoempfangselement 34 das Licht noch effizienter in Wärme um als die in dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendeten Elemente.
In den 11A und 11B ist ein fotothermisches Betätigungselement 46 als viertes Ausführungsbeispiel gezeigt. Das fotothermische Betätigungselement 46 des vierten Ausführungsbeispiels hat die gleiche Struktur wie das erste Ausführungsbeispiel, abgesehen davon, dass ein Endteil 43c eines Lichtleitfaserbündels 43 die Form einer Säule hat, die schräg zur Säulenachse Y (des Lichtleitfaserbündels 43) abgeschnitten ist. Das Ende des Lichtleitfaserbündels 43 ist so als Spitze (Kante) ausgebildet. Ein Thermoempfangselement 44 bedeckt die Hälfte des Umfangs des Lichtleitfaserbündels 43 einschließlich der Spitze. Durch diesen Aufbau ist die Biegesteifigkeit des Endteils 43c gering, wodurch das Lichtleitfaserbündel 43 leichter zu biegen ist.
Erstreckt sich die Endfläche 43d in einer Richtung, die in einem Winkel von 45° schräg zur Achse liegt, so wird das gesamte in das Lichtleitfaserbündel 43 eingekoppelte Licht an der Endfläche 43d reflektiert. Auf diese Weise bestrahlt das gesamte eingekoppelte Licht eine Außenfläche 43t des Lichtleitfaserbündels 43. Das Thermoempfangselement 44 kann so noch effizienter das Licht in Wärme umwandeln.
Wie aus obiger Beschreibung hervorgeht, kann das fotothermische Betätigungselement in diesem Ausführungsbeispiel unter Verwendung einer kleinen Lichtmenge leicht gebogen werden.
Die Metallschicht wird in diesem Ausführungsbeispiel in ähnlicher Weise wie in dem ersten Ausführungsbeispiel nach Schneiden der Endfläche 43c und Polieren der Schnittfläche ausgebildet, um das fotothermische Betätigungselement 46 zu erhalten.
In den 12A und 12B ist ein fotothermisches Betätigungselement 76 als fünftes Ausführungsbeispiel gezeigt. Das fotothermische Betätigungselement 76 gemäß fünftem Ausführungsbeispiel hat den gleichen Aufbau wie das des vierten Ausführungsbeispiels, abgesehen davon, dass das mit 74 bezeichnete Thermoempfangselement aus einem Harz besteht. Das Thermoempfangselement 74 ähnelt damit in seiner Struktur dem des zweiten Ausführungsbeispiels.
In diesem Ausführungsbeispiel bildet ein Endteil 73c des Lichtleitfaserbündels 73 eine schräg zu ihrer Säulenachse Y geschnittene Säule. Eine Endfläche 73d ist demnach abgeschrägt. Das Thermoempfangselement 74 bedeckt einen keilförmigen Bereich des Lichtleitfaserbündels 73, der durch eine zur Achse Y schräge Ebene 73u begrenzt ist. Die Ebene 73u ist schräg zur Endfläche 73d und geht durch diese hindurch. Die Endfläche 73d und die Außenfläche 73t sind demnach ähnlich wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel mit dem Thermoempfangselement 74 bedeckt.
Außerdem wird in diesem Ausführungsbeispiel die Harzschicht in ähnlicher Weise wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel nach dem Schneiden des Endteils 73c und dem Polieren der Schnittfläche aufgebracht, um das fotothermische Betätigungselement 76 zu erhalten.
In den 13A, 13B und 13C ist ein fotothermisches Betätigungselement 86 als sechstes Ausführungsbeispiel gezeigt. Das fotothermische Betätigungselement 86 gemäß sechstem Ausführungsbeispiel hat den gleichen Aufbau wie in dem vierten Ausführungsbeispiel, abgesehen davon, dass das mit 84 bezeichnete Thermoempfangselement aus einer Metallschicht 84a und einer Harzschicht 84b besteht. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Metallschicht 84a, welche die gleiche Struktur wie das in dem vierten Ausführungsbeispiel verwendete Thermoempfangselement 44 hat, um ein Lichtleitfaserbündel 83 herum aufgebracht. Die Harzschicht 84b, die die gleiche Struktur wie das in dem fünften Ausführungsbeispiel verwendete Thermoempfangselement 74 hat, ist auf der Metallschicht 84a aufgebracht.
In den 14A und 14B ist ein Katheter als siebentes Ausführungsbeispiel gezeigt. Der Katheter gemäß siebentem Ausführungsbeispiel hat den gleichen Aufbau wie in dem ersten Ausführungsbeispiel, abgesehen davon, dass zwei Lichtleitfaserbündel und damit zwei fotothermische Betätigungselemente in Einführlöcher 50 eines Rohrs 51 des Katheters eingesetzt sind. Im Folgenden werden die Unterschiede erläutert. Das Rohr 51 ist demnach mit den zwei Einführlöchern 50 versehen.
Die beiden Einführlöcher 50 liegen einander in einem Winkel von 180° gegenüber, wobei die Achse X den Mittelpunkt bildet. Die fotothermischen Betätigungselemente bildende Lichtleitfaserbündel 53 sind in die Einführlöcher 50 eingesetzt. Die Lichtleitfaserbündel 53 sind jeweils mit dem Thermoempfangselement 54 versehen, das dem Inneren des Rohrs 51 zugewandt ist, wie in den 14A und 14B gezeigt ist. Dadurch kann das Rohr 51 in zwei Richtungen gebogen werden. Wie in 15 gezeigt, ist nämlich die Richtung, in die das Rohr 51 bei Lichteinkopplung in eines der beiden Lichtleitfaserbündel 53 gebogen wird, entgegengesetzt zu der Richtung, in der das Rohr 51 bei Lichteinkopplung in das andere der beiden Lichtleitfaserbündel 53 gebogen wird.
In diesem Ausführungsbeispiel kann die Lichteinkopplung in die beiden Lichtleitfaserbündel 53 durch die gleiche Laserquelle erfolgen, die mit der Steuerung verbunden ist. Die Steuerung hat einen Schalter. Dadurch kann die Steuerung aufwählen, in welches der Lichtleitfaserbündel 53 das Licht einzukoppeln ist, und die eingekoppelte Lichtmenge steuern.
16 zeigt einen Katheter als achtes Ausführungsbeispiel. Dieser Katheter hat abgesehen von der Zahl an Lichtleitfaserbündeln (fotothermische Betätigungselemente) den gleichen Aufbau wie der des siebenten Ausführungsbeispiels. So sind in diesem Ausführungsbeispiel drei Lichtleitfaserbündel 53a in Einführlöcher 50a des Rohrs 51a eingesetzt und in gleichen Winkelabständen von 120° konzentrisch in einem Kreis um die Achse X des Rohrs 51a herum angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel können die in die jeweiligen fotothermischen Betätigungselemente 56a eingekoppelten Lichtmengen jeweils so gesteuert werden, dass das Rohr 51a wunschgemäß in alle Richtungen gebogen werden kann.
17 zeigt einen Katheter als neuntes Ausführungsbeispiel. Dieser Katheter hat abgesehen von der Zahl an Lichtleitfaserbündeln (fotothermische Betätigungselemente) den gleichen Aufbau wie der des achten Ausführungsbeispiels. So sind in diesem Ausführungsbeispiel vier Lichtleitfaserbündel 53b in Einführlöcher 50b des Rohrs 51b eingesetzt und in gleichen Winkelabständen von 90° konzentrisch in einem Kreis um die Achse X des Rohrs 51b herum angeordnet.
18 zeigt einen Katheter als zehntes Ausführungsbeispiel. Dieser Katheter hat den gleichen Aufbau wie der des neunten Ausführungsbeispiels, abgesehen davon, dass eine Vielzahl von Lichtleitfaserbündeln (fotothermische Betätigungselemente) in ein Rohr 51c eingesetzt sind. In diesem Ausführungsbeispiel hat das Rohr 51c ein Einführloch 50c, das eine ringförmige Säule um die Achse X des Rohrs 51c herum bildet. Die Ringweite ist etwas größer als der Durchmesser eines Lichtleitfaserbündels 53c. Die Vielzahl von Lichtleitfaserbündeln 53c ist konzentrisch in einem Kreis um die Achse X des Rohrs 51c herum in das Einführloch 50c eingesetzt. In diesem Ausführungsbeispiel befinden sich einander benachbarte fotothermische Betätigungselemente in Kontakt miteinander. Dadurch kann das Rohr 51c leicht in alle Richtungen gebogen werden.
19 zeigt einen Katheter als elftes Ausführungsbeispiel. Dieser Katheter hat den gleichen Aufbau wie der des siebenten Ausführungsbeispiels, abgesehen davon, dass zwei Lichtleitfaserbündel 53d eine Gruppe 66d bilden. In diesem Ausführungsbeispiel hat der Katheter zwei solcher Bündelgruppen 66d. Jede dieser Gruppen 66d hat zwei Lichtleitfaserbündel 53d, die sich in Kontakt miteinander befinden. Die beiden Gruppen 66d liegen sich in einem Winkel von 180° gegenüber, wobei die Achse X den Mittelpunkt bildet. Dadurch kann das Rohr 51d mit einer stärkeren Kraft als in dem siebenten Ausführungsbeispiel in eine Richtung gebogen werden. Die Gruppen 66d können jeweils aus mehr als zwei Lichtleitfaserbündeln 53d gebildet sein.
20 zeigt einen Katheter als zwölftes Ausführungsbeispiel. Dieser Katheter hat abgesehen von der Zahl an Bündelgruppen den gleichen Aufbau wie der des elften Ausführungsbeispiels. In diesem Ausführungsbeispiel ist ein Rohr 51e mit drei jeweils von Lichtleitfaserbündeln 53e gebildeten Gruppen 66e versehen. Diese drei Gruppen 66e sind in gleichen Winkelabständen von 120° konzentrisch in einem Kreis um die Achse X des Rohrs 51b angeordnet. Dadurch kann das Rohr 51e mit einer stärkeren Kraft als in dem achten Ausführungsbeispiel nach Wunsch in alle Richtungen gebogen werden.
21 zeigt einen Katheter als dreizehntes Ausführungsbeispiel. Dieser Katheter hat abgesehen von der Zahl an Bündelgruppen den gleichen Aufbau wie der des elften Ausführungsbeispiels. In diesem Ausführungsbeispiel sind vier jeweils als Lichtleitfaserbündeln 53f bestehende Gruppen 66f in gleichen Winkelabständen von 90° konzentrisch in einem Kreis um die Achse X des Rohrs 51b angeordnet.
Wie aus obiger Beschreibung hervorgeht, sind in den Ausführungsbeispielen 1 bis 13 die fotothermischen Betätigungselemente jeweils an einem Katheter vorgese hen. Jedoch können sie auch an einem Führungsdraht, einem Endoskop o.dgl. vorgesehen sein.

Claims

Fotothermisches Betätigungselement, umfassend ein in ein Rohr einführbares Lichtleitfaserbündel, eine Vorrichtung zum Einkoppeln von Licht in das Lichtleitfaserbündel, und ein Element, das an einem Teil der Außenfläche des Lichtleitfaserbündels angeordnet ist, wobei das Element durch das Licht so erwärmbar ist, dass es und ein Teil des Lichtleitfaserbündels gedehnt und dadurch das Lichtleitfaserbündel und das Rohr gebogen werden.
Betätigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das lichterwärmbare Element den halben Umfang der Außenfläche bedeckt.
Betätigungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das lichterwärmbare Element an einem Endteil des Lichtleitfaserbündels angeordnet ist.
Betätigungselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Endteil schräg zur Achse des Lichtleitfaserbündels geschnitten ist.
Betätigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das lichterwärmbare Element durch eine Metallschicht und/oder eine Harzschicht gebildet ist.
Betätigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtleitfaserbündel an die Außenfläche des Rohrs angrenzt und dass das lichterwärmbare Element dem Rohrinneren zugewandt ist.
Betätigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das lichterwärmbare Element einen keilförmigen Bereich eines Endteils des Lichtleitfaserbündels bedeckt.
Führungsdraht mit einem fotothermischen Betätigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
Führungsdraht mit einem Rohr und mehreren fotothermischen Betätigungselementen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, deren Lichtleitfaserbündel in das Rohr eingesetzt sind.
Führungsdraht nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleitfaserbündel in dem Rohr in gleichen Abständen konzentrisch in einem Kreis angeordnet sind.
Führungsdraht nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleitfaserbündel eine Gruppe bilden, in der die Lichtleitfaserbündel aneinander grenzen.
Führungsdraht nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch mehrere Gruppen, die in dem Rohr in gleichen Abständen konzentrisch in einem Kreis angeordnet sind.
Katheter mit einem fotothermischen Betätigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
Katheter mit einem Rohr und mehreren fotothermischen Betätigungselementen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, deren Lichtleitfaserbündel in dem Rohr angeordnet sind.
Katheter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleitfaserbündel in dem Rohr in gleichen Abständen konzentrisch in einem Kreis angeordnet sind.
Katheter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleitfaserbündel eine Gruppe bilden, in der die Lichtleitfaserbündel aneinander grenzen.
Katheter nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch mehrere Gruppen, die in dem Rohr in gleichen Abständen konzentrisch in einem Kreis angeordnet sind.
Endoskop mit einem fotothermischen Betätigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
Endoskop mit einem Rohr und mehreren fotothermischen Betätigungselementen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, deren Lichtleitfaserbündel in dem Rohr angeordnet sind.
Endoskop nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleitfaserbündel in dem Rohr in gleichen Abständen konzentrisch in einem Kreis angeordnet sind.
Endoskop nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleitfaserbündel eine Gruppe bilden, in der die Lichtleitfaserbündel aneinander grenzen.
Endoskop nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch mehrere Gruppen, die in dem Rohr in gleichen Abständen konzentrisch in einem Kreis angeordnet sind.