DE2511248B2 - Endoskopisch-chirurgisches Lasersystem - Google Patents
Endoskopisch-chirurgisches LasersystemInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein endoskopisch-chirurgisches Lasersystem mit einem Laser, einem Endoskop und
einer Anordnung für das Einführen des Laserstrahls in das Endoskop, sowie einem Okular an der Endoskopanordnung
für das Beobachten des chirurgischen Arbeitsfeldes unter Beleuchtung (US-PS 36 59 613).
Typische Vorteile des Anwendens von Kohlendioxidoder anderen im weiten Infrarotbereich arbeitenden
Lasern für eine Anzahl chirurgischer Anwendungen bestehen darin, daß kein Bluten auftritt eine genaue
Steuerung der Gewebeentfernung und verbessertes Heilen erreicht werden. Ein COrLaser weist zusätzlich
zu der hohen abgegebenen Leistung auch den Vorteil auf, daß praktisch seine gesamte Strahlung bei 10,6 um
durch die Körpergewebe absorbiert wird, und dies ist ein Zustand, der dann nicht erreicht wird, wenn eine
Laserenergie von anderen Quellen wie einem Rubinlaser, z.B. twi 0,6943μιπ angewandt wird. Weitere
Einzelheiten bezüglich der Vorteile dieser Art an
ι ο Chirurgie, insbesondere bezüglich relativ nicht zugänglicher
Körperteile, wie der Kehlkopf und die Bronchien, Finden sich in der Veröffentlichung »Laser Surgery in
the Aerodigestive Tract« von M. Stuart S t r ο η g, M. D.
Geza J. Jako, VLD. Thomas Polanyi, Ph.D. und RcHert A-WallaceB-S. E.E, The American Journal
of Suggery 126,529—533, Oktober 1973.
Durch das Anwenden des COrLaserstrahls für die
Chirurgie macht man sich die Fähigkeit zunutze, die Beaufschlagung relativ großer Dosen von Infrarotenergie
auf scharf definierte Stellen zu richten und zu steuern. Gleichzeitig wird jedoch es erforderlich, die
Einschränkungen der derzeitig zur Verfügung stehenden Materialien zu berücksichtigen, die dahin gehen,
gleichzeitig eine Strahlung mit Wellenlängen von etwa 0,4 bis 0,7 μπι (sichtbar) und ΙΟ,βμπι (infrarot) zu
übertragen, die hohe Energie des COarLaserstrahls
praktisch ohne irgendv.-elchen Verlust der Laserenergie zu handhaben, sowie weiterhin unter Krankenhausbedingungen
eine entsprechende Lebensdauer zu besitzen.
Um diese einander widersprechenden Erfordernisse zu erfüllen, ist es im wesentlichen erforderlich, den
Laufweg des COrLaserstrahls und denjenigen des sichtbaren Lichtes entweder zeitlich oder räumlich zu
trennen. Nach der US-PS 36 59 613 wird eine zeitliche
Es gibt jedoch Probleme bezüglich dieses Standes der
Technik der chirurgischen Lasertechnologie. Wenn auch der Stand der Technik nach der US-PS 36 59 613
z. B. identische Laufwege für den Laserstrahl und das
ίο sichtbare Licht offenbart, ist doch eine Zeitverlagerung
erforderlich, die durch sich bewegei.de mechanische Teile gesteuert wird. Die Ausrichtung, die Stabilität die
Wiederholbarkeit und weitere die Leistungsfähigkeit des gesamten Systems beeinflussende Faktoren werden
durch sich bewegende Teile nachteilig beeinflußt Weiterhin konnte nach dem Stand der Technik lediglich
eine pulsierende Laserenergie unter Erzielen eines hohen Wirkungsgrades der Beaufschlagung derselben
angewandt werden. Im Gegensatz hierzu ermöglicht der Erfindungsgegenstand einen Betrieb des Lasers mit
Nullfrequenz (.D. C.) sowie mit jeder anderen zweckmäßigen praktischen Arbeitsfrequenz. Es liegen auch
weitere noch zu beschreibende Vorteile vor, die mit dem Erfindungsgegenstand verknüpft sind.
Ein weiterer Stand der Technik ergibt sich gemäß der US-PS 34 96 931. Es ist dort ein Beleuchtungsendo&kop
mit einem ovalen fiberoptischen Kanal beschrieben. Es ist dort eine Fiberoptik und lediglich eine solche
beschrieben, die in dem Umfang des Endoskops
&o angeordnet ist
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, bei einem Endoskop für die Überführung eines Laserstrahls
in eine Körperhöhle eine Anordnung zu schaffen, vermittels derer kontinuierlich die Stelle des chirurgisehen
Eingriffs beleuchtet und beobachtet werden kann. Diese Aufgabe wird nun erfindungsgemäß in kennzeichnender
Weise dadurch gelöst, daß für die kontinuierliche Beleuchtung des chirurgischen Arbeits-
feldes mit sichtbarem Lieh), von dem ein Teil von dem
chirurgischen Arbeitsfeld zu der Okularanordnung reflektiert wird, eine fiberoptische Anordnung und in
der Endoskopanordnung eine Vorrichtung für das manuelle Ausrichten des Laserstrahls in dem Endoskop
vorgesehen sind.
Kennzeichnende zweckmäßige Fortbildungen des erfindungsgemäßen endoskopisch-chirurgischen Lasersystems
ergeben shh aus dein Unteransprüchen.
Der erfindungsgemäß erzielte Vorteil besteht im wesentlichen gegenüber dem relevanten Stand der
Technik nach der US-PS 36 59 613 darin, daß eine verwickelte mechanische Anordnung für die Steuerung
des sich wechselseitig ausschließenden Arbeitens des Lasers und der Beleuchtungsanordnung für die- Arbeitsstelle
vermieden wird. Insbesondere gelingt es erfindungsgemäß gegenüber dem Stand der Technik, die
Laufwege des COrLaserstrahls und des sichtbaren Strahls im Raum zu trennen. Erfindungsgemäß wird
ebenfalls die volle Laserenergie an die Operationsstelle abgegeben unabhängig davon, ob der Laser in einer
DC-Mode oder bei 120 Hz oder bei anderen entsprechenden
Energiefrequenzen arbeitet. Weiterhin ist die erfindungsgemäße Vorrichtung arteigen klein und
leichter, da kein Erfordernis für einen den Maskenspiegel antreibenden Motor vorliegt, wie dies nach dem
Stand der Technik gemäß der US-PS 36 59 613 der Fall ist Weiterhin werden viele übliche Verfahrensweisen
für das Einführen und Entfernen eines spezifisch spezialisierten Endoskops durch die Anwendung des
Erfindungsgegenstandes nicht geändert oder sonst beeinflußt Das Laserzubehör kann an dem Endoskop
befestigt werden, nachdem der Chirurg einen zufriedenstellenden Überblick über die Arbeitsstelle besitzt und
kann von demselben entfernt werden, bevor das Endoskop aus dem Körper entfernt wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher
beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 ein sc'.iematisches Diagramm einer beispielsweisen
Ausführungsform;
Gemäß F i g. 1 wird ein Laser 10, der in typischer Weise ein COrLaser ist und Laserenergie bei 10,6 μΐη
Wellenlänge abgibt, vermittels der Energiequelle 15 über die elektrische Kabelverbindung 27 mit Energie
gespeist Die Energiequelle 15 kann eine Gleichstromoder Wechselstromquelle sein, da der Erfindungsgegenstand
sowohl mit einer kontinuierlichen Laserstrahlenenergie als auch mit pulsierender Laserstrahlenergie
arbeiten kann. Der Laserstrahl 20 ist hier so wiedergegeben, daß derselbe zunächst an einem Spiegel
19 reflektiert wird, der im Inneren des gelenkigen Arms 11 vorliegt Es versteht sich, daß das hier als gelenkiger
Arm 11 in der F i g. 1 schematisch wiedergegebene Teil
diagrammförmig bezüglich eines beliebigen gelenkigen
Arms zu verstehen ist (derselbe weist mehrere Spiegel, gegebenenfalls bis zu 7 Spiegeln auf, die das Licht des
Laserstrahls von Eingang bis zum Ausgang desselben reflektieren). Bei einem gelenkigen Arm werden
nacheinander reflektierende Spiegel angewandt, die so angeordnet sind, daß der von dem letzten Spiegel
reflektierte Lichtstrahl in eine bestimmte gewünschte Richtung gerichtet werden kann. Da ein gelenkiger Arm
auf dem einschlägigen Gebiet zum Stand der Technik gehört, ist es hier nicht erforderlich, denselben bezüglich
der Arbeitsweise und Bijart zu erläutern. Es ist ausreichend festzustellen, daß der Laserstrahl 20 in den
gelenkigen Arm 11 eintritt, und der Spiegel 19 soll hier eine Reihe Spiegel wiedergeben, die schließlich den
Strahl aus dem Arm abgeben, wobei in dem vorliegenden Fall der Strahl in die Endoskopanordnung
12 abgegeben wird. Die Endoskopanordnung 12 ist in ähnlicher Weise wie nach der US-PS 36 59 613
aufgebaut Die Linse 31 gibt die erforderlichen optischen Mittel für die Aufnahme des Laserstrahls 20
an dem Eingang der Anordnung 12 und für die
ίο Übertragung des Strahls 20 auf den Spiegel 21 wieder,
der praktisch vollständig reflektierend ist Unter praktisch vollständig reflektierend ist zu verstehen, daß
der Spiegel 21 so ausgebildet wird, daß derselbe die Charakteristika aufweist, die erforderlich sind, um
is praktisch die gesamte elektromagnetische Energie zu
reflektieren, die hierauf in dem 10,6 μπι Wellenlängengebiet
einfällt Man läßt den praktisch vollständig reflektierten Strahl 22 auf den Strahlenspalter 23
auffallen und derselbe wird sowohl hierdurch als auch
durch den Belag 32 übertragen (ein Be1,' g ist hier als ein
optisches Element zu verstehen, das die Eigenschaften
aufweist, bezüglich seiner Dicke extrem klein zu sein,
wodurch sich bestimmte angestrebte Durchlässigkeitseigenschaften bezüglich eines speziellen Bereiches der
angewandten Wellenlängen ergibt). Die Zusammensetzung des angewandten Belages besteht aus einer
Kombination aus Polyäthylen und Azetat Die Kosten des Belages sind geringfügig, bei einer Beschädigung
oder ansonsten Ungeeignetheit für den vorgesehenen
jo Zweck läßt sich derselbe leicht entfernen und ersetzen.
Die Menge an Azetat in dem Belag beläuft sich auf einen geringen Betrag, wahrscheinlich auf 0 bis 5% und wird
dazu angewandt, das Material mechanisch fester zu machen. Es können auch möglicherweise andere
»5 chemische Zusammensetzungen einschließlich überzogener Fenster mit einer Zusammensetzung aus NaCI
oder KCI angewandt werden, wenn auch das hier gewählte Material scheinbar bessere Ergebnisse gib*.
Der Strahl 22 trifft durch den Belag 32 hindurch, der
Der Strahl 22 trifft durch den Belag 32 hindurch, der
•to bei 10,6μΓπ (und auch bei den Wellenlängen des
sichtb. ren Lichtes) durchlässig ist und der Strahl fällt sodann auf das Patientengewebe oder die Arbeitsstelle
30. An dem Punkt des Auftreffens des Laserstrahls kann sodann die gewünschte chirurgische Arbeit durchgeführt
werden. Die Intensität des Laserstrahls wird durch Einstellen bestimmter Ausgangsleistungen der Energiequelle
15 gesteuert und das Auftreffen des Laserstrahls wird durch manuelle Einstellung von Einsteilschrauben
50, 51 und 52 durch den betreffenden Chirurgen oder
so Bedienungsperson gesteuert Die Einstellschrauben ermöglichen ein Orientieren des Spiegels 21 in den
gewünschten senkrechten und waagerechten Richtungen, wodurch der Strahl 22 in der gewünschten Weise
zum Auftreffen gebracht wird.
ν. Die in der Endoskopanordnung 12 angewandten optischen Elemente müssen stets frei von Fremdstoffen
gehalten werden, um so eine gute Beobachtung der Operationsstelle zu ermöglichen und eine Energieabsorption
des Laserstrahls zu verhindern, die ansonsten zu einer Beschädigung oder Zerstörung der optischen
Elemente führen würde. Dies stellt eine besonders schwierige Aufgabe im Hinblick auf die Tatsache dar,
daß ζ. B. bei bronchoskopischer Anwendung der Fluß der Atemgase, die bei Körpertemperatur mit Wasserdampf
gesättigt sind, iehr eng benachbart zu dem optischen Strahlenspalter 23 nach F i g. 1 erfolgt Noch
schlimmer als Wasserdampfwirkungen sind jedoch die Wirkungen von Schleimteilchen, die durch den wechsel-
seitigen FIuO der Atemgase transportiert werden. Um
dieses Problem zu überwinden, wird somit der Belag 32, der gegenüber Laserstrahlung und sichtbarem Licht
durchlässig ist, zwischen dem Laserendoskop oder der Auslaßanordnung 16 und der Endoskopanordnung 12
angeordnet und, wie weiter unten beschrieben, mit Luft gekühlt.
Das Luftgebläse 17 wird von der Energiequelle 15 über Leitungen 28 betrieben. Das Luftgebläse 17 steht in
Arbeitsverbindung mit dem Rohr 18, wodurch es möglich wird, einen Luftstrahl strategisch direkt auf den
Belag 32 dergestalt zu richten, daß sich ein Kühlen des Belages ergibt unter Aufrechterhalten der angestrebten
optischen Eigenschaften und Verdampfen der Flüssigkeiten von der Oberfläche des Belages. Das Gebläse
kann so angeordnet sein, daß dasselbe physikalisch nicht an der Endoskopanordnung befestigt ist und herkömmlichen
Aufbau zeigt. Eine weitere ins Einzelne gehende Beschreibung ist zum Verständnis der Erfindung hier
nicht erforderlich.
Es sind Fiberoptiken 26 und eine Beleuchtungsanordnung
26' so angeordnet, daß sich eine Lichtbeleuchtung längs der Fasern ergibt, die im Inneren der Wände des
Bronchoskops oder Endoskops oder der Strahlenauslaßanordnung 16 vorliegen. Unter Bezugnahme auf die
F i g. 2 sind die Fasern 40 dort in weggebrochener Weise bezüglich eines Bronchoskops 16 gezeigt. Eine weitere
ins Einzelne gehende Beschreibung dieser Art der Anordnung von Faseroptiken findet sich in der US-PS
34 96 931. Die durch die Lampe 26' bedingte Beleuchtung, wobei die Lampe durch die Energiequelle 15 über
Leitungen 29 mit Strom versorgt wird, wird durch die Fasern 40 in Richtung auf die Probe oder Arbeitsstelle
30 übertragen. Das auf die Arbeitsstelle 30 aiiftrcffcndc
sichtbare Licht 24 ist das Licht, das die Arbeitsstelle erleuchtet. Das reflektierte sichtbare Licht 24' wird
durch das hohle Rohr des F.ndoskops 26, durch den Belag 32 zu dem Strahlenspaltcr 23 zurück übertragen.
Das reflektierte sichtbare Licht wird von dem .Strahlenspalter 23, wie in der F i g. I gezeigt, reflektiert
und auf den Spiegel 25 gerichtet. Das reflektierte sichtbare Licht 24' wird wiederum von dem Spiegel 25
aus reflektiert, der das reflektierte sichtbare Licht zu dem Okular 13 führt, durch das der Beobachter 14 den
chirurgischen Vorgang beobachtet, der an der Probe oder dem Gewebe 30 iur Ausführung kommt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (9)
1. Endoskopisch-chirurgisches Lasersystem mit
einem Laser, einem Endoskop und einer Anordnung für das Einführen des Laserstrahls in das Endoskop,
sowie einem Okular an der Endoskopanordnung für dais Beobachten des chirurgischen Arbeitsfeldes
unter Beleuchtung, dadurch gekennzeichnet,
daß für die kontinuierliche Beleuchtung des chirurgischen Arbeitsfeldes (30) mit sichtbarem
Licht (26'), von dem ein Teil von dem chirurgischen Arbeitsfeld zu der Okularanordnung (23, 25, 13)
reflektiert wird, eine fiberoptische Anordnung (40) und in der Endoskopanordnung (12) eine Vorrichtung
(21,50,51,52) für das manuelle Ausrichten des
Laserstrahls in dem Endoskop (16) vorgesehen sind.
2. Lasersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die fiberoptische Anordnung (40) in dem Endoskop (16) getrennt zu dem Laufweg des
Laserstrahls i<? dem Endoskop (16) vorliegt
3. Lasersysism nach Anspruch 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (21,50,51,52)
einen ersten Spiegel (21) für die praktisch vollständige Reflektion des Laserstrahls in das Endoskop (16)
aufweist
4. Lasersystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Okularanordnung
einen Strahlenspalter (23) für die praktisch vollständige Überführung des Laserstrahls
in das Endoskop (16) und wenigstens teilweise Reflektion des reflektierten sichtbaren Lichts für die
Beobachtung autweist
5. Lasersystem nach Atvspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Okularahordnung weiterhin einen Spiegel (25) für die Reflektion des von dem
Strahlenspalter (23) reflektierten Lichts in das Okular (13) aufweist
6. Lasersystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Endoskop
(16) durch einen gegenüber dem Laserstrahl und sichtbarem Licht durchlässigen Belag (32) am
proximalen Ende verschlossen ist
7. Lasersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß ein Kohlendioxidlaser vorliegt, und der
Belag (32) aus einer Polyäthylen- und Acetatmasse besteht
8. Lasersystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß für das Kühlen und das
Entfernen von Flüssigkeiten von dem Belag (32) eine Ventilationsanordnung (17,18) vorliegt
9. Lasersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet daß die Ventilationsanordnung (17, 18) so
angeordnet ist, daß die der Endoskopanordnung (12) zugekehrte Seite des Belags (32) ventiliert wird.
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