DE2619930A1 - Apparat fuer lasertherapie - Google Patents
Apparat fuer lasertherapieInfo
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Description
530-25.562P
1. Viktor Leonidovich Isakov, KIEW - UdSSR
2. Yan Yakovlevich Popov, KIEW - UdSSR
3. Boris Grigorievich Khlyvnjuk, KIEW - UdSSR
M. Rostislav Evgenievich Kavetsky, KIEW - UdSSR
5. Nikolai Fedorovich Gamaleya, KIEW - UdSSR
6. Khadzhi Aminovich Baratov, KIEW - UdSSR
7. Gennady Dmitrievich Krazhan, KIEW - UdSSR
8. Ilya Romanovich Lazarev, KIEW - UdSSR
9. Ivan Parfenovich Dedkov, KIEW - UdSSR
10. Alexei Ivanovich Krivenko, KIEV - UdSSR
11. Vladimir Nikolaevich Dudnichenko, KIEW - UdSSR
12. Ivan Vasilievich Kudryavtsev, KIEW - UdSSR
Apparat für La κ er· the rap ίο
Die Erfindung betrifft einen medizinischen Apparat, nämlich einen Apparat für Lay er therapie, d. h. füi1 cnirurgioche
und therapeutische Krankenbenandlung mit Laserstrahlung
in d«'' klinischen Praxis sowie für verschiedenste
medizinisch-biologische Versuche auf der Grundlage nenutzung genannter Strahlung.
Im einzelnen kann der Apparat für örtliche Nekrotisierung
von Geschwulstknoten mit Impulslaser-Strahlung in der Onkologie, fijr Auf- bzw. Ausschneiden von Geweben
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BAD ORIGINAL
mit dem Strahl eines kontinuierlich strahlenden oder
CW-Lasers (Dauerstrich-Lasers) in der Chirurgie, für
selektive schonende Zerstörung von vorher angefärbten pathologischen Gebilden mit Laserstrahlung in der Dermatologie
sowie für verschiedene Zwecke auf vielen anderen Gebieten der klinischen Medizin eingesetzt werden. Bei
der Anwendung des Apparates auf experimentelle medizinischbiologische Untersuchungen ist an Versuche mit Einwirkung
mittels pulsierender und kontinuierlicher Laserstrahlung auf biochemische und Zellenpräparate, auf Normalgewebe
und -organe von Laboratoriumstieren, auf denen eingeimpfte Geschwülste usw. gedacht.
Wenn auch die Blockschaltungen der zur Zeit vorhandenen
klinischen Laserapparaturen mit pulsierenden und kontinuierlich arbeitenden Lasern größerer Leistung sich
weitgehend miteinander decken und aus dem Laser selbst mit Speiseteil, Steuerpult, Lichtleiter und Pokussierungs-Tubus
grundsätzlich bestehen, sind ihre Bauweisen, je nach Verwendungszweck, doch wesentlich verschieden.
So werden medizinische Laserapparate mit pulsierendem Laser gegenwärtig in erster Linie für therapeutische
Zwecke in der klinischen Praxis, mit kontinuierlich strahlendem Laser in der Regel für chirurgische Aufgaben verwendet.
Der Einsatz von Lasern größerer Leistung in klinischen Apparaten setzt eine genaue Übertragung des Laserstrahls
zum vorgegebenen Punkt des Behändlungsfeldes
bei Nichtgefährdung des Kranken, der Mediziner und der
Techniker voraus.
Der dem erfindungsgemaßen Apparat nach technischen .709846/0317
Daten und Bestimmung am nächsten kommende medizinische
Laserapparat (unter den aus dem Schrifttum bekannten Bauarten) ist der vom "US Army Missile Command Huntsville
Alabama", der im Nationalinstitut für Gesundheit in Washington aufgestellt ist (Mitteilungen aus den internationalen
Kongressen für medizinische und biologische Technik, Chikago, USA I967-I969). Dieser Apparat hat
einen Meodym-Impulslaser mit einer Impulsleistung von
18OO J, einer Wellenlänge X= 1,06 /um und einem Impuls-Intervall
von L = 30 s. Der Bestrahlungskopf dieses
Lasers ist auf einem beweglichen Wagen montiert. Der den Laserstrahl vom Laserkopf zum vorgegebenen Punkt des
Behandlungsfeldes übertragende Lichtleiter ist mit dem Strahlungskopf starr verbunden und besteht aus Rohren,
die mittels mindestens zwei in ihnen wälzgelagerten Gelenken miteinander verbunden sind. In den Gelenken befinden
sich Spiegel jsur Reflexion des Laserstrahls, und an dem letzten Glied dieses Lichtleiters ist ein teleskopierbarer
Fokussierungs-Tubus angesetzt. Am Fokussierungs-Tubus kann ein Kunststoffkegel zum Einfang von durch den
Laserstrahl zerstäubten Teilchen des bestrahlten Objekts angesteckt sein.
Diese Anordnung zeigt jedoch einige Nachteile. Der den Laserstrahl des Laserkopfes dem gewünschten Punkt des
Behandlungsfeldes zuführende Lichtleiter hat großen Platzbedarf, großes Gewicht und unzureichende Bewegungsfreiheit
für die Glieder. Er ist schlecht zu handhaben, denn, um den Strahl genau aufs Objekt zu richten, muß man nicht
nur mit dem Lichtleiter hantieren, sondern auch den ganzen Ständer, der den Laserkopf trägt, verfahren, den
Laserkopf schwenken, diesen auf und ab verstellen. Dies erschwert die Arbeit des Arztes und man muß eine Ver-
längerimg der zeitlichen Abstände zwischen den aufeinanderfolgenden
Impulsen dem Objekt der Bestrahlung zuzuleitender Laserenergie, also eine schlechtere Laserwirkung
und letsten Endes eine schlechtere Heilwirkung in Kauf nehmen.
Der Apparat läßt den Operateur die Größe des auf das Objekt gebündelten Laserstrahls nicht genau einstellen,
andererseits erschwert der am Fokussierungs-Tubus
angesteckte Schutzkegel das Verstellen des Laserstrahls im Behandlungsfeld. Es fehlt auch ein Entfernungsmesser,
so daß die richtige Dosis auf das Bestrahlungsobjekt fallender Laserenergie schwierig auswählbar ist.
Darüber hinaus bringt die Anordnung des Laserkopfes höherer Leistung unmittelbar im Behandlungsraum eine Gefahr
für das Bedienungspersonal und den Patienten mit sich, insbesondere wegen Ionisierung und Ozonisierung
des Raums rings um den Laserkopf, Ausscheidung schädlicher Gase und starken Geräusches, das sich beim Betrieb
des Impulslasers entwickelt.
Die verwendete Konzeption des Lichtleiters zum Leiten des vom Laserkopf ausgestrahlten Strahls an den vorgegebenen
Punkt des Behandlungsfeldes sieht keine Möglichkeit der Fernsteuerung für den Bestrahlungsprozeß vor.
Der fortgeschrittenste Laserapparat für chirurgische Operationen wird von der Firma "Amerfcan Optical Co."
("Laser focus", 1967, Nr. 1, 12 - I5) gebaut.
Der Apparat besteht aus einem kontinuierlich arbeitenden Laser höherer Leistung mit Speiseteil, einem
flexiblen Lichtleiter zur Zuleitung des vom Laserkopf
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ΛΑ
ausgesendeten Laserstrahls an den gewünschten Punkt des Behandlungsfeldes und einem Ständer, der den Laserkopf
trägt. Der den Laserstrahl leitende Lichtleiter ist am Laserkopf angeschlossen und besteht aus sieben Rohrstücken,
die mittels in ihnen untergebrachten Gelenken miteinander verbunden sind. In jedem Gelenk steht ein Reflektor, und
am Austrittsrohrstück ist ein Fokussierungs-Tubus befestigt. Der Apparat ist auch mit einem Leistungsregler und einem
Lichtsimulator für Laserstrahl ausgestattet.
Zu den Nachteilen dieser Anordnung zählen der bedeutende Laserstrahlverlust im den Laserstrahl des Strahlungskopfes bis zum vorgegebenen Punkt des Behandlungsfeldes
leitenden Lichtleiter, die Umständlichkeit der optischen Justierung des Lichtleiters, die nur schwierige genaue
Verstellung des Fokussierungs-Tubus im Behandlungsfeld, ein relativ großes Gewicht und große Abmessungen des Lichtleiters,
da er zu viele Glieder hat, und die unzureichende Sicherheit im Hinblick auf das medizinische und technische
Personal, das sich an der Operation beteiligt; befindet sich doch der Laserkopf wie der Hochspannungsspeiseteil
bei der für den Apparat ausgewählten Zusammenstellung unmittelbar in dem Behandlungsfeld.
Somit zeigen die vorstehend erörterten klinischen Laserapparate eine Reihe von Nachteilen, weshalb sie
in ihrer Bedeutung für die medizinische Praxis stark beeinträchtigt
werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Entwicklung eines Apparats für Lasertherapie, bei dem die Möglichkeit,
mehrere Laser gleichzeitig oder nacheinander einzusetzen, sowie die Möglichkeit einer besseren Führung
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Jf
des Laserstrahls beim chirurgischen Eingriff wie bei der Bestrahlungsbehandlung besteht.
Diese Aufgabe wird bei einem Apparat für Lasertherapie, der wenigstens einen Laser mit Speiseteil, Steuerung,
Laserkopf und Ständer zur Aufnahme des Laserkopfes, einen den Laserstrahl vom Laserkopf zu einem bestimmten Punkt
des Behandlungsfeldes leitenden Lichtleiter und einen die Laserstrahlung auf den bestimmten Punkt des Behandlungsfeldes fokussierenden Tubus umfaßt, erfindungsgemäß gelöst
durch eine: hinter dem Laser im Laserstrahlgang angeordnete Abtasteinrichtung zur Verstellung des Laserstrahls
im Behandlungsfeld, von der zwei Reflexionselemente auf einem Längsschlitten für Längsbewegung bzw.
einem Querschlitten für Querbewegung angeordnet sind, die in zwei zueinander senkrechten Führungen in der Horizontalebene
laufen, wobei der Tubus am Querschlitten angebracht ist.
Um die Verstellmöglichkeiten für den Laserstrahl noch vielfältiger zu gestalten, ist es zweckmäßig, daß
die Abtasteinrichtung weitere zwei Reflexionselemente hat, deren eines auf dem Längsschlitten und deren zweites
auf einem Zusatz-Que!'schlitten vorgesehen ist, welche
beiden Schlitten in denselben zueinander senkrechten Führungen laufen, wobei der Zusatz-Querschlitten auf der
optischen Achse der Abtasteinrichtung den flexiblen Lichtleiter trägt.
Es empfiehlt sich, daß der flexible Lichtleiter aufweist: wenigstens drei zylindrische Einzel-Lichtleiter,
die durch wenigstens zwei in ihnen auf Wälzlagern gelagerte: "Gelenke verbunden sind, über die sie um die
optische*Achse drehbar sind, und die Reflektoren für
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den Laserstrahl" aufnehmen, die jeweils auf einer Justierfläche
piner den Reflektor schwenkenden Kulisse mit Hebel und Stein im Gelenk montiert sind, eine am Ende des
letzten zylindrischen Einzel-Lichtleiters angeordnete Fokussiereinrichtung und am Ende der Fokussiereinrichtung
befestigte, zum Behandlungsfeld zeigende Wechsel-Endstücke.
Der flexible Lichtleiter wird zweckmäßig mit einer Laserstrahl-Simulationseinrichtung ausgestattet, als die
eine Quelle sichtbaren Lichtes in Gestalt eines Ringes im zylindrischen Lichtleiter erscheint.
Es ist zweckmäßig, daß das Wechsel-Endstück eine Kegelstumpf-Form hat, deren verjüngter Teil zum Objekt
zeigt und deren Übergang vom breiteren Teil zur Fokussiereinrichtung ein innenverspiegelter parabolischer Ring ist.
Es empfiehlt sich, daß der Zusatz-Querschlitten über ein Schloß mit dem Haupt-Querschlitten starr verbindbar
1st»
Ferner ist es zweckmäßig, daß zur Heilbehandlung des Epithelgewebes innerer Organe das Endstück ein laserstrahlungsdurchlässiger
Zylinder mit einem kegelförmigen Reflektor darin ist, wobei die Kegelspitze dem einfallenden
Laserstrahl entgegengerichtet ist und der öffnungswinkel des Kegels je nach Energiedichte des Laserstrahles variabel
ist.
Die Erfindung wird weitergebildet durch mehrere Laser
mit unterschiedlicher Wirkung auf biologische Objekte und durch einen optischen Umschalter an der Schnittstelle
ihrer Laserstrahlen.
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Der Tubus kann teleskopierbar und mit einem Eigenantrieb für seine Höhenverstellung sowie mit einem am
Tubus anzubringenden und entlang diesem verstellbaren Lineal als Entfernungsmesser zur Einstellung der Höhe
der Fokussier-Linse des Tubus über dem Objekt in dem bestimmten Punkt des Brhandlungsfeldes versehen sein.
Der Apparat kann auch einen Laserstrahl-Energiemesser hinter dem optischen linschalter aufweisen, nämlich einen den
Laserstrahl umschließenden Ring von reihengeschalteten Thermoelementen.
Bei der Messung kontinuierlicher Laserstrahlung kann
der entsprechende Energiemesser als rotierendes Meßelement mit eigenem Antriebsmotor gestaltet sein, wobei das Meßelement
mit einer Anzeigeeinrichtung gekoppelt ist, deren Anzeige mit der Drehung des Meßelements dank einem zwischen
jenem und dem Speiseteil des Motors geschalteten Synchronisierer synchron ist.
Zur Ermittlung von Energiedichte und Leistung in jedem Punkt des Laserstrahlquerschnitts kann ein Schalter
zwischen der Anzeigeeinrichtung und dem Meßelement vorgesehen sein.
Es ist zweckmäßig, daß das Meßelement als Ringgehäuse mit darin aufgespannten Thermoelementen ausgebildet ist,
wobei die warmen Lötstellen der Thermoelemente über den Radius des Ringgehäuses gleichmäßig verteilt und die Enden
der Thermoelemente an elektrisch leitende Ringe angeschlossen sind, die ihrerseits Kontakt mit an die Anzeigeeinrichtung
angeschlossenen Stromabnehmern haben.
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Die Erfindung wird weitergebildet durch ein nahe dem Laserstrahl angeordnetes Kalorimeter als Energiemesser
für periodische Kontrollmessungen der Laserstrahlenergie, wobei für die Zeit der Messung ein Teilstrahl
vom Laserstrahl durch eine teildurchlässige Trennplatte im Laserstrahlgang abgetrennt wird und zum Kalorimeter
gelangt.
Es ist zweckmäßig, daß die Gelenke des flexiblen Lichtleiters mit mindestens zwei Ausgleichfedern versehen
sind, deren Ende jeweils am Innengehäuse der Gelenke befestigt ist.
Es empfiehlt sich, daß das Endstück einen Stutzen aufweist, durch den der Austrittsstelle der Laserstrahlung
zum Objekt ein steriles Gasgemisch zuführbar ist, um eine sterile Zone um das Behandlungsfeld herum auszubilden
und daß die Fokussiereinrichtung gegen Verschmutzung durch Wechselwirkungsprodukte von Laserstrahlung mit Bipstrukturen
gesichert ist.
Der Apparat wird weitergebildet durch eine Absaugeinrichtung für bei der Einwirkung von Laserstrahlung auf
biologische Strukturen des Objekts entstehende Produkte, von der bewegliche Saugdüsen dem Behandlungsfeld zugewandt
und mit einer Luftleitung verbunden sind.
Der Apparat kann auch eine Fernsehanlage besitzen, deren Aufnahmekammer mit der Abtasteinrichtung gelenkig
verbunden und auf das Behandlungsfeld gerichtet ist.
Es empfiehlt sich, daß die Fersehaufnahmeröhre, vorzugsweise vom Vidikon-Typ, der Aufnahmekammer laserstrahlungsundurchlässige
Schutzvorhänge mit elektro-
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mechanischem Antrieb hat, so daß die Vorhänge des EIntrittsfenstersner
Aufnähmekammer im Zeitpunkt des Laserblitzes
verdecken.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 den erfindungsgemäßen Apparat für Lasertherapie in schematischer Gesamtansicht;
Fig. 2 die erfindungsgemäße Abtasteinrichtung des Apparats für Lasertherapie in vereinfachter
Darstellung;
Fig. 3 den erfindungsgemäßen Lichtleiter;
Fig. 4 das erfindungsgemäße Gelenk des Lichtleiters im Schnitt IV-IV von Fig. 3;
Fig. 5 das erfindungsgemäße Endstück mit Linse aus
undurchsichtigem Material und die erfindungsgemäße Lichtquelle;
Fig. 6 die erfindungsgemäße Fokussiereinrichtung des
flexiblen Lichtleiters im Schnitt VI-VI von Fig. 5;
Fig. 7 das erfindungsgemäße Endstück mit Reflektor in Gestalt eines Kegels;
Fig. 8 a, b, c den Laserstrahlgang bei Reflexion an den erfindungsgemäßen Reflektoren mit einem
öffnungswinkel von 35°, 115° und I650;
Fig. 9-eine Energiedichte-Verteilung des Laserstrahls;
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Fig. 10 Energiedichte-Verteilungen des an der
zylindrischen Wandung des erfindungsgemaßen Endstücks reflektierten Laserstrahls;
Fig. 11 ein kinematisches Gesamtschema für die erfindungsgemaßen Kanäle A und B;
Fig. 12 eine Anordnung der einzelnen Elemente in einem Teil des erfindungsgemaßen Kanals A;
Fig. 13 den erfindungsgemäSen Energiemesser für kontinuierliche
Laserstrahlung mit Querschnittsbild des erfindungsgemaßen Meßelements in
schematischer Darstellung;
Fig. lh den erfindungsgemaßen Energiemesser für
kontinuierliche Laserstrahlung mit einem Längsschnitt des erfindungsgemaßen Meßelements
in schematischer Darstellung;
Fig. 15 den arfindungsgemäßen Fokussierungs-Tubus;
Fig. 16 einen Schnitt XVI-XVI des erfindungsgemaßen Fokussierungs-Tubus nach Fig. 15;
Fig. 17 einen Schnitt XVII-XVII des Antriebs für den erfindungsgemaßen Entfernungsmesser
des Fokussierungs-Tubus nach Fig. 15;
Fig. l8 eine schematische Gesamtansicht des erfindungsgemaßen Apparates für Lasertherapie.
Der erfindungsgemäße Apparat für Lasertherapie umfaßt wenigstens einen Laser 1 (Fig. l) mit Speiseteil 2,
Steuerpult 3 und Ständer 4 zur Aufnahme des Laserkopfes
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des Lasers 1, einen Lichtleiter 5 zur Leitung des Laserstrahls
vom Laserkopf des Lasers 1 bir zu einem vorgegebenen Punkt 6 eines Behandlungsfeldes 7 und einen Tubus
8 zur Fokussierung von Strahlung des Lasers 1 auf den bestimmten Punkt 6.
Gemäß der Erfindung wird der erfindungsgemäße Apparat durch eine hinter dem Laser 1 im Laserstrahlgang anzuordnende
Abtasteinrichtung 9 ergänzt, die es ermöglicht, den Laserstrahl über das Behandlungsfeld 7 zu verstellen,
und aus zwei Reflexionselementen 10 (Fig. 2) auf in der
Horizontalebene durch Einzelantriebe 13 und 14 verstellbaren, senkrecht zueinander geführten (Führungen 15 und
16) eigenen Schlitten 11 und 12 für Längs- bzw. Querbewegung besteht.
Als die Einzelantriebe 13 und 14 kann bei dem erfindungsgemäßen
Apparat jeweils ein elektromechanischer Antrieb mit Schneckenstirnradgetriebe 17 und Schrittmotor
18 dienen.
Auf den Querschlitten 12 wird der Fokussierungs-Tubus 8 montiert.
Die klinische Praxis erfordert öfters einen gleichzeitigen oder nacheinander folgenden Einsatz mehrerer
Laser.
Im Hinblick darauf wird der Apparat mit einem Zusatz-Querschlitten
19 versehen, der in der gleichen Führung von Hand oder durch den Antrieb 13 verschiebbar ist.
Die Kupplung zwischen den Schlitten 12 und 19 wird mittels Schloß 20 hergestellt bzw. gelöst.
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Die zwei Bewegungsmöglichkeiten des Zuaatz-Querschlittens
19 entlasten bei der Handbedienung die Hand des Behandelnden wesentlich, weil er ja nunmehr den Haupt-Qiierschlitten
12 samt derr Antrieb 13 nicht zu verschieben
braucht, und ermöglichen bei Kupplung von Faupt-Querschlitten
12 und Zusatz-Querschlitten 19 rr.j !einander das
fernbediente gleichzeitige oder aufeinanderfolgende
Anschalten wenigstens zweier Laser.
Auf den Längsschlitten 11 und den Zusatz-Querschlitten
19, die in den gleichen Führungen 15 und 16 geführt
sind und von den gleichen elektromechanischen Antrieben \Z>
und Ik verstellt werden, wie sie für uas Paar Längsschlitten/Haupt-Quprschlitten
für Querbewegung vorgesehen sind, ordnet man zwei zusätzliche Reflexionselemente
21 an, die samt ihren Trägern die Führung des Laserstrahls in dem Behandlungsfeld 7 (Fig. 1) ermöglichen.
Der Zusatz-Querschlitten 19 trägt einen flexiblen Lichtleiter ?2, der den Laserstrahl dem vorgegebenen
Punkt 6 zuführt.
Für die Übertragung von Laserstrahlung auf die erfindungsgemäße
Abtasteinrichtung 9 können zwei Kanäle A und B vorgesehen sein.
Die Zweikanalkonzeption der Abtasteinrichtung, die dem Wunsch, mit mehreren Laserstrahlen gleichzeitig oder
nacheinander arbeiten zu können, gerecht wird, schafft bedeutend mehr Einsatzmöglichkeiten für den betrachteten
Apparat auf verschiedenen Gebieten der Medizin. Zu den Vorteilen einer derartigen Anordnung zählt die Möglichkeit,
verschiedene Bereiche des Patientenkörpers während
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einer uric! derselben chirurgischen Operation ohne Verlegen
des Patienten zu bestrahlen, das genauere Heranbringen des Laserstrahls an den vorgewählten Punkt des Behandlungsfeldes sowie die genaue Führung des Laserstrahls über das
Behandlungsfeld unter Benutzung eines elektromechanischen
Antriebs und das Arbeiten beider Kanäle der Abtasteinrichtung auf Wunsch getrennt oder zusammen, was hier möglich
wird.
Bei der nachstehenden Beschreibung des erfindungsgemäßen Apparats wird zuerst der Kanal A betrachtet, dann
der Kanal B.
Es sei der Teil des Kanals A, wo beide Reflexionselemente 21 (Fig. 2) und der flexible Lichtleiter 22 stehen,
als Lasermesser-Kanal der Abtasteinrichtung 9 bezeichnet, weil der Laserstrahl nach Durchlauf dieses
Wegs zum flexiblen Lichtleiter 22 gelangt, der den Laserstrahl in dem Behandlungsfeld frei zu verstellen gestattet
und folglich zum Aufschneiden von Geweben während der chirurgischen Operation herangezogen werden kann.
Dagegen wird derjenige Teil des Kanals B, der beide Reflexionselemente 10 und Fokussierungs-Tubus 8 aufnimmt,
zur Übertragung von Laserstrahlung zwecks Bestrahlung von Geweben örtlicher Oberflächengebilde oder auch zwecks
Bestrahlung von etwas mehr nach der Tiefe hin liegenden lebenden Geweben mit einem gebündelten Laserstrahl benutzt.
Daher sei dieser Teil des Kanals B der Einfachheit halber als Kanal für therapeutische Wirkung bezeichnet.
Man beachte auch, daß die vorgeschlagene Einteilung nur bedingt gelten kann, da man bei den den Kanal A durchlaufenden
Strahlen ebenfalls die Wirkung einer therapeutischen Bestrahlung und nicht die eines Chirurgenmessers
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erzielen kann, sofern jene von geringer Leistung und nicht gebündelt sind.
Beim angeführten Ausführungsbeispiel ist der den Laserstrahl genau in den gewünschten Punkt des Behandlungsfeldes 7 übertragende flexible Lichtleiter 22 (Fig. 2)
aus untereinander durch Gelenke verbundenen hohlen zylindrischen Einzel-Lichtleitern 23, 24, 25 (Fig. 3) zusammengesetzt.
Der rohrförmige Einzel-Lichtleiter 24 befindet sich im Innern des lichtleitenden Rohrstücks 23, wo jener in
diesem mittig verläuft, wobei Wälzlager 26 eino Axialbewegung
des zylinderförmigen Einzel-Lichtleiters 24 relativ zum zylinderförmigen Einzel-Lichtleiter 23 erlauben. Das
Gelenk 27 ist auf dem Einzel-Lichtleiter 24 wälzgelagert
(Lager 28). Wälzlager 30 hat auch das Gelenk 29, wobei die Innenringe der Wälzlager 30 am Gelenk 27 aufgesteckt
sind. Der Einzel-Lichtleiter 25 ist in ähnlicher Weise am
Gelenk 29 wälzgelagert (Lager 31)·
Das Gewicht des flexiblen Lichtleiters, ausschließlich der des Einzel-Lichtleiters 23, wird durch ein mittels
eines Seils 33 mit dem Einzel-Lichtleiter 24 verbundenes Gewicht 32 ausgeglichen. Das Seil 33 ist um eine
Umlenkrolle 34 geführt.
Jedes Gelenk 27, 29 weist ein Außengehäuse 35 und
ein Innengehäuse 5& (Fig. 4) auf, wobei das Außengehäuse
35 gegen das Innengehäuse 36 drehbar gelagert ist (Wälzlager
37).
Im Innengehäuse 36 ist jeweils eine Kulisse 39 in
Wälzlagern 38 gelagert, auf der Kulisse sitzt zwischen Zentren 40 eine Justierbühne 4l mit darauf montiertem
Reflexionselement 42. Mit dem Außengehäuse 36 und dem
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Innengehäuse 35 sind jeweils Hebel 43 (Fig. 3) gelenkig
verbunden, die anderen Enden der Hebel sind an einem in der Nut der Kulisse 39 gleitenden Kulissenstein 44 (Fig. 4)
angelenkt.
Das Gewicht des Innengehäuses 36 gegenüber dem Außengehäuse
35 ist jeweils durch eine Spiralfeder 45 ausgeglichen,
deren Enden im Außengehäuse 35 und im Innengehäuse 36 befestigt sind.
Dem vom Laser her gesehen letzten lichtleitenden Zylinder 25 des flexiblen Lichtleiters 22 schließt sich
eine Fokussiereinrichtung 46 an, die aus einer Fassung mit eingebauter Linse 48 darin besteht. Die Fokussiereinrichtung
46 ist wiederum von einem Endstück 49 verlängert, das die Abschirmung der Laserstrahlung und den Schutz der
Hände des Chirurgen gegen zufälligen Einfall des Laserstrahls übernimmt. Material und Bemessung der Linse 48
sind durch den Typ des verwendeten Lasers und die medizinische Aufgabe bedingt. Findet beispielsweise im Apparat
ein CO^-Laser mit 10,6 ,um Wellenlänge der Strahlung Anwendung,
so wird die Linse entweder aus Kochsalz (NaCl) oder aus Germanium (Ge) gefertigt, während man für im
Wellenlängenbereich sichtbaren Lichtes liegende Laserstrahlung als Linsenmaterial Glas oder Quarz nimmt.
Bei der Herstellung eines Laserstrahls kleineren Durchmessers, wenn es sich also um das Aufschneiden von
Geweben handelt, empfehlen sich für den Einbau in die Fokussiereinrichtung bikonvexe Linsen mit einer Brennweite
von 80 bis 100 mm.
Bei einem Außendurchmesser der Linse von 15 bis l6 mm hat der kleinste Brennfleek des Laserstrahls 0,1 mm
Durchmesser, so daß man mit einem Laserstrahl von 5 ΊΟ-3 709846/0317
W/cm Energiedichte einen schmalen Schnitt ins Gewebe bis zu 10 mm tief mit einer Geschwindigkeit von 1 cm/s
machen kann.
Wirkt ein defokussierter Laserstrahl auf das Gewebe ein, so ist entweder die Linse 48 der Fokussiereinriehtung
überhaupt entfernt oder das Gewebe wird mit dem Laserstrahl aus einer größeren Entfernung als die Brennweite
bestrahlt.
Die Auswahl der Linse stellt gewisse Forderungen an die Auswahl des Endstücks, als welches verschiedene Bauarten
zur Anwendung kommen können. Bei dem gezeigten Apparat setzt man metallische Endstücke 49 in Gestalt
eines hohlen Kegelstumpfes ein. Manchmal können massive Kegelendstücke aus Dielektrikum, etwa Quarz oder Glas,
sowie Fokone empfohlen werden, bei welchen die Linsen überhaupt entfallen.
Als Beispiel seien einige Variationen des Endstücks für den Anschluß am flexiblen Lichtleiter 22 betrachtet,
welche für verschiedene chirurgische Aufgabenstellungen gedacht sind.
Eine der erwähnten Varianten des Endstücks 49, dargestellt in Fig. 3>
ist bei für sichtbares Licht durchlässigem
Material (NaCl) der Linse 48 angebracht. Hier ist am Endstück 49 ein Stutzen 50 (Fig. 3) angesetzt,
der ein steriles Gasgemisch zuführt. Dieses soll die Fokussier-Linse 48 vor Verschmutzung durch Produkte, die
sich bei Wechselwirkung von Laserstrahlung und lebenden Geweben ergeben, und hauptsächlich vor Wasserdampf, der
sich bei Verdampfung von Biostrukturen entwickelt, in Hinsicht auf die Hygroskopizität der Linse aus NaCl
schützen. Die gezeigte Endstücktoistruktion mit Linse
aus NaCl macht eine relativ einfache Lösung des Problems der Sichtbarmachung unsichtbarer Infrarotlaserstrahlung
möglich, nach welcher der simulierende Lichtstrahl mit dem Laserstrahl in der gleichen optischen Achse des flexiblen
Lichtleiteis 22 zur Deckung gebracht und durch die
gleiche Fokussier-Linse 48 fokussiert wird, so daß der Chirurg den unsichtbaren Laserstrahl in den Arbeitspunkt
genau lenken kann.
Eine andere Variation des Endstücks 49 (Fig. 5) gilt
den Linsen 48 aus für sichtbares Licht völlig undurchlässigem Germanium (Ge). Zur Sichtbarmachung des unsichtbaren
Laserstrahls ist dem oberen Teil des Endstücks 49 die Form eines Ringes 51 gegeben, dessen verspiegelte Innenfläche
zusammen mit der Oberfläche der Linse 48 dem durch den Spalt zwischen Innenfläche des zylindrischen Einzel-Lichtleiters
25 (Fig. 6) und Linse 48 (Fig. 6) einfallenden sichtbaren Licht gegenüber als reflektierende Fokussieranordnung
mit zwei Spiegeln erscheint. Die ringförmige Lichtquelle 52 ist im Lichtleiterrohr so gelegen, daß
ihre Strahlung, am Ring 51 und an der unteren Fläche der
Linse 48 auffallend, in den Brennpunkt der Linse 48 reflektiert wird. Die Anwendung von Impulslampen, beispielsweise
von ringförmigen Xenonbogenlampen, als Lichtquellen für Simulierung von Laserstrahlung bringt eine Herabsetzung
der kleinstmöglichen von der Simulationsquelle gelieferten Beleuchtungsstärke mit sich, bei der die Lage
des Laserstrahls in dem Behandlungsfeld 7 bei der für die
chirurgische Operation benötigten Gesamtbeleuchtungsstärke gerade noch sicher erkannt werden kann.
Für die Fälle einer Bestrahlung der Epithelgewebe von innereh Organen wird das Endstück 49 modifiziert, denn
es geht hier um Verwandlung des Laserstrahls in einen di-
709846/0317
vergierenden zylindrischen Strahl. Das Endstück 49 (Fig. 5),
das dieser Forderung gerecht wird, ist im einzelnen in Fig. 7 dargestellt. Das Endstück hat die Gestalt eines
Hohlzylinders, dessen Wandung 53 laserstrahlungsdurchlassig
ist. Innen im Endstück ist ein Reflektor 5^ eingesetzt,
der die Form eines mit der Spitze zum einfallenden Licht gerichteten Kegels hat. In Fig. 7 ist der Laserstrahlgang
durch Pfeile veranschaulicht. Die Auswahl des öffnungswinkels des Reflektors 5^ ist von der erwünschten Neuverteilung
der Energie des Laserstrahls abhängig.
Von einer gleichmäßigen Energieverteilung über den Laserstrahlquerschnitt ausgehend, kann man eine Berechnungsformel
für die resultierende Energieverteilung P über die Wandung des Endstücks aufstellen:
r + r. tgt£ · tg«·
PέL . £
2R tgOO - tgf
mit R = Laserstrahlradius
00= öffnungswinkel des Reflektors
r1, ^p= gewünschte Laserstrahlradien (rp, r. <^ R).
Bei Austausch des am flexiblen Lichtleiter 22 (Fig. 2)
angesetzten Endstücks 49 mit Reflektor 54 (Fig. 7) gegen
ein Endstück, dessen Reflektor 54 (Fig. 7) einen anderen
öffnungswinkel hat, ändert sich nicht nur der Winkel zwischen reflektiertem Laserstrahl und optischer Achse 00
(Fig. 7)» sondern auch die Höhe h (Fig. 8) der Mantelfläche des zylindrischen Endstücks, wo der ganze reflektierte
Laserstrahl auffällt. Das Verhältnis Fläche des Laserstrahlquerschnitts noch vor der Reflexion am Reflek-
709846/0317
tor 5^ zur'Fläche der Zylindermantelfläche von der Höhe
h am Endstück: ist der Transformationsfaktor, um den die umverteilte Energiedichte des Laserstrahls (Fig. 9, 10)
sich ändert.
Hat man die Energiedichte-Verteilung im Laserstrahlquerschnitt, so kann man mit dem Transformat!onsfaktor
die Energieverteilungs-Kurve über die Zylindermantelflache
des Endstücks 53 (Fig. 7) ermitteln. Von einer Energiedichte-Verteilung
im Laserstrahlquerschnitt, die die Form etwa eines Dreiecks wie in Fig. 9 hat, ausgehend, kann
man die transformierte Energiedichte über die Wandung des Endstücks für drei öffnungswinkelwerte QL = j55 ,
115°, 1650 berechnen, wie es bei den in Fig. 10 dargestellten Ergebnissen geschah.
Bei dem Betrieb mit dieser Variation des Endstücks kann die Linse 48 der Fokussiereinrichtung entweder überhaupt
entfallen, oder bei gewünschter zusätzlicher Transformation des Laserstrahls gegen eine lang- oder eine
kurzbrennweitige ausgetauscht werden. Ein Einsatz des flexiblen Lichtleiters 22 (Fig. 2) mit Endstück in angegebener
Ausführung für therapeutische Zwecke in der Gynäkologie, Otolaryngologie, Chirurgie usw. kann von
Interesse sein.
Zum Kanal A gehören außer den erklärten Gliedern des Lasermesserkanals noch wenigstens ein Laser 55 (Fig.11)
und ein optischer Umschalter 56.
Der Laser 55 soll der medizinischen Aufgabenstellung
genügen. Beim Einsatz zum Aufschneiden von Geweben beträgt die mittlere oder kontinuierliche Strahlungsleistung
der die Apparate bestückenden Laser 40 bis 70 W. Für
solche Zwecke finden vielfach COp-Laser Anwendung. Trotz-709846/0317
dem können wie oben ausgeführt Laser mit einer Ausgangsleistung unter 1 VJ die Leistungsgei'äte dort ersetzen,
wo man nicht das Aufschneiden von Geweben, sondern ihre Bestrahlung für therapeutische Zwecke benötigt. Der Aufbau
der Abtasteinrichtung erlaubt den Einsatz eines beliebigen Lasers ohne Umbau. Daraus ersieht man, daß der erfindungsgemäße
Appax'at nicht nur für Chirurgie und Therapie, sondern auch für verschiedenste physikalisch-medizinisehe
Forschungen angewandt werden kann.
Der optische Umschalter 56 (Fig. 11") enthält einen
Reflektor 57 fFig. 1?), der im Kanal A im Strahlengang
unter 45° zu dem Laserstrahl ausgerichtet steht. Der
Reflektor 57 hat einen eigenen elektromechanischen Antrieb
58, der unmittelbar vom Arzt mittels eines Pedals
59 geschaltet wird. B^i Abblendung des Laserstrahls
richtet der Reflektor 57 gleichzeitig den von der Simulationseinrichtung 60 kommenden Simulationsstrahl nach
dem Kanal A, so daß man den flexiblen Lichtleiter 22 (Fig. 3) im vorgegebenen Punkt 6 (Fig. 1) des Behandlungsfeldes 7 (Fig. l) positionieren kann, ohne die gesunden
Gewebe der Gefahr einer Schädigung durch den Laserstrahl auszusetzen.
Für die Ausmessung der kontinuierlichen Laserstrahlung ist ein Energiemesser 6l (Fig. 12) bestimmt, dessen
Meßelement 62 (Fig. 13) ein rotierendes Ringgehäuse 63
hat, in welchem wie in einem Rahmen eine Reihe Thermoelemente 64 gespannt ist, derart, daß ihre warmen Lötstellen
65 in einer Reihe auf dem Radius der Ringgehäuseöffnung, durch die der Laserstrahl hindurchgeht, zu liegen
kommen.
Das Ringgehäuse 63 kann beliebige Thermoelemente
aufnehmen. Eine der möglichen "Varianten für den erfindungsgemäßen
Energiemesser sind die Chrornel-Copel-Thermo-709848/0317
elemente, die als miteinander verlötete 0,05 ram starke
Drähte vorliegen* Um derart dünne Drähte als hinsichtlich der Herabsetzung von Meßträgheit und Minderung von
Verzerrung des Laserstrahls durch ein Thermopaar besonders günstige Thermoelemente verwenden zu können, muß man sie,
ihre gegenüberliegenden Enden an der Wandung des Ringgehäuses 6j>
(Fig. 1J>) befestigend, quer durch die Ringgehäuseöffnung
spannen, so daß die warmen Lötstellen 65
der Thermoelemente 64 auch abgespannt und gegenüber der Öffnungsmitte des Ringgehäuses 6j>, folglich gegenüber
dem Laserstrahl, festgestellt sind.
Mit den anderen Enden 66 kontaktieren die Thermoelemente 64 (Fig. 1J>) elektrische Leiter. Diese sind als
gegeneinander isolierte elektrisch leitende Ringe 67 ausgebildet, die am Ringgehäuse 6j>
außen untergebracht sind. Jeder Ring 67 hat Kontakt mit einem Stromabnehmer 68, der
im Körper einer feststehenden Halterung 69 eingebettet und durch ein Kabel mit einer Anzeigeeinrichtung 70 verbunden
ist. Als solche Anzeigeeinrichtung können verschiedene Geräte wie Mikroamperemeter, Schreibgeräte, Oszillographen
mit langer Nachleuchtzeit usw. gebraucht werden.
Für die Dosimetrie im Falle Laserstrahlung bietet der
erfindungsgemäße Energiemesser mehrere Möglichkeiten: Es steht einem frei, entweder die integrale Leistung des
vom Laser ausgestrahlten Gesamtstrahls oder die Energiedichte-Verteilung
über den Laserstrahlquerschnitt oder die Leistung in irgendeinem Punkt des Laserstrahlquerschnitts
usw. zu ermitteln.
Für den Fall der Messung der Laserstrahlgesamtleistung werden die Thermoelemente wie in Fig. 13 gezeigt
so reihengeschaltet, daß ihre kalten Lötstellen 7I,
709846/0317
die im Körper des Ringgehäuses 63 zu liegen kommen,
zusammen mit den warmen Lötstellen 65 eine Thermobatterie bilden, deren beide Enden 66 durch beide elektrisch
leitenden Ringe (hier sind außen am Ringgehäuse 63 nur
zwei elektrisch leitende Ringe 67 befestigt) und Stromabnehmer 68 eine elektrische Verbindung zu einem Schalter
72 bekommen.
Bei der Messung von Energiedichte-Verteilung und Leistung in einem Punkt des Laserstrahls trägt das Ringgehäuse
außen doppelt so viele elektrisch leitende Ringe wie es Thermoelemente 64 (Fig, 1^) gibt, und werden die
von den Stromabnehmern 68 abgenommenen Signale auf den
Schalter 72 gegeben, der einfach ein Mehrfachschalter
sein kann, sofern er das Schalten der Thermoelemente 64 (Fig. 13) bei allen Betriebszuständen der Meßeinrichtung
sicherstellt. Die bei dem erfindungsgemäßen Apparat benötigte Thermoelementezahl wird insofern verringert, als
die wannen Lötstellen 65 der Thermoelemente 64 den Laserstrahlquerschnitt
abtasten, wenn das Ringgehäuse rotiert. Da jede warme Lötstelle 65 in einer bestimmten Entfernung
von der Öffnungsmitte des Ringgehäuses 63 liegt, beschreibt
sie im Strahlquerschnitt bei der Rotation eine Kreislinie, die in der gleichen Entfernung von der Laserstrahlmitte
wie die der warmen Lötstelle von der Öffnungsmitte des Ringgehäuses 6j5 verläuft. Bei ihrem Umlauf messen die
Thermoelemente 64 die Laserstrahlleistung in allen Punkten auf ihren Kreislinien nacheinander. Die Rotation des
Ringgehäuses 63 wird von einem Motor 75 bewirkt, der durch
einen Synchronisierer 75, der die Synchronisierimpulse auf einen Speiseteil 74 abgibt, in Gleichlauf mit der Ablenkung
der Anzeigeeinrichtung 70> auf den die Synchronisierimpulse
gleichzeitig einwirken, betrieben wird. Das Vorhandensein eines solchen Energiemessers gestattet dem
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die Dosis von Laserenergie während der Operation unter Kontrolle zu halten und den Laser jeweils auf einen optimalen
Betrieb bei der Bestrahlung einzustellen.
Hinter dem Meßelement 6l steht eine Lichtfalle (Fig. 12). Beim Arbeiten mit dem simulierenden Strahl
während der Vorbereitung zum Aufschneiden des Gewebes, wenn der Laserstrahl vom Behandlungsfeld ferngehalten
werden soll, bringt der Arzt, über das Pedal 59 auf den
Antrieb 58 einwirkend, den Reflektor in den Weg des Laserstrahls unter einem Winkel von 45 zu dessen Richtung.
Der am Reflektor 57 reflektierte Laserstrahl wird dabei von der Lichtfalle 76 aufgefangen, wo jener, mehrmals an
den Fallenwänden reflektiert und absorbiert wird. Die Funktion eines solchen Auffängers kann jede den Forderungen
einer "black box" genügende Anordnung übernehmen. Die bei dem erfindungsgemäßen Apparat benutzte Möglichkeit
ist ein Keil mit einer Austrittsöffnung von 20 mm und einer Länge von 180 mm.
In den therapeutischen Kanal des erfindungsgemäßen Apparates wird der Fokussierungs-Tubus 8 (Fig. l) aufgenommen,
der vorzugsweise von der Art der Teleskoptuben ist und zur Übertragung des Laserstrahls in den definierten
Punkt 6 (Fig. l) des Behandlungsfeldes 7 (Fig. 1) und dessen Fokussierung dort dient. Die Grundelemente
der Teleskoptubuskonstruktion (Fig. 15) sind zwei metallische Hohlzylinder, nämlich ein Außenzylinder 77 und ein
Innenzylinder 78.
Im Außenzylinder 77 sind Rollenlager 79 (Fig. l6) ausgeführt, über die er sich gegen den verschiebbaren
Innenzylinder 78 abstützt. Im Innenzylinder 78 ist eine in einer Lagerung 8l geführte Leitspindel 80 eingebaut.
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An dem einen Ende der Leitspindel sitzt ein Zahnrad 82.
Die Teleskoptubus-Konstruktion schließt ein Gegengewicht 83 ein, das innen im Innenzylinder 78 an Seilen
84 hängt, deren andere Enden am Außenzylinder 77 befestigt sind. An der Stelle, wo die Seile ihre Richtung
ändern müssen, steht eine Umlenkrolle 85· Der teleskopierbare
Fokussierungs-Tubus hat seinen eigenen elektromechanischen Antrieb 86, durch welchen jener fernbedient
wird. Der Außenzylinder 77 nimmt eine auswechselbare Fokussier-Linse 87 auf, außen ist an dem Tubus 8 (Fig. 1)
ein Entfernungsmesser installiert. Dieser besteht aus einem ausfahrbaren Lineal 88 mit Skala (Fig. 15, 17),
einem Linealantrieb 89 (Fig. 17), einem Drehkopf 90 und einem Gehäuse 91. Der Außenzylinder 77 hat einen
Handgriff 92 (Fig. 15), der gleichzeitig das Gehäuse für Knopf 93 und Feder eines Hebelantriebs 94 für eine
Schlitzmutter 95 ist.
Der Kanal B verfügt über wenigstens einen Laser 1 (Fig. 1) mit einem Justierlaser 96 (Fig. l8) kleinerer
Leistung. Sind zwei oder mehr Impuls-Laser installiert,
stellt man in den Schnittpunkt ihrer Laserstrahlen einen optischen Umschalter 97 (Fig. l8), der die Laser
und 98 (Fig. 11) in den Pausen zwischen den einzelnen
Impulsen abwechselnd einschaltet.
Der optische Umschalter 97 stellt ein Reflexionselement 99 (Fig. 11) auf einer Drehscheibe mit elektromechanischen!
Antrieb 100 dar.
Im weiteren Strahlengang steht im Kanal B ein Laserenergiemesser
101, als welcher eine Batterie von am Umfang des Laserstrahls in einem Kreis liegenden Thermo-
.7'09846/03V"?
elementen benutzt wird. Die Anzeige der gemessenen Laserenergie erfolgt durch Geräte des Arztpultes 103
(Fig. 18) unddes Zentralpultes 3.
Für eine zeitweilig vorzunehmende Kalibrierung energetischer Daten der Laser 1, 98 (Fig. 11) ist ein
Normalenergiemesser I06 vom Typ eines Kalorimeters vorgesehen, zu dem ein Teil des Laserstrahls durch
eine Tellungsplatte im Wege des Laserstrahls abgelenkt
wird.
Der Abtasteinrichtung 9 (Fig. l8) ist eine Laserstrahl-Simulationseinrichtung
107 (Fig. 18) vorgeschaltet, die eine Impulsquelle sichtbaren Lichtes I08
(Fig. 11) und einen schwenkbaren Reflektor 109 be&itzt, der die den Laserstrahl simulierende Strahlung nach dem
Kanal B richtet.
Zur Synchronisierung des Betriebes des Impuls-Lasers 1 und des der Simulationseinrichtung 107 ist in
dieses ein elektromeehanischer Antrieb 110 (Fig. 11) eingeführt, der den Reflektor 109 seine Stellungen
wechseln läßt.
Zur Beobachtung der Behandlung dient eine Fernsehanlage mit einer Aufnahmekammer 111 (Fig. l8), einer
Fernsehaufnahmeröhre (Vidikon) 112, einem Videokontrollgerät 113 und Speise- sowie Steuerteil (in der Zeichnung
weggelassen).
Die auf das Behandlungsfeld 7 gerichtete Aufnahmekammer 111 ist an einem Ständer 114 montiert und mit
der Abtasteinrichtung 9 gelenkig verbunden. Darüber hinaus ist die Aufnahmekammer 111 mit einem Verschluß
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112 für die Fernsehaufnahmeröhre versehen. Der Verschluß
hat Schutzvorhänge mit elektromechanischen! Antrieb. Die Vorhänge lassen keine Laserstrahlung
durch und verdecken im Zeitpunkt des Laserblitzes das Eintrittsfenster der Aufnahmekammer 111.
Das VMeokontrollgerät 113 der Fernsehanlage ist
am Zentralsteuerpult installiert, das außerhalb des Operationsraums aufgestellt ist.
Zur Absaugung der Produkte, die sich bei Einwirkung dec Laserstrahlung auf biologische Strukturen des
Bestrahlungsobjektes ergeben, ist für den Apparat eine Absaugeinrichtung 116 (Fig. 18) vorgesehen, die u. a.
besonders an beweglichen Konsolen 118 befestigte Saugdüsen 117 und eine mit den Saugdüsen durch biegsame
Schläuche (nicht gezeigt) verbundene Luftleitung 119 hat.
Im Operationsraum ist eine Sprechanlage 120 installiert, die im Ständer 114 montiert ist.
Der Ständer 115 macht es möglich, die Abtasteinrichtung 9 über dem chirurgischen Tisch 121 in einer
Höhe aufzuhängen, die für den arbeitenden Chirurgen bequem ist. Gegebenenfalls hängt die Abtasteinrichtung
an in der Decke des Operationsraums mittels Flanschen 123 befestigten Konsolen 122, und ihre Höhe über dem
Operationstisch kann an Spannschlössern 124 eingestellt werden.
Das Arztpult 103 ist an der Abtasteinrichtung 9 (Fig. l8) montiert. In einem solchen Pult werden sämt-
liehe Organe zur Bedienung und Überwachung der Laser
zusammengefaßt.
Die Funktion des erfindungsgemäßen Apparats ist folgende.
Die von den Lasern 1, 55 (Fig. 2) ausgesandten Laserstrahlen laufen getrennt in zwei Kanälen A und B
(Fig. 11, Fig. 2) zur Abtasteinrichtung 9 (Fig. 1), wobei die Strahlung vom Laser 55 den Kanal A, die vom
Laser 1 den Kanal B durchläuft. Bei Bedarf können im erfindungsgemäßen Apparat mehr Laser eingesetzt werden.
In diesem Fall wird die Strahlung dieser zusätzlichen Laser in die gleichen Kanäle A und B eingespeist, wobei
die Ausrichtung des Strahls nach der optischen Achse des betreffenden Kanals der optische Umschalter
97 (Fig· l8) übernimmt. Die Arbeitsweise eines solchen
Umschalters ist in Fig. 11 für den Kanal B gezeigt. Jener ist ein Reflektor 99 auf einer Drehscheibe mit
elektromeehanischem Antrieb 100. In den Strahlengang eingeschwenkt, richtet der Reflektor die Strahlung
des Lasers 98 (Fig. 11) zur Abtasteinrichtung 9 (Fig. 1),
Die Zusammenfassung mehrerer Laser 55* 1* 98
(Fig. 11) in einer Anordnung, deren gleichzeitige oder abwechselnde Arbeit, eine sichere Lenkung des Laserstrahls
in dem Behandlungsfeld 7 (Fig. 1) sowie Fokussierung (ggf. der Laserstrahlung von sämtlichen Lasern)
auf den gegebenen Punkt 6 (Fig. 1) des Behandlungsfelds 7 (Fig. 1) erweitern u. a. das wissenschaftliche medizinische,
biologische und physikalisch-technische Anwendungsgebiet für den erfindungsgemäßen Apparat sehr.
Vor einer ausführlichen Erläuterung der Funktion jedes Kanals A und B werden die bestehenden Betriebs-
6/031'
arten des erfindungsgemäßen Apparats betrachtet.
Der Apparat wird auf zweierlei Weise betrieben, wobei die Auswahl der Betriebsweise durch die Art
der auszuführenden Behandlung und Anwesenheit bzw. Nichtanwesenheit des Arztes und Bedienungspersonals
im Operationsraura bedingt wird.
Bei der ersten Betriebsart kann der Arzt sieh im Laufe der Operation im Operationsraum aufhalten.
In diesem Fall erfolgt die ganze Bedienung des Apparats vom Arztpult 103 (Fig. l8). Den Kranken legt man
auf den Operationstisch 121, das Behandlungsfeld 7 zur Äbtasteinrichtung 9 hin gerichtet. Der Fokussier-Tubus
8 wird in den Raum über dem Behandlungsfeld 7 (Fig. 1)
durch Verstellung des Längsschlittens 11 und Querschlittens 12 (Fig. 2) in ihren zueinander senkrechten
Führungen 15 und 16 über ihre Antriebe 13 und 14 oder
von Hand eingebracht. Im erörterten Fall erfolgt die Bedienung der Abtasteinrichtung 9 (Fig. 18) vom Arztpult
103 oder auch Zentralpult 3 aus. Die ganze Zeit über, wenn der Fokussierungs-Tubus 8 in den Raum über
dem Behandlungsfeld 7 einfährt, die Strahlung der Laser 1 und 98 (Fig. 11) eingestellt und auf einen
Punkt 6 (Fig. l8) des Behandlungsfeldes fokussiert wird, simuliert das von der Lichtquelle I08 (Fig. 11)
ausgestrahlte Licht die Laserstrahlung.
Bei der Bestrahlung ist die Kenntnis einiger Kennwerte der Laser notwendig. Jene legt der Arzt an Hand
der Analyse von Hilfsinformationen fest. Dies trifft
in erster Linie auf Energiedichte der Strahlung im gegebenen Punkt 6 (Fig. 1) des Behandlungsfeldes 7
(Fig. 1) zu, wobei hier Fläche der zu bestrahlenden
; 7 0 9 ςΛ c / ° 11
Zone und Laserstrahlenergie ausschlaggebend sind. Eine Einstellung des Durchmessers des im definierten Punkt
des Arbeitsfeldes auffallenden Laserstrahls, stammend aus den Lasern im Kanal B, vollzieht sich, indem man
von Hand oder mit Hilfe des elektromechanischen Antriebs 86 (Fig. 15) den Fokussierungs-Tubus 8 (Fig. 18) bzw.
den Operationstisch 121 in der Höhe verstellt. Dagegen wird der Durchmesser des durch den Kanal A hindurchtretenden
Laserstrahls nur von Hand eingestellt, wenn man nämlich den lichtleitenden Zylinder 24 (Fig. 3) bezüglich
des Einzel-Lichtleiters 23 des flexiblen Lichtleiters 22 (Fig. 2) in der Höhe verstellt sowie die
Winkel zwischen den Einzel-Lichtleiterzylindern 23* 24,
25 (Fig. 3) durch sinngemäße Änderung von Auslenkung
der Gelenke 27, 29 ändert. Die Entfernung von der Fokussier-Linse
87 (Fig. 15) des Fokussierungs-Tubus 8 (Fig. 18) bis zum Behandlungsfeld 7 wird von der Skala des
ausfahrbaren Lineals 88 (Fig. 15) abgelesen.
Gleichzeitig mit der Einstellung des Fokussierungs-Tubus 8 (Fig. 18) und des flexiblen Lichtleiters 22
der Abtasteinrichtung findet eine Vorbereitung der Laser 55, 1, 98 (Fig. 11) für den Einsatz statt, es
werden ihre Speiseteile, bei der Fernsehanlage die Aufnahmekammer 111 und das Videokontrollgerät 113
(Fig. l8), ferner die Absaugeinrichtung II6 und die Sprechanlage 120 betriebsbereit gemacht. Anschließend
wird der Betriebszustand "Pumpen der Laser" gefahren, und schließlich erfolgt nach dem "Pumpen der Laser"
das Zünden, das unmittelbar zur Erzeugung eines Laserimpulses führt.
Steuerung der Funktion der Laser und Überwachung der Energiewerte während des Pump- und Ausstrahlungsbetriebes
erfolgen durch den Arzt vom Arztpult 103 (Fig. 18) aus.
709
Den Bestrahlungsgang kann man auf dem Bildschirm des am Pult 3 aufgebauten Videokontrollgeräts 115
(Fig. 18) beobachten. Beim Anlassen, d. h. in dem Augenblick, wenn die Impulsstrahlung der Laser die
Anordnung durchläuft und in Kontakt mit den Biöstrukturen tritt, wird der Verschluß für die Fernsehraufnahmer
öhre 112 wirksam, so daß die Fotokathode der Fernseh, aufnahmeröhre gegen Schäden durch Reflektierte
Laserstrahlung gesichert ist.
Bei Einsatz der Laser des Kanals A bleibt der Vorhangverschluß für die Fernsehaufnahmeröhre 112 unbenutzt,
denn in diesem Kanal betreibt man normalerweise kontinuierlich strahlende Laser, weshalb derjenige Teil
solcher Strahlung, die reflektiert auf die Fotokathode gelangt, diese nicht beschädigen kann. Bei der zweiten
Art des Betriebs des erfindungsgemäßen Apparats sind der Arzt und das Bedienungspersonal, die sich im Operationsraum
befinden, nur zur Vorbereitung des Kranken für die Operation und Abstimmung der Abtasteinrichtung
und anderer Hilfssysteme des Apparats da. Während der
Bestrahlung selbst wird der Apparat vom Zentralsteuerpult 3 (Fig. 1) mit seinen Steuer-, überwachungs- und
Anzeigegeräten aus gesteuert und Überwacht.
Es sei nun die Funktion der einzelnen Kanäle A und B eingehender behandelt.
Kanal A (Fig. 11): Vor Betätigung justiert man den Laser 55 (Fig. 11) so, daß die Laserstrahlung genau
auf der optischen Achse des Kanals A verläuft. Nach Betätigung des Lasers 55 beginnt dr in Richtung auf
den optischen Umschalter 56 (Fig. 11) auszustrahlen, und zwar auf seinen unter 45° zur optischen Achse in
7 0 9 f'
den Kanal A eingeschwenkten Reflektor 57 zu, an dessen
Material Laserstrahlung reflektiert wird. Bei einem Laser mit COp als aktivem Medium für Strahlung mit
einer Wellenlänge von 10,6 ,um kann als Reflektor 57 eine Stahlplatte mit Goldüberzug empfohlen werden.
Der Relfexionsfaktor einer solchen Platte beträgt 98 $>.
Der Reflektor 57 hat zwei Stellungen, deren eine
die Betriebsstellung ist. In dieser Stellung sperrt der Reflektor 57 den vom Laser 55 ausgesandten Laserstrahl
ab, indem jener diesen zum Energiemesser 6l hin ablenkt. In der anderen Stellung ist der Reflektor 57
aus dem Kanal ausgeschwenkt, in diesem Fall wird der Strahl des Lasers 55 freigegeben, d. h. zur Abtasteinrichtung
9 (Pig· I) hin durchgelassen.
Den elektromechanischen Antrieb 58 des Reflektors
schaltet der Arzt mit dem Pedal 59 (Fig. 12). Bei der Betriebsstellung des Reflektors 57 fällt der Simulationsstrahl
der Simulationseinrichtung 60 (Fig. 12) auf die zweite Fläche des Reflektors 57 und wird anstatt
des Strahls des Lasers auf das Abtastgerät 9 (Fig. 1) gelenkt. In dieser Weise geschieht die Simulierung
des Laserstrahls bei Einstellung und Justierung des Apparats.
Der vom Laser 55 (Fig· H) kommende Laserstrahl gelangt, am Reflektor 57 (Fig. 12) abgelenkt, in die
öffnung des Ringgehäuses 6j5 des Meßelementes 62 (Fig.
13, 1^). Teilweise trifft der Strahl auf die Thermoelemente
64, deren Reihe quer durch die öffnung verläuft, teilweise läuft er weiter zu der dem Energiemesser
62 (Fig. 18) nachgeschalteten Lichtfalle 76 (Fig. 12) hin. Auf diese Weise wird der Stiahl, nach
70984 6-/031
mehrmaliger Reflexion an den Wänden des Auffängers, größtenteils in der Falle gestreut und absorbiert.
Der kleinere Teil des Laserstrahls, der von den "Thermoelementen zurückgehalten wird, wird dabei teils reflektiert
und gestreut, teils jedoch von diesen absorbiert, weswegen in den Thermoelementen eine Therrno-EMK
entsteht. Da die Thermoelemente zu einer Thermobatterie
zusammengeschaltet sind (Reihenschaltung), addieren sich die Ströme durch sämtliche Thermoelemente. Der
Gesamtstrom fließt über die elektrisch leitenden Ringe 67 (Fig· l4) und Stromabnehmer 68 zum Schalter 72 und
dann zur Anzeigeeinrichtung 70.
Falls man mit der Messung von Leistung in einem Punkt des Laserstrahls oder Energiedichte über den
Laserstrahlquerschnitt zu tun hat, werden die Thermoelemente
64 mit je zwei elektrisch leitenden Ringen 67 und je zwei Stromabnehmern 68 verbunden. Ein Kabel
verbindet diese ihrerseits jeweils mit dem Schalter
Das Ringgehäuse 63 des Meßelements wird durch den
Motor 73 in Drehung versetzt. Sein Lauf wird durch Synchronisierimpulse des Synchronisierers 75, die am
Speiseteil 74 des Motors 73 und gleichzeitig an der
Anzeigeeinrichtung 70 eintreffen, mit dem Betrieb des
letzteren synchronisiert. Es sei darauf hingewiesen, daß sowohl die Messung als auch die Simulierung des Laserstrahls
sich in der Zeit vollzieht, wenn der Reflektor 57 den Lasecfetrahl unterbricht, d. h. in der Vorbereitungszeit
des Arztes, wenn dieser die Betriebsbereitschaft des Apparates kontrollieren kann. Tritt der
Arzt das Pedal 59 durch, so nimmt der Reflektor 57 (Fig. 12) die Stellung ein, bei welcher der Laserstrahl
zu den zwei zusätzlichen Reflektoren 21 (Fig. 11) auf
/ 0 9 ^ 6 / 0 3 1
dem Zusatz-Querschlitten 19 (Fig. 2) und dem Längsschlitten 11, dann zum flexiblen Lichtleiter 22 durchgelassen
wird. Wie vorstehend erwähnt, verschieben sich diese Schlitten in der horizontalen Ebene quer zueinander.
In ihren Führungen 15 und 16 werden sie entweder durch die elektromechanischen Antriebe 13 und 14 oder
von Hand verstellt. Die Schlitten 12 und 19 können voneinander durch Auskupplung der Raste 20 gelöst werden,
weswegen die Hand des Chirurgen bei der Handbedienung, da das Gewicht sich vermindert hat, zusehende entlastet
wird.
In dem flexiblen Lichtleiter 22 durchläuft der vom Laser 55 ausgesandte Strahl zunächst die zylindrischen
Einzel-Lichtleiter 23 und 24, tritt dann, an den Reflexionselementen 42 (Fig. 3) nacheinander reflektiert,
weiter in den zylindrischen Einzel-Lichtleiter 25 hinein, fällt nachher auf die FokussierwLinse 48 (Fig. 3), läuft
durch das Wechselendstück 49 und gelangt schließlich zu
dem vorgegebenen Punkt 6 (Fig. 1) des Behandlungsfeldes 7 (Fig. 1). Während des Betriebes, bei dem der Winkel
zwischen den Gelenken 27', 29 und den Lichtleiterzylindern
23, 24, 25 (Fig. 3) sich auch immer einstellt, reflektieren die Reflexionselemente 42 des flexiblen Lichtleiters
den Laserstrahl stets genau in Richtung der optischen Achse des Kanals A (Fig. 11).
Der flexible Lichtleiter 22 ist so aufgebaut, daß die gegeneinander durch die Rollenlager 26 geführten
lichtleitenden Hohlzylinder 23 (Fig. 3) und 24 relativ zueinander axial verschoben werden können. Der rohrförmige
Einzel-Lichtleiter 24 wird in den Wälzlagern 28 drehbar um seine eigene Achse gelagert. Für die Drehung der
Gelenke 27, 29 als Ganzes sowie des Einzel-Lichtleiterzylinders 25 sind die Wälzlager 28, 30, 31 (Fig. 3) da.
Die Justierflächen mit den Reflexionselementen 42
schwenken dank der Wälzlager 38.
Dem unausgeglichenen Gewicht des Lichtleiters hält automatisch das Gewichtsstück 32 Gleichgewicht. Jenes
ist über die Umlenkrolle 34 und das Seil 33 an dem
Einzel-Lichtleiter 24 aufgehängt. Dem unausgeglichenen Gewicht dor Innengehäuse 36 der Gelenke 27, 29 wirken
die Federn 45 entgegen.
Der betrachtete flexible Lichtleiter 22 (Fig. 11) erlaubt dem Arzt, nach Belieben mit dem Arbeitswerkzeug,
hier dem Endstück 49 (Fig. J>)> zu hantieren, nämlich
dieses an Jeden Punkt des Behandlungsfeldes 7 (Fig. 1) heranzuführen, und zwar nicht nur, wenn es zu der zu
bestrahlenden Fläche senkrecht, sondern auch wenn es zu dieser geneigt ist.
Das sterile Inertgas oder Gasgemisch wird während der Operation in das Endstück 49 über den Stutzen 50
gedrückt.
Dem Apparat stehen mehrere Arten des Endstücks 49
(Fig. 3» 5> 7) zur Verfügung. Das zuerst genannte ist
für Einsatz zusammen mit der Linse 48 gedacht, wenn sie sowohl für Laserstrahlung als auch für simulierendes
Licht der Simulationsanordnung βθ (Fig. 12) durchlässig ist. Die zweite Variante des Endstücks 49 (Fig. 5) ist
für den Fall bestimmt, daß die Linse 78 (Fig. 5) den
Simulationsstrahl nicht durchläßt. Die dritte Art des Endstücks 49 (Fig. 7) dient zur Umwandlung des Laserstrahls
in einen zylindrischen Strahl für den Fall einer Bestrahlung der Epithelgewebe von inneren Organen.
Die Strahlung des Lasers 1 bzw. 98 (Fig. 1) im
Kanal B, der erst nach Justierung mittels des Lasers kleinerer Leistung in Betrieb gesetzt wird, läuft zum
Reflexionselement 99 (Fig. 11) des optischen Umschalters 97 (Fig. l8) hin. Das Reflexionselement 99 wechselt
zwischen zwei Stellungen: Einmal kann es aus der optischen Achse des Kanal B weggeschwenkt sein, und in diesem
Fall kann der Laserstrahl des Lasers 1 hier weiter den Kanal durchlaufen; zum anderen steht es in der optischen
Achse des Kanals, so daß es den einfallenden Strahl des Lasers 98 bricht und in den Kanal B genau in Richtung
dessen optischer Achse weiterleitet. Das Ein- bzw. Ausschwenken des Reflexionselements 99 (Fig. 11) erfolgt
durch den elektromechanischen Antrieb 100.
Weiterhin passiert der Laserstrahl die öffnung des Laserenergiemesser 101. Dabei erwärmt er die warmen
Lötstellen der Thermoelemente, die ringartig den durchtretenden Laserstrahl umschließen. Die sich entwickelnde
Thermo-EMK wird von den Geräten am Zentralpult 3 (Fig.
l8) und dem Arztpult 103 (Fig. l8) gemessen.
Bei weiterem Durchlauf des Laserstrahls, wenn er die Teilungsplatte 105 (Fig. 11) durchtritt, wird
ein Teilstrahl davon abgespalten, der zu dem Normalenergiemesser 106 weitergeschickt wird, wo zeitweilig
die Kalibrierung von Energiewerten der Laser 1, 98 (Fig. 11) erfolgt.
Die Simulationseinrichtung 107 (Fig. l8) für die Laser, welche der Abtasteinrichtung 9 (Fig. l8) vorgeschaltet
ist, schließt den schwenkbaren Reflektor 109 (Fig. 11) ein. Bis zum Pumpen des Lasers bleibt dieser
Reflektor im Kanal B eingeschwenkt und richtet din
simulierenden Strahl zur optischen Achse des Kanals B. Nach Abgabe des Pumpsignals wird der Reflektor in der
optischen Achse des Kanals B dort automatisch durch seinen Elektroantrieb weggeschwenkt, so daß der Laserstrahl
nun zu den Reflexionselementen 10 (Fig. 11)
durchgelassen wird.
Diese stehen auf ihren eigenen Schlitten für Längs-(11) bzw. Querbewegung (12), die in ihren zueinander
senkrecht verlaufenden Führungen 15 und 16 durch ihre
Eigenantriebe I^ und 14 horizontal verschoben werden.
Das Reflexiibnselement 10 auf dem Längsschlitten 13;
leitet den Laserstrahl in den Fokussierungs-Tubus 8 (Fig. 18) weiter.
Bei der Anpassung des Fokussierungs-Tubus an die vorliegenden Verhältnisse muß man durch Drehen des
Drehkopfes 90 (Fig. 17) das ausfahrbare Lineal 88 (Fig. 15) des Entfernungsmesser so weit ausfahren, wie
bei der vorliegenden Dimensionierung des gebündelten Laserstrahls erforderlich ist, wobei die einzustellenden
Betriebswerte unmittelbar von der Skala des Lineals 88 abgelesen werden. Danach wird der Außenzylinder 77
des Fokussierungs-Tubus 8 (Fig. 18) durch den elektromechanischen Antrieb 86 abgesenkt, bis das Ende des
ausgefahrenen Lineals 88 das Behandlungsfeld 7 (Fig. 1) berührt. Das Heben und Senken des Außenzylinders 77
(Fig. 15) des Fokussierungs-Tubus 8 (Fig. l8) kann man
auch von Hand ausführen, nachdem man den Antrieb 86 ab-
709846/6 3*1 7
geschaltet hat. Dies geschieht durch Betätigung des Knopfes 92, 93, d. h. des Hebelantriebs 94 der Schlitzmutter
95, die den elektromechanischen Antrieb 86
(Fig. 15) und die Leitspindel 8o (Fig. 15) außer Eingriff bringt.
Für das anausgeglichene Gewicht des Außenzylinders 77 ist das Gegengewicht 8^ vorgesehen, das am über
die Rolle 85 geführten und mit dem einen Ende am Außenzylinder 77 (Fig. 15) befestigten Seil 84 hängt.
Die Bedienung des elektromechanischen Antriebs des Fotussierungs-Tubus 8 (Fig. l8) erfolgt vom Zentralsteuerpult
3 (Fig. l8) bzw. Arztpult 105 aus.
Der erfindungsgemäße Apparat für Lasertherapie bietet die Möglichkeit, einen oder mehrere Laser gleichzeitig
oder nacheinander mit verschiedenen Betriebswerten vielfach sowohl für Zwecke der Heilbehandlung
in der klinischen Medizin, Onkologie, Dermatologie usw. als auch für Zwecke der bitblogischen und physikalisch-technischen
Forschung einzusetzen.
Die Zusammenfassung von Einrichtungen für Aufschneiden von Geweben mit kontinuierlichem Laserstrahl bei
chirurgischem Eingriff und solchen für Bestrahlung mit pulsierender Laserstrahlung in einem einzigen Apparat
schafft dem Chirurgen einmalige Bequemlichkeiten bei Höhlenopera tionen.
709846/0317
Claims (21)
1. Apparat für Lasertherapie, der wenigstens einen Laser
mit Speiseteil, Steuerung, Laserkopf und Ständer zur
Aufnahme des Laserkopfes, einen den Laserstrahl vom Laserkopf zu einem bestimmten Punkt des BehandlungsFeldes
leitenden Lichtleiter und einen die Laserstrahlung auf den bestimmten Punkt des Behandlungsfeldes fokussierenden
Tubus umfaßt,
gekennzeichnet
durch eine hinter dem Laser (1) im Laserstrahlgang angeordnete
Abtasteinrichtung (9) zur Verstellung des Laserstrahls im Behandlungsfeld (7), von der zwei Reflexionselemente (10) auf einem Längsschlitten (11) für Längsbewegung
bzw. einem Querschlitten (13) für Querbewegung angeordnet sind, die in zwei zueinander senkrechten
Führungen (15, 16) in der Horizontalebene laufen, wobei der Tubus (8) am Querschlitten (12) angebracht ist
(Fig. 1, 2).
2. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung (9) weitere zwei Reflexionselemente (21) hat, deren eines auf dem Längsschnitten
(11) und deren zweites auf einem Zusatz-Querschlitten (19) vorgesehen ist, welche beiden Schlitten (11, 19) in denselben
zueinander senkrechten Führungen (15, 16) laufen,
wobei der Zusatz-Qierschlitten (19) auf der optischen
Achse der Abtasteinrichtung (9) den flexiblen Lichtleiter (22) trägt (Fig. 2).
".' 0 9 r- i C I D 3 1 *
ORiGiNAL INSPECTED
3. Apparat nach Anspruch. 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz-Querschlitten (19) über ein Schloß (20)
mit dem Haupt-Querschlitten (12) starr verbindbar ist 'Fig. 2).
4. Apparat nach einem der Ansprüche 1-3* gekennzeichnet durch mehrere Laser (1, 55, 98) mit unterschiedlicher
Wirkung auf biologische Objekte und durch einen optischen Umschalter (97) an der Schnittstelle ihrer Laserstrahlen
(Fig. 11, l8).
5. Apparat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der flexible Lichtleiter (22) aufweist:
wenigstens drei zylindrische Einzel-Lichtleiter (23, 24, 25), die durch wenigstens zwei in ihnen auf Wälzlagern (28)
gelagerte Gelenke (29) verbunden sind, über die sie um die optische Achse drehbar sind, und die Reflektoren (54)
für den Laserstrahl aufnehmen, die jeweils auf einer Justierfläche (4l) einer den Reflektor (42) schwenkenden
Kulisse mit Hebel und Stein im Gelenk (27, 29) montiert sind,
eine am Ende des letzten zylindrischen Einzel-Lichtleiters (25) angeordnete Fokussiereinrichtung (46) und
am Ende der Fokussiereinrichtung (46) befestigte, zum Behandlungsfeld (7) zeigende Wechsel-Endstücke (49)
(Fig. 3 - 5).
6. Apparat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenke (27, 29) des flexiblen Lichtleiters (22)
mindestens mit zwei Ausgleichfedern (45) versehen sind,
.7 0 9 r< A ß / Π 3 1
3 261U93Ö
deren Ende jeweils am Innengeliäuse (35» 36) der Gelenke
(29, 27) befestigt ist (Pig. 4).
7- Apparat nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß
das Wechsel-Endstück (49) eine Kegelstumpf-Form hat,
deren verjüngter Teil zum Objekt (7) zeigt und deren Übergang vom breiteren Teil zur Fokussiereinrichtung (46)
ein innenverspiegelter parabolischer Ring (51) ist (Fig. 5).
8. Apparat nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß
zur Heilbehandlung des Epithelgewebes innerer Organe das Endstück (49) ein laserstrahlungsdurchlässiger Zylinder
mit einem kegelförmigen Reflektor (54) darin ist, wobei
die Kegelspitze dem einfallenden Laserstrahl entgegengerichtet ist und der öffnungswinkel des Kegels je nach
Energiedichte des Laserstrahls variabel ist (Fig. J, 8).
9. Apparat nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß
das Endstück (49) einen Stutzen (50) aufweist, durch den der Austrittsstelle der Laserstrahlung zum Objekt ein
steriles Gasgemisch zuführbar ist, um eine sterile Zone um das Behandlungsfeld herum auszubilden, und daß die
Fokussiereinrichtung (46) gegen Verschmutzung durch Wechselwirkungsprodukte von Laserstrahlung mit Biostrukturen
gesichert ist (Fig. 3)·
10. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tubus (8) teleskopierbar und mit einem Eigenantrieb
für seine Höhenverstellung versehen ist (Fig. 15)
11. Apparat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Tubus (8) mit einem Entfernungsmesser versehen
ist (Fig. 15).
ORiGiNAL INSPECTED
12. Apparat nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Entfernungsmesser ein am Tubus (8) angebrachtes,
entlang diesem verstellbares Lineal (88) zur Messung des Abstandes einer Fokussier-Hnse (87) des Tubus (8)
bis zum bestimmten Punkt des Behandlungsfeldes (7) hat (Fig. 15, 17).
13· Apparat nach einem der Ansprüche 1-3» gekennzeichnet durch einen Laserstrahl-Gesamtenergiemesser (6l) im Laserstr&Bilgang,
der als ein den Laserstrahl umschließender Ring von reihengeschalteten Thermoelementen (64) ausgebildet
ist (Fig. 12,
14. Apparat nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen als rotierendes Meßelement (62) ausgebildeten Energiemesser
(6l) zur Messung kontinuierlicher Laserstrahlung, der mit einem ihn drehenden Motor (73) verbunden ist,
der eine Ansteuerung (74) hat, wobei das Meßelement mit einer Anzeigeeinrichtung gekoppelt ist, deren Anzeige
zur Drehung des Meßelementes über einen mit der Anzeigeeinrichtung
und mit der Ansteuerung verbundenen Synchronisierer (75) synchron ist (Fig. 14).
15. Apparat nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßelement (62) als Ringgehäuse (63) mit darin
aufgespannten Thermoelementen (64) ausgebildet ist, wobei die warmen Lötstellen (65) der Thermoelemente über
den Radius des Ringgehäuses (63) gleichmäßig verteilt und die Enden der Thermoelemente an elektrisch leitende
Ringe (67) angeschlossen und, die ihrerseits Kontakt mit an die Anzeigeeinrichtung (70) angeschlossenen
Stromabnehmern (68) haben (Fig. 13» 14).
7Ö9JU6/0317
l6. Apparat nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch einen zur Ermittlung von Energiedichte und Leistung in jedem
Punkt des Laserstrahlquerschnitts zwischen der Anzeigeeinrichtung (70) und dem Meßelement (62) vorgesehenen
Schalter (72) zum Umschalten der Thermoelemente (64) (Fig. 13,
17. Apparat nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein nahe dem Laserstrahl angeordnetes Kalorimeter (I06)
als Energiemesser für periodische Kontrollmessungen der Laserstrahlenergie, wobei für die Zeit der Messung ein
Teilstrahl vom Laserstrahl durch eine teildurchlässige Trennplatte (105) im Laserstrahlgang abgetrennt wird und
zum Kalorimeter gelangt (Fig. 11).
18. Apparat nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine
Laserstrahl-Simulationseinrichtung (107), die eine ringförmige Impulsquelle (52) sichtbaren Lichtes in einem der
zylindrischen Einzel-Lichtleiter (25, 24, 25) des flexiblen
Lichtleiters (22) aufweist (Fig. 5, l8).
19. Apparat nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Absaugeinrichtung (II6) für bei der Einwirkung von Laserstrahlung
auf biologische Strukturen des Objekts entstehende Produkte, von der bewegliche Saugdüsen (117) des Behandlungsfeldes
(7) zugewandt und mit einer Luftleitung
(119) verbunden sind (Fig. l8).
20. Apparat nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Fernsehanlage, deren Aufnahmekammer (111) mit der
Abtasteinrichtung (9) gelenkig verbunden und auf das Behandlungsfeld (7) gerichtet ist (Fig. l8).
21. Apparat nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Fernsehaufnahmeröhre (112), vorzugsweise vom
Vidikon-Typ, der Aufnahmekammer (111) laserstrahlungsundurchlässige
Schutzvorhänge mit elektromechanischem
Antrieb (110) hat, so daß die Vorhänge das Eintrittsfenster der Aufnahmekammer (111) im Zeitpunkt des
Laserblitzes verdecken.
SOPY
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE2619930A DE2619930C3 (de) | 1976-05-05 | 1976-05-05 | Apparat für Lasertherapie |
FR7618649A FR2354782A1 (fr) | 1976-05-05 | 1976-06-18 | Appareil de therapie au laser |
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FR (1) | FR2354782A1 (de) |
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