DE2640863C2 - Therapiegerät für eine Behandlung mit Laserstrahlung - Google Patents

Description

— daß zwei Stellvorrichtungen (9, tO) für Spiegel (4, 6) vorgesehen sind, die jeweils eine zweite, senkrecht zur ersten Drehachse verlaufende Drehachse (29) aufweisen,

— daß die zweite Drehachse (29) des dem Laser (2) näher liegenden Spiegels (4) zugleich die Drehachse des ersten Rohres (27) einer zwei Teleskoprohre (27, 28) aufweisenden Lichtlehvorrichtung (3) bildet,

— daß das zweite, innerhalb des ersten Rohres (27) längs verschiebliche Rohr (28) mit einer ersten Feder (22) gekoppelt ist, die das zweite Rohr (28) in das erste Rohr (27) hineinzuziehen sucht,

— und daß das erste Rohr (27) mit der dem Laser näherliegenden Spiegelstellvorrichtung (9) durch eine zweite Feder (21) verbunden ist, die das Gewicht des Teleskoprohres (27,28) insgesamt um die zweite Drehachse (29) ausgleicht

2. Therapiegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die beiden Spiegel (4, 6) tragenden Stelleinrichtungen (S, 10) jeweils zwei Gehäuseelemente (U, 12; 19, 20) aufweisen, welche miteinander durch ein Gelenk (13, 29) verbunden sind, und daß zusätzlich je ein Drehantrieb für den jeweiligen Spiegel (4,6) vorgesehen ist, welcher aus einem gespannten Gurt (ί6) besteht, der über eine Führungsrolle (17) geführt mit seinen beiden Enden an je einer von zwei gleichachsig zum Gelenk (13, 29) angeordneten Trommeln (14, 15) befestigt ist, wobei die kleinere Trommel (15) mit einem der Gehäuseelemente (12, 20) verbunden ist, während die größere Trommel (14) gegenüber dem betreffenden Spiegel (4,6) eine drehfeste Verbindung aufweist.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Therapiegerät für eine Behandlung mit Laserstrahlung, bei dem an ein einen Laser als Strahlungsquelle enthaltendes Gehäuse eine Lichtleitvorrichtung angeschlossen ist, die zur Lenkung des Lichtstrahls drehbare Stellvorrichtungen für Spiegel aufweist, deren Drehachsen mit der Achse des auf den betreffenden Spiegel einfallenden Laserstrahls zusammenfallen.

Ein derartiges Therapiegerät für die Zahnbehandlung ist beispielsweise aufgrund der DE-OS 23 08 554 bekannt. Entsprechend der in F i g. 2 dargestellten Ausführungsform ist für die Übertragung des Laserstrahls einerseits ein biegsamer Lichtleiter und andererseits ein Satz von jeweils unter einem Winkel von 90° miteinander verbundener Rohrabschnitte vorgesehen, wobei im Bereich jedes 90° -Winkels dieser Rohre unter einem Winkel von 45° angeordnete Spiegel vorgesehen sind.

Bei einer derartigen Anordnung können jedoch nur relativ geringe Laserleitungen übertragen werden, was einerseits durch das Vorhandensein eines biegsamen Lichtleiters, andererseits durch die Vielzahl von Umlenkspiegeln, die in den jeweiligen 90°-Winkeln der miteinander verbundenen Rohre angeordnet sind, bedingt ist Darüber hinaus sind die Bewegungsmöglichkeiten der jeweils miteinander verbundenen Rohrabschnitte relativ gering, weil einzig und allein Drehungen der einzelnen Rohrabschnitte möglich sind, während die Winkel mit der Halterung der Spiegel aufrechterhalten werden müssen.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung. d;is Therapiegerät der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß bei einer sehr geringen Zahl von Spiegelreflexionen eine hohe Beweglichkeit des Endstückes gewährleistet ist, das von der Bedienungsperson leicht in die gewünschte Position an dem zu behandelnden Patienten gebracht werden kann.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß zwei Stellvorrichtungen für Spiegel vorgesehen sind, die jeweils eine zweite, senkrecht zur ersten Drehachse verlaufende Drehachse aufweisen, daß die zweite Drehachse des der?. Laser näher liegenden Spiegels zugleich die Drehachse des ersten Rohres einer zwei Teleskoprohre aufweisenden Lichtleitvorrichtung bildet, daß das zweite, innerhalb des ersten Rohres längs verschiebliche Rohr mit einer ersten Feder gekoppelt ist, die das zweite Rohr i») das erste Rohr hineinzuziehen sucht, und daß das erste Rohr mit der dem Laser näherliegenden Spiegelstellvorrichtung durch eine zweite Feder verbunden ist, die das Gewicht des Teleskoprohres insgesamt um die zweite Drehachse ausgleicht.

Aufgrund der Tatsache, daß im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Übertragung des Laserstrahls einzig und allein unter Verwendung von zwei Spiegeln erfolgt, ergibt sich eine hohe Energieausbeute der Laserstrahlübertragung. Aufgrund der Tatsache fernerhin, daß zwischen den beiden Spiegeln ein teleskopartig auseinanderzichbares Rohr vorgesehen ist, ergibt sich die

«ο Möglichkeit, daß die Länge des Zwischenstückes zwischen den beiden Spiegeln beliebig variiert werden kann. Der am Ende des verstellbaren Armes vorgesehene Stellgriff kann somit im Hinblick auf die teleskopartige Ausziehbarkeit des Zwischenstückes sowie der winkelmäßigen Verstellbarkeit im Bereich der beiden Spiegel an eine beliebige Position an dem zu behandelnden Patienten geführt werden. Die zusätzlich vorgesehenen Ausgleichsfedern ermöglichen fernerhin eine sehr leichte Verstellbarkeit, v/obei die Federn so dimensioniert sind, daß der verstellbare Arm des Therapiegerätes in einer beliebigen Position gehalten wird, ohne daß dabei eine besondere Arretierung notwendig ist.

Um zu erreichen, daß bei einer Verstellung des Armes des Therapiegerätes eine gleichzeitige selbsttätige Verstellung der im Bereich der Gelenke vorgesehenen Spiegel bewirkt wird, erweist es sich als zweckmäßig, daß die die beiden Spiegel tragenden Stelleinrichtungen jeweils zwei Gehäuseelemente aufweisen, welche miteinander durch ein Gelenk verbunden sind, und daß zusätzlich je ein Drehantrieb für den jeweiligen Spiegel vorgesehen ist, welcher aus einem gespannten Gurt besteht, der über eine Führungsrolle geführt mit seinen beiden Enden an je einer von zwei gleichachsig zum Gelenk angeordneten Trommeln befestigt ist, wobei die kleinere Trommel mit einem der Gehäuseelemenie verbunden ist, während die größere Trommel gegenüber dem betreffenden Spiegel eine drehfestc Verbindung aufweist.

Im folgenden wird die Erfindung beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 scheniatisch den optischen Aufbau des Therapiegeräts;

Fig.2 schematisch den mechanischen Aufbau des Therapiegeräts;

Fig.3 schematisch die Stelleinrichtung des Austrittsspiegels des Lichtleiters.

Das Therapiegerät 1 (Fig. 1, 2) enthält einen optischen Quantengenerator (Laser) 2, einen Lichtleiter 3, einen Eintrittsspiegel 4 des Lichtleiters, em optisches Teleskopsystem 5, einen Austrittsspiegel 6 des Lichtleiters und ein Fokussierobjektiv 7.

Als optischen Quantengenerator kann man einen beliebigen bekannten Laser mit der erforderlichen Strahlungsleistung verwenden.

Die Erfinder haben insbesondere kontinuierlich arbeitende Argon- und Kohlendioxidgaslaser, pulsierend arbeitende Rubin- und Neodymgranatlaser sowie kontinuierlich arbeitende Neodymgranatlaser benutzt Den Eintrittsspiegel 4 und den Austrittsspiegel 6 des Lichtleiters 3 kann man je nach Bauart des jeweils benutzten Lasers in Form von Platten aus optischem Glas herstellen, das mit einem mehrschichtigen Reflexionsbelag aus nichtrostendem Stahl mit bzw. ohne Goldbeschichtung überzogen wird. Die optischen Elemente des optischen Teleskopsystems 5 und des Fokussierobjektivs 7 werden aus einem für die Strahlungswellenlänge des benutzten Lasers optisch durchsichtigen Material hergestellt und sind mit dielektrischen reflexmindernden Schichten überzogen.

Nach Fig.2 ist der optische Quantengenerator 2 starr und in einer Vertikalebene geneigt im Ständer 8 befestigt, wobei der Neigungswinkel zur Vertikalebene zweckmäßigerweise 45° nicht übersteigen darf.

Der Eintrittsspiegel 4 und der Austrittsspiegel 6 des Lichtleiters 3 sind in einer entsprechenden Spiegelstelleinrichtung 9 bzw. 10 beweglich befestigt.

Nach F i g. 3 enthält die Spiegelstelleinrichtung 10 ein Eintrittselement 11 des Stelleinrichtungsgehäuses und ein Austrittselement 12 des Stelleinrichtungsgehäuses, die gelenkig und schwenkbar zueinander um eine Achse 13 verbunden sind, welche senkrecht zur Zeichenebene durch den Schnittpunkt ihrer Symmetrielängsachsen verläuft. Dabei stellen die Elemente 11 und 12 des Stelleinrichtungsgehäuses Metallhalbzylinder mit Röhren dar, die ineinander so eingeschoben sind, daß rie gegeneinander gedreht werden können. Selbstverständlich kann man statt der Zylinderform des Stelleinrichtungsgehäuses eine beliebige andere, z. B. Kugelform, wählen. Um die gleiche Achse 13 wird der Austrittsspiegel 6 gedreht. Der Austrittsspiegel 6 ist auf einer Trommel 14 befestigt, zu der gleichachsig eine Trommel 15 engeordnet ist, die mit dem Austrittselement 12 des Stelleinrichtungsgehäuses starr verbunden ist.

Die Trommel 14 ist mil der Trommel 15 durch einen biegsamen Gurt 16 verbunden, dessen Enden entsprechend an jeder dieser beiden Trommeln 14 und 15 befestigt sind. Der Gurt 16 umschlingt dabei eine Führungsrolle 17, die am Eintrittselement 11 befestigt ist. Eine Feder 18, hier eine Schraubenfeder, spannt den Gurt 16.

Der Durchmesser der Trommel 14 hat den zweifachen Durchmesser der Trommel 15. Die Stärke des Gurts 16 ist gering und beträgt 0,05 bis 0,08 mm. Das Übersetzungsverhältnis dieses Getriebes ist gleich 1 : 2.

Die auf der Symmetrieachse des Eintrittsclements 11 einfallenden Strahlen werden durch den Austrittsspiegel 6 aul die Symmetrieachse des AustrittsciiMiicnts 12 abgelenkt, wie durch Pfeile angedeutet ist Beim Drehen des Austrittselements 12 um die Achse 13 um einen bestimmten Winkel dreht sich gleichzeitig mit ihm die Trommel 15, die dabei den auf ihr befestigten Gurt 16 zieht bzw. nachläßt Der Gurt 16 dreht die Trommel 14 gemeinsam mit dem Austrittsspiegel 6 um einen Winkel gleich dem halben Drehwinkel der Trommel 15. Da der Einfallswinkel gleich dem Reflexionswinkel ist, treten die Strahlen immer auf der Achse des Austrittselements

ίο 12 mit einer maximalen Abweichung von höchstens einer Winkelminute heraus.

Nach F i g. 2 ist der Aufbau der Stelleinrichtung 9 des Eintrittsspiegels 4, die ein Eintrittselement 19 des Stelleinrichtungsgehäuses und ein Austrittselement 20 dieses Stelleinrichtungsgehäuses enthält ähnlich dem Aufbau der Sielleinrichtung des Austrittsspiegels 6, nur mit dem Unterschied, daß in ihr zusätzliche Federn 21, 22, die hier Schraubenfedern sind, und eine Konsole 23 vorgesehen sind.

Dabei ist das Eintrittselement 19 des Gehäuses der Spiegelstelleinrichtung 9 an einem Rohr 24 drehbar um die Vertikalachse in Lagern 25 befestigt Das Rohr 24 ist seinerseits im Ständer 8 mittels einer Hebevorrichtung 26 auf- und abbeweglich. Die Spiegelstelleinrichtungen 9 und 10 sind miteinander durch eine hohle Teleskopwelle verbunden, die aus einem linear unbeweglichen Teil 27 und einem linear beweglichen Teil 28 besteht; im linear unbeweglichen Teil 27 der Teleskopwelle ist das optische Teleskopsystem 5 angeordnet Der Teil 27 der Teleskopwelle ist starr und fliegend auf das Austrittselement 20 des Gehäuses der Spiegelstelleinrichtung 9 aufgesetzt, das sich um die Drehachse 29 des Eintrittsspiegels 4 senkrecht zur Zeichenebene drehen kann. Der linear bewegliche Teil 28 der Teleskopwelle ist durch die Feder 22 gewichtsmäßig ausgeglichen, die mit einem Ende am Eintrittselement 19 des Gehäuses der Spiegelstelleinrichtung 9 und mit dem anderen Ende über ein Seil 30, geführt durch Führungsrollen 31, am linear beweglichen Teil 28 der Teleskopwelle befestigt ist.

Die gesamte Teleskopwelle ist durch die Feder 21 in bezug auf die Drehachse 29 gewichtsmäßig ausgeglichen. Die Feder 21 ist mit einem Ende am Eintrittselement 19 des Stelleinrichtungsgehäuses und mit dem anderen Ende an der Konsole 23 des Austrittselements 20 des Gehäuses der Stelleinrichtung 9 des Eintrittsspiegels 4 befestigt.

Das Eintrittselement 11 des Gehäuses der Stelleinrichtung 10 des Austrittsspiegels 6 ist durch ein Lager 32 mit dem linear beweglichen Teil der Teleskopwelle 28 drehbar um die Symmetrieachse der Teleskopwelle verbunden.

Das Fokussierobjektiv 7 ist in einem Ste'lgriff 33 befestigt, der durch ein Lager 34 mit dem Austrittselement 12 des Gehäuses der Stelleinrichtung 10 drehbar um die eigene Symmetrieachse verbunden ist. Dabei kann der Stellgriff 33 eine Drehung um die Achse 13 gemeinsam mit dem Austrittselement 12 des Stelleinrichtungsgehäuses ausführen.
Um die Arbeit zu erleichtern, ist das Therapiegerät mit einem Strahlungsdosismesser 35 und einer Parallelaufhellungsquellc 36 versehen, die im Ständer 8 untergebracht sind. Außerdem sind im Ständer 8 eine Stromversorgung 37 und ein Steuerpult 38 des Lasers 2 angeordnet. Zum Einschalten des Lasers 2 ist das Therapiegerät

b5 mit einem Fußschalter 39 ausgerüstet.

Das Therapiegerät arbeitet folgenderweise:
Beim Einschalten der Aufhellungsquelle 36 vom Steuerpult 38 und des kontinuierlichen bzw. periodisch pul-

sierenden Lasers 2 mit Hilfe des Fußschalters 39 passieren ihre Strahlen den Strahlungsdosismesscr 35, der die Laserstrahlung erfaßt, und gelangen zum Eintrittsspiegel 4 des Lichtleiters. Der Eintrittsspiegcl 4 reflektiert und richtet die Laser- und Aufhellungsstrahlen in ■> die Optik des Telekopsystems 5, das den Querschnitt beider Strahlungen verringert.

Hinter der Optik des Telekopsystems 5 passieren die Laser- und Aufhellungsstrahlen den inneren Hohlraum der Teleskopwelle und gelangen zum Austrittsspiegel 6. Vom Austrittsspiegel 6 reflektiert, passieren die Strahlen das Fokussierobjektiv 7 und gelangen zum Bestrahlungsobjekt.

Das Zentrieren der Strahlen auf die Symmetrieachsen des Lichtleiters bleibt erhalten sowohl beim Drehen des Lichtleiters 3 um die vertikal geneigte Achse in den Lagern 25 als auch beim Pendeln der Teleskopwelle 27, 28 um die Drehachse 29 sowie bei der Hin- und Herverstellung des linear beweglichen Teils 28 der Teleskopwelle, beim Drehen der Stelleinrichtung 10 des Austrittsspiegels 6 in den Lagern 32 sowie beim Drehen des Stellgriffs 33 in den Lagern 34 und um die Achse 13.

Infolgedessen kann der Bediener, nachdem er zuvor die erforderliche Höhe des Lichtleiters 3 mit Hilfe der Hebevorrichtung 26 eingestellt hat, durch entsprechende Verstellung des Stellgriffs 33 des Therapiegeräts einen fokussierten Strahl an das Bestrahlungsobjekt nach einer beliebigen, an diesem Objekt liegenden räumlichen Kurve heranführen. Dabei wird der Laserstrahlungsfleck mittels der sichtbaren Strahlen der Parallelaufhellungsquelle 36 ebenfalls sichtbar.

Mit dem Therapiegerät betätigt der Bediener zur Verstellung des Aufhellungsflecks eine minimale Kraft, da die Möglichkeit besteht, den Stellgriff 33 dreidimensional und bei geringer Trägheit des Lichtleiters 3 zu bewegen. Die geringe Trägheit wird dadurch erreicht, daß der Lichtleiter 3 des Therapiegeräts nur zwei Spiegel 4 und 6 enthält und daß in ihm Gewichtsausgleichs-Federn 18,21 und 22 verwendet werden. Die Masse der Gewichtsausgleichs-Federn ist im Vergleich zu den übrigen Teilen des Lichtleiters äußerst klein, so daß sie dessen Trägheit praktisch nicht erhöht.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

45

50

55

65

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Therapiegerät für eine Behandlung mit Laserstrahlung, bei dem an ein einen Laser als Strahlungsquelle enthaltendes Gehäuse eine Lichtleitvorrichtung angeschlossen ist, dis zur Lenkung des Lichtstrahls drehbare Stellvorrichtungen für Spiegel aufweist, deren Drehachsen mit der Achse des auf den betreffenden Spiegel einfallenden Laserstrahls zusammenfallen, dadurch gekennzeichnet.