DE4222823A1 - Vorrichtung und Verfahren zur automatischen Charakterisierung und Kontrolle der Laser-Gewebe-Wechselwirkung - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zur automatischen Charakterisierung und Kontrolle der Laser-Gewebe-WechselwirkungInfo
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Description
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, beim Lasereinsatz in der Medizin eine Gewebecar
bonisierung rechtzeitig anzuzeigen und ggf. Maßnahmen zu ihrer Verhinderung automatisch ein
zuleiten, auch wenn eine optische Beobachtung aufgrund der Abbrandwolke in der Wechselwir
kungszone nicht mehr möglich ist.
Aus der Literatur ist bekannt, daß bei Ausnutzung der thermischen Effekte der Laserstrahlung
beim laserchirurgischen Einsatz neben der gewünschten thermischen Zerstörung von Gewebe
teilen das Auftreten einer "Carbonisierung" vermieden werden muß (J.W. Paulsen, "CO2 Lasers
Thermal Changes on Laryngeal Tissue After Different Application Modes", in: Advances in
Laser Medicine II, G.J. Müller, H.-P. Berlin (Herausg.), ecomed 1989, S. 335-345). Schwierig
ist dabei häufig die Beobachtung des Operationsfeldes, da trotz der Nutzung von Absaugein
richtungen eine starke Rauchentwicklung in der Wechselwirkungszone zu verzeichnen ist.
In der Literatur werden verschiedene Verfahren beschrieben, beim Lasereinsatz in der Medizin
durch Meßgrößen einen Zustand zu charakterisieren und über das Meßsignal die Laserparameter
optimieren.
So wird eine Vorrichtung beschrieben (Deutsche Patentanmeldung Nr. 41 81 387) in der die
reflektierte Strahlung (UV-VIS-Bereich) benutzt wird, um die unterschiedlichen Zahnhartsub
stanzen zu unterscheiden und den Abtrag auf erkranktes Gewebe zu beschränken.
Bei einem Lasersystem für die Augenchirurgie wird eine Steuereinrichtung eingesetzt, um die
Laserstrahlleistung auf einen vorbestimmten Wert einzustellen (Deutsche Patentschrift
34 14 986.4)
Aus der Literatur ist bekannt, daß die Messung der Fluoreszenzstrahlung genutzt werden kann,
um zwischen den zu entfernenden Ablagerungen (Plaque) und der Gefäßwand zu unterscheiden
(B. Ye and G.S. Abela, "Changes in total fluorescence intensity resulting from laser penetration
depth in human arteries", SPIE, Vol. 1201, Optical Fibers in Medicine V (1990) 27-37).
Die kontaktlose Temperaturmessung des laserbestrahlten Gewebes ist Grundlage für die auto
matische Optimierung der Laserparameter (S. Mordon u. a., "New directions in Medical laser
concept: role of laser-tissue interaction modelization and feedback control", in: Advances in
Laser Medicine II, G.J. Müller, H.-P. Berlin (Herausg.), ecomed 1989, S. 335-345).
Die beschriebenen Verfahren geben nicht die Möglichkeit das Auftreten einer Carbonisierung
des Gewebes während der laserchirurgischen Behandlung messend zu erfassen und den Laser
betrieb zu beeinflussen.
Im Ergebnis der Bestimmung der Zusammensetzung der bei Laser-Gewebe-Wechselwirkung
entstehenden Abbrandprodukte wurde festgestellt, daß das Auftreten von Kohlenmonoxid an das
Auftreten der Carbonisierung gebunden ist.
Die CO-Konzentration kann im Operationsfeld oder in der Absaugluft mit bekannten Geräten
nachgewiesen werden. Das dabei entstehende Meßsignal kann zur Regulierung der Laserpara
meter eingesetzt werden.
Damit ist die Möglichkeit gegeben die Carbonisierung zu erkennen und quantitativ zu erfassen.
Der in Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde die Laserstrahlung
abzuschalten oder die Laserparameter geeignet zu verändern, wenn es beim laserchirurgischen
Arbeiten zum Auftreten der Carbonisierung kommt.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, durch die ständige
Erfassung einer für die Carbonisierung charakteristischen Meßgröße (z. B. Kohlenmonoxidgehalt
der entstehenden Gase) die Laserparameter rechnergesteuert zu korrigieren oder die
Laserstrahlung automatisch abzuschalten, wenn Carbonisierung am bestrahlten Gewebe auftritt.
In der Chirurgie wird ein medizinischer CO2-Laser zur Gewebetrennung eingesetzt. Eine Carbo
nisierung des Gewebes ist nicht erwünscht.
Die Abbrandwolke bei der Laserbehandlung wird mittels eines Absauggerätes abgeführt. Im
Absaugstutzen dieses Gerätes befindet sich eine CO-Sonde, die auf CO-Partialdrücke im Bereich
von 0.1 Torr reagiert und dabei ein elektrisches Signal aussendet. Dieses Signal wird in einem
Transfer-Modul in elektrische Steuersignale für CO2-Laser umgewandelt.
Eine beginnende Carbonisierung des Gewebes beim Lasereinsatz führt zur CO-Bildung. Die
dadurch entstehenden elektrischen Signale werden in Steuersignale für den CO2-Laser umge
wandelt und führen zur Reduzierung der Laserenergie bzw. zum Abschalten des Lasers.
Claims (4)
1. Vorrichtung und Verfahren zur Erkennung des Auftretens einer Carbonisierung beim Einsatz
des Lasers in der Chirurgie,
dadurch gekennzeichnet,
daß die bei der Carbonisierung entstehenden typischen Reaktionsprodukte mit bekannten Analy
senverfahren oder laserspektroskopischen Verfahren quantitativ bestimmt werden.
2. Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die entstehenden typischen Reaktionsprodukte kontinuierlich in dem vom Operationsort
abgesaugten Gas nachgewiesen werden.
3. Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß Kohlenmonoxid zur Kennzeichnung für das Auftreten der Carbonisierung benutzt wird.
4. Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die entstehenden typischen Reaktionsprodukte am Ort der Entstehung durch ihre charakteri
stische Emission, gegebenenfalls unter Einsatz einer weiteren Laserstrahlung, kontinuierlich
nachgewiesen werden.
Priority Applications (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0917858A1 (de) * | 1997-11-24 | 1999-05-26 | S.L.T. Japan Co., Ltd. | Gerät zur medizinischen Laserbehandlung |
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DE3414986A1 (de) * | 1983-04-21 | 1984-10-25 | Cilco Inc., Huntington, W.Va. | Lasersystem fuer chirurgische zwecke |
DE2828516C2 (de) * | 1977-07-01 | 1987-02-26 | Agence Nationale De Valorisation De La Recherche (Anvar), Paris | Vorrichtung zur Herstellung eines Fantasiegarnes |
DE3934646A1 (de) * | 1989-10-17 | 1991-04-25 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Verfahren und vorrichtung zur leistungs- bzw. pulsenergiesteuerung bei der lasermaterialbearbeitung organischer materialien |
-
1992
- 1992-07-08 DE DE4222823A patent/DE4222823C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
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Non-Patent Citations (4)
Title |
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MORDON, S.: New directions in Medical Laser Concept: role of laser-tissue interaction modelization and feedback control. In: Advan- ces in Laser Medicine II, G.J. MÜLLER, H.-P. Berlin 1989, S.335-345 * |
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YE, B. * |
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EP0917858A1 (de) * | 1997-11-24 | 1999-05-26 | S.L.T. Japan Co., Ltd. | Gerät zur medizinischen Laserbehandlung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE4222823C2 (de) | 1996-05-02 |
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