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-Wechselwirkung

Info

Publication number
DE4222823A1
DE4222823A1 DE4222823A DE4222823A DE4222823A1 DE 4222823 A1 DE4222823 A1 DE 4222823A1 DE 4222823 A DE4222823 A DE 4222823A DE 4222823 A DE4222823 A DE 4222823A DE 4222823 A1 DE4222823 A1 DE 4222823A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
laser
carbonisation
detecting
carbonization
oxide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE4222823A
Other languages
English (en)
Other versions
DE4222823C2 (de
Inventor
Juergen Dr Sc Nat Lademann
Hans-Juergen Dr Rer N Weigmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Charite Universitaetsmedizin Berlin
Original Assignee
Charite Universitaetsmedizin Berlin
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Charite Universitaetsmedizin Berlin filed Critical Charite Universitaetsmedizin Berlin
Priority to DE4222823A priority Critical patent/DE4222823C2/de
Publication of DE4222823A1 publication Critical patent/DE4222823A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE4222823C2 publication Critical patent/DE4222823C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/18—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
    • A61B18/20—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
    • G01N33/0036—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector specially adapted to detect a particular component
    • G01N33/004—CO or CO2
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B2017/00017—Electrical control of surgical instruments
    • A61B2017/00022—Sensing or detecting at the treatment site
    • A61B2017/00057—Light
    • A61B2017/00061—Light spectrum
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00636—Sensing and controlling the application of energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Laser Surgery Devices (AREA)

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.
Ausführungsbeispiel
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.
DE4222823A 1992-07-08 1992-07-08 Vorrichtung und Verfahren zur automatischen Charakterisierung und Kontrolle der Laser-Gewebe-Wechselwirkung Expired - Fee Related DE4222823C2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4222823A DE4222823C2 (de) 1992-07-08 1992-07-08 Vorrichtung und Verfahren zur automatischen Charakterisierung und Kontrolle der Laser-Gewebe-Wechselwirkung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4222823A DE4222823C2 (de) 1992-07-08 1992-07-08 Vorrichtung und Verfahren zur automatischen Charakterisierung und Kontrolle der Laser-Gewebe-Wechselwirkung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE4222823A1 true DE4222823A1 (de) 1994-01-13
DE4222823C2 DE4222823C2 (de) 1996-05-02

Family

ID=6462981

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4222823A Expired - Fee Related DE4222823C2 (de) 1992-07-08 1992-07-08 Vorrichtung und Verfahren zur automatischen Charakterisierung und Kontrolle der Laser-Gewebe-Wechselwirkung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE4222823C2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2828516C2 (de) * 1977-07-01 1987-02-26 Agence Nationale De Valorisation De La Recherche (Anvar), Paris Vorrichtung zur Herstellung eines Fantasiegarnes
DE3414986A1 (de) * 1983-04-21 1984-10-25 Cilco Inc., Huntington, W.Va. Lasersystem fuer chirurgische zwecke
DE3934646A1 (de) * 1989-10-17 1991-04-25 Messerschmitt Boelkow Blohm Verfahren und vorrichtung zur leistungs- bzw. pulsenergiesteuerung bei der lasermaterialbearbeitung organischer materialien

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ABELA, G.S.: Changes in total Houre- scence intensity resulting from laser penetration depth in human arteries. In: SPIE Vol.1201 Optical Fibersin Medicine V (1990) S.27-37 *
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 *
PAULSEN, J.W.: CO¶2¶-Lasers Thermal Changes On Laryngeal Tissue After Different Applica- tion Modes. In: Advances in Laser Medicine II, G.J. MÜLLER, H.-P. Berlin 1989, S.96-101 *
YE, B. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Also Published As

Publication number Publication date
DE4222823C2 (de) 1996-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0452276B1 (de) Blutflussmessgerät
DE102014108424B3 (de) Nicht-invasive Stoffanalyse
DE2507541A1 (de) Verbrennungseinrichtung zur umwandlung nicht gasfoermiger proben in gase zur anschliessenden analyse
DE29705934U1 (de) Diagnose- und Behandlungsvorrichtung für Zähne
DE68921947T2 (de) Vorrichtung zum Untersuchen der Leberfunktion.
DE102005021205B4 (de) Verfahren und Anordnung zur lokalen Erfassung der Vitalität von lebenden Zellen in Zellkulturen oder im Gewebe
Samek et al. Clinical application of laser-induced breakdown spectroscopy to the analysis of teeth and dental materials
CH642743A5 (de) Vorrichtung zum bestimmen von stroemungsbewegungen in einem lichtstreuende teilchen enthaltenden fluid.
DE2922239A1 (de) Einstichinstrument zur diagnose am lebenden koerper
DE3511758A1 (de) Vorrichtung zur fluoreszenzspektralanalyse
JPH04241851A (ja) 近赤外線検出装置および外科用装置
EP3685781B1 (de) Vorrichtung zur gewebekoagulation
EP0755230A1 (de) Verfahren zur gewebeunterscheidung sowie vorrichtung zur bearbeitung von zahnhartgewebe mit laserimpulsen
WO1992019415A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur materialbearbeitung mit hilfe eines lasers
DE4222823A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur automatischen Charakterisierung und Kontrolle der Laser-Gewebe-Wechselwirkung
DE3838396C2 (de)
Henn et al. A spectroscopic approach to monitor the cut processing in pulsed laser osteotomy
EP2208460A1 (de) Erkennung und Lokalisierung von Gewebe durch Lichtanalyse
DE102007019333A1 (de) Medizinisches Instrument zur Durchführung eines medizinischen Eingriffs
CN108072635A (zh) 一种利用激光诱导等离子体光谱分析设备实时在线测量玻璃生产过程中成分的方法
DE10115426C2 (de) Vorrichtung und Verfahrens zur Laser-Ablation von organischem und anorganischem Material
DE4420401A1 (de) Rückstrahlspektroskopische Vorrichtung
HU191642B (en) Method and instrument for discriminating from one another and separating by way of operation organic tissues
DE202019103823U1 (de) System zur Temperaturüberwachung bei der Durchführung einer Laserlicht-basierten intrakorporalen Lithotripsie
DE102014222997B3 (de) Vorrichtung zur Untersuchung einer biologischen Probe auf Kontrastmittel

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee