DE4239073C1 - Medizinisches Handstück - Google Patents
Medizinisches HandstückInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einem medizinisches Handstück, insbe
sondere für die Dentalmedizin, mit einer Optik, die einen
elektromagnetischen Behandlungsstrahl auf einen außerhalb
des Handstückes gelegenen Brennpunkt fokussiert und die
einen sichtbaren Markierungsstrahl zur Markierung des Be
handlungsstrahles in den Bereich des Brennpunktes des Be
handlungsstrahles lenkt.
Derartige medizinische Handstücke können dazu verwendet
werden, um einen zu behandelnden Körperteil mit einer
elektromagnetischen Strahlung zu beaufschlagen. Beispiels
weise kann Zahnsubstanz sehr gut mit der von einem
Er:YAG-Laser emittierten Strahlung mit einer Wellenlänge
von 2,94 µm abgetragen werden. Infrarotstrahlung wird auch
in zunehmendem Maße dazu verwendet, Körpergewebe zu koagu
lieren oder zu verbrennen und anschließend zu verdampfen.
Bei medizinischen Handstücken der genannten Art wird der
elektromagnetische Behandlungsstrahl auf einen außerhalb
des Handstückes gelegenen Brennpunkt fokussiert, und in
diesem Fokusbereich erfolgt die Behandlung des Körper
teils. Bei Benutzung von elektromagnetischer Strahlung mit
Wellenlängen im infraroten Spektralbereich ergibt sich da
bei jedoch die Schwierigkeit, daß der Behandlungsstrahl
unsichtbar und dessen Fokus deshalb schwer feststellbar
ist.
Beispielsweise ist aus der deutschen Patentschrift
36 20 744 eine Vorrichtung zur Behandlung des Auges mit
einem Laser bekannt, bei der ein Laserstrahl mit Hilfe
eines Abbildungssystemes auf einen zu behandelnden Bereich
des Auges fokussiert wird. Eine derartige Vorrichtung kann
zur Koagulation des Augenhintergrundes mit einem Argon-
Laser verwendet werden. Um zu erreichen, daß ein großflä
chiger Behandlungsbereich für den Patienten schonend be
handelt und insbesondere koaguliert werden kann, ohne daß
nacheinander eine Vielzahl von sogenannten Laserspots ge
setzt werden muß, weist die in der DE-PS 36 20 744 be
schriebene Vorrichtung einen Strahlvervielfacher in Form
einer Prismenplatte mit radial angeordneten Prismen auf.
Mit Hilfe eines Abbildungssystemes werden die durch die
Prismenplatte gewonnenen Teilstrahlen auf einen außerhalb
der Vorrichtung gelegenen Brennpunkt fokussiert. Dabei er
gibt sich jedoch die Schwierigkeit, daß bei Verwendung
eines unsichtbaren Laserstrahles die Lage des Brennpunktes
nicht ohne weiteres feststellbar ist.
Aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift 90 16 926 ist ein
medizinisches Instrument bekannt, das eine Lichtleitfaser
umfaßt, mit der Infrarotstrahlung zu einem Gewebebehand
lungsort übertragen werden kann. Um die von der Infrarot
strahlung kontaktierte Zielfläche zu bestimmen und zu be
leuchten, ist die die Infrarotstrahlung führende Licht
leitfaser von mehreren sichtbare Lichtstrahlung zur
Zielfläche führenden Lichtleitfasern umgeben. Dadurch wird
die von der Infrarotstrahlung zu behandelnde Zielfläche
von der sichtbaren Lichtstrahlung markiert. Dieses medi
zinische Instrument ermöglicht es einer behandelnden Per
son allerdings nicht, mit Hilfe der sichtbaren Lichtstrah
lung die Lage eines Brennpunktes der Infrarotstrahlung zu
ermitteln.
Aus der deutschen Patentschrift 29 10 760 ist bekannt, in
den Behandlungsstrahl einen sichtbaren Markierungsstrahl
derart einzukoppeln, daß er kollinear mit dem Behandlungs
strahl im Handstück geführt und dem Brennpunktbereich des
Behandlungsstrahles zugestrahlt wird. Da in diesem Falle
dem Patienten zusätzlich eine durch das Markierungslicht
zu Fluoreszenz anregbare Substanz verabreicht wird, dient
der Markierungsstrahl zum einen dazu, die Lage des Behand
lungsstrahles zu markieren, und zum anderen, krankhaft
wucherndes Gewebe sichtbar zu machen, in dem die verab
reichte Substanz bevorzugt abgelagert wird. Mit Hilfe die
ses Markierungsstrahles ist es allerdings nicht möglich,
die Lage des Brennpunktes des unsichtbaren Behandlungs
strahles festzustellen.
Aus der deutschen Patentschrift 39 11 853 ist ein medizi
nisches Handstück bekannt, bei dem der Behandlungsstrahl
außerhalb des Gehäuses von einem divergenten sichtbaren
Markierungsstrahl umgeben ist, so daß der Markierungs
strahl in die Brennebene des Behandlungsstrahles einen den
Behandlungsstrahl konzentrisch umgebenden, sichtbaren Ring
projiziert. Da der Markierungsstrahl außerhalb des Gehäu
ses divergent ausgebildet ist, ändert sich die Größe des
auf eine Fläche projizierten Ringes mit dem Abstand dieser
Fläche von der Austrittsöffnung des Handstückes. Dieser
Effekt wird bei diesem Handstück ausgenutzt, um der behan
delnden Person die Position des Behandlungsstrahles und
des Brennpunktes des Behandlungsstrahles anzuzeigen. In
der Brennebene des Behandlungsstrahles hat der Ring des
Markierungsstrahles eine bestimmte Größe, die für die be
handelnde Person einen Hinweis darauf gibt, daß sich das
Bild des Ringes genau in der Brennebene des Behandlungs
strahles befindet. Dies hat allerdings den Nachteil, daß
die behandelnde Person im voraus die Größe des projizier
ten Ringes des Markierungsstrahles kennen muß, die sich in
der Brennebene des Behandlungsstrahles ergibt. Nur dann
kann die behandelnde Person die Lage des Brennpunktes des
Behandlungsstrahles feststellen. Ohne zusätzliche Hinweise
über die Größe des vom Markierungsstrahl in die Brennebene
des Behandlungsstrahles projizierten Ringes läßt sich so
mit die Lage des Brennpunktes des Behandlungsstrahles
nicht eindeutig feststellen. Eine weitere Schwierigkeit
dieses medizinischen Handstückes ergibt sich daraus, daß
die Strahlungsenergie des Markierungsstrahles auf eine
Fläche in Form eines Ringes verteilt wird. Um den vom Mar
kierungsstrahl projizierten Ring auf dem Körperteil deut
lich erkennen zu können, ist eine relativ hohe Strahlungs
leistung des Markierungsstrahles und somit eine relativ
leistungsstarke Markierungsstrahlquelle erforderlich.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes medizi
nisches Handstück so zu verbessern, daß die Lage des
Brennpunktes des Behandlungsstrahles eindeutig feststell
bar ist und das vom Markierungsstrahl auf den Körperteil
projizierte Bild auch ohne Verwendung einer leistungsstar
ken Markierungsstrahlquelle deutlich erkennbar ist.
Diese Aufgabe wird bei einem medizinischen Handstück der
eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß das medizinische Handstück den sichtbaren Markierungs
strahl in ein Bündel mehrerer separater, im Abstand von
einander angeordneter Teilstrahlen aufspaltende und das
Teilstrahlenbündel auf einen dem Brennpunkt des Behandlungs
strahles benachbarten Brennpunkt fokussierende optische
Mittel umfaßt.
Im erfindungsgemäßen medizinischen Handstück sind somit
optische Mittel angeordnet, die den sichtbaren Markie
rungsstrahl in mehrere separate Teilstrahlen aufspalten.
Dadurch projiziert der Markierungsstrahl auf den zu behan
delnden Körperteil ein Bild in Form von einzelnen, separa
ten Punkten. Da die optischen Mittel des erfindungsgemäßen
Handstückes das Teilstrahlenbündel zusätzlich auf einen
Brennpunkt fokussieren, der dem Brennpunkt des Behand
lungsstrahles benachbart ist, verringert sich der gegen
seitige Abstand der Punkte des vom Markierungsstrahl pro
jizierten Bildes mit zunehmender Annäherung der Bildebene
an den Brennpunkt des Behandlungsstrahles. Im Brennpunkt
des Markierungsstrahles liegen die vom Markierungsstrahl
auf den Körperteil projizierten Punkte übereinander. Das
Übereinanderliegen der Punkte gibt somit einen eindeutigen
Hinweis auf die Lage des Brennpunktes des Behandlungs
strahles. Für die behandelnde Person ist keine zusätzliche
Information notwendig, um aus dem vom Markierungsstrahl
projizierten Bild die Lage des Brennpunktes des Behand
lungsstrahles eindeutig festzustellen.
Da das vom Markierungsstrahl auf den Körperteil projizier
te Bild aus einzelnen Punkten besteht, wird die Strah
lungsenergie des Markierungsstrahles nicht großflächig
verteilt, so daß für eine deutliche Erkennbarkeit des vom
Markierungsstrahl auf den Körperteil projizierten Bildes
keine hohe Strahlungsleistung und damit keine leistungs
starke Markierungsstrahlquelle erforderlich ist. Insbeson
dere im Brennpunkt des Markierungsstrahles und damit dem
Brennpunkt des Behandlungsstrahles benachbart, ergibt sich
aufgrund der Überlagerung der Teilstrahlen des Markie
rungsstrahles auch bei geringer Leistung der Markierungs
strahlquelle ein deutlich erkennbares Bild.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, daß die optischen Mittel des medizinischen
Handstückes eine Veränderung des Durchmessers der einzel
nen Teilstrahlen erlauben.
Eine weitere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet,
daß die optischen Mittel des medizinischen Handstückes
eine Veränderung des Durchmessers des Teilstrahlenbündels
erlauben. Ohne den Durchmesser der einzelnen Teilstrahlen
zu verändern, kann damit der gegenseitige Abstand der vom
Markierungsstrahl auf den Körperteil projizierten Punkte
den jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden. Je größer
der Durchmesser des Teilstrahlenbündels gewählt wird, desto
enger ist der Abstandsbereich zwischen medizinischem Hand
stück und Körperteil, innerhalb dessen sich eine Über
lagerung der vom Markierungsstrahl auf den Körperteil pro
jizierten Punkte ergibt.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung
ist dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Mittel des
medizinischen Handstückes das Teilstrahlenbündel so führen,
daß dieses den Behandlungsstrahl umgibt. Dies ermöglicht
der behandelnden Person die Lage des Behandlungsstrahles
jederzeit aus der Lage der vom Markierungsstrahl auf den
Körperteil projizierten Punkte zu erkennen, da sich der
Behandlungsstrahl in allen Fällen zwischen diesen Punkten
befindet.
Besonders günstig ist es, wenn das Teilstrahlenbündel den
Behandlungsstrahl unsymmetrisch bezüglich einer Spiegelung
an der Behandlungsstrahlachse umgibt. Wird der Abstand
zwischen dem medizinischen Handstück und dem Körperteil so
verändert, daß sich das Körperteil einmal vor der Fokal
ebene des Markierungsstrahles und einmal hinter dessen Fo
kalebene befindet, so verändert sich dadurch die Anordnung
der vom Markierungsstrahl auf den Körperteil projizierten
Punkte. Das Bild hinter der Fokalebene des Markierungs
strahles ergibt sich durch Spiegelung an der Behandlungs
strahlachse. Umgibt das Teilstrahlenbündel den Behandlungs
strahl in einer Anordnung, die unsymmetrisch ist bezüglich
einer Spiegelung an der Behandlungsstrahlachse, so unter
scheidet sich die Punkteverteilung vor der Fokalebene von
der sich hinter der Fokalebene ergebenden Verteilung. Da
mit läßt sich aus der Anordnung der vom Markierungsstrahl
auf den Körperteil projizierten Punkte auf die Lage des
Brennpunktes des Markierungsstrahles und damit auch auf
die Lage des Brennpunktes des Behandlungsstrahles
schließen.
Eine besondere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, daß die optischen Mittel des medizinischen
Handstückes den Markierungsstrahl in drei Teilstrahlen
aufteilen.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch ge
kennzeichnet, daß die optischen Mittel des medizinischen
Handstückes ein den Markierungsstrahl in ein Bündel mehre
rer separater Teilstrahlen aufteilendes Prisma umfassen,
das auf einer spitzen Seite mehrere ebene, schräg zu
einander angeordnete Flächen aufweist, die eine Spitze in
Form eines gemeinsamen Begrenzungspunktes bilden, und das
auf der gegenüberliegenden flachen Seite von einer ebenen
Fläche begrenzt ist, wobei das Prisma so positioniert ist,
daß die Strahlachse des Markierungsstrahles auf die Spitze
des Prismas gerichtet ist. Der Markierungsstrahl umgibt
die Spitze des Prismas gleichmäßig, und verschiedene Sek
toren des Markierungsstrahlquerschnitts treffen auf rela
tiv zur Markierungsstrahlachse unterschiedlich angeordnete
ebene Flächen, an denen sie jeweils gebrochen werden. Die
Brechung der einzelnen Sektoren des Markierungs
strahlquerschnitts an unterschiedlich orientierten Flächen
bewirkt eine Aufteilung des Markierungsstrahles in sepa
rate Teilstrahlen, die sich je nach Orientierung der Flä
chen, an denen sie gebrochen werden, in unterschiedliche
Richtung ausbreiten.
Einen besonders einfachen Verlauf der Teilstrahlen erhält
man, wenn die flache Seite des aufteilenden Prismas senk
recht zur Markierungsstrahlachse positioniert ist. In die
sem Falle stimmt die Lage der Markierungsstrahlachse mit
der Oberflächennormalen der flachen Seite des aufteilenden
Prismas überein, so daß beim Auftreffen des Markierungs
strahles auf die senkrecht orientierte flache Seite des
aufteilenden Prismas keine Brechung des Markierungs
strahles erfolgt.
Eine regelmäßige Anordnung der einzelnen Teilstrahlen des
Markierungsstrahles ergibt sich dadurch, daß alle Flächen
der spitzen Seite des aufteilenden Prismas denselben Nei
gungswinkel bezüglich der durch die flache Seite definier
ten Ebene aufweisen. Trifft der Markierungsstrahl zuerst
auf die senkrecht orientierte flache Seite des aufteilen
den Prismas und anschließend zentrisch auf dessen Spitze,
so ergibt sich aufgrund des für alle Flächen gleichen Nei
gungswinkels an allen Flächen derselbe Brechungswinkel und
damit für alle Teilstrahlen derselbe Winkel zwischen den
Teilstrahlen und der Verlängerung der Markierungs
strahlachse in Ausbreitungsrichtung.
Eine besondere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, daß die spitze Seite des aufteilenden
Prismas aus drei ebenen, schräg zueinander angeordneten
Flächen gebildet ist. In diesem Fall wird der Markierungs
strahl durch die drei schräg angeordneten Flächen der
spitzen Seite des aufteilenden Prismas in drei Teilstrah
len gebrochen. Da die Aufteilung des Markierungsstrahles
in einzelne separate Teilstrahlen durch Brechung erfolgt,
vollzieht sich die Aufteilung im wesentlichen ohne Strah
lungsverluste, d. h. die Summe der Strahlungsleistung der
einzelnen Teilstrahlen stimmt praktisch mit der gesamten
Strahlungsleistung des nicht aufgeteilten Markierungs
strahles überein.
Eine besondere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, daß an der Spitze des aufteilenden Prismas
eine Kreisblende mit variablem Öffnungsdurchmesser ange
ordnet ist. Weist die Spitze des aufteilenden Prismas in
Ausbreitungsrichtung des Markierungsstrahles, so kommt es
im Bereich der Spitze außerhalb des Prismas aufgrund der
Brechung des Markierungsstrahles an den schräg zueinander
angeordneten Flächen zu einer Überlagerung der sich in un
terschiedliche Richtungen ausbreitenden Teilstrahlen. Wird
die Kreisblende mit variablem Öffnungsdurchmesser in den
Schnittpunkt der Teilstrahlen positioniert, so läßt sich
dadurch der Durchmesser aller einzelnen Teilstrahlen
gleichzeitig mit Hilfe einer Kreisblende verändern.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch ge
kennzeichnet, daß im Abstand vom aufteilenden Prisma im
Bereich der separaten Teilstrahlen ein die Teilstrahlen
parallelisierendes optisches Element angeordnet ist. Mit
Hilfe dieses optischen Elementes werden die divergenten
Teilstrahlen des Markierungsstrahles so abgelenkt, daß sie
anschließend parallel zueinander verlaufen. Dabei kann es
sich bei dem parallelisierenden optischen Element um eine
Sammellinse oder um ein entsprechendes Linsensystem han
deln, besonders günstig ist es jedoch, wenn das optische
Element aus einem in seiner Form dem aufteilenden Prisma
entsprechenden parallelisierenden Prisma gebildet wird.
Das parallelisierende Prisma weist dieselbe Form und die
selbe Orientierung relativ zum Strahlengang des Markie
rungsstrahles auf wie das aufteilende Prisma, so daß die
divergierenden Teilstrahlen durch die Brechung an den Be
grenzungsflächen des parallelisierenden Prismas in einen
parallelen Strahlengang abgelenkt werden. Die Verwendung
eines parallelisierenden Prismas hat den Vorteil, daß
durch Veränderung des Abstandes zwischen dem aufteilenden
Prisma und dem parallelisierenden Prisma der Durchmesser
des Teilstrahlenbündels kontinuierlich verändert werden
kann. Durch Variation des Abstandes zwischen den beiden
Prismen kann somit das Teilstrahlbündel aufgeweitet wer
den, ohne daß dabei der Durchmesser der einzelnen Teil
strahlen verändert wird.
Eine weitere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet,
daß das Teilstrahlenbündel und der Behandlungsstrahl durch
dieselben optischen Fokussierungselemente fokussiert wer
den. Dadurch wird gewährleistet, daß der Brennpunkt des
Markierungsstrahlenbündels unmittelbar dem Brennpunkt des
Behandlungsstrahles benachbart liegt. Durch geeignete Ein
koppelung des Behandlungsstrahles kann erreicht werden,
daß die beiden Brennpunkte übereinanderliegen und somit
der Brennpunkt der sichtbaren Markierungsstrahlung unmit
telbar den Brennpunkt des Behandlungsstrahles anzeigt.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, daß der Markierungsstrahl von der von
einer Laserdiode emittierten sichtbaren Laserstrahlung ge
bildet wird. Da aufgrund der Aufteilung des Markierungs
strahles in mehrere separate Teil strahlen und der damit
verbundenen deutlichen Erkennbarkeit des vom Markierungs
strahl auf den Körperteil projizierten Bildes keine lei
stungsstarke Markierungsstrahlquelle verwendet werden muß,
kann als Markierungsstrahl die von einer Laserdiode
emittierte sichtbare Laserstrahlung verwendet werden. Da
bei ist es besonders günstig, wenn die als Markierungs
strahlquelle verwendete Laserdiode im medizinischen Hand
stück angeordnet ist. Die Laserdiode lädt sich beispiels
weise im Griff des erfindungsgemäßen medizinischen Hand
stückes positionieren. Dabei ist es besonders vorteilhaft,
wenn die von der Laserdiode emittierte Strahlung radial
durch eine den Strahlquerschnitt definierende Lumineszenz
blende begrenzt wird. Die von der Laserdiode emittierte
Strahlung weist im allgemeinen eine inhomogene Intensi
tätsverteilung und einen rechteckigen Strahlquerschnitt
auf. Mit Hilfe einer Lumineszenzblende mit kreisförmigem
Öffnungsquerschnitt lassen sich die Randbereiche des
rechteckigen Strahlquerschnitts der von der Laserdiode
emittierten Laserstrahlung ebenso ausblenden wie die eben
falls von der Laserdiode emittierte Lumineszenzstrahlung.
Somit wird mit Hilfe der Lumineszenzblende ein sichtbarer
Markierungsstrahl mit kreisrundem Strahlquerschnitt defi
niert. Dieser kreisrunde Markierungsstrahl wird an
schließend auf die Spitze des aufteilenden Prismas ge
richtet und in mehrere Teilstrahlen aufgeteilt.
Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausfüh
rungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit der
Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines teilweise
aufgebrochen dargestellten Dentalhandstückes
mit einem in drei Teilstrahlen aufgeteilten
Markierungsstrahl und
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Strahl
führung des Markierungsstrahles.
In Fig. 1 ist ein Handstück 10 mit einem Griff 11 und
einem L-förmigen Gehäuse 12 dargestellt, welches sich mit
einem Schenkel 13 an den Griff 11 anschließt, während der
zweite Schenkel 14 an dem dem Griff 11 abgewandten Ende
senkrecht nach unten absteht. Im Griff 11 des Handstückes
10 befindet sich eine in Fig. 1 nicht dargestellte
Laserdiode, deren emittierte sichtbare Strahlung als
Markierungsstrahl verwendet wird. Der Markierungsstrahl
wird, wie weiter unten beschrieben, in drei Teilstrahlen
aufgeteilt. Die Teilstrahlen werden mit Hilfe einer im
Gehäuse 12 angeordneten Konvexlinse 15 gesammelt und über
einen zu beiden Schenkeln 13 und 14 unter 45° angeordneten
Umlenkspiegel 16 durch das als Austrittsöffnung 17
ausgebildete offene Ende des Schenkels 14 aus dem Gehäuse
12 herausgeführt und außerhalb des Gehäuses 12 in einem
Brennpunkt 18 fokussiert, um anschließend auf einen Zahn
19 als zu behandelnden Körperteil aufzutreffen.
Mit Hilfe eines in der Zeichnung nicht dargestellten
Lichtleiters, der an einer Anschlußstelle 20 an den Griff
11 des Handstückes 10 angeschlossen werden kann, wird dem
Handstück 10 ein Behandlungsstrahl zugeführt. Dieser Be
handlungsstrahl kann ein Laserstrahl sein, beispielsweise
die für die Zahnbehandlung besonders günstige gepulste
Strahlung eines Er:YAG-Lasers mit einer Wellenlänge von
2,94 µm. Der Behandlungsstrahl wird mit Hilfe der Konvex
linse 15 und dem Umlenkspiegel 16 ebenfalls auf den Zahn
19 gerichtet. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist der
Behandlungsstrahl in der Zeichnung nicht dargestellt.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung der Strahlfüh
rung des Markierungsstrahles. Dabei ist in der Mitte der
Figur, strichpunktiert umrandet, die Anordnung der verwen
deten optischen Elemente und der Strahlverlauf des Mar
kierungsstrahles dargestellt, während am oberen Rand die
optischen Elemente in Strahlrichtung gezeigt sind und am
unteren Rand die Strahlgeometrie an verschiedenen Schnitt
ebenen dargestellt ist. Alle nachstehend aufgeführten op
tischen Elemente befinden sich im Griff 11 oder im Gehäuse
12 des Handstückes 10.
Als Quelle für den sichtbaren Markierungsstrahl dient eine
Laserdiode 21, an die sich eine Lumineszenzblende 22 mit
kreisförmigem Öffnungsquerschnitt anschließt. Die von der
Laserdiode emittierte Strahlung weist im wesentlichen
einen rechteckförmigen Strahlquerschnitt auf. Durch die
Öffnung der Lumineszenzblende wird ein kreisrunder Markie
rungsstrahlquerschnitt definiert. Nach Passieren der Lumi
neszenzblende 22 trifft der Markierungsstrahl auf ein auf
teilendes Prisma 23, durch das der Markierungsstrahl in
insgesamt drei Teilstrahlen aufgeteilt wird. Zur Verein
fachung der Darstellung sind in Fig. 2 nur zwei dieser
Teilstrahlen dargestellt. Das Prisma 23 weist eine flache,
senkrecht zur Markierungsstrahlachse orientierte Untersei
te 24 auf und eine in Ausbreitungsrichtung des Markie
rungsstrahles weisende Oberseite 25. Die Oberseite 25 wird
aus drei ebenen, gleich großen Flächen 26 gebildet, die
gegenüber der durch die Unterseite definierten Ebene je
weils um den gleichen Neigungswinkel geneigt sind. Jeweils
zwei Flächen 26 bilden eine gemeinsame gerade Kante 29, so
daß die Oberseite 25 insgesamt drei Kanten 29 aufweist,
deren gemeinsamer Schnittpunkt eine Spitze 30 ausbildet.
Die zentrisch auf der Oberseite 25 des aufteilenden Pris
mas 23 angeordnete Spitze ist in der Strahlachse des Mar
kierungsstrahles positioniert, so daß der Markierungs
strahl mit jeweils gleich großen Kreissektoren seines
kreisförmigen Querschnitts auf die die Spitze umgebenden
ebenen Flächen 26 auftrifft.
An der Spitze 30 des aufteilenden Prismas ist eine Kreis
blende 27 mit kreisrundem Öffnungsquerschnitt positio
niert, durch die die Teilstrahlen des Markierungsstrahles
hindurchtreten. Die divergierenden Teilstrahlen treffen im
Abstand von der Kreisblende 27 auf ein parallelisierendes
Prisma 28. Dieses weist dieselbe Form auf wie das auftei
lende Prisma 23 und auch dieselbe Orientierung relativ zur
Strahlachse des Markierungsstrahles.
Im Abstand vom parallelisierenden Prisma 28 befindet sich
in Strahlrichtung die auch in Fig. 1 dargestellte Konvex
linse 15, durch die die Teilstrahlen des Markierungs
strahles auf den Brennpunkt 18 fokussiert werden.
Der von der Laserdiode 21 emittierte und aufgrund des Lu
mineszenzblende einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen
de Markierungsstrahl trifft senkrecht auf die Unterseite
24 des aufteilenden Prismas 23 und anschließend auf
dessen Spitze 30. Während sich aufgrund der senkrechten
Einfallsrichtung an der Unterseite 24 keine Brechung er
gibt, wird der Markierungsstrahl an den die Spitze 30 um
gebenden ebenen Flächen 26 in drei gleich große Teil
strahlen gebrochen, so daß der Markierungsstrahl hinter
der Spitze 30 einen Strahlquerschnitt in Form von drei
Kreissektoren aufweist. Die Berechnung erfolgt dabei je
weils in Richtung der Strahlachse des Markierungsstrahles,
so daß sich die drei Teilstrahlen in einem Bereich unmit
telbar nach der Spitze 30 des aufteilenden Prismas 23
schneiden. In diesem Bereich ist die Kreisblende 27 po
sitioniert. Eine Variation des Öffnungsdurchmessers der
Kreisblende 27 bewirkt eine gleichmäßige Veränderung der
drei Durchmesser und der Form der Teilstrahlen. Nach der
Kreisblende 27 treffen die divergierenden Teilstrahlen auf
das parallelisierende Prisma 28. Durch die Brechungen an
dessen Unter- und Oberseite werden die Teilstrahlen auf
einen parallelen Strahlengang abgelenkt. Verändert man den
Abstand zwischen den beiden Prismen 23 und 28, so wird da
durch der Durchmesser des Bündels der drei Teilstrahlen
variiert. Eine Verkleinerung des Abstandes der beiden
Prismen bewirkt eine Verminderung des Durchmessers des
Teilstrahlenbündels.
Die sich an das parallelisierende Prisma 28 anschließende
Konvexlinse 15 fokussiert die drei Teilstrahlen auf den
Brennpunkt 18, so daß sich die drei Teilstrahlen im Brenn
punkt überlagern.
Die Projektion des in drei Teilstrahlen aufgeteilten Mar
kierungsstrahles in eine Ebene vor oder hinter der Fokal
ebene ergibt ein aus drei separaten Punkten bestehendes
Bild, während das in die Fokalebene projizierte Bild aus
einem einzelnen Punkt besteht. Das in eine Ebene hinter
der Fokalebene projizierte Bild ergibt sich dabei aus dem
in eine Ebene vor der Fokalebene projiziertem Bild durch
Spiegelung der Punkteanordnung an der Markierungs
strahlachse. Wird also auf die Oberfläche des zu behan
delnden Körperteils, beispielsweise des Zahns 19, mit Hil
fe des Markierungsstrahles ein Bild projiziert, so läßt
sich aus der Anordnung der Punkte die Lage der Fokalebene
bezüglich der Körperoberfläche eindeutig bestimmen. Da die
gesamte Strahlenergie des Markierungsstrahles nur auf drei
Punkte auf der Oberfläche des zu behandelnden Körperteiles
verteilt wird, ist das vom Markierungsstrahl auf die Kör
peroberfläche projizierte Bild auch bei Verwendung einer
Markierungsstrahlquelle mit geringer Leistung, beispiels
weise bei Verwendung der Laserdiode 21, deutlich erkennbar.
Claims (18)
1. Medizinisches Handstück, insbesondere für die Den
talmedizin, mit einer Optik, die einen elektromag
netischen Behandlungsstrahl auf einen außerhalb des
Handstückes gelegenen Brennpunkt fokussiert und die
einen sichtbaren Markierungsstrahl zur Markierung
des Behandlungsstrahles in den Bereich des Brenn
punktes des Behandlungsstrahles lenkt,
dadurch gekennzeichnet, daß
das medizinische Handstück (10) den sichtbaren Mar
kierungsstrahl in ein Bündel mehrerer separater, im
Abstand voneinander angeordneter Teilstrahlen auf
spaltende und das Teilstrahlenbündel auf einen dem
Brennpunkt des Behandlungsstrahles benachbarten
Brennpunkt (18) fokussierende optische Mittel (23,
27, 28, 15) umfaßt.
2. Medizinisches Handstück nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die optischen Mittel (27) eine
Veränderung des Durchmessers der einzelnen
Teilstrahlen erlauben.
3. Medizinisches Handstück nach Anspruch 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, daß die optischen Mittel (23,
28) eine Veränderung des Durchmessers des
Teilstrahlenbündels erlauben.
4. Medizinisches Handstück nach einem der voranstehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die op
tischen Mittel (23, 27, 28, 15) das Teilstrahlenbün
del so führen, daß dieses den Behandlungsstrahl um
gibt.
5. Medizinisches Handstück nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das Teilstrahlenbündel den Be
handlungsstrahl unsymmetrisch bezüglich einer Spie
gelung an der Behandlungsstrahlachse umgibt.
6. Medizinisches Handstück nach einem der voranstehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die op
tischen Mittel (23) den Markierungsstrahl in drei
Teilstrahlen aufteilen.
7. Medizinisches Handstück nach einem der voranstehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die op
tischen Mittel (23, 27, 28, 15) ein den Markie
rungsstrahl in ein Bündel mehrerer separater Teil
strahlen aufteilendes Prisma (23) umfassen, das auf
einer spitzen Seite (25) mehrere ebene, schräg zu
einander angeordnete Flächen (26) aufweist, die
eine Spitze (30) in Form eines gemeinsamen Begren
zungspunktes bilden, und das auf der gegenüberlie
genden flachen Seite (24) von einer ebenen Fläche
begrenzt ist, wobei das Prisma (23) so positioniert
ist, daß die Strahlachse des Markierungsstrahles
auf die Spitze (30) des Prismas (23) gerichtet ist.
8. Medizinisches Handstück nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die ebene Seite (24) des auf
teilenden Prismas (23) senkrecht zur Markierungs
strahlachse positioniert ist.
9. Medizinisches Handstück nach Anspruch 7 oder 8, da
durch gekennzeichnet, daß die ebenen, schräg zu
einander angeordneten Flächen (26) der spitzen Sei
te (25) des aufteilenden Prismas (23) alle densel
ben Neigungswinkel bezüglich der durch die flache
Seite (24) definierten Ebene aufweisen.
10. Medizinisches Handstück nach einem der Ansprüche 7
bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die spitze Seite
(25) aus drei ebenen, schräg zueinander angeord
neten Flächen (26) gebildet ist.
11. Medizinisches Handstück nach einem der Ansprüche 7
bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an der Spitze
(30) des aufteilenden Prismas (23) eine Kreisblende
(27) mit variablem Öffnungsdurchmesser angeordnet
ist.
12. Medizinisches Handstück nach einem der Ansprüche 7
bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Abstand vom
aufteilenden Prisma (23) im Bereich der separaten
Teilstrahlen ein die Teilstrahlen parallelisieren
des optisches Element angeordnet ist.
13. Medizinisches Handstück nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß das optische Element aus einem
in seiner Form dem aufteilenden Prisma (23) ent
sprechenden parallelisierenden Prisma (28) gebildet
wird.
14. Medizinisches Handstück nach Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den beiden
Prismen (23, 28) veränderbar ist.
15. Medizinisches Handstück nach einem der voranstehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das
Teilstrahlbündel und der Behandlungsstrahl durch
dieselben optischen Fokussierungselemente (15) fo
kussiert werden.
16. Medizinisches Handstück nach einem der voranstehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mar
kierungsstrahl von der von einer Laserdiode
emittierten sichtbaren Laserstrahlung gebildet wird.
17. Medizinisches Handstück nach Anspruch 16, dadurch
gekennzeichnet, daß die Laserdiode (21) im medizi
nischen Handstück (10) angeordnet ist.
18. Medizinisches Handstück nach Anspruch 17, dadurch
gekennzeichnet, daß die von der Laserdiode (21)
emittierte Strahlung radial durch eine den Strahl
querschnitt definierende Lumineszenzblende (22) be
grenzt ist.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE4239073A DE4239073C1 (de) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | Medizinisches Handstück |
PCT/EP1993/003107 WO1994012116A1 (de) | 1992-11-20 | 1993-11-06 | Medizinisches handstück insbesondere für laserstrahlen und markierungsstrahlen |
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DE4239073A DE4239073C1 (de) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | Medizinisches Handstück |
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DE4239073A Expired - Fee Related DE4239073C1 (de) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | Medizinisches Handstück |
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WO (1) | WO1994012116A1 (de) |
Cited By (1)
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