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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Laserstrahlübertragungssystem, beispielsweise
zur Verwendung bei einem Lasergerät für medizinische oder zahnmedizinische
Zwecke, sowie ein Handinstrument zur Verwendung bei einem solchen
Lasergerät.
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Laser
werden nicht nur in verschiedenen industriellen Geräten sondern
auch in zahlreichen medizinischen und zahnmedizinischen Geräten eingesetzt.
Generell weist jedes mit Laser arbeitende medizinische oder zahnmedizinische
Gerät einen
Laserstrahlgenerator zum Erzeugen von Laserstrahlung, ein Instrument
(beispielsweise ein Handinstrument) zum Führen und Emittieren von Laserstrahlung
in Richtung auf eine gewünschte
chirurgische Applikationsstelle sowie ein Laserstrahlübertragungssystem auf,
das für
eine Verbindung zwischen dem Laserstrahlgenerator und dem Instrument
zum Übertragen von
Laserstrahlung von dem Laserstrahlgenerator zu dem Instrument sorgt.
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In
mechanischer Hinsicht kann das Laserstrahlübertragungssystem als zwei Übertragungsstationen
klassifiziert werden, nämlich
eine erste Übertragungsstation
zum Übermitteln
von Laserstrahlung von dem Laserstrahlgenerator zu dem Instrument und
eine zweite Übertragungsstation
zum Übermitteln
von Laserstrahlung in dem Instrument in Richtung auf die chirurgische
Applikationsstelle. Insbesondere für die zweite Übertragungsstation
wurden bislang zahlreiche Verbesserungen vorgeschlagen.
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Inzwischen
kann die zweite Übertragungsstation
mit der chirurgischen Applikationsstelle in Kontakt gebracht und
dadurch verunreinigt oder beschädigt
werden. Dementsprechend ist die zweite Übertragungsstation als ein
Verbrauchsgegenstand anzusehen und bei vielen solcher Lasergeräte tatsächlich austauschbar
ausgebildet. Die Austauschbarkeit der zweiten Übertragungsstation ist auch
im Hinblick auf ihre verschiedenen Zwecke erwünscht.
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Bei
solchen Lasergeräten
mit einer ersten und einer davon gesonderten zweiten Übertragungsstation
trifft die Laserstrahlung, wenn sie von der ersten zu der zweiten Übertragungsstation übermittelt wird,
zum Teil gegen einen Abschnitt der Einlaßkante der zweiten Übertragungsstation,
wodurch dieser Abschnitt aufgeheizt und gegebenenfalls beschädigt wird.
Dadurch wird in nachteiliger Weise die Lebensdauer der zweiten Station
beträchtlich
verkürzt.
Hinzu kommt, daß Fremdstoffe,
wie Staub, die möglicherweise
an der Einlaßkante
der zweiten Übertragungsstation
anhaften, deren Aufheizen beschleunigen.
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Um
dies zu verhindern, ist bei vielen mit Laserstrahlung arbeitenden
Geräten
für die
erste Übertragungsstation
ein Rohr vorgesehen, so daß dem Einlaß Luft für Kühlzwecke
zugeleitet werden kann. Dies ist in der Tat von Vorteil, um zu verhindern,
daß der
Einlaß zu
stark überhitzt
wird. Dies macht es jedoch erforderlich, ein zusätzliches Luftversorgungsrohr
zusammen mit der ersten Übertragungsstation nur
für Kühlzwecke
vorzusehen, wodurch das gesamte Übertragungssystem
einen komplizierten Aufbau erhält.
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In
der
DE 42 27 803 A1 ist
ein Laser-Zahnbehandlungsgerät
mit einer ersten und einer zweiten optischen Faser beschrieben,
deren benachbarte Enden durch einen Spalt getrennt sind. Ein Kühlfluid wird
durch einen Durchlass in eine Kammer geleitet, um das proximate
Ende der Umhüllung
der zweiten Faser zu kühlen.
Dabei wird das Kühlfluid
parallel zu der ersten optischen Faser in die Kammer eingeleitet. Ferner
wird ein erstes trockenes Gas durch ein erstes Zufuhrrohr geleitet,
um das distale Ende der ersten Faser zu kühlen, während ein zweites trockenes
Gas durch ein zweites Zufuhrrohr geleitet wird, um das proximate
Ende der zweiten Faser zu kühlen.
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In
der
JP 09-135847 A ist
ein Laser-Zahnbehandlungsgerät
mit einem Laserhohlraumwellenleiter und einer Glasfaser beschrieben.
Der Hohlraumwellenleiter liegt dabei stromabwärts der Glasfaser. Axial zu
dem Hohlraumwellenleiter sind ein Entlüftungsrohr und ein Luftzufuhrrohr
vorgesehen.
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Aus
DE 40 06 148 C2 ist
eine Vorrichtung für die
Laserbearbeitung eines Werkstücks
bekannt, welche einen Hohlraumlichtwellenleiter aufweist, welcher
mittels Luft zur Beseitigung von Verunreinigungen gespült wird.
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In
der WO 96/30157 A1 ist ein zahnärztliches Laserhandstück beschrieben,
durch welches ein Laserstrahl über
ein Austrittsfenster auf ein zu behandelndes Objekt geleitet wird,
wobei ferner eine Wasserzufuhrleitung vorgesehen ist, um einen Wasserstrahl
zu Reinigungszwecken auf das Austrittsfenster zu richten.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in Laserstrahlübertragungssystem
zu schaffen, bei welchem für
eine gute Kühlung
gesorgt ist und welches dennoch einfach aufgebaut ist.
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Erfindungsgemäß ist bei
einem Laserstrahlübertragungssystem,
einem Lasergerät
und einem Handinstrument zur Verwendung bei einem solchen Lasergerät eine erste
Laserstrahlübertragungseinheit
aus einem optischen Hohlraum-Wellenleiter vorgesehen, der einen
an einem ersten Ende und einem zweiten Ende der ersten Laserstrahlübertragungseinheit
offenen Innenraum aufweist. Des weiteren ist eine zweite Laserstrahlübertragungseinheit
mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende vorhanden. Das erste
Ende der zweiten Laserstrahlübertragungseinheit
liegt in Abstand von dem zweiten Ende der ersten Laserstrahlübertragungseinheit,
steht mit diesem jedoch in optischer Verbindung. Dies erlaubt es,
daß durch
die erste Laserstrahlübertragungseinheit
hindurch übertragene
Laserstrahlung in die zweite Laserstrahlübertragungseinheit geleitet
wird, während
Luft durch die erste Laserstrahlübertragungseinheit
hindurchgeführt
und zum Auftreffen auf das erste Ende der zweiten Laserstrahlübertragungseinheit
gebracht wird.
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Weil
bei dem erfindungsgemäßen Laserstrahlübertragungssystem
die Luft durch die rohrförmige
erste Laserstrahlübertragungseinheit
hindurch transportiert wird, ist kein zusätzlicher Durchlaß für den Lufttransport
erforderlich. Dies vereinfacht den mechanischen Aufbau des Lasergerätes oder
Handinstruments.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Laserstrahlübertragungssystem
ferner versehen mit einem zwischen dem zweiten Ende der ersten Laserstrahlübertragungseinheit
und dem ersten Ende der zweiten Laserstrahlübertragungseinheit angeordneten
optischen Element zum Leiten der von dem zweiten Ende der ersten
Laserstrahlübertragungseinheit übermittelten
Laserstrahlung in das erste Ende der zweiten Laserstrahlübertragungseinheit. Des
weiteren ist ein Luftdurchlaß vorgesehen,
der eine das zweite Ende der ersten Laserstrahlübertragungseinheit umschließende erste
Kammer, eine das erste Ende der zweiten Laserstrahlübertragungseinheit
umschließende
zweite Kammer und einen Kanal bildet, der für eine Strömungsverbindung zwischen der
ersten und der zweiten Kammer sorgt, so daß die Luft, die aus dem zweiten
Ende der ersten Laserstrahlübertragungseinheit
austritt, durch die erste Kammer, den Kanal und die zweite Kammer
hindurch zu dem ersten Ende der zweiten Laserstrahlübertragungseinheit
geleitet wird.
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Dadurch
kann Laserstrahlung von der ersten Laserstrahlübertragungseinheit auf effektive
Weise zu dem ersten Ende der zweiten Laserstrahlübertragungseinheit geleitet
werden. Außerdem
wird das von der Laserstrahlung aufgeheizte erste Ende der zweiten
Laserstrahlübertragungseinheit
durch die Luft wirkungsvoll gekühlt,
die durch die erste Laserstrahlübertragungseinheit
hindurchtransportiert wird.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Laserstrahlübertragungssystem
ferner mit einem ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweisenden Luftdurchlaß versehen.
Das erste Ende dieses Luftdurchlasses liegt benachbart dem ersten
Ende der zweiten Laserstrahlübertragungseinheit,
und das zweite Ende des Luftdurchlasses ist benachbart dem zweiten
Ende der zweiten Laserstrahlübertragungseinheit
angeordnet. Dies erlaubt es, daß die
auf das erste Ende der zweiten Laserstrahlübertragungseinheit auftreffende
Luft in den Luftdurchlaß hinein
geleitet und dann um das zweite Ende der zweiten Laserstrahlübertragungseinheit
herum ausgeblasen wird.
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Das
Handinstrument und das Lasergerät weisen
zweckmäßig ein
zylindrisches Gehäuse
auf, in welchem das Laserstrahlübertragungssystem
untergebracht ist. Der Luftdurchlaß wird vorteilhaft zum Teil
zwischen dem zylindrischen Gehäuse
und der ersten Laserstrahlübertragungseinheit
gebildet. Diese Ausbildung erlaubt es, die Anzahl der Rohre zu vermindern,
die in dem Handinstrument vorgesehen werden müssen. Das Handinstrument kann
einen weiteren Luftdurchlaß aufweisen,
der sich entlang der ersten und der zweiten Laserstrahlübertragungseinheit
und in Richtung auf das zweite Ende der zweiten Laserstrahlübertragungseinheit
erstreckt. Dies erlaubt es, Luft in Richtung auf das zweite Ende
der zweiten Laserstrahlübertragungseinheit
auszublasen.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht
eines medizinischen Gerätes,
das mit einem erfindungsgemäßen Laserstrahlübertragungssystem
ausgestattet ist;
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2A in größerem Maßstab einen Längsschnitt
eines Verbindungsabschnittes einer Lasereinheit und einer flexiblen
Versorgungsleitung;
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2B in größerem Maßstab einen Längsschnitt
einer Abdichtung, die an dem distalen Ende eines Schutzrohres vorgesehen
ist;
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3 in größerem Maßstab einen Längsschnitt
eines Teiles eines Handinstruments, das mit dem erfindungsgemäßen Laserstrahlübertragungssystem
versehen ist;
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4 in größerem Maßstab einen Längsschnitt
des Handinstruments der 3 entlang
der Linie A-A
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5 in größerem Maßstab einen Längsschnitt
eines Teils des Handinstruments, bei dem das Laserstrahlübertragungssystem
entsprechend einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung vorgesehen ist; und
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6 in größerem Maßstab einen Längsschnitt
des Handinstruments der 5 entlang
der Linie B-B.
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1 zeigt eine Skizze eines
generell mit 10 bezeichneten medizinischen Gerätes, bei
dem Laserstrahlung für
Behandlungszwecke benutzt wird. Unter dem Begriff "medizinisches Gerät" sollen vorliegend
auch zahnmedizinische Geräte
verstanden werden. Im übrigen
ist die vorliegende Erfindung nicht auf medizinische Geräte beschränkt, sondern
in gleicher Weise auch bei verschiedenen anderen Geräten anwendbar,
bei denen mit Laserstrahlung gearbeitet wird.
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Das
medizinische Gerät 10 weist
eine Lasereinheit 12 auf, in welcher Laserstrahlung erzeugt wird.
Zu dem Gerät
gehören
ferner ein Handinstrument 14, das von einem Bediener gehalten
werden kann, um Laserstrahlung in Richtung auf eine gewünschte chirurgische
Applikationsstelle zu richten, und ein flexibler Versorgungsschlauch
oder eine flexible Versorgungsleitung 16, der bzw. die
für eine Verbindung
zwischen der Lasereinheit 12 und dem Handinstrument 14 sorgt,
um Laserstrahlung und weitere Stoffe von der Lasereinheit 12 zu
dem Handinstrument 14 zu übertragen. Die Lasereinheit 12 ist mit
einem Laserstrahlgenerator 18 zum Erzeugen von Laserstrahlung
und mit Pumpen 20 und 22 ausgestattet, um Luft
bzw. Wasser durch die flexible Versorgungsleitung 16 hindurch
zu dem Handinstrument 14 zu leiten.
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Vorzugsweise
hat die in dem Laserstrahlgenerator 18 erzeugte Laserstrahlung
eine Wellenlänge von
etwa 1 bis 10 μm;
vorzugsweise handelt es sich um einen Er:YAG-Laser mit einer Wellenlänge von 2,94 μm und/oder
einen Nd:YAG-Laser mit einer Wellenlänge von 1,06 μm. Dabei
versteht es sich, daß diese
Laser nur bevorzugte Beispiele darstellen.
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2A zeigt einen Längsschnitt
einer Verbindungseinheit 30, die für eine Verbindung zwischen der
Lasereinheit 12 und einem proximalen Ende der flexiblen
Versorgungsleitung 16 sorgt. Die Verbindungseinheit 30 weist
vier zylindrische Verbindungsstücke
auf, nämlich
ein erstes Verbindungsstück 32, ein
zweites Verbindungsstück 34,
ein drittes Verbindungsstück 36 und
ein viertes Verbindungsstück 38, die
in dieser Reihenfolge in Serie miteinander verbunden sind. Vorzugsweise
ist ein O-Ring an jedem Kontaktbereich zwischen gegenüberliegenden
Oberflächen
benachbarter Verbindungsstücke
vorgesehen, der zwischen diesen für eine luftdichte Abdichtung
sorgt.
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Das
erste Verbindungsstück
32 ist
an seinem benachbart der Lasereinheit
12 liegenden proximalen
Ende mit der Lasereinheit
12 verbunden. Ein zylindrisches
Anschlußstück
40 ist
mit seinem einen Ende an dem ersten Verbindungsstück
32 angebracht,
und es steht an seinem gegenüberliegenden Ende
mit der Luftpumpe
20 (siehe
1)
in Strömungsverbindung,
um Luft zum Trocknen und Kühlen
einzuspeisen. Das distale Ende des an dem ersten Verbindungsstück
32 angebrachten
Anschlußstückes
40 steht über einen
in dem ersten Verbindungsstück
32 ausgebildeten
Durchlaß
42,
einen sich in Umfangsrichtung zwischen dem ersten Verbindungsstück
32 und
dem zweiten Verbindungsstück
34 gebildeten
Durchlaß
44 und
einen in dem zweiten Verbindungsstück
34 benachbart dessen
proximalem Ende ausgebildeten Durchlaß
46 in der Nähe der Lasereinheit
12 mit
einem Durchlaß
48 in
Strömungsverbindung,
der sich entlang der Längsachse
des zweiten Verbindungsstückes
34 erstreckt.
Der Durchlaß
48 ist
an seinem proximalen Ende mittels eines transparenten Fensters
50 abgeschlossen,
das vorzugsweise mittels eines Befestigungsteils
52 festgelegt
ist. In dem zweiten Verbindungsstück
34 ist nahe dem
distalen Ende des Durchlasses
48, d.h. auf der dem Handinstrument
14 zugekehrten
Seite, ein Abschnitt
54 von reduziertem Durchmesser ausgebildet,
der einen zentralen Teil des zweiten Verbindungsstückes
34 darstellt.
In den reduzierten Abschnitt
54 ist ein Rohr oder eine
Haltehülse
56 fest eingesetzt.
Die Haltehülse
56 hält einen
proximalen Endabschnitt eines Hohlkörpers oder Rohres
58,
der bzw. das einen langgestreckten Innenraum
581 aufweist.
Der Innenraum
581 steht mit dem Durchlaß
48 in Strömungsverbindung.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Rohr
58 um einen optischen
Hohlraum-Wellenleiter, wie er beispielsweise aus der
US-PS 5 729 646 bekannt ist.
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Das
erste Verbindungsstück 32 ist
mit einem weiteren zylindrischen Anschlußstück 60 für die Einspeisung
von Luft versehen, die auf die chirurgische Applikationsstelle aufgeblasen werden
soll. Ein Ende des Anschlußstückes 60 steht
mit der Luftpumpe 20 in Strömungsverbindung. Das andere
Ende des an dem ersten Verbindungsstück 32 angebrachten
Anschlußstückes 60 steht
mit einem in dem dritten Verbindungsstück 36 und dem vierten
Verbindungsstück 38 ausgebildeten
Durchlaß 68 in
Strömungsverbindung,
und zwar über
einen in dem ersten Verbindungsstück 32 ausgebildeten
Durchlaß 62,
einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Durchlaß 64 zwischen
dem ersten Verbindungsstück 32 und
dem zweiten Verbindungsstück 34 und
einen Durchlaß 66, der
in dem zweiten Verbindungsstück 34 ausgebildet ist
und der sich parallel zu der Längsachse
dieses Verbindungsstückes
erstreckt.
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Das
erste Verbindungsstück 32 ist
ferner mit einem zylindrischen Anschlußstück 70 versehen, das Teil
einer Anordnung zum Ermitteln einer Beschädigung des Laserübertragungsrohres 58 bildet.
Ein Ende des Anschlußstückes 70 steht
in Strömungsverbindung
mit einem Durchflußmengenmesser 72. Das
andere Ende des Anschlußstückes 70 steht
mit drei Durchlässen
in Verbindung, die in dem zweiten Verbindungsstück 34 ausgebildet
sind, und die in Reihe in gegenseitiger Strömungsverbindung stehen. Dabei
handelt es sich um einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Durchlaß 74,
einen von der innenliegenden Seite des Durchlasses 74 ausgehenden
radialen Durchlaß 76 und
einen Durchlaß 78, der
sich entlang der Längsachse
des zweiten Verbindungsstückes 34 und
benachbart den distalen Enden sowohl des reduzierten Abschnitts 54 des
Verbindungsstückes 34 und
der in den reduzierten Abschnitt 54 eingesetzten Haltehülse 56 erstreckt.
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Ein
proximales Ende des Durchlasses 78 ist mit einem Verbindungs-Rohrstück 80 verbunden,
das in den Durchlaß 78 fest
eingesetzt ist. Das Verbindungs-Rohrstück 80 hat einen Innendurchmesser, der
größer als
der Außendurchmesser
des Laserübertragungsrohres 58 ist,
und das Laserübertragungsrohr 58 erstreckt
sich durch das Verbindungs-Rohrstück 80 hindurch. Das
distale Ende des Rohrstückes 80 steht
mit einem Schutzrohr 82 in Verbindung. Das Schutzrohr 82 hat
einen Innendurchmesser, der größer als
der Außendurchmesser
des Laserübertragungsrohres 58 ist;
es umgreift das Rohr 58 und erstreckt sich entlang dem
Rohr 58. Das Schutzrohr 82 reicht zusammen mit
dem Laserübertragungsrohr 58 durch
die flexible Versorgungsleitung 16 hindurch in das Handinstrument 14.
Ferner ist das Schutzrohr 82 innerhalb des Handinstruments 14,
wie am besten aus 2B hervorgeht,
an seinem distalen Ende mittels eines Packungselements 83 verschlossen,
das auf dem Laserübertragungsrohr 58 sitzt.
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Das
dritte Verbindungsstück 36 ist
mit einem zylindrischen Anschlußstück 84 für abzugebendes Wasser
versehen. Ein Ende des Anschlußstückes 84 steht
mit der Wasserpumpe 22 in Strömungsverbindung. Das andere
Ende des Anschlußstückes 84 ist über einen
in dem dritten Verbindungsstück 36 ausgebildeten
Durchlaß 86 strömungsmäßig mit
einem An schlußstück 88 verbunden,
das am einen Ende mit dem Durchlaß 86 in Verbindung
steht, während
mit dem anderen Ende des Anschlußstückes 88 ein Wasserversorgungsrohr 90 verbunden
ist. Das Wasserversorgungsrohr 90 erstreckt sich ebenso
wie das Schutzrohr 82 durch die flexible Versorgungsleitung 16 hindurch
in das Handinstrument 14.
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In
dem vierten Verbindungsstück 38 sitzt
ein Dichtring 92. Der Dichtring 92 hat eine der
Innenform des vierten Verbindungsstückes 38 entsprechende Außenform,
so daß er
in das Verbindungsstück 38 eingepaßt werden
kann. Ein O-Ring ist zwischen dem Verbindungsstück 38 und dem Dichtring 92 vorgesehen,
um zwischen beiden für
eine Abdichtung zu sorgen. Ein distales Ende des Dichtringes 92 ist
mit der flexiblen Versorgungsleitung 16 verbunden, so daß der Innenraum 94 der
flexiblen Versorgungsleitung 16 in Strömungsverbindung mit dem Durchlaß 68 in
dem zweiten, dritten und vierten Verbindungsstück 34, 36 bzw. 38 steht.
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3 zeigt einen distalen Endabschnitt
des Handinstruments 14. Wie in der Zeichnung veranschaulicht
ist, weist das Handinstrument 14 ein zylindrisches Außengehäuse 100 auf,
das von dem Bediener von Hand gehalten wird. Das Außengehäuse 100 ist
auf einem in das Außengehäuse eingesetzten zylindrischen
Innengehäuse 102 lösbar montiert.
In dem Innengehäuse 102 ist
ein erstes zylindrisches Halteelement 104 gehalten, das
ein weiteres zylindrisches Bauteil oder eine Haltehülse 106 aufnimmt. Die
Haltehülse 106 hält ein distales
Ende des Laserübertragungsrohrs 58.
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Ein
zylindrisches zweites Halteelement 108 ist gleichfalls
in dem distalen Teil des Innengehäuses 102 gehalten
und benachbart dem ersten Halteelement 104 angeordnet.
Das erste Halteelement 104 und das zweite Halteelement 108 werden
zusammen in das Innengehäuse 102 über dessen
distale Endöffnung
eingesetzt. Ein Schraubring 111, der an seiner Außenumfangsfläche ein
Außengewinde
trägt,
steht mit einem Innengewinde in einer zugehörigen, innenliegenden, distalen
Endfläche
des Innengehäuses 102 in
Eingriff, wodurch das erste und das zweite Halteelement 104 und 108 in
dem Innengehäuse 102 lösbar festgelegt
werden. Das zweite Halteelement 108 nimmt einen zylindrischen
Linsenhalter 110 und eine in dem Linsenhalter 110 sitzende
Sammellinse 112 derart auf, daß die optische Achse der Sammellinse 112 mit
der Längsachse
des Laserübertragungsrohres 58 zusammenfällt. Benachbart
dem distalen Ende des zweiten Halteelements 108 ist ein Sondenhalter 114 vorgesehen,
der teilweise in das zweite Halteelement 108 eingesetzt
ist. Eine Schraubkappe 118 ist auf den Sondenhalter 114 aufgesetzt
und weist ein Innengewinde auf, das mit einem entsprechenden Außengewinde
am distalen Ende des Außengehäuses 100 in
Eingriff steht. Bei der Montage werden das Außengehäuse 100, der Sondenhalter 114 und
die Schraubkappe 118 vormontiert und dann lösbar auf
dem distalen Endabschnitt des Innengehäuses 102 montiert.
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Eine
Sonde 116 ist mit Bezug auf den Sondenhalter 114 festgelegt,
wobei ein Außengewinde der
Sonde mit einem Innengewinde in dem Sondenhalter 114 in
Eingriff steht. Die Sonde 116 weist eine optische Faser 120 oder
eine zweite Laserstrahlübertragungseinheit
auf, die vorzugsweise aus einer Quarzfaser hergestellt ist. Zu der
Sonde 116 gehören ferner
ein Innenrohr 122, das die optische Faser 120 umgreift
und sich entlang dieser erstreckt, sowie ein Außenrohr 124, welches
das Innenrohr 122 umgreift und sich entlang letzterem erstreckt.
Das Innenrohr 122 und das Außenrohr 124 verlaufen
koaxial zu der Längsachse
des Laserübertragungsrohres 58.
Bei der optischen Faser kann es sich um eine beliebige handelsüblich verfügbare optische
Faser handeln, die einen Innenkern und eine äußere Umkleidung aufweist.
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Das
distale Ende oder der Auslaß 59 des
Laserübertragungsrohres 58 steht
mit der Atmosphäre in
Strömungsverbindung,
und zwar über
eine benachbart der proximalen Oberfläche der Sammellinse 112 befindliche
erste Kühlkammer 126,
die zwischen dem ersten Halteelement 104 und dem zweiten
Halteelement 108 gebildet wird, eine zwischen der Sammellinse 112 und
dem Sondenhalter 114 befindliche zweite Kühlkammer 130,
einen zwischen dem Außengehäuse 100 und
dem Innengehäuse 102 gebildeten
Durchlaß 132 und
einen in dem Außengehäuse 100 ausgebildeten
Durchlaß 134.
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Wenn
es sich bei dem medizinischen Gerät 10 um ein zahnmedizinisches
Gerät handelt,
liegt der Durchlaß 134 vorzugsweise
von dem distalen Ende des Handinstruments 14 in einem solchen
Abstand, daß Luft
aus dem Durchlaß 134 außerhalb
des Mundes des Patienten austritt.
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Wie
aus den 2A, 2B, 3 und 4 hervorgeht, weist
das erste Halteelement 104 eine Durchgangsöffnung 135 auf,
die parallel zu der Längsachse
des Halteelements verläuft
und in der ein Luftversorgungsrohr 136 gehalten ist. Das
proximale Ende des Luftversorgungsrohres 136 steht in Strömungsverbindung
mit einem innerhalb des Innengehäuses 102 ausgebildeten
Durchlaß 138.
Der Durchlaß 138 steht ferner
mit dem Innenraum 94 der flexiblen Versorgungsleitung 16 in
Strömungsverbindung.
Das distale Ende des Luftversorgungsrohres 136 ist fest
in einen Durchlaß 140 eingesetzt,
der in dem zweiten Halteelement 108 ausgebildet ist. Der
Durchlaß 140 steht
mit der Atmosphäre
in Verbindung, und zwar über
einen in dem zweiten Halteelement 108 ausgebildeten Durchlaß 142,
einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Durchlaß 144 zwischen
dem zweiten Halteelement 108 und dem Sondenhalter 114,
eine Mehrzahl von in dem Sondenhalter 114 ausgebildeten
Durchlässen 146,
eine Mehrzahl von zwischen dem Sondenhalter 114 und der
Sonde 116 ausgebildeten Durchlässen 148, eine Mehrzahl
von in der Sonde 116 ausgebildeten, radial verlaufenden Durchlässen 150 und
einen zylindrischen Durchlaß 152 zwischen
dem Innenrohr 122 und dem Außenrohr 124.
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Wie
gleichfalls aus den 2A, 2B, 3 und 4 hervorgeht,
weist das erste Halteelement 104 eine Öffnung 154 auf, die
sich parallel zu der Längsachse des
Halteelements erstreckt. Ein mit dem Wasserversorgungsrohr 90 verbundenes
Anschlußrohr 91 ist
in die Öffnung 154 eingesetzt.
Ein distales Ende des Anschlußrohres 91 ist
in einen Durchlaß 156 in
dem zweiten Halteelement 108 eingesetzt und dort fixiert. Der
Durchlaß 156 steht
seinerseits mit der Atmosphäre
benachbart dem distalen Ende der optischen Faser 120 in
Verbindung, und zwar über
einen Durchlaß 158 in
dem zweiten Halteelement 108, einen sich in Umfangsrichtung
erstreckenden Durchlaß 160 zwischen
dem zweiten Halteelement 108 und dem Sondenhalter 114,
eine Mehrzahl von Durchlässen 162 in dem
Sondenhalter 114, einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden
Durchlaß 164 zwischen
dem Sondenhalter 114 und der Sonde 116, mehrere
radial verlaufende Durchlässe 166 in
der Sonde 116 und einen zylindrischen Durchlaß 168 zwischen
der optischen Faser 120 und dem Innenrohr 122.
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Im
Betrieb des so aufgebauten medizinischen Gerätes 10 wird in dem
Laserstrahlgenerator 18 (1)
erzeugte Laserstrahlung durch das transparente Fenster 50 (2A) und den Durchlaß 48 in das
Innere des Laserübertragungsrohres 58 in
der flexiblen Versorgungsleitung 16 übermittelt. Entsprechend 3 tritt dem Handinstrument 14 zugeführte Laserstrahlung
aus dem Auslaß 59 des
Laserübertragungsrohres 58 aus.
Diese Strahlung wird mittels der Sammellinse 112 gesammelt
und dann in den Einlaß 121 der
optischen Faser 120 übermittelt. Über die
optische Faser 120 laufende Laserstrahlung wird von dem
Auslaß der
optischen Faser 120 in Richtung auf die gewünschte chirurgische
Applikationsstelle emittiert.
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Wie
am besten aus 2A hervorgeht,
wird zum Trocknen und Kühlen
bestimmte, von der Luftpumpe 20 (1) angelieferte Luft über das Anschlußstück 40,
die Durchlässe 42, 44, 46 und 48 sowie
durch das von der flexiblen Versorgungsleitung 16 umfaßte Laserübertragungsrohr 58 hindurch
in das Handinstrument 14 eingespeist.
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Wie
aus 3 hervorgeht, kühlt aus
dem Auslaß 59 des
Laserübertragungsrohres 58 austretende
Trocken- und Kühlluft
den Auslaß 59,
während sie
diesen durchströmt.
Die Trocken- und Kühlluft trifft
dann auf die Eintrittsfläche
der Sammellinse 112 in der ersten Kühlkammer 126 benachbart
dem Auslaß 59 des
Laserübertragungsrohres 58 auf,
wodurch die Eintrittsfläche
der Sammellinse 112 gekühlt
und gereinigt, d.h. von dort gegebenenfalls befindlichen Fremdstoffen
befreit wird. Die Trocken- und Kühlluft wird
dann durch die Durchlässe 126 und 128 in
die zweite Kühlkammer 130 transportiert,
wo sie sowohl auf die andere Oberfläche der Sammellinse 112 als auch
auf den Einlaß 121 der
optischen Faser 120 trifft und für ein Entfernen dort möglicherweise
vorhandener Fremdkörper
sorgt. Danach wird die Trocken- und Kühlluft von der zweiten Kühlkammer 130 über einen
sich in Umfangsrichtung zwischen dem Innengehäuse 102 und dem zweiten
Halteelement 108 erstreckenden Durchlaß 129 sowie weiter über einen Durchlaß 131 und
die Durchlässe 132 und 134 zur Atmosphäre geleitet.
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Wie
aus den 2A, 3 und 4 hervorgeht, wird die auf die chirurgische
Applikationsstelle aufzublasende Luft von der Luftpumpe 20 (1) über das Anschlußstück 60 und
die Durchlässe 62, 64 und 66 in
den Innenraum 94 der flexiblen Versorgungsleitung 16 geleitet.
Dann gelangt die Luft entsprechend 4 in
den Durchlaß 138 in
dem Handinstrument 14 und durchläuft das Versorgungsrohr 136,
die Durchlässe 140, 142, 144 und 146,
die Durchlässe 148 und 150 (3) sowie den Durchlaß 152 zwischen
dem Innenrohr 122 und dem Außenrohr 124; sie wird
schließlich
in Richtung auf die Spitze der optischen Faser 120 ausgetragen.
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Wie
gleichfalls aus den 2A, 3 und 4 hervorgeht, wird das von der Wasserpumpe 22 (1) angelieferte Wasser über das
Anschlußstück 84,
den Durchlaß 86,
das Anschlußstück 88 und
das Wasserversorgungsrohr 90 in die flexible Versorgungsleitung 16 in
Richtung auf das Handinstrument 14 gefördert. Das Wasser durchläuft dann
entsprechend 4 in dem
Handinstrument 14 die Durchlässe 156, 158, 160 und 162,
die Durchlässe 164 und 166 (3) sowie den Durchlaß 168 zwischen
der optischen Faser 120 und dem Innenrohr 122.
Das Wasser tritt schließlich
nahe der Spitze der optischen Faser 120 aus und wird mit
der abzugebenden Luft vermischt, um in Nebelform versprüht zu werden.
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Falls
das Laserübertragungsrohr 58 beschädigt werden
sollte und reißt,
leckt, wie in 2A angedeutet
ist, in dem Rohr 58 strömende
Trocken- und Kühlluft
in den Innenraum des Schutzrohrs 82. Die ausleckende Luft
gelangt dann über
die Durchlässe 78, 76 und 74 sowie
das Anschlußstück 70 zu
dem Durchflußmengensensor 72.
Wenn der Sensor 72 eine durch Leckluft verursachte Strömung feststellt, übermittelt
er ein Signal an den Laserstrahlgenerator 18, um diesen
abzuschalten, wodurch die weitere Erzeugung von Laserstrahlung unterbunden
wird.
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Die 5 und 6 zeigen eine weitere Ausführungsform
des zur Verwendung bei dem Lasergerät bestimmten Handinstruments.
Bei dieser Ausführungsform
wird die von dem Auslaß 59 des
Laserübertragungsrohres 58 angelieferte
Luft durch die erste Kühlkammer 126,
den Durchlaß 128,
die zweite Kühlkammer 130,
den Durchlaß 161,
den in Umfangsrichtung verlaufenden Durchlaß 144 und die Durchlässe 146 und 148 befördert. Die
Luft tritt dann in der gleichen Richtung aus, in welcher Laserstrahlung
von der optischen Faser 120 emittiert wird. Wasser wird
durch die Durchlässe 166 hindurchgeführt und
dann ausgetragen und mit der Luft vermischt, wobei das Wasser in
Nebelform versprüht
wird.
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Es
ist festzuhalten, daß bei
der ersten Ausführungsform
die Trocken- und Kühlluft,
die in die erste Kühlkammer 126 und
dann in die zweite Kühlkammer 130 eingespeist
wird, sowie die abzugebende Luft durch jeweils eigene Wege hindurch
transportiert werden. Infolgedessen kann die Trocken- und Kühlluft selbst
dann unterbrechungsfrei in die Kühlkammern
eingespeist werden, wenn keine Luft abgegeben wird. Bei der zweiten
Ausführungsform
ist dagegen, wie aus den 5 und 6 ersichtlich ist, für beide Luftströme nur ein
Weg erforderlich, was die Hindurchleitung der Luftströme in dem
Handinstrument vereinfacht.
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Bei
dem medizinischen Gerät 10 wird
Luft durch das Laserübertragungsrohr 58 (die
erste Einheit) hindurchgeleitet, um den auf der optischen Achse
des Rohres 58 liegenden Einlaß 121 der optischen Faser 120 zu
kühlen.
Infolgedessen ist zum Kühlen des
Einlasses 121 der optischen Faser 120 kein eigenes
Rohr in der flexiblen Versorgungsleitung 16 oder dem Handinstrument 14 erforderlich.
Dies vereinfacht die Leitungsauslegung und die Weiterleitung der
Luft.
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Bei
den zuvor erläuterten
Ausführungsformen
ist die Sammellinse 112 zwischen dem Auslaß 59 des
Laserübertragungsrohres 58 (erste
Einheit) und dem Einlaß 121 der
optischen Faser 120 (zweite Einheit) angeordnet. Die Erfindung
ist darauf jedoch nicht beschränkt,
sie ist vielmehr in gleicher Weise auch bei Geräten anwendbar, bei denen keine
Sammellinse vorgesehen ist.
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Im
Falle der beschriebenen Ausführungsbeispiele
liegt die optischer Faser 120 (die zweite Einheit) auf
der Längsachse
des Laserübertragungsrohres 58 (erste
Einheit). Auch darauf ist die vorliegende Erfindung nicht beschränkt, solange
nur die optische Faser 120 in optischer Verbindung mit
dem Laserübertragungsrohr 58 steht.
Beispielsweise können entsprechend
einer abgewandelten Ausführungsform
ein oder mehrere Spiegel zwischen dem Auslaß und dem Einlaß der beiden Übertragungseinheiten vorgesehen
werden, so daß von
dem Auslaß der
ersten Übertragungseinheit
emittierte Laserstrahlung einmal oder mehrere Male reflektiert wird
und dann in den Einlaß der
zweiten Übertragungseinheit
eintritt.
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Bei
den zuvor erläuterten
Ausführungsformen
wird die auszutragende Luft durch den Durchlaß 68 in der Verbindungseinheit 30,
den Innenraum 94 der flexiblen Versorgungsleitung 16 und
den Durchlaß 138 in
dem Handinstrument 14 in das Versorgungsrohr 136 befördert. Diese
Luft kann jedoch auch über
ein zweckentsprechendes Rohr oder einen Schlauch transportiert werden,
das bzw. der für eine
Verbindung zwischen dem distalen Ende des Durchlasses 66 (2A) und dem proximalen Ende des
Versorgungsrohres 136 (4)
sorgt. In einem solchen Fall können
eines oder beide Enden des Rohres 82 offen sein, so daß bei einer
Beschädigung und
einem Reißen
des Laserübertragungsrohres 58 die
Trocken- und Kühlluft über die
Durchlässe 68, 78, 76 und 74 zu
dem Anschlußstück 70 gelangt.
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Im
Falle der erläuterten
Ausführungsbeispiele
wird die Trocken- und Kühlluft
von der Luftpumpe 20 angeliefert; für diesen Zweck kann jedoch
auch eine weitere Luftpumpe vorgesehen sein.
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Ferner
kann in dem Leitungssystem für
die Trocken- und Kühlluft
eine Trockeneinheit vorgesehen sein, um die Luft zu entfeuchten.
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Das
Laserübertragungsrohr 58 kann
aus einem beliebigen zweckentsprechenden Rohr hergestellt sein,
das in der Lage ist, Laserstrahlung zu übermitteln, wobei sich als
Werkstoffe insbesondere Metall und Glas eignen. Das Rohr kann an
seiner Innenseite mit einem Metallüberzug und einem auf den Metallüberzug aufgebrachten
dielektrischen Überzug beschichtet
sein. Geeignete Werkstoffe für
den dielektrischen Überzug
sind u.a. Polyimide, Fluorkunststoffe, Polysiloxane, Polysilazane,
zyklische Polyolefine, Metalloxide oder Metallsulfide.
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Während bei
den beschriebenen Ausführungsbeispielen
die zweite Übertragungseinheit
aus einer optischen Faser besteht, kann es sich dabei auch um ein
Rohr ähnlich
dem Laserübertragungsrohr 58 handeln.
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Hinsichtlich
der Wellenlänge
der Laserstrahlung bestehen keine Beschränkungen. Besonders bevorzugt
ist jedoch ein Er:YAG-Laser, weil eine solche Laserstrahlung besonders
wirkungsvoll ist, um in hartem Gewebe, beispielsweise in Knochen
und Zähnen
Löcher
auszubilden oder Gewebe zu verdampfen, und Er:YAG-Laserstrahlung
auch gut geeignet ist, um weiches Gewebe, beispielsweise Muskelgewebe,
zu schneiden oder zu verdampfen sowie Blut zu stillen.
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Die
vorliegende Erfindung ist auch bei anderen Laserstrahlübertragungssystemen
mit unterschiedlichen Arten von Lasern anwendbar, beispielsweise
bei CO2-Lasern, CO-Lasern und Nd:YAG-Lasern.