DE102007049239A1

DE102007049239A1 - Endosonde

Info

Publication number: DE102007049239A1
Application number: DE102007049239A
Authority: DE
Inventors: Diego Zimare; Dirk Preuss; Jenny DÜNGER
Original assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2006-10-20
Filing date: 2007-10-11
Publication date: 2008-04-24
Also published as: US20080097415A1; US8029499B2

Abstract

Um eine Endosonde für die Mikrochirurgie, die insbesondere in der Augenchirurgie zu intraokularen Behandlungen des Auges vorgesehen ist, zu schaffen, die einem Operateur während der Behandlung unabhängig von der Distanz zum Behandlungsort im Auge eine gute Sicht gewährleistet, wird eine aus einer Edelstahlkanüle (1) bestehende Endosonde vorgeschlagen, in der eine oder mehrere Lichtleitfasern (2) mit einer Laserfaser (4) geführt sind, wobei ein distales Ende (7) der Lichtleitfasern (2) durch eine transparente linsenförmig ausgebildete Wulst (8) so verschließbar ist, dass ein in die Lichtleitfasern (2) eingekoppeltes Beleuchtungslicht (15) abgestrahlt und ein eingekoppeltes Laserlicht (14) aus der Laserfaser (4) austreten kann oder dass die Laserfaser (4) in ein transparentes Formelement (9) eingebettet ist, wobei die Laserfaser (4) zum Lichttransport von einem proximalen Ende zum distalen Ende der Endosonde eine Ummantelung (12, 13) aufweist und wobei das Laserlicht (14) direkt in die Laserfaser (4) eingekoppelt wird und die Einkopplung des Beleuchtungslichtes (15) über mindestens ein optisches Element (16, 17) in die Ummantelung (12, 13) der Laserfaser (4) oder das transparente Formelement (9) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Endosonde für die Mikrochirurgie, die insbesondere in der Augenchirurgie zu intraokularen Behandlungen des Auges vorgesehen ist, bestehend aus einer Edelstahlkanüle, in der das Beleuchtungslicht für die Beleuchtung des Augeninneren bzw. des Augenhintergrundes und das Laserlicht zur Behandlung des Auges über Lichtleitfasern zu einem Behandlungsort geführt werden, wobei die Endosonde Mittel zur Lichteinkopplung aufweist.
Es ist bekannt, dass es bei der operativen Verwendung einer Endosonde in der Augenchirurgie problematisch ist, eine ausreichende Beleuchtung des Augeninneren bzw. des Augenhintergrundes zu gewährleisten. Häufig benutzt man deshalb neben dem chirurgischen Werkzeug der Endosonde eine über einen zweiten Einstich herangeführte Beleuchtungseinrichtung. Dadurch wird die Durchführung der Operation zusätzlich kompliziert und die Belastung für den Patienten steigt deutlich an. Deshalb ist es üblich, Endosonden einzusetzen, die eine Kombination aus Laserlicht und Beleuchtungslicht darstellen. Im Allgemeinen wird das Laserlicht über eine Laserfaser und das Beleuchtungslicht über eine oder mehrere Lichtleitfasern, die parallel zur Laserfaser innerhalb einer Edelstahlkanüle angeordnet sind, zum Behandlungsort geführt. Beide Fasern enden dazu am distalen Ende der Endosonde.
Ein Nachteil dieser bekannten operativen Verwendung einer Endosonde in der Augenchirurgie besteht darin, dass das be leuchtete Operationsgebiet im Auge abhängig von der Distanz zum Behandlungsort ist. Das heißt, je näher sich ein Operateur mit der Endosonde an der Netzhaut eines Auges befindet, desto weniger ist das Umfeld beleuchtet und zusätzlich ist die Sicht des Operateurs eingeschränkt. Aus der DE 10 118 464 A1 ist eine elektrische Sonde für die Mikrochirurgie, insbesondere die Augenchirurgie bekannt, bei der die Sonde aus einer äußeren und einer inneren Elektrode sowie einem Lichtleiter besteht, die innere Elektrode eine Kontur aufweisende Elektrodenendfläche besitzt und über ein vorderes Ende des Lichtleiters hinausragt, oder in dem Lichtleiter eingebettet mit diesem abschließt und bei einer zylindrischen Ausbildung der Elektroden und des Lichtleiters der zwischen den Elektroden und dem Lichtleiter verbliebene Hohlraum als Absaugkanal zur Absaugung von Gewebepartikeln genutzt wird. Aus der DE 692 31 402 T1 ist eine chirurgische Lasersonde bekannt, die einen Laserlichtstrahl in Verbindung mit einem optischen Element aussendet, das einen lichtdurchlässigen Stab mit einer Längsachse und einer reflektierenden Oberfläche aufweist, die gegen die Längsachse des Stabes geneigt ist, um den Laserlichtstrahl entlang eines Austrittsweges aus dem optischen Element heraus zu reflektieren, so dass sichtbares Licht, das sich von dem Lichtfleck auf einem Gewebe entlang des Austrittsweges zu der reflektierenden Oberfläche ausbreitet, durch die reflektierende Oberfläche hindurchtritt und entlang einer Beobachtungsachse sichtbar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Endosonde für die Augenchirurgie zu schaffen, die derart ausgebildet ist, dass sie einem Operateur während der Behandlung unabhängig von der Distanz zum Behandlungsort im Auge eine gute Sicht gewährleistet, die sicher zu handhaben ist und gleichzeitig in ihrem Aufbau einfach und kostengünstig herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Abstrahlwinkel des Beleuchtungslichtes der Endosonde zum optimalen Lichtaustritt vergrößert wird und eine optimale Ankopplung der Endosonde an die Lichtquelle erfolgt und damit die Beleuchtung eines Augeninneren bzw. Augenhintergrundes unabhängig von der Lage der Endosonde während der Behandlung des Auges ist und gleichzeitig durch die Ausbildung der Endosonde selbst die Lichtausbeute erhöht wird. Die Endosonde besteht dazu aus einer vorzugsweise aus Edelstahl bestehenden Kanüle, in der eine oder mehrerer Lichtleitfasern mit einer Laserfaser geführt sind, wobei ein distales Ende der Lichtleitfasern durch eine transparente linsenförmig ausgebildete Wulst so verschließbar ist, dass ein in die Lichtleitfasern eingekoppeltes Beleuchtungslicht abgestrahlt und ein eingekoppeltes Laserlicht aus der Laserfaser austreten kann, oder dass die Laserfaser in ein transparentes Formelement eingebettet ist, wobei die Laserfaser zum Lichttransport von einem proximalen Ende zum distalen Ende der Endosonde eine Ummantelung aufweist, und wobei das Laserlicht direkt in die Laserfaser eingekoppelt wird und die Einkopplung des Beleuchtungslichtes über mindestens ein optisches Element in die Ummantelung der Laserfaser oder in das transparente Formelement vorgesehen ist.
Eine vorteilhafte Ausführungsform wird darin gesehen, dass die Wulst, die das distale Ende der Lichtleitfasern verschließt, als konvexe Linse durch einen transparenten biokompatiblen Kleber ausgebildet ist, wobei durch die konvexe Linse eine Abstrahlung des Beleuchtungslichtes der Licht leitfasern zur Seite hin erfolgt, so dass das beleuchtete Feld vergrößert wird.
Bevorzugt ist weiterhin vorgesehen, dass ein distales Ende der Laserfaser über das distale Ende der Lichtleitfaser aus der konvexen Linse herausragt, oder dass das distale Ende der Laserfaser mit der konvexen Linse abschließend diese mittig durchstößt, so dass das Laserlicht ungehindert aus der Laserfaser austreten kann. Neben der allseitigen Abstrahlung des Laserlichtes durch die aus einem biokompatiblen Kleber ausgebildete konvexe Linse wirkt diese gleichzeitig als Strahlhomogenisierer für das Beleuchtungslicht und ermöglicht somit eine gleichmäßige Ausleuchtung eines Operationsgebietes.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform wird darin gesehen, dass die in das transparente Formelement eingebettete Laserfaser mit ihrem distalen Ende mit einer distalen Lichtaustrittsfläche des Formelementes abschließt, wobei das transparente Formelement mit der eingebetteten Laserfaser über das Ende der vorzugsweise aus Edelstahl bestehenden Kanüle hinausragt und wobei das transparente Formelement vorzugsweise aus Kunststoff oder aus Glas ausgebildet ist. Das transparente Formelement weist außerdem eine von der Kanüle nicht umhüllte freistehende und über das Ende der Kanüle hinausragende Mantelfläche auf, die zum Lichtaustritt angerauht oder angeätzt ist, so dass ein größerer Abstrahlwinkel entsteht.
Vorteilhaft ist weiterhin vorgesehen, dass die distale Lichtaustrittsfläche des transparenten Formelementes konisch angeschliffen ausgebildet ist, so dass das Beleuchtungslicht an dieser Stelle austritt und ebenfalls ein größerer Abstrahlwinkel entsteht.
Eine ebenso vorteilhafte Ausführungsform wird darin gesehen, dass die Laserfaser auf der gesamten Länge durch eine erste Schicht umschlossen ist, die das Beleuchtungslicht vom proximalen zum distalen Ende der Laserfaser transportiert und zusätzlich auf der gesamtem Länge von einer zweiten Schicht umschlossen ist, um zusätzliche Verluste an der Oberfläche der ersten Schicht zu vermeiden. Es ist weiterhin vorgesehen, dass ausgehend von einem Faserkern der Laserfaser bis hin zur umhüllenden zweiten Schicht die Brechzahl abnimmt, wobei sich das Beleuchtungslicht nicht nur in den umhüllenden Schichten ausbreitet sondern auch der Kern und die Verkleidung der Laserfaser für den Lichttransport genutzt werden. Dadurch wird erreicht, dass sich das Beleuchtungslicht nicht nur in der Ummantelung ausbreitet, sondern die laserführende Faser auch für den Lichttransport genutzt wird, was die Homogenisierung der Beleuchtung verbessert. Die die Laserfaser umhüllenden Schichten sind dazu aus Glas ausgebildet.
Eine vorteilhafte Weiterbildung wird darin gesehen, dass das Laserlicht direkt in die Laserfaser eingekoppelt wird und das Beleuchtungslicht über ein optisches Element in die die Laserfaser umhüllenden Schichten eingekoppelt wird, wobei das optische Element als Prisma, Teilerspiegel oder als Spiegel mit einer insbesondere mittig angeordneten Öffnung ausgebildet ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von schematisch in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Endosonde im Schnitt;
2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Endosonde im Schnitt;
3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Endosonde im Schnitt;
4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Endosonde im Schnitt;
5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Endosonde im Schnitt;
6 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Endosonde in Vorderansicht.
In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Endosonde dargestellt, bei der in einer Umhüllung in Form einer Edelstahlkanüle 1 eine oder mehrere Lichtleitfasern 2 und in einem Zentrum 3 der Lichtleitfasern 2 parallel zu diesen eine Laserfaser 4 angeordnet ist, deren distales Ende 5 über ein Ende 6 der Edelstahlkanüle 1 hinausragt. Ein distales Ende 7 der Lichtleitfasern 2 wird durch einen transparenten und biokompatiblen Kleber so verschlossen, dass sich eine transparente konvexe Linse 8 ausbildet. Durch diese konvexe Linse 8 wird ein in die Endosonde eingekoppeltes Beleuchtungslicht 15 der Lichtleitfaser 2 zur Seite hin abgestrahlt und das so entstehende beleuchtete Feld vergrößert.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel der Endosonde entsprechend 2 ist das distale Ende 7 der Lichtleitfasern 2 ebenfalls durch den transparenten und biokompatiblen Kleber in Form der konvexen Linse 8 verschlossen, wobei die konvexe Linse 8 vom distalen Ende 5 der Laserfaser 4 insbesondere in deren Mittelpunkt durchstoßen wird, ohne über die konvexe Linse 8 hinauszuragen, so dass ein in die Endosonde eingekoppeltes Laserlicht 14 ungehindert aus der Laserfaser 2 austreten kann. Der biokompatible Kleber wirkt dabei gleichzeitig als Strahlhomogenisator für das Beleuchtungslicht 15 und ermöglicht so eine gleichmäßige Ausleuchtung des Operationsgebietes.
In einem dritten Ausführungsbeispiel der Endosonde entsprechend 3 ist die Laserfaser 4 mit ihrem distalen Ende 5 in ein transparentes Formelement 9 eingebettet, das vorzugsweise aus Kunststoff oder Glas ausgebildet ist, wobei das Formelement 9 mit der eingebetteten Laserfaser 4 über das Ende 6 der Edelstahlkanüle hinausragt. Eine distale Lichtaustrittsfläche 10 des transparenten Formelementes 9 ist dabei leicht konisch angeschliffen. Durch eine freistehende, über das Ende 6 der Edelstahlkanüle 1 hinausragende Mantelfläche 11 des transparenten Formelementes 9 kann das in die Lichtleitfasern 2 eingekoppelte Beleuchtungslicht 15 austreten. Durch Aufrauhen oder Anätzen der Mantelfläche 11 kann der Lichtaustritt des Beleuchtungslichtes 15 so verbessert werden, dass ein größerer Abstrahlwinkel gebildet wird. Das transparente Formelement 9 hat dabei die Aufgabe, das Beleuchtungslicht 15 einer oder mehrerer Lichtleitfasern 2 für die Beleuchtung zu homogenisieren und damit eine gleichmäßige Ausleuchtung sicherzustellen. Zur Verbesserung der Lichteinkopplung in das transparente Formelement 9 wird in dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel das Be leuchtungslicht 15 der Lichtleitfasern 2 in das transparente Formelement 9 durch ein Prisma 17, welches umlaufend oder mehrteilig ausgebildet ist, eingekoppelt.
4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die Verluste bei der Ankopplung der Lichtleitfasern 2 in das transparente Formelement 9 oder an den biokompatiblen Kleber vermieden werden, indem die Laserfaser 4 zusätzlich auf der gesamten Länge durch eine Schicht 12 umschlossen wird, die das eingekoppelte Beleuchtungslicht 15 zum distalen Ende 5 der Laserfaser 2 transportiert. Um zusätzliche Verluste an der Oberfläche dieser Schicht 12 zu vermeiden, wird diese zusätzlich von einer weiteren Schicht 13 umschlossen. Dabei nimmt die Brechzahl vom Kern der inneren Schicht 12 bis hin zur äußeren Schicht 13 in geeigneter Weise ab. Das Laserlicht 14 wird direkt in die Laserfaser 4 eingekoppelt. Das Beleuchtungslicht 15 wird bevorzugt über einen nicht näher dargestellten Teilerspiegel, einen Spiegel mit einer mittig ausgebildeten Öffnung, z.B. in Form eines Loches, oder, wie in 4 dargestellt, über ein Prisma 16 in die Schichten 12 und 13 eingekoppelt. Die die Laserfaser 4 ummantelnden Schichten 12, 13 sind als Variante aus Glas, z.B. Flintglas bzw. Schwerflint, vorgesehen.
In einer Ausführungsform entsprechend 6 nimmt die Brechzahl ausgehend von einem Kern 18 der Laserfaser 4 bis hin zur Schicht 13 ab. Dadurch wird erreicht, dass sich das Beleuchtungslicht 15 nicht nur in den Schichten 12, 13 ausbreitet, sondern auch der Kern 18 und eine Verkleidung 19 der Laserfaser 4 für den Lichttransport genutzt werden, was die Homogenisierung der Beleuchtung verbessert. Eine weitere Ausführungsform entsprechend 6 wird auch darin gesehen, dass die Brechzahl der Schicht 12 größer sein kann als die Brechzahl der Verkleidung 19 sowie der Schicht 13, wobei jedoch der Kern 18 und die Verkleidung 19 der Laserfaser 4 nicht für den Lichttransport genutzt werden und das Beleuchtungslicht sich nur in der Schicht 12 ausbreitet.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die aufgeführten Ausführungsbeispiele, sondern ist in der Gestaltung der Austrittsflächen des Beleuchtungslichtes und der lichttechnischen Ankopplung der Endosonde an die Lichtquelle variabel.
Auch kann die Kanüle anstatt aus Edelstahl auch aus anderen geeigneten Materialien wie z.B. Titan oder Kompositwerkstoffen gefertigt sein.

Claims

Endosonde für die Mikrochirurgie, die insbesondere in der Augenchirurgie zu intraokularen Behandlungen des Auges vorgesehen ist, bestehend aus einer vorzugsweise aus Edelstahl bestehenden Kanüle, in der das Beleuchtungslicht für die Beleuchtung des Augeninneren bzw. des Augenhintergrundes und das Laserlicht zur Behandlung des Auges über Lichtleitfasern zum Behandlungsort geführt werden, wobei die Endosonde Mittel zur Lichteinkopplung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Endosonde aus einer vorzugsweise aus Edelstahl bestehenden Kanüle (1) besteht, in der eine oder mehrerer Lichtleitfasern (2) mit einer Laserfaser (4) geführt sind, wobei ein distales Ende (7) der Lichtleitfasern (2) durch eine transparente linsenförmig ausgebildete Wulst (8) so verschließbar ist, dass ein in die Lichtleitfasern (2) eingekoppeltes Beleuchtungslicht (15) abgestrahlt und ein eingekoppeltes Laserlicht (14) aus der Laserfaser (4) austreten kann, oder dass die Laserfaser (4) in ein transparentes Formelement (9) eingebettet ist, wobei die Laserfaser (4) zum Lichttransport von einem proximalen Ende zum distalen Ende der Endosonde eine Ummantelung (12, 13) aufweist, und wobei das Laserlicht (14) direkt in die Laserfaser (4) eingekoppelt wird und die Einkopplung des Beleuchtungslichtes (15) über mindestens ein optisches Element (16, 17) in die Ummantelung (12, 13) der Laserfaser (4) oder das transparente Formelement (9) vorgesehen ist.
Endosonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wulst, die das distale Ende (7) der Lichtleitfasern (2) verschließt, als konvexe Linse (8) durch einen transparenten biokompatiblen Kleber ausgebildet ist, wobei durch die konvexe Linse (8) eine Abstrahlung des Beleuchtungslichtes (15) der Lichtleitfasern (2) zur Seite hin erfolgt.
Endosonde nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die konvexe Linse (8) gleichzeitig als Strahlhomogenisator vorgesehen ist.
Endosonde nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein distales Ende (5) der Laserfaser (4) über das distale Ende (7) der Lichtleitfasern (2) aus der konvexen Linse (8) herausragt.
Endosonde nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das distale Ende (5) der Laserfaser (4) mit der konvexen Linse (8) abschließend diese zum Austritt des Laserlichtes (14) mittig durchstößt.
Endosonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das distale Ende (5) der Laserfaser (4) in das transparente Formelement (9) eingebettet mit einer distalen Lichtaustrittsfläche (10) des transparenten Formelementes (9) abschließt, wobei das transparente Formelement (9) mit der eingebetteten Laserfaser (4) über ein Ende (6) der Kanüle (1) hinausragt.
Endosonde nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das transparente Formelement (9) eine von der Edelstahlkanüle (1) nicht umhüllte, freistehende und über das Ende (6) der Kanüle (1) hinausragende Mantelfläche (11) aufweist.
Endosonde nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die freistehende, nicht umhüllte und über das Ende (6) der Kanüle (1) hinausragende Mantelfläche (11) angerauht ausgebildet ist.
Endosonde nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die freistehende, nicht umhüllte und über das Ende (6) der Kanüle (1) hinausragende Mantelfläche (11) angeätzt ausgebildet ist.
Endosonde nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das transparente Formelement (9) aus Kunststoff ausgebildet ist.
Endosonde nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das transparente Formelement (9) aus Glas ausgebildet ist.
Endosonde nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die distale Lichtaustrittsfläche (10) des transparenten Formelementes (9) konisch angeschliffen ausgebildet ist.
Endosonde nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserfaser (4) auf der gesamten Länge durch eine erste Schicht (12) umschlossen ist, die das Beleuchtungslicht (15) vom proximalen zum distalen Ende (5) der Laserfaser (4) transportiert.
Endosonde nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserfaser (4) auf der gesamtem Länge von einer zweiten Schicht (13) umschlossen ist.
Endosonde nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von einem Faserkern (18) der Laserfaser (4) bis hin zur umhüllenden zweiten Schicht (13) die Brechzahl abnimmt, wobei sich das Beleuchtungslicht (15) nicht nur in den umhüllenden Schichten (12, 13) ausbreitet, sondern auch der Faserkern (18) und eine Verkleidung (19) der Laserfaser (4) für den Lichttransport genutzt wird.
Endosonde nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Brechzahl der umhüllenden Schicht (12) größer ist als die Brechzahl der Verkleidung (19) und der Schicht (13) und sich das Be leuchtungslicht nur in der umhüllenden Schicht (12) ausbreitet.
Endosonde nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die die Laserfaser (4) umhüllenden Schichten (12, 13) aus Glas ausgebildet sind.
Endosonde nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Laserlicht (14) direkt in die Laserfaser (4) eingekoppelt und das Beleuchtungslicht (15) über ein optisches Element (16) in die die Laserfaser (4) umhüllenden Schichten (12) und (13) eingekoppelt wird.
Endosonde nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (16) als Prisma ausgebildet ist.
Endosonde nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (16) als Teilerspiegel ausgebildet ist.
Endosonde nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (16) als Spiegel mit einer mittig angeordneten Öffnung ausgebildet ist.
Endosonde nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungslicht (15) der Lichtleitfasern (2) über ein insbesondere umlaufendes oder mehrteilig ausgebildetes Prisma (17) in die Mantelfläche (11) des transparenten Formelementes (9) einkoppelbar ist.