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DE102017111708A1 - Apex for an optical fiber array, surgical instrument and laser unit comprising this apex - Google Patents

Apex for an optical fiber array, surgical instrument and laser unit comprising this apex Download PDF

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DE102017111708A1
DE102017111708A1 DE102017111708.3A DE102017111708A DE102017111708A1 DE 102017111708 A1 DE102017111708 A1 DE 102017111708A1 DE 102017111708 A DE102017111708 A DE 102017111708A DE 102017111708 A1 DE102017111708 A1 DE 102017111708A1
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light
fiber
optical waveguide
optical
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German (de)
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Ruzin Aganoglu
Stephan Kufner
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Lab On Fiber GmbH
Lab-On-Fiber GmbH
Original Assignee
Lab On Fiber GmbH
Lab-On-Fiber GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Apex (1, 1', 1") für eine Lichtwellenleiteranordnung (2), die Licht (3) für eine therapeutische Behandlung des menschlichen oder tierischen Körpers von einem proximalen Ende (PE) zu einem distalen Ende (DE) leitet, ein chirurgisches Instrument (100, 110), ein Katheter (120) sowie eine Lasereinheit (200) aufweisend diesen Apex (1, 1', 1"). Schließlich betrifft die Erfindung die Verwendung von Lichtwellenleiteranordnungen, die ein optisches Gitter, zum Beispiel in Form eines Fiber-Bragg-Gitters (FBG) aufweisen, zum Aufbau eines solchen Apex (1, 1', 1").Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass dieser Licht von mehr als einer Lichtquelle (LD) im Bereich des Behandlungsorts zusammenführt, wobei Licht einer ersten Quelle (LD) therapeutisches Licht mit hoher optischer Energiedichte ist, und Licht einer zweiten Quelle Licht zur Detektion eines physikalischen Parameters im Bereich des Behandlungsort ist.Durch diese Merkmale verbreitet sich das Einsatzspektrum.The invention relates to an apex (1, 1 ', 1 ") for an optical waveguide arrangement (2), which guides light (3) from a proximal end (PE) to a distal end (DE) for a therapeutic treatment of the human or animal body , a surgical instrument (100, 110), a catheter (120) and a laser unit (200) comprising this apex (1, 1 ', 1 "). Finally, the invention relates to the use of optical waveguide arrangements which have an optical grating, for example in the form of a fiber Bragg grating (FBG), for constructing such an apex (1, 1 ', 1 ") Combining light from more than one light source (LD) in the region of the treatment site, wherein light from a first source (LD) is therapeutic light of high optical energy density, and light from a second source is light for detecting a physical parameter in the area of the treatment site Characteristics spreads the use spectrum.

Description

Die Erfindung betrifft einen Apex für eine Lichtwellenleiteranordnung, die Licht für eine therapeutische Behandlung des menschlichen oder tierischen Körpers von einem proximalen Ende zu einem distalen Ende leitet, ein chirurgisches Instrument sowie eine Lasereinheit aufweisend diesen Apex. Schließlich betrifft die Erfindung die Verwendung von Lichtwellenleiteranordnungen, die ein optisches Gitter, zum Beispiel in Form eines Fiber-Bragg-Gitters aufweisen, zum Aufbau eines solchen Apex.The invention relates to an apex for an optical waveguide arrangement which directs light for a therapeutic treatment of the human or animal body from a proximal end to a distal end, a surgical instrument and a laser unit comprising this apex. Finally, the invention relates to the use of optical waveguide arrangements which have an optical grating, for example in the form of a fiber Bragg grating, for constructing such an apex.

Hochenergetisches Laserlicht wird seit einigen Jahren vermehrt in zahlreichen Anwendungsbeispielen therapeutisch eingesetzt. So wird Laserlicht eingesetzt als Skalpelersatz, aber auch zum Therapieren von Tumoren oder zum Therapieren von entzündlichen Prozessen. Schließlich werden Gefäße verödet, wenn dies notwendig ist, oder durch ablative Therapie wieder geöffnet. Die Anzahl der therapeutischen Einsätze erhöht sich stetig. Um Laserlicht, das zur Ablation oder zum Schneiden des je nach Behandlungstechnik des korrespondierenden Gewebes eingesetzt wird, an den Applikationsort zu leiten, ist es bekannt, das Laserlicht mit Hilfe von Lichtwellenleitern zur Verfügung zu stellen, wobei am Ende des Lichtwellenleiters eine speziell an die Applikation angepasste Lichtwellenleiterspitze, der sogenannte Apex, angeordnet ist. Diese Lichtwellenleiterspitze oder dieser Apex weist je nach Einsatzart eine spezielle Form auf, die durch entsprechende Formung des distalen Endes an die therapeutischen Besonderheiten angepasst werden kann. Da diese Apices durchaus eine komplexe Form aufweisen können, werden diese in der Regel aus Kunststoff gespritzt und Bohrungen sowie Gewinde werden nach dem Spritzguss in den jeweiligen Apex eingebracht. Apices aus Kunststoff eignen sich nicht zur Übertragung von Laserlicht zur Ablation oder zum Schneiden von biologischem Gewebe, da die Absorption des Laserlichts durch den Kunststoff zur Zerstörung des Apex selbst führen würde. Klare Kunststoffe sind in der Regel Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat (PC) oder Polystyrol (PS). Um die Durchdringung des Kunststoffes durch das hochenergetische Laserlicht zu vermeiden, ist etwa in der Mitte von bekannten Apices für Lichtwellenleiter eine Öffnung zu einem Kanal vorgesehen, durch welche ein Ende des Lichtwellenleiters hindurchragt. Der so aufgebaute Apex ermöglicht es beispielsweise dem Ophtalmochirurgen, den Lichtwellenleiter in reproduzierbarer Weise auf das menschliche Auge aufzusetzen, so dass sowohl der Brennpunkt einer in dem distalen Ende des Lichtwellenleiters eingearbeitete Linse als auch der Winkel, unter dem das Laserlicht auf das menschliche Auge auftrifft, bei manuellem Aufsetzen zwischen einzelnen Behandlungen reproduziert werden kann. Der Gebrauch dieses Apex verbessert somit den Behandlungserfolg gegenüber einem freihändigen Aufsetzen einer ungeformten Lichtwellenleiterspitze.High-energy laser light has been increasingly used therapeutically for several years in numerous application examples. Thus, laser light is used as a scalpel replacement, but also for the treatment of tumors or for the treatment of inflammatory processes. Eventually vessels will be obliterated if necessary or reopened by ablative therapy. The number of therapeutic missions is steadily increasing. In order to direct laser light, which is used for ablation or for cutting, depending on the treatment technique of the corresponding tissue, to the application site, it is known to provide the laser light with the aid of optical waveguides, wherein at the end of the optical waveguide a specially to the application adapted optical fiber tip, the so-called apex, is arranged. Depending on the type of use, this optical fiber tip or apex has a special shape that can be adapted to the therapeutic features by appropriate shaping of the distal end. Since these apices can certainly have a complex shape, these are usually molded from plastic and holes and threads are introduced after injection into the respective apex. Plastic apices are not suitable for transmitting laser light for ablation or cutting biological tissue, as absorption of the laser light by the plastic would destroy the apex itself. Clear plastics are usually polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC) or polystyrene (PS). In order to avoid the penetration of the plastic by the high-energy laser light, an opening to a channel is provided approximately in the middle of known apices for optical waveguides, through which protrudes one end of the optical waveguide. For example, the apex thus constructed allows the ophthalmic surgeon to reproducibly apply the optical waveguide to the human eye so that both the focal point of a lens incorporated in the distal end of the optical waveguide and the angle at which the laser light is incident on the human eye, can be reproduced during manual placement between individual treatments. The use of this apex thus improves the treatment success compared to a hands-free placement of an unshaped optical fiber tip.

In der internationalen PCT-Anmeldung WO 2014/162268 A1 wird ein Apex mit einer Hockeyschläger-Form offenbart, der zur Verbesserung der Applikation von Laserlicht zur Laserablation von menschlichem Geweben führen soll. In diesem Apex wird Laserlicht durch interne Reflexion und durch Lichtbrechung aus dem Apex abgeleitet. Der dort offenbarte Apex eignet sich zur Ablation von Gewebe größerer Organe, wobei in der WO 2014/162268 A1 als Anwendungsbeispiel die Behandlung die benigne Prostata-Hyperplasie genannt wird und unterscheidet sich in seinem Aufbau von dem hier vorgestellten Apex.In the international PCT application WO 2014/162268 A1 discloses an apex with a hockey stick shape intended to improve the application of laser light to laser ablation of human tissues. In this apex, laser light is derived from the apex through internal reflection and refraction. The apex disclosed therein is suitable for the ablation of tissue of larger organs, wherein in the WO 2014/162268 A1 as an application example the treatment is called benign prostate hyperplasia and differs in its structure from the apex presented here.

In der nachveröffentlichen deutschen Patentanmeldung 10 2017 104 673.9 wird ein Apex für einen Lichtwellenleiter gelehrt, der zur Therapie des Glaukoms geeignet ist und spezielle sphärisch-konkave Flächen zum Aufsetzen auf die Sklera des menschlichen Auges aufweist.In the post-published German patent application 10 2017 104 673.9 An apex is taught for an optical fiber that is suitable for the therapy of glaucoma and has special spherical-concave surfaces for placement on the sclera of the human eye.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein universelles System zum therapeutischen Einsatz von Licht zur Verfügung zu stellen, welches eine Vielzahl von therapeutischen Einsätzen ermöglicht, also vielseitig ist und dabei noch das Messen von physikalischen Parametern in Echtzeit erlaubt.The object of the invention is to provide a universal system for the therapeutic use of light, which allows a variety of therapeutic uses, that is versatile and still allows the measurement of physical parameters in real time.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Apex Licht von mehr als einer Lichtquelle im Bereich des Behandlungsorts zusammenführt, wobei Licht einer ersten Quelle therapeutisches Licht mit hoher optischer Energiedichte ist, und Licht einer zweiten Quelle Licht zur Detektion eines physikalischen Parameters im Bereich des Behandlungsort ist. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen zu Anspruch 1 angegeben.The object of the invention is achieved in that the apex brings together light from more than one light source in the region of the treatment site, wherein light from a first source is therapeutic light with high optical energy density, and light from a second source light for detecting a physical parameter in the region of the treatment site is. Further advantageous embodiments are specified in the subclaims to claim 1.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch gelöst durch ein chirgurisches Handstück nach Anspruch 12, ein Katheter nach Anspruch 13 und ein Lasersystem nach Anspruch 14, alle aufweisend einen solchen Apex.The object of the invention is also achieved by a chirguric handpiece according to claim 12, a catheter according to claim 13 and a laser system according to claim 14, all having such an apex.

Nach der Erfindung ist also vorgesehen, dass der Apex verschiedene Funktionen gleichtzeitig erfüllt. Der Apex soll hochenergetisches Licht, also Licht mit hoher optischer Energiedichte für den therapeutischen Einsatz zum Behandlungsort leiten. Unter „hoher optischer Energiedichte“ wird eine Energiedichte verstanden, die dazu ausreicht, bei einer Betrahlungssärke E, gemessen in W/m2, bei einer typischen therapeutischen Anwendung aus einer Entfernung von bis zu 5 cm vom Behandlungsort und einem Austrittswinkel des Lichts kleiner oder gleich 90° menschliches oder tierisches Gewebe thermisch so stark aufzuheizen, dass es sich verändert oder optisch so stark zu belichten, dass optisch induzierte Apoptose-Effekte der beleuchteten Zellen eintreten. Der Apex soll aber auch Licht aus einer weiteren Lichtquelle zur Messung von physikalischen Parametern an den Behandlungsort leiten, dort reflektieren, wobei die Reflexion durch ein optisches Gitter, zum Beispiel in Form eines Fiber-Bragg-Gitters geschieht, das sich bei Änderung eines zu messenden physikalischen Parameters in nachvollziehbarer Weise und in Abhängigkeit der Größe des Parameters verändert. Die Änderung der Gitterkonstante des optischen Gitters, beispielsweise des Fiber-Bragg-Gitters führt schließlich zu einer Observable, die sich auf den am Behandlungsort herrschenden physikalischen Parameter zurückführen lässt.According to the invention, it is thus provided that the apex fulfills various functions at the same time. The apex is designed to direct high-energy light, ie light with high optical energy density, to the treatment site for therapeutic use. By "high optical energy density" is meant an energy density sufficient to be less than or equal to a irradiance E, measured in W / m 2 , in a typical therapeutic application from a distance of up to 5 cm from the treatment site and an exit angle of the light 90 ° thermally heat up human or animal tissue so that it changes or optically exposed so strongly that optically induced apoptosis effects of the illuminated cells occur. The apex should also conduct light from another light source for the measurement of physical parameters to the treatment site, reflect there, wherein the reflection by an optical grating, for example in the form of a fiber Bragg grating, which occurs when changing a to be measured physical parameter in a comprehensible manner and depending on the size of the parameter changed. The change in the lattice constant of the optical grating, for example the fiber Bragg grating, finally leads to an observable, which can be attributed to the physical parameter prevailing at the treatment location.

Der erfindungsgemäße Apex kann auf verschiedene Weise aufgebaut sein. So ist es möglich, sämtliche Lichtwellenleiterfunktionen, wie das Leiten von hochenergetischem Licht für die Therapie und das Leiten und Rückführen von Laserlicht für die Messung von physikalischen Parametern in einer Faser zu vereinen, oder aber, es ist möglich, verschiedene Fasern erst im Apex zusammenzuführen.The apex according to the invention can be constructed in various ways. Thus, it is possible to combine all optical waveguide functions, such as directing high-energy light for therapy and directing and returning laser light for the measurement of physical parameters in a fiber, or it is possible to merge different fibers only in the apex.

Beim Aufbau des Apex als Teil der Spitze einer Faser mit verschiedenen Funktionen, kann die Faser ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus: ein koaxialer oder exzentrischer Lichtwellenleiter auf Basis einer Multimodefaser, die eine koaxial oder exzentrisch umschlossene Singlemodefaser mit eingeschriebenem optischen Gitter, zum Beispiel in Form eines Fiber-Bragg-Gitters enthält, wobei die Singlemodefaser von der Multimodefaser durch ein Cladding getrennt ist, ein koaxialer oder exzentrischer Lichtwellenleiter auf Basis einer Multimodefaser mit eingeschriebenem optischen Gitter, zum Beispiel in Form eines Fiber-Bragg-Gitters, und eine Trägerfaser, die eine von einem ersten Cladding umschlossene Multimodefaser und eine von einem zweiten Cladding umschlossene Singlemodefaser aufweist, wobei die Singlemodefaser ein optisches Gitter, zum Beispiel in Form eines Fiber-Bragg-Gitters enthält.In constructing the apex as part of the tip of a fiber having different functions, the fiber may be selected from the group consisting of: a coaxial or eccentric fiber based on a multimode fiber having a coaxial or eccentrically confined singlemode fiber with inscribed optical grating, for example Form of a fiber Bragg grating, wherein the single mode fiber is separated from the multimode fiber by a cladding, a coaxial or eccentric optical fiber based on a multimode fiber with inscribed optical grating, for example in the form of a fiber Bragg grating, and a carrier fiber, which comprises a multi-mode fiber enclosed by a first cladding and a single-mode fiber enclosed by a second cladding, the single-mode fiber containing an optical grating, for example in the form of a fiber Bragg grating.

Der Apex kann aber auch anders aufgebaut sein, in dem dieser erst am Behandlungsort verschiedene, voneinander unabhängige Lichtwellenleiter zusammenführt. In diesem Fall ist vorgesehen, dass der Apex mehr als einen Lichtwellenleiter mit verschiedenen Funktionen am Behandlungsort zusammenführt, wobei eine erste Aussparung für einen ersten Lichtwellenleiter innerhalb des Apex angeordnet ist, und wobei eine zweite Aussparung für einen zweiten Lichtwellenleiter innerhalb des Apex angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass mindestens ein Element vorhanden ist, das ausgesucht ist aus der Gruppe bestehend aus: ein refraktives Element, bespielsweise in Form von Volumenstrukturen mit refraktiven Oberflächen, wie z.B. Linsen, Prismen oder Spiegel, oder in Form von Axikonstrukturen, wie Kegel oder Kegelstümpfe und ähnliche Strukturen, ein diffraktives Element und ein als Diffusor wirkendes. Der Aufbau kann so nach Belieben gewählt werden, so dass das zur Threapie eingesetzte Licht radial als Ring austritt, seitlich mit einer Vorzugsrichtung austritt, oder diffus austritt, dabei aber ein zylindrisches Abstrahlprofil aufweist. Je nach Art des therapeutischen Einsatzes kann der Apex individuell für den Einsatzzweck gestaltet werden. Je nach Einsatzart kann also vorgesehen sein, dass die verschiedenen Elemente nur radial bezüglich der Längsachse des Apex auskoppeln, so dass sich eine ringförmige Abstrahlcharakteristik ergibt, nur seitlich bezüglich der Längsachse des Apex auskoppeln, so dass sich eine etwa kegelförmige Abstrahlcharakteristik in radialer Richtung ausbildet, nur radial bezüglich der Längsachse des Apex, jedoch diffus auskoppeln, so dass sich eine zylindrische Abstrahlcharakteristik ergibt, oder nur axial bezüglich der Längsachse des Apex, so dass sich eine etwa kegelförmige Abstrahlcharakteristik in axialer Richtung ergibt. Die Abstrahlcharakteristik wird bestimmt durch den therapeutischen Zweck. Die axiale Abstrahlung ist beispielsweise geeignet zur lichtinduzierten Öffnung von totalverschlossenen Koronargefäßen (engl.: Coronary Total Occlusion, CTO), in dem die Lichtwellenleiteranordnung bis kurz vor den koronaren Verschluss geschoben wird und dort der Verschluss ablativ, das bedeutet durch Verschmelzen, Ablatieren oder Abtragen des verschließenden Pfropfens, geöffnet wird.However, the apex can also be constructed differently, in that this brings together only at the treatment site, different, independent optical fibers. In this case, provision is made for the apex to combine more than one optical waveguide with different functions at the treatment location, a first recess for a first optical waveguide being arranged inside the apex, and a second recess for a second optical waveguide being arranged inside the apex. According to the invention, it is provided that at least one element is present, which is selected from the group consisting of: a refractive element, for example in the form of volume structures with refractive surfaces, such as e.g. Lenses, prisms or mirrors, or in the form of axicon structures, such as cones or truncated cones and similar structures, a diffractive element and acting as a diffuser. The structure can be chosen as desired, so that the light used for Threapie emerges radially as a ring, exits laterally with a preferred direction, or diffuse emerges, but it has a cylindrical Abstrahlprofil. Depending on the type of therapeutic use, the apex can be individually designed for the intended use. Depending on the type of use, it can thus be provided that the various elements decouple only radially with respect to the longitudinal axis of the apex so that an annular emission characteristic results, only decoupling laterally with respect to the longitudinal axis of the apex, so that an approximately conical emission characteristic is formed in the radial direction, only radially with respect to the longitudinal axis of the apex, but diffuse out decoupling, so that there is a cylindrical radiation characteristic, or only axially with respect to the longitudinal axis of the apex, so that there is an approximately conical emission in the axial direction. The radiation characteristic is determined by the therapeutic purpose. The axial radiation is suitable, for example, for the light-induced opening of totally closed coronary vessels (English: Coronary Total Occlusion, CTO), in which the optical waveguide assembly is pushed to just before the coronary closure and there ablative closure, that means by fusing, Ablatieren or ablation of closing plug, is opened.

In Kombination mit dem Einsatz von mindestens einem ersten Lichtwellenleiter, der hochenergetisches Licht zum Behandlungsort leitet, und mindestens einem zweiten Lichtwellenleiter, über den physikalische Parameter gemessen werden können, wie beispielsweise durch Einsatz einer Singlemodefaser mit eingeschriebenem optischen Gitter, zum Beispiel in Form eines Fiber-Bragg-Gitters, oder eines direkt in den Apex eingeschriebenen Gitters entsteht ein System mit sehr breitem Einsatzspektrum.In combination with the use of at least one first optical waveguide, which conducts high-energy light to the treatment site, and at least one second optical waveguide, via which physical parameters can be measured, such as, for example, by using a singlemode fiber with inscribed optical grating, for example in the form of a fiber optic grating. Bragg gratings, or a grating written directly into the apex, creates a system with a very wide range of applications.

In einer ersten Variante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die erste Aussparung für einen ersten Lichtwellenleiter vorgesehen ist, der Licht zur Behandlung des tierischen oder menschlichen Körpers leitet, wie zum Beispiel Laserlicht für die Verödung von Blutgefäßen, oder Laserlicht zur beispielsweisen Behandlung eines Glaukoms, oder Laserlicht zur beispielsweisen Therapie von Tumoren im urologischen Bereich unter Auslösung einer lichtinduzierten Apoptose, Laserlicht zur Behandlung eines koronaren Totalverschlusses (engl.: Coronary Total Occlusion, CTO), oder Laserlicht zur Lipolyse, wobei der erste Lichtwellenleiter bevorzugt ein Lichtwellenleiter auf Basis einer Multimodefaser ist, und die zweite Aussparung für einen zweiten Lichtwellenleiter vorgesehen ist, der Licht zur Messung der Temperatur und/oder des Drucks im Bereich des Apex über ein optisches Gitter, zum Beispiel in Form eines Faser-Bragg-Gitters leitet, wobei der zweite Lichtwellenleiter bevorzugt ein Lichtwellenleiter auf Basis einer Singlemodefaser ist.In a first variant of the invention, provision may be made for the first recess to be provided for a first optical waveguide which conducts light for the treatment of the animal or human body, for example laser light for sclerotherapy of blood vessels, or laser light for the exemplary treatment of glaucoma, or laser light for example therapy of tumors in the urological area, triggering a light-induced apoptosis, laser light for treating a coronary total occlusion (CTO), or laser light for lipolysis, wherein the first optical waveguide is preferably a fiber optic based on a multi-mode fiber , and the second recess is provided for a second optical fiber, the light for measuring the temperature and / or the pressure in the region of the apex over an optical grating, for example in the form of a fiber Bragg grating, wherein the second optical waveguide is preferably a single-mode fiber based optical waveguide.

Je nach Einsatzart kann es notwendig sein, nicht nur die Temperatur am Behandlungsort zu messen, sondern auch andere Parameter, wie zum Beispiel die Reflektivität oder die Lichtstreuung des zu therapierenden Gewebes, den am Behandlungsort herrschenden pH-Wert, oder den dort herrschenden Druck. Gerade bei Therapien, die mit Hitze einhergehen, oder die eine spezifische Lichtabsorption des zu therapierenden Gewebes erfodern, ist es wichtig, während der therapeutischen Anwendung des Lichts diese Parameter stets zu kontrollieren. Dafür kann in einer weiteren Variante des Apex vorgesehen sein, dass mindestens eine weitere Aussparung für einen weiteren Lichtwellenleiter innerhalb des Apex angeordnet ist.Depending on the type of application, it may be necessary to measure not only the temperature at the treatment site, but also other parameters, such as the reflectivity or light scattering of the tissue to be treated, the prevailing pH at the treatment site, or the pressure prevailing there. Especially with therapies that involve heat, or require a specific light absorption of the tissue to be treated, it is important to always control these parameters during the therapeutic application of light. For this purpose, it can be provided in a further variant of the apex that at least one further recess is arranged for a further optical waveguide within the apex.

Je nach Einsatzart, zum Beispiel beim Einsatz als Katheterspitze oder zum Einsatz in Öffnungen des Körpers oder in aufgeschnittene Gewebe ist es vorteilhaft, wenn dieser eine atraumatische Form aufweist, wobei die atraumatische Form bevorzugt ein kreisförmiges oder elliptisches Profil aufweist und bevorzugt eine runde, atraumatische distale Spitze hat, durch die der Apex am Behandlungsort keine mechanischen Verletzungen hervorrufen kann.Depending on the type of use, for example when used as a catheter tip or for use in openings of the body or in cut-open tissue, it is advantageous if it has an atraumatic form, wherein the atraumatic form preferably has a circular or elliptical profile and preferably a round, atraumatic distal Has tip through which the apex at the treatment site can not cause mechanical injury.

Für einen speziellen Einsatzzweck als Katheterspitze kann vorgesehen sein, dass die atraumatische distale Spitze abgewinkelt ist, um durch Verdrehen eine Einführung in eine Abzweigung des menschlichen oder tierischen Blut- oder Gefäßsystems zu vereinfachen. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Apex aus einem temperaturstabilen und biokompatiblen Material hergestellt ist, wie zum Beispiel aus durch ein Sol-Gel-Verfahren hergestelltes Quarzglas oder Ormocere.For a special purpose as a catheter tip can be provided that the atraumatic distal tip is angled to simplify by twisting an introduction into a branch of the human or animal blood or vascular system. It can be provided that the apex is made of a temperature-stable and biocompatible material, such as produced by a sol-gel method quartz glass or Ormocere.

Für einen weiteren speziellen Einsatzzweck kann auch vorgesehen sein, dass das mindestens eine als Diffusor wirkende Element nanoskalige Streupartikel aufweist, deren mittlere Korngröße kleiner 100 nm ist, wobei bevorzugt eine enge Korngrößenverteilung vorgesehen ist mit einer Standardabweichung des Korndurchmessers von weniger als 20 nm. Durch die nanoskalige Struktur der Streupartikel wird eine besonders gleichmäßige und diffuse Lichtstreuung verursacht, die darüber hinaus depolarisierend wirkt. Gerade beim Einsatz von Laserlicht kann die depolarisierende Wirkung das üblicherweise polarisierte Laserlicht zu diffusem, aber hochenergetischem Licht umwandeln, so dass die therapeutische Wirkung dadurch verändert wird, die gerade bei strukturiertem oder anisotrop aufgebautem Gewebe abhängig von der Lichtpolarisation ist. Die Lichtpolarisation ist zwar für die laserinduzierte interstitielle Thermotherapie (LITT) von untergeordneter Bedeutung, bei anderen Therapien kann aber die Polarisation des therapeutischen Lichts eine wichtige Rolle spielen, wie beispielsweise bei der Aktivierung von pharmazeutisch wirksamen Substanzen erst am Behandlungsort.For a further special application, it can also be provided that the at least one element acting as a diffuser has nanoscale scattering particles whose average grain size is less than 100 nm, wherein preferably a narrow particle size distribution is provided with a standard deviation of the grain diameter of less than 20 nm nanoscale structure of the scattering particles is a particularly uniform and diffuse light scattering caused, which also acts depolarizing. Especially with the use of laser light, the depolarizing effect can convert the commonly polarized laser light to diffuse, but high-energy light, so that the therapeutic effect is changed, which is dependent on the Lichtpolarisation especially in structured or anisotropic tissue. Although polarization of light is of minor importance for laser-induced interstitial thermotherapy (LITT), in other therapies the polarization of therapeutic light may play an important role, as for example in the activation of pharmaceutically active substances at the treatment site.

Um das Licht in chirurgischen Behandlungen durch den Chirurg einfach applizieren zu können, kann ein chirurgisches Handstück einen Apex aufweisen, der wie vorstehend aufgebaut ist. Auch zu diagnostischen oder kombiniert diagnostischen/therapeutischen Verfahren kann ein Katheter einen zuvor beschriebenen Apex aufweisen.To easily apply the light in surgical procedures by the surgeon, a surgical handpiece may have an apex constructed as above. Also for diagnostic or combined diagnostic / therapeutic procedures, a catheter may have an apex described above.

Als Gesamtsystem zum therapeutischen Einsatz von hochenergetischem Licht kommt eine Lasereinheit zur Behandlung des menschlichen oder tierischen Körpers mit Licht in Betracht. Diese weist auf: mindestens einen zuvor beschriebenen Apex und mindestens eine Laserlichtquelle, sowie mindestens eine Sensoreinheit. Die Sensoreinheit misst physikalische Zustände im Bereich des Apex über den zweiten oder weiteren Lichtwellenleiter. In bevorzugter Ausführungsform ist vorgesehen, dass die mindestens eine Laserlichtquelle zusammen mit der mindestens einen Sensoreinheit und einer Regeleinheit eine Regelstrecke bildet. Auf diese Weise regelt die Regeleinheit die Strahlungsleistung der mindestens einen Laserlichtquelle über eine Rückkopplung durch die Sensoreinheit selbst. Die Sensoreinheit selbst kann angepasst sein an den Messzweck. Als vielseitig einsetzbar hat es sich herausgestellt, wenn die Sensoreinheit beispielsweise ein Interrogator, ein Spektrometer oder eine optische beziehungsweise optoelektronische Filteranordnung ist, die Licht aus dem zweiten oder weiteren Lichtwellenleiter in seine spektralen Bestandteile zerlegt. Dabei kann die Regeleinheit in Abhängigkeit der für die Messung eines physikalischen Parameters sich ändernden Spektralbestandteile die Leistung des Laserlichtes der mindestens einen Laserlichtquelle regeln. Optional kann sie die physikalischen Parameter dem behandelnden Arzt aber auch nur anzeigen.As a complete system for the therapeutic use of high-energy light, a laser unit is used to treat the human or animal body with light. This comprises: at least one apex described above and at least one laser light source, as well as at least one sensor unit. The sensor unit measures physical conditions in the area of the apex via the second or further optical waveguide. In a preferred embodiment, it is provided that the at least one laser light source forms a controlled system together with the at least one sensor unit and a control unit. In this way, the control unit regulates the radiation power of the at least one laser light source via a feedback by the sensor unit itself. The sensor unit itself can be adapted to the measurement purpose. It has proven to be very versatile if the sensor unit is, for example, an interrogator, a spectrometer or an optical or optoelectronic filter arrangement which decomposes light from the second or further optical waveguide into its spectral components. The control unit can regulate the power of the laser light of the at least one laser light source as a function of the spectral components which change for the measurement of a physical parameter. Optionally, however, it can only display the physical parameters to the attending physician.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Es zeigt:

  • 1 eine erste Variante des erfindungsgemäßen Apex,
  • 2 eine zweite Variante des erfindungsgemäßen Apex,
  • 3 eine dritte Variante des erfindungsgemäßen Apex mit gekrümmter Spitze,
  • 4 eine vierte Variante des erfindungsgemäßen Apex mit Diffusor,
  • 5 eine fünfte Variante des erfindungsgemäßen Apex mit einem Hohlraum, selbst als Diffusor wirkend,
  • 6 ein Lasersystem aufweisend einen erfindungsgemäßen Apex an einem Katheter,
  • 7 eine erste Variante eines chirurgischen Handstücks aufweisend einen erfindungsgemäßen Apex,
  • 8 eine zweite Variante eines chirurgischen Handstücks aufweisend einen erfindungsgemäßen Apex,
  • 9 ein erste Lichtwellenleiteranordnung,
  • 10 eine zweite Lichtwellenleiteranordnung,
  • 11 eine dritte Lichtwellenleiteranordnung,
  • 12 einen Apex eines Katheters zur Behandlung eines koronaren Totalverschlusses (engl.: Coronary Total Occlusion, CTO).
The invention will be explained in more detail with reference to the following figures. It shows:
  • 1 a first variant of the apex according to the invention,
  • 2 a second variant of the apex according to the invention,
  • 3 a third variant of the apex according to the invention with a curved tip,
  • 4 A fourth variant of the apex according to the invention with diffuser,
  • 5 A fifth variant of the apex according to the invention with a cavity, itself acting as a diffuser,
  • 6 a laser system having an apex according to the invention on a catheter,
  • 7 a first variant of a surgical handpiece having an apex according to the invention,
  • 8th a second variant of a surgical handpiece having an apex according to the invention,
  • 9 a first optical waveguide arrangement,
  • 10 a second optical waveguide arrangement,
  • 11 a third optical waveguide arrangement,
  • 12 an apex of a catheter for the treatment of coronary total occlusion (CTO).

In 1 ist eine erste Variante des erfindungsgemäßen Apex 1 für eine Lichtwellenleiteranordnung 2 skizziert, der Licht 3 von einem proximalen Ende PE zu einem distalen Ende DE leitet. Dieser Apex 1 weist im Wesentlichen eine Torpedoform oder eine Zigarrenform mit einem kreisförmigen Profil P auf, wobei am distalen Ende DE eine atraumatische Spitze S vorgesehen ist, die beim Einführen des Apex 1, beispielsweise als Teil eines Katheters 120 in die Blutbahn B des menschlichen oder tierischen Körpers K, durch seine Form keine Verletzungen verursacht. Die Form des Profils P kann dabei kreisrund sein, elliptisch oder organisch geformt, wobei unter „organisch geformt“ die Abwesenheit von Graten und Kanten gemeint ist und sämtliche Flächen mit stetiger Änderung der Krümmung ineinander übergehen. Am rückwärtigen Ende des Apex 1 befinden sich in dieser Variante drei Aussparungen 4,' 5' und 6' für je einen Lichtwellenleiter 4, 5 und 6. Zur Demonstration des Innenlebens des Apex 1 ist unter dem Apex 1 ein halbierter Apex 1 dargestellt, der durch einen Schnitt A-A entstehen würde. Durch die halbierte Form sind zwei optisch wirkende Elemente, nämlich ein in Bezug auf die Lichtausbreitungsrichtung umgekehrter Kegelstumpf 10 und ein auf der Spitze stehender Kegel 11 zu erkennen. Kegelstumpf 10 und Kegel 11 sind in den Apex 1 durch Aulassen des entsprechenden Volumens eingeformt. In Bezug auf sich ausbreitendes Licht 3, das zunächst aus einem Lichtwellenleiter 4 in den Apex 1 austritt, der selbst in der Aussparung 4' steckt, bilden die Mantelflächen des Kegelstumpfes 10 und des Kegels 11 spiegelnde Flächen, weil diese in Bezug auf die Ausbreitungsrichtung des austretenden Lichts 3 den Grenzwinkel der Totalreflexion überschreiten. Als Folge davon wird das Licht 3 an den Mantelflächen des Kegelstumpfes 10 und des Kegels 11 reflektiert. Dabei ändert das Licht 3 seine Richtung und tritt seitlich in etwa radialer Richtung aus dem Apex 1 heraus. In der untersten Skizze ist der halbierte Apex 1 mit eingelegten Lichtwellenleitern 4, 5 und 6 dargestellt. Der Lichtwellenleiter 4, der hier eine Multimodefaser MMF aufweist, leitet hier hochenergetisches Laserlicht von einem proximalen Ende PE, der Quelle des Laserlichts, zu einem distalen Ende DE des Apex 1. Durch den Kegelstumpf 10 und den Kegel 11 tritt das hochenergetische Licht radial aus dem Apex 1 heraus. Die Funktion der beiden anderen Lichtwellenleiter 5 und 6 ist eine andere. Diese beiden Lichtwellenleiter 5 und 6 sind als Singlemodefaser SMF ausgelegt und weisen an ihrem distalen Ende, das in dem Apex 1 steckt, ein eingeschriebenes optisches Gitter, zum Beispiel in Form eines Fiber-Bragg-Gitters FBG auf. Beim Einschreiben eines optischen Gitters, zum Beispiel in Form eines Faser-Bragg-Gitters FBG in einen Lichtwellenleiter 5, 6 wird die Struktur der Faser des Lichtwellenleiters 5, 6 mit einem Kurzeit-Laser verändert, so dass sich der Brechungsindex des Fasermaterials des Lichtwellenleiters 5, 6 an dem mit dem Kurzeit-Laser behandelten Ort geringfügig vom Brechungsindex der Umgebung desselben Fasermaterials unterscheidet. Dadurch findet an der entstehenden Grenzfläche zwischen Bereichen unterschiedlichen Brechungsindexes eine teilweise Reflexion des durch die Faser des Lichtwellenleiters 5, 6 geleiteten Lichtes statt. Wird der Brechungsindex der Faser des Lichtwellenleiters in kurzen, aufeinanderfolgenden Abschnitten in einem Abstand von λ/2 in Bezug auf eine Referenzwellenlänge verändert, so dass sich im Fasermaterial des Lichtwellenleiters 5, 6 Abschnittspaare bilden, die gemeinsam eine Länge von λ/2 in Bezug auf eine Referenzwellenlänge haben, so wirkt dieses optische Gitter, zum Beispiel in Form eines Faser-Bragg-Gitters FBG, wie ein teildurchlässiger Spiegel, dessen Reflexionswellenlänge jedoch sehr schmalbandig ist ist. Die Reflexionswellenlänge wird reflektiert und zur Quelle des Lichtes zurückgesendet. Erwärmt sich nun der Lichtwellenleiter 5, 6 an der Spitze, wo das optische Gitter, zum Beispiel in Form eines Fiber-Bragg-Gitters FBG eingeschrieben ist, so verändert sich durch die thermische Ausdehnung die Länge der Abschnittspaare, so dass sich die rückreflektierte Wellenlänge ändert. Anhand der Veränderung der rückreflektierten Wellenlänge lässt sich also die Temperatur in dem Apex 1 messen, in dem mit Hilfe einer Sensoreinheit die Wellenlänge des rückreflektierten Lichtes genau bestimmt wird. Für die korrekte Funktion des so aufgebauten Thermometers ist es nur notwendig, das optischen Gitter, zum Beispiel in Form eines Faser-Bragg-Gitters FBG nur an der Spitze des Lichtwellenleiters 5, 6 einzuschreiben.In 1 is a first variant of the invention Apex 1 for an optical waveguide arrangement 2 sketched, the light 3 from a proximal end PE to a distal end DE passes. This apex 1 essentially has a torpedo shape or cigar shape with a circular profile P on, being at the distal end DE an atraumatic tip S is provided when inserting the apex 1 for example, as part of a catheter 120 into the bloodstream B of the human or animal body K , caused by its shape no injuries. The shape of the profile P may be circular, elliptical or organically shaped, where by "organically shaped" is meant the absence of ridges and edges and all surfaces merge into one another with a constant change in curvature. At the rear end of the apex 1 There are three recesses in this variant 4 ' 5 ' and 6 ' for each one optical fiber 4 . 5 and 6 , To demonstrate the inner workings of the apex 1 is under the apex 1 a halved apex 1 represented, which would arise through a section AA. By the halved shape are two optically active elements, namely a reverse with respect to the light propagation direction truncated cone 10 and a cone standing on top 11 to recognize. truncated cone 10 and cones 11 are in the apex 1 formed by leaving the corresponding volume. In terms of spreading light 3 that initially consists of an optical fiber 4 in the apex 1 leaking out, even in the recess 4 ' stuck, form the lateral surfaces of the truncated cone 10 and the cone 11 reflecting surfaces because these are in relation to the propagation direction of the exiting light 3 exceed the critical angle of total reflection. As a result, the light becomes 3 on the lateral surfaces of the truncated cone 10 and the cone 11 reflected. This changes the light 3 its direction and exits sideways in approximately radial direction from the apex 1 out. In the bottom sketch is the halved apex 1 with inserted fiber optic cables 4 . 5 and 6 shown. The optical fiber 4 who here is a multimode fiber MMF Here, directs high-energy laser light from a proximal end PE , the source of the laser light, to a distal end DE of the apex 1 , Through the truncated cone 10 and the cone 11 The high energy light passes radially out of the apex 1 out. The function of the other two optical fibers 5 and 6 is another. These two fiber optic cables 5 and 6 are as singlemode fiber SMF designed and pointing at its distal end, that in the apex 1 inserted, an inscribed optical grating, for example in the form of a fiber Bragg grating FBG on. When writing an optical grating, for example in the form of a fiber Bragg grating FBG in an optical fiber 5 . 6 becomes the structure of the fiber of the optical fiber 5 . 6 changed with a short-time laser, so that the refractive index of the fiber material of the optical waveguide 5 . 6 at the location treated with the short-term laser differs slightly from the refractive index of the environment of the same fiber material. As a result, at the resulting interface between regions of different refractive index, a partial reflection of the fiber through the optical waveguide 5 . 6 guided light instead. If the refractive index of the fiber of the optical waveguide in short, successive sections at a distance of λ / 2 with respect to a reference wavelength changed, so that in the fiber material of the optical waveguide 5 . 6 Forming pairs of sections, which together have a length of λ / 2 with respect to a reference wavelength, so acts this optical grating, for example in the form of a fiber Bragg grating FBG as a partially transmissive mirror whose reflection wavelength is very narrowband, however. The reflection wavelength is reflected and sent back to the source of the light. Now warms the optical fiber 5 . 6 at the top, where the optical grating, for example in the form of a fiber Bragg grating FBG is inscribed, then the length of the section pairs changes due to the thermal expansion, so that the back-reflected wavelength changes. On the basis of the change of the reflected back wavelength, the temperature in the apex can be determined 1 measure, in which using a sensor unit, the wavelength of the back-reflected light is accurately determined. For the correct functioning of the thus constructed thermometer, it is only necessary to use the optical grating, for example in the form of a fiber Bragg grating FBG only at the top of the fiber optic cable 5 . 6 enroll.

Beim Betrieb des Apex, beispielsweise bei der Behandlung von koronaren Arterienverschlüssen oder beim Veröden von Gefäßen, heizt sich dieser durch das hochenergetische Laserlicht auf und kann, wenngleich sehr kurzzeitig, Temperaturen von bis zu 1.000°C erreichen. Um eine Überhitzung des Apex zu vermeiden, kann eine Regelschleife vorgesehen sein, in welcher das Laserlicht als Heizquelle und die Detektion der Temperatur durch die Sensoreinheit eine Regelschleife bilden, die weiter unten genauer beschrieben wird. In dem hier gezeigten Beispiel ist die Tiefe der Ausparung 6' in den Apex 1 hinein deutlich tiefer als die Tiefe der Aussparung 5'. Die korrespondierende Singlemodefaser mit dem optischen Gitter, zum Beispiel in Form eines Fiber-Bragg-Gitters FBG reicht so bis in den Bereich, in dem das Licht der Multimodefaser ausgekoppelt wird. Dadurch ist es möglich, die lokale Temperatur des Apex 1 am Ort des Lichtaustritts zu messen und die Temperatur des Apex im Bereich der Kopplung mit der Lichtwellenleiteranordnung 2. Alternativ ist es möglich, mit der Singlemodefaser 6 die Temperatur zu messen und mit der Singelmodefaser 5 einen anderen physikalischen Parameter zu messen, wie zum Beispiel den Druck oder den lokalen pH-Wert.When operating the apex, for example, in the treatment of coronary arterial occlusions or vascular decay, this heats up by the high-energy laser light and can, although for a short time, reach temperatures of up to 1,000 ° C. In order to avoid overheating of the apex, a control loop may be provided in which the laser light as a heating source and the detection of the temperature by the sensor unit form a control loop, which will be described in more detail below. In the example shown here is the depth of the recess 6 ' in the apex 1 in significantly deeper than the depth of the recess 5 ' , The corresponding single mode fiber with the optical grating, for example in the form of a fiber Bragg grating FBG extends to the area in which the light of the multimode fiber is coupled out. This makes it possible to determine the local temperature of the apex 1 to measure at the location of the light exit and the temperature of the apex in the region of the coupling with the optical waveguide arrangement 2 , Alternatively, it is possible with the singlemode fiber 6 to measure the temperature and using the singlemode fiber 5 to measure another physical parameter, such as pressure or local pH.

In 2 ist eine zweite Variante des erfindungsgemäßen Apex 1 für eine Lichtwellenleiteranordnung skizziert, der Licht 3 von einem proximalen Ende zu einem distalen Ende leitet. Dieser hier dargestellte Apex 1 weist im Wesentlichen auch eine Torpedoform oder eine Zigarrenform mit einem kreisförmigen Profil P auf, wobei hier nur die durch den Schnitt durch die Ebene A-A entstehenden halben Aufsätze 1 dargestellt sind.In 2 is a second variant of the apex according to the invention 1 sketched for an optical fiber array, the light 3 from a proximal end to a distal end. This apex shown here 1 essentially also has a torpedo shape or cigar shape with a circular profile P on, here only the half essays resulting from the section through the plane AA 1 are shown.

Auch der hier gezeigte Apex 1 weist am distalen Ende eine atraumatische Spitze S auf, die beim Einführen des Apex 1, beispielsweise als Teil eines Katheters 120 in die Blutbahn B des menschlichen oder tierischen Körpers K durch seine Form keine Verletzungen verursacht. Anders als es bei dem Apex 1 in 1 vorgesehen ist, weist der hier skizzierte Apex 1 asymmetrisch verteilte Elemente auf, nämlich ebenfalls einen asymmetrischen Kegelstumpf 10 und einen asymmetrischen Kegel 11. Diese sind etwas seitlich zu einer gedachten Achse des aus dem Lichtwellenleiter 4 austretenden Lichetes 3 angeordnet und bilden so als Spiegel wirkende Elemente. Diese als Spiegel wirkenden Elemente Kegelstumpf 10 und Kegel 11 koppeln das Licht ebenfalls radial aus, jedoch mit einer Vorzugsrichtung. Dieser Apex 1 ist einsetztbar für eine Behandlung von Blutgefäßen, zum Beispiel die Verödung von Venen oder die Verödung von Venenverzweigungen oder in der urologischen Chirurgie zum Therapieren von Tumoren in der Harnröhre oder in der Harnblase, sowie in den Harnleitern als Nierenabflüsse durch eine laserlichtinduzierte Apoptose. Auch in diesem, hier gezeigten Beispiel ist die Tiefe der Ausparung 6' in den Apex 1 hinein deutlich tiefer als die Tiefe der Aussparung 5'. Die korrespondierende Singlemodefaser mit dem optischen Gitter, zum Beispiel in Form eines Fiber-Bragg-Gitters reicht so bis in den Bereich, in dem das Licht der Multimodefaser ausgekoppelt wird. Dadurch ist es möglich, die lokale Temperatur des Apex 1 am Ort des Lichtaustritts zu messen und die Temperatur des Apex im Bereich der Kopplung mit der Lichtwellenleiteranordnung 2. Alternativ ist es möglich, mit der Singlemodefaser 6 die Temperatur zu messen und mit der Singelmodefaser 5 einen anderen physikalischen Parameter zu messen, wie zum Beispiel den Druck oder den lokalen pH-Wert.Also the apex shown here 1 has an atraumatic tip at the distal end S on when inserting the apex 1 for example, as part of a catheter 120 into the bloodstream B of the human or animal body K no injury caused by its shape. Unlike the apex 1 in 1 is provided has the apex sketched here 1 asymmetrically distributed elements, namely also an asymmetric truncated cone 10 and an asymmetric cone 11 , These are slightly laterally to an imaginary axis of the optical fiber 4 leaving Lichetes 3 arranged and thus form elements acting as a mirror. These elements acting as a mirror truncated cone 10 and cones 11 also couple the light radially, but with a preferential direction. This apex 1 is applicable for treatment of blood vessels, for example venous sclerotherapy or sclerotherapy, or in urological surgery for the treatment of tumors in the urethra or urinary bladder, as well as in the ureters as renal outflows through laser-induced apoptosis. Also in this example shown here is the depth of the recess 6 ' in the apex 1 in significantly deeper than the depth of the recess 5 ' , The corresponding single-mode fiber with the optical grating, for example in the form of a fiber Bragg grating, thus extends into the region in which the light of the multimode fiber is coupled out. This makes it possible to determine the local temperature of the apex 1 to measure at the location of the light exit and the temperature of the apex in the region of the coupling with the optical waveguide arrangement 2 , Alternatively, it is possible with the singlemode fiber 6 to measure the temperature and using the singlemode fiber 5 to measure another physical parameter, such as pressure or local pH.

Der Apex 1 aus 2 ist in 3 weiter fortgebildet. In 3 ist eine dritte Variante des erfindungsgemäßen Apex 1 für eine Lichtwellenleiteranordnung skizziert, der Licht 3 von einem proximalen Ende zu einem distalen Ende leitet. Dieser hier dargestellte Apex 1 weist im Wesentlichen auch eine Torpedoform oder eine Zigarrenform mit einem kreisförmigen Profil P auf, wobei hier nur die durch den Schnitt durch die Ebene A-A entstehenden halben Aufsätze 1 dargestellt sind. Besonders an der hier gezeigten Variante ist, dass die atraumatische Spitze asymmetrisch ist und in eine Vorzugsrichtung abgeknickt ist. Diese Spitzenform hilft beim Einsatz als Spitze eines Katheters, in Abzweigungen von Blutgefäßen eingeführt zu werden. Auch dieser Apex 1 koppelt durch Elemente Kegelstumpf 10 und Kegel 11 Licht 3 radial mit einer Vorzugsrichtung aus. Durch die fest stehende Orientierung der Lichtauskopplung im Verhältnis zur abgeknickten, atraumatischen Spitze S ist es leichter, die Vorzugsrichtung des autretenden Lichtes am Behandlungsort festzustellen. Beim Katheterisieren oder beim Einsatz mit einem chirurgischen Handstück kann die Spitze in einer Gefäßverzweigung durch eine entsprechende Drehstellung fixiert wurden, wobei in diesem Fall die Richtung des ausgekoppelten Lichtes 3 sicher bestimmbar ist und somit durch den Anwender gezielt auf einen Behandlungsort gerichtet werden kann. Wie schon in den vorhergehenden Ausführungsformen ist in dem hier gezeigten Beispiel ist die Tiefe der Ausparung 6' in den Apex 1 hinein deutlich tiefer als die Tiefe der Aussparung 5'. Die korrespondierende Singlemodefaser mit dem optischen Gitter, zum Beispiel in Form eines Fiber-Bragg-Gitters reicht so bis in den Bereich, in dem das Licht der Multimodefaser ausgekoppelt wird. Dadurch ist es möglich, die lokale Temperatur des Apex 1 am Ort des Lichtaustritts zu messen und die Temperatur des Apex im Bereich der Kopplung mit der Lichtwellenleiteranordnung 2. Alternativ ist es möglich, mit der Singlemodefaser 6 die Temperatur zu messen und mit der Singelmodefaser 5 einen anderen physikalischen Parameter zu messen, wie zum Beispiel den Druck oder den lokalen pH-Wert.The apex 1 out 2 is in 3 further trained. In 3 is a third variant of the invention Apex 1 sketched for an optical fiber array, the light 3 from a proximal end to a distal end. This apex shown here 1 essentially also has a torpedo shape or cigar shape with a circular profile P on, here only the half essays resulting from the section through the plane AA 1 are shown. Especially in the variant shown here is that the atraumatic tip is asymmetrical and is bent in a preferred direction. This tip shape, when used as a tip of a catheter, helps insert it into branches of blood vessels. Also this apex 1 coupled by elements truncated cone 10 and cones 11 light 3 radially with a preferred direction. Due to the fixed orientation of the light extraction in relation to the bent, atraumatic tip S it is easier to determine the preferential direction of the illuminating light at the treatment site. When catheterized or when used with a surgical handpiece, the tip may have been fixed in a vascular branch by a corresponding rotational position, in which case the direction of the outcoupled light 3 can be reliably determined and thus can be targeted by the user to a treatment location. As in the previous embodiments, in the example shown here is the depth of the recess 6 ' in the apex 1 in significantly deeper than the depth of the recess 5 ' , The corresponding single-mode fiber with the optical grating, for example in the form of a fiber Bragg grating, thus extends into the region in which the light of the multimode fiber is coupled out. This makes it possible to determine the local temperature of the apex 1 to measure at the location of the light exit and the temperature of the apex in the region of the coupling with the optical waveguide arrangement 2 , Alternatively, it is possible with the singlemode fiber 6 to measure the temperature and using the singlemode fiber 5 to measure another physical parameter, such as pressure or local pH.

In 4 ist schließlich eine vierte Variante des erfindungsgemäßen Apex 1 für eine Lichtwellenleiteranordnung skizziert, der Licht 3 von einem proximalen Ende zu einem distalen Ende leitet. Dieser Apex 1 weist auch im Wesentlichen eine Torpedoform oder eine Zigarrenform mit einem kreisförmigen Profil P auf, wobei am distalen Ende eine atraumatische Spitze S vorgesehen ist, die beim Einführen des Apex 1, beispielsweise als Teil eines Katheters 120 in die Blutbahn B des menschlichen oder tierischen Körpers K durch seine Form keine Verletzungen verursacht. Zur Darstellung des inneren Aufbaus ist auch hier nur eine offene Hälfte des Apex 1 dargestellt, der durch einen Schnitt durch die Ebene AA ( 1) entstehen würde. Im Inneren weist dieser Apex 1 eine Axikonstruktur 12 auf, die durch Dotierung mit nanoskaligen, das heißt mit einer Korngröße von weniger als 100 nm, Partikeln Streulicht erzeugen. Der Kegelstumpf 11 als Axikonstruktur wirkt durch die nanoskaligen Partikel als Diffusor wirkendes Element 12. Damit das Licht gleichmäßig gestreut wird, kann es vorgesehen sein, dass die nanoskaligen Partikel eine enge Korngrößenverteilung aufweisen, die bei einer unterstellten Gaußverteilung der Korngröße eine Standardabweichung von weniger als 20 nm aufweist. Tatsächlich sind Korngrößenverteilungen auf einem RRSB-Netz anders verteilt. Die Gaußverteilung der Korngrößen und die Standardabweichung sind hier näherungsweise gemeint. Schließlich ist auch in dieser Ausführungsform vorgesehen, dass in dem hier gezeigten Beispiel die Tiefe der Aussparung 6' in den Apex 1 hinein deutlich tiefer ist als die Tiefe der Aussparung 5'. Die korrespondierende Singlemodefaser mit dem optischen Gitter, zum Beispiel in Form eines Fiber-Bragg-Gitters reicht so bis in den Bereich, in dem das Licht der Multimodefaser ausgekoppelt wird. Dadurch ist es möglich, die lokale Temperatur des Apex 1 am Ort des Lichtaustritts zu messen und die Temperatur des Apex im Bereich der Kopplung mit der Lichtwellenleiteranordnung 2. Alternativ ist es möglich, mit der Singlemodefaser 6 die Temperatur zu messen und mit der Singlemodefaser 5 einen anderen physikalischen Parameter zu messen, wie zum Beispiel den Druck oder den lokalen pH-Wert.In 4 Finally, it is a fourth variant of the apex according to the invention 1 sketched for an optical fiber array, the light 3 from a proximal end to a distal end. This apex 1 also essentially has a torpedo shape or a cigar shape with a circular profile P with an atraumatic tip at the distal end S is provided when inserting the apex 1 for example, as part of a catheter 120 into the bloodstream B of the human or animal body K by its form none Injuries caused. To illustrate the internal structure is here only an open half of the apex 1 represented by a section through the plane AA ( 1 ) would arise. Inside, this apex points 1 an axicon structure 12 which, by doping with nanoscale, that is with a particle size of less than 100 nm, particles generate scattered light. The truncated cone 11 As an axicon structure, the nanoscale particle acts as a diffuser 12 , In order for the light to be scattered uniformly, it may be provided that the nanoscale particles have a narrow particle size distribution which, given an assumed Gaussian distribution of the grain size, has a standard deviation of less than 20 nm. In fact, grain size distributions are distributed differently on an RRSB network. The Gaussian distribution of the grain sizes and the standard deviation are approximated here. Finally, it is also provided in this embodiment that in the example shown here, the depth of the recess 6 ' in the apex 1 is significantly deeper than the depth of the recess 5 ' , The corresponding single-mode fiber with the optical grating, for example in the form of a fiber Bragg grating, thus extends into the region in which the light of the multimode fiber is coupled out. This makes it possible to determine the local temperature of the apex 1 to measure at the location of the light exit and the temperature of the apex in the region of the coupling with the optical waveguide arrangement 2 , Alternatively, it is possible with the singlemode fiber 6 to measure the temperature and with the singlemode fiber 5 to measure another physical parameter, such as pressure or local pH.

In 5 ist eine fünfte Variante des erfindungsgemäßen Apex 1 für eine Lichtwellenleiteranordnung skizziert, der Licht 3 von einem proximalen Ende PE zu einem distalen Ende DE leitet. Dieser Apex 1 weist auch im Wesentlichen eine Torpedoform oder eine Zigarrenform mit einem kreisförmigen Profil P auf, wobei am distalen Ende DE eine atraumatische Spitze S vorgesehen ist, die beim Einführen des Apex 1, beispielsweise als Teil eines Katheters 120 in die Blutbahn B des menschlichen oder tierischen Körpers K durch seine Form keine Verletzungen verursacht. Zur Darstellung des inneren Aufbaus ist auch hier nur eine offene Hälfte des Apex 1 dargestellt, der durch einen Schnitt durch die Ebene AA ( 1) entstehen würde. Im Inneren weist dieser Apex 1 eine als Hohlkörper ausgebildete Axikonstruktur 12' auf. Im Gegensatz zum Aufbau der vierten Variante in 4 erzeugt in diesem Beispiel der ansonsten transparente Apex 1 durch Dotierung mit nanoskaligen, das heißt mit einer Korngröße von weniger als 100 nm, Partikeln Streulicht. Der hohle Kegelstumpf 11 der als Hohlkörper ausgebildeten Axikonstruktur 12' bildet für den aus dem Lichtwellenleiter 4 am Fuße des kegelstumpfes 11 eine schräge Eintrittsfläche entlang der Mantelfläche des Kegelstumpfes 11. Beim Übergang in den dotierten Apex 1 streut das Licht und tritt aus dem Apex 1 aus. Damit das Licht gleichmäßig gestreut wird, kann es auch in dieser Variante vorgesehen sein, dass die nanoskaligen Partikel eine enge Korngrößenverteilung aufweisen, die bei einer unterstellten Gaußverteilung der Korngröße eine Standardabweichung von weniger als 20 nm aufweist. Tatsächlich sind Korngrößenverteilungen wie schon in dem vorhergehenden Beispiel auf einem RRSB-Netz anders verteilt. Die Gaußverteilung der Korngrößen und die Standardabweichung sind hier näherungsweise gemeint. Schließlich ist auch in dieser Ausführungsform vorgesehen, dass in dem hier gezeigten Beispiel die Tiefe der Aussparung 6' in den Apex 1 hinein deutlich tiefer ist als die Tiefe der Aussparung 5'. Die korrespondierende Singlemodefaser mit dem optischen Gitter, zum Beispiel in Form eines Fiber-Bragg-Gitters reicht so bis in den Bereich, in dem das Licht der Multimodefaser ausgekoppelt wird. Dadurch ist es möglich, die lokale Temperatur des Apex 1 am Ort des Lichtaustritts zu messen und die Temperatur des Apex im Bereich der Kopplung mit der Lichtwellenleiteranordnung 2. Alternativ ist es möglich, mit der Singlemodefaser 6 die Temperatur zu messen und mit der Singlemodefaser 5 einen anderen physikalischen Parameter zu messen, wie zum Beispiel den Druck oder den lokalen pH-Wert.In 5 is a fifth variant of the invention Apex 1 sketched for an optical fiber array, the light 3 from a proximal end PE to a distal end DE passes. This apex 1 also essentially has a torpedo shape or a cigar shape with a circular profile P on, being at the distal end DE an atraumatic tip S is provided when inserting the apex 1 for example, as part of a catheter 120 into the bloodstream B of the human or animal body K no injury caused by its shape. To illustrate the internal structure is here only an open half of the apex 1 represented by a section through the plane AA ( 1 ) would arise. Inside, this apex points 1 a trained as a hollow body axicon structure 12 ' on. In contrast to the structure of the fourth variant in 4 produces in this example the otherwise transparent apex 1 by doping with nanoscale, that is with a particle size of less than 100 nm, scattered light particles. The hollow truncated cone 11 the formed as a hollow body axicon structure 12 ' forms for the out of the optical fiber 4 at the foot of the truncated cone 11 an oblique entrance surface along the lateral surface of the truncated cone 11 , At the transition into the doped apex 1 scatter the light and exit the apex 1 out. In order for the light to be scattered uniformly, it can also be provided in this variant that the nanoscale particles have a narrow particle size distribution which, given an assumed Gaussian distribution of the grain size, has a standard deviation of less than 20 nm. In fact, grain size distributions are redistributed on an RRSB network as in the previous example. The Gaussian distribution of the grain sizes and the standard deviation are approximated here. Finally, it is also provided in this embodiment that in the example shown here, the depth of the recess 6 ' in the apex 1 is significantly deeper than the depth of the recess 5 ' , The corresponding single-mode fiber with the optical grating, for example in the form of a fiber Bragg grating, thus extends into the region in which the light of the multimode fiber is coupled out. This makes it possible to determine the local temperature of the apex 1 to measure at the location of the light exit and the temperature of the apex in the region of the coupling with the optical waveguide arrangement 2 , Alternatively, it is possible with the singlemode fiber 6 to measure the temperature and with the singlemode fiber 5 to measure another physical parameter, such as pressure or local pH.

In 6 ist schließlich eine Lasereinheit 200 dargestellt, welches Laserlicht aus mindestens einer Laserlichtquelle LD, hier Laserdioden, von einem proximalen Ende zu einem distalen Ende schickt. Dazu weist die Lasereinheit 200 einen ersten Lichtwellenleiter 4 auf, und zwei weitere Lichtwellenleiter 5 und 6, die über einen entsprechenden Verbinder V zu einer Lichtwellenleiteranordnung 2 zusammengefasst sind. Die Lichtwellenleiteranordnung 2 wirkt zusammen mit einem Apex 1 als Katheter 120, wobei der Apex 1 als distales Ende des Katheters 120 in die Blutbahn B eines tierischen oder menschlichen Körpers K eingeführt werden kann, um im Gefäßsystem des Patienten das Laserlicht der Lasereinheit 200 therapeutisch anzuwenden. In der Lasereinheit 200 ist mindestens eine hochenergetische Laserlichtquelle LD angeordnet, die über einen Multimodemischer MMC (engl. Multi Mode Combiner) das Licht der mindestens einen hochenergetischen Laserlichtquelle LD in den Lichtwellenleiter 4 einkoppelt. Dabei können die Lichter der verschiedenen Laserlichtquellen LD auch verschiedene spektrale Zusammensetzungen aufweisen. Durch das im Apex 1 ausgekoppelte Licht 3 erhitzt sich der Apex 1 auf Temperaturen bis zu 1.000°C. Um zu vermeiden, dass der Apex den Patienten innerlich verbrennt, ist vorgesehen, dass über die Lichtwellenleiter 5 und 6, die als Singlemodefasern SMF aufgebaut sind und im Bereich innerhalb des Apex ein optische Gitter, zum Beispiel in Form eines Fiber-Bragg-Gitters FBG aufweisen, die Temperatur des Apex 1 gemessen wird. Dazu wird Licht in die Lichtwellenleiter 5 und 6 gesendet, die durch die temperaturbedingte Veränderung des eingeschriebenen optischen Gitters, zum Beispiel in Form eines Fiber-Bragg-Gitters FBG ein temperaturspezifisches Spektrum zu einer Sensoreinheit SE in der Lasereinheit 200 zurücksenden. Diese Sensoreinheit SE ist mit einer Regeleinheit RE gekoppelt, die auf den Multimodemischer oder auf die Laserlichtquellen LD einwirkt. Auf diese Weise bildet sich eine geschlossene Regelschleife, nämlich Laserleistung, die in dem Apex 1 in Wärme umgewandelt wird, die anhand der Messung der Temperatur zur Lasereinheit zurückgesendet wird und dort über die Regeleinheit wieder auf auf die Laserleistung wirkt.In 6 is finally a laser unit 200 illustrated, which laser light from at least one laser light source LD , here laser diodes, sends from a proximal end to a distal end. For this purpose, the laser unit 200 a first optical fiber 4 on, and two more optical fibers 5 and 6 that have a corresponding connector V to an optical fiber array 2 are summarized. The optical waveguide arrangement 2 works together with an apex 1 as a catheter 120 , where the apex 1 as the distal end of the catheter 120 into the bloodstream B of an animal or human body K can be introduced to the laser light of the laser unit in the patient's vascular system 200 to use therapeutically. In the laser unit 200 is at least one high-energy laser light source LD arranged over a multimode mixer MMC (English Multi Mode Combiner) the light of at least one high-energy laser light source LD in the optical fiber 4 couples. Thereby the lights of different laser light sources can LD also have different spectral compositions. By the apex 1 decoupled light 3 the apex heats up 1 to temperatures up to 1,000 ° C. To prevent the apex from burning the patient internally, it is envisaged that over the fiber optic cables 5 and 6 as single mode fibers SMF are constructed and in the area within the apex an optical grating, for example in the form of a fiber Bragg grating FBG exhibit the temperature of the apex 1 is measured. For this purpose, light is transmitted to the optical fibers 5 and 6 sent by the temperature-induced change of the inscribed optical grating, for example in the form of a fiber Bragg grating FBG a temperature-specific spectrum to a sensor unit SE in the laser unit 200 return. This sensor unit SE is with a control unit RE coupled to the multimode mixer or to the laser light sources LD acts. In this way, a closed loop, namely laser power, forms in the apex 1 is converted into heat, which is returned to the laser unit based on the measurement of the temperature and there again acts on the control unit on the laser power.

In 7 ist eine erste Variante eines chirurgischen Handstücks 100 dargestellt, aufweisend einen erfindungsgemäßen Apex 1, der Licht 3 aus einer Lichtwellenleiteranordung 2 das Licht 3 zum Behandlungsort leitet. Zur Applikation führt der Nutzer das chirurgische Handstück 100 mit dem Apex 1 in eine entsprechende Körperhöhlung, in einen Schnitt in den geöffneten Körper oder in ein Gefäß, wo das Licht 3 zur Therapie entsprechend austritt. Dieses chirurgische Handstück eignet sich zur therapeutischen Anwendung von hochenergetischem Laserlicht im Bereich der urologischen Chirurgie, im Bereich der photodynamischen Therapie und der interstitiellen Lasertherapie. Schließlich ist es auch möglich, beispielsweise den Apex aus 2 mit dem hier dargestellten chirurgischen Handstück zu nutzen, beispielsweise für eine nicht-invasive therapeutische Behandlung oder Beleuchtung.In 7 is a first variant of a surgical handpiece 100 represented, comprising an apex according to the invention 1 , the light 3 from an optical waveguide arrangement 2 the light 3 leads to the treatment site. For application, the user guides the surgical handpiece 100 with the apex 1 in a corresponding body cavity, in a cut in the opened body or in a vessel where the light 3 for therapy accordingly emerges. This surgical handpiece is suitable for the therapeutic application of high-energy laser light in the field of urological surgery, in the field of photodynamic therapy and interstitial laser therapy. Finally, it is also possible, for example, the apex 2 to use with the surgical handpiece shown here, for example, for a non-invasive therapeutic treatment or lighting.

In 8 ist eine zweite, spezielle Variante eines chirurgischen Handstücks 110 dargestellt, aufweisend einen erfindungsgemäßen Apex 1", der Licht 3 aus einer Lichtwellenleiteranordung 2 das Licht 3 zum Behandlungsort leitet. Das hier dargestellt Handstück weist einen Apex 1" auf, das eine konkave Oberfläche aufweist und daher als Applikations-Apex zur therapeutischen Behandlung eines Glaukoms geeignet ist. Zur Applikation führt der Nutzer das chirurgische Handstück 100 mit dem Apex 1" auf das Auge des Patienten wo das Licht 3 zur Therapie des Glaukoms entsprechend austritt. Die exakte Applikation und der Zielort der hochenergetischen Lichtstrahlung ist dabei der therapeutischen Kunst des behandelnden Arztes überlassen.In 8th is a second, special variant of a surgical handpiece 110 represented, comprising an apex according to the invention 1" , the light 3 from an optical waveguide arrangement 2 the light 3 leads to the treatment site. The handpiece shown here has an apex 1" which has a concave surface and is therefore suitable as an application apex for the therapeutic treatment of glaucoma. For application, the user guides the surgical handpiece 100 with the apex 1" on the eye of the patient where the light 3 for the treatment of glaucoma accordingly emerges. The exact application and the destination of the high-energy light radiation is the therapeutic art of the treating physician.

Die Figuren 9, 10, und 11 zeigen verschiedene Varianten von Lichtwellenleitern, die mehr als eine Funktion in sich vereinen.The figures 9 . 10 , and 11 show different variants of optical fibers, which combine more than one function in itself.

In 9 ist ein Ende eines koaxialen Lichtwellenleiters 20 dargestellt. Dieser besteht aus einer Multimodefaser MMF, die hier ohne die typische Umrandung, dem in der Regel mit engl. „Jacket“ bezeichneten Mantel skizziert ist. Die Multimodefaser MMF, die für die Übertragung von hochenergetischem Licht, beispielsweise Infrarotlicht mit einer Wellenlänge von 1.064 nm eines Nd:YAG-Lasers, Infrarotlicht mit einer Wellenlänge von 1.470 nm eines Thulium-Lasers oder Infrarotlicht mit einer Wellenlänge von 2.100 nm eines Holmium-Lasers geeignet ist, ummantelt in konzentrischer Weise eine Singlemodefaser SMF, die durch eine als Mantel und Isolierschicht wirkendes, in der Regel engl. bezeichnetes „Cladding“ C von der Multimodefaser MMF getrennt ist. Die Singlemodefaser SMF ist durch das Cladding C von der Multimodefaser MMF getrennt. In der Singlemodefaser SMF könnte beispielsweise Licht mit einer Wellenlänge im Wellenlängenbereich von 1.550 nm eingekoppelt werden, um über die Änderungen eines optischen Gitters, zum Beispiel in Form eines Fiber-Bragg-Gitterss FBG typische Änderungen eines physikalischen Parameters zu messen.In 9 is one end of a coaxial fiber optic cable 20 shown. This consists of a multi-mode fiber MMF here without the typical outline, usually with English. "Jacket" designated coat is outlined. The multimode fiber MMF suitable for the transmission of high-energy light, for example infrared light with a wavelength of 1,064 nm of an Nd: YAG laser, infrared light with a wavelength of 1,470 nm of a thulium laser or infrared light with a wavelength of 2,100 nm of a Holmium laser, concentrically encases a single mode fiber SMF , which acts by acting as a sheath and insulating layer, usually Engl. termed "cladding" C from the multimode fiber MMF is disconnected. The single mode fiber SMF is through the cladding C from the multimode fiber MMF separated. In the single mode fiber SMF For example, light with a wavelength in the wavelength range of 1550 nm could be coupled in order to detect changes in an optical grating, for example in the form of a fiber Bragg grating FBG to measure typical changes in a physical parameter.

Das Ende des koaxialen Lichtwellenleiters 20 ist links in perspektivischer Ansicht dargestellt und auf der rechten Seite in einer Aufsicht. Unterhalb der Aufsicht ist ein Prinzipdiagramm dargestellt, in dem der Brechnungsindex n auf dem Radius r aufgetragen ist. Der Brechungsindex n der Singelmodefaser SMF hat nur in diesem Beispiel einen höheren Brechnungsindex n als die sie umgebende Multimodefaser MMF. Durch das Diagramm soll verdeutlicht werden, dass sich die Multimodefaser MMF und die Singlemodefaser SMF voneinander unterscheiden.The end of the coaxial fiber optic cable 20 is shown on the left in perspective view and on the right in a plan view. Below the plan is a principle diagram in which the refractive index n is plotted on the radius r. The refractive index n of the single mode fiber SMF has only in this example a higher refractive index n than the surrounding multimode fiber MMF , The diagram should clarify that the multimode fiber MMF and the single mode fiber SMF differ from each other.

In 10 ist ein Ende eines koaxialen Lichtwellenleiters 30 dargestellt. Dieser besteht aus einer Multimodefaser MMF, die auch in diesem Beispiel ohne die typische Umrandung, dem in der Regel mit engl. „Jacket“ bezeichneten Mantel skizziert ist. Die Multimodefaser MMF, die auch in diesem Beispiel für die Übertragung von hochenergetischem Licht, beispielsweise Infrarotlicht mit einer Wellenlänge von 1.064 nm eines Nd:YAG-Lasers, Infrarotlicht mit einer Wellenlänge von 1.470 nm eines Thulium-Lasers oder Infrarotlicht mit einer Wellenlänge von 2.100 nm eines Holmium-Lasers geeignet ist, ummantelt in konzentrischer Weise einen Bereich, der ein mit einem Femtosekundenlaser eingeschriebenes optisches Gitter, zum Beispiel in Form eines Fiber-Bragg-Gitters FBG in dem Multimodefaserbereich enthält. Sofern der Durchmesser der Multimodefaser MMF klein genug ist, ist es möglich, innerhalb der selben Multimodefaser MMF sowohl einen hochenergetischen Laserlichtstrahl mit einer ersten Wellenlänge und einen weniger energiereichen Laserlichtstrahl mit einer zweiten Wellenlänge zu beleuchten, wobei das optische Gitter, zum Beispiel in Form eines Fiber-Bragg-Gitters in seinen Dimensionen der Gitterabstände nur mit dem weniger energiereichen Laserlicht in Wechselwirkung tritt, ohne dass es zu Übersprechungen kommt. Diese Faser eignet sich in besonderer Weise für die Behandlung des koronaren Totalverschlusses (eng. Total Coronary Occlusion), die in der Regel in sehr engen Gefäßen mit einem Durchmesser von 200 µm und weniger vorkommt. Wie in 9 ist auch in 10 links eine perspektivische Darstellung des Endes des koaxialen Lichtwellenleiters 30 dargestellt, hingegen ist auf der rechte Seite eine Aufsicht auf das Ende des koaxialen Lichtwellenleiters 30 skizziert.In 10 is one end of a coaxial fiber optic cable 30 shown. This consists of a multi-mode fiber MMF , which also in this example without the typical border, usually with Engl. "Jacket" designated coat is outlined. The multimode fiber MMF also in this example for the transmission of high-energy light, for example infrared light with a wavelength of 1,064 nm of an Nd: YAG laser, infrared light with a wavelength of 1,470 nm of a Thulium laser or infrared light with a wavelength of 2,100 nm of a Holmium Lasers, concentrically encapsulates a region of an optical grating inscribed with a femtosecond laser, for example in the form of a fiber Bragg grating FBG in the multi-mode fiber area. Unless the diameter of the multimode fiber MMF small enough, it is possible within the same multimode fiber MMF illuminate both a high-energy laser light beam having a first wavelength and a low-energy laser light beam having a second wavelength, wherein the optical grating, for example in the form of a fiber Bragg grating in its dimensions of the lattice spacings only interacts with the less energy-rich laser light, without it comes to cross-talk. This fiber is particularly suitable for the treatment of total coronary occlusion, which is usually in very narrow vessels with a Diameter of 200 microns and less occurs. As in 9 is also in 10 left a perspective view of the end of the coaxial optical waveguide 30 however, on the right side is a plan view of the end of the coaxial fiber optic cable 30 outlined.

Noch ein weiterer Lichtwellenleiter ist in 11 dargestellt. Lichtwellenleiter in 11 besteht aus einer an sich für die Leitung des Lichts funktionslosen Trägerfaser TF. Diese ummantelt eine erste Multimodefaser MMF, die durch ein erstes Cladding C von der Trägerfaser TF getrennt ist. Des Weiteren umantelt die Trägerfaser TF eine Singelmodefaser SMF, die ebenfalls durch ein zweites Cladding von der Trägerfaser ummantelt ist. Wie in der vorhergehenden 9 ist auch in 11 links eine perspektivische Darstellung des Endes des Lichtwellenleiters dargestellt, hingegen ist auf der rechte Seite eine Aufsicht auf das Ende dieses Lichtwellenleiters skizziert. Das Prinzipdiagramm unterhalb der Aufsicht auf das Ende stellt dar, dass sich die Brechungsindizes, bezeichnet mit n, der Singlemodefaser SMF und der Multimodefaser MMF sowohl untereinander unterscheiden als auch vom Brechnungsindex der für die Lichtleitung funktionslosen Trägerfaser unterscheiden.Yet another optical fiber is in 11 shown. Fiber optic cable in 11 consists of a carrier fiber that does not function in itself to conduct the light TF , This encases a first multimode fiber MMF by a first cladding C from the carrier fiber TF is disconnected. Furthermore, the carrier fiber surrounds TF a single mode fiber SMF , which is also encased by a second cladding of the carrier fiber. As in the previous one 9 is also in 11 on the left a perspective view of the end of the optical waveguide shown, however, is outlined on the right side a plan view of the end of this optical waveguide. The principle diagram below the plan view of the end shows that the indices of refraction, denoted by n, are the singlemode fiber SMF and the multimode fiber MMF both differ from each other and differ from the refractive index of the non-functional carrier fiber for the light pipe.

In 12 ist eine spezielle Ausführungsform eines Apex 1" für einen Lichtwellenleiter 30 dargestellt. Der Apex 1" besteht im Wesentlichen aus einer Multimodefaser MMF, die einen sehr geringen Durchmesser d, hier von 100 µm, aufweist. Nur um Bereich des Apex 1" befindet sich etwa im Zentrum der Multimodefaser MMF ein optisches Gitter, zum Beispiel in Form eines Fiber-Bragg-Gitters. Dieses hat den Aufbau wie der Lichtwellenleiter, der in 10 dargestellt ist. Für eine atraumatische Gestaltung des Endes ist es vorgesehen, dass das Ende aufgeschmolzen ist und dadurch eine linsenförmige Struktur der Oberfläche ausbildet. Bei einem Durchmesser von weniger als 100 µm ist der Begriff „atraumatisch“ kaum noch sinnvoll anzuwenden, da eine Spitze mit diesem kleinen Durchmesser stets das Potantial hat, eine feine Aderwand zu durchbrechen.In 12 is a special embodiment of an apex 1" for an optical fiber 30 shown. The apex 1" consists essentially of a multi-mode fiber MMF , which has a very small diameter d, here of 100 microns. Only around area of the apex 1" is located approximately in the center of the multimode fiber MMF an optical grating, for example in the form of a fiber Bragg grating. This has the construction like the optical fiber, which in 10 is shown. For an atraumatic design of the end, it is provided that the end is melted and thereby forms a lenticular structure of the surface. With a diameter of less than 100 microns, the term "atraumatic" barely meaningful to apply because a tip with this small diameter always has the potential to break a fine vein wall.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Apexapex
1'1'
Apexapex
1"1"
Apexapex
22
LichtwellenleiteranordnungOptical fiber array
33
Lichtlight
44
Lichtwellenleiteroptical fiber
4'4 '
Aussparungrecess
55
LichtwellenleiteranordnungOptical fiber array
5'5 '
Aussparungrecess
66
Lichtwellenleiteroptical fiber
6'6 '
Aussparung recess
1010
Kegelcone
1111
Kegelstumpftruncated cone
1212
als Diffusor wirkendes Element, AxikonstrukturDiffuser-acting element, axicon structure
12'12 '
als Hohlkörper ausgebildete Axikonstrukturformed as a hollow body axicon structure
1313
als Spiegel wirkendes Elementelement acting as a mirror
2020
koaxialer Lichtwellenleiter coaxial fiber optic cable
3030
exzentrischer Lichtwellenleitereccentric optical fiber
100100
chirurgisches Handstücksurgical handpiece
110110
chirurgisches Handstücksurgical handpiece
120120
Katheter catheter
200200
Lasereinheit laser unit
BGBG
Blutgefäßblood vessel
CC
Claddingcladding
DEDE
distales Endedistal end
FBGFBG
Fiber-Bragg-GitterFiber Bragg Grating
KK
Körperbody
LDLD
Laserdiodenlaser diodes
MMCMMC
MultimodemischerMultimode mixer
MMFMMF
MultimodefaserMultimode fiber
PP
Profilprofile
PEPE
proximales Endeproximal end
RERE
Regeleinheitcontrol unit
SS
Spitze top
SESE
Sensoreinheitsensor unit
SMFSMF
SinglemodefaserSingle-mode fiber
TFTF
Trägerfaser carrier fiber
VV
VerbinderInterconnects

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2014/162268 A1 [0003]WO 2014/162268 A1 [0003]
  • DE 102017104673 [0004]DE 102017104673 [0004]

Claims (16)

Apex (1, 1', 1") für eine Lichtwellenleiteranordnung (2), die Licht (3) für eine therapeutische Behandlung des menschlichen oder tierischen Körpers von einem proximalen Ende (PE) zu einem distalen Ende (DE) leitet, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Licht von mehr als einer Lichtquelle (LD) im Bereich des Behandlungsorts zusammenführt, wobei - Licht einer ersten Quelle (LD) therapeutisches Licht mit hoher optischer Energiedichte ist, und - Licht einer zweiten Quelle Licht zur Detektion eines physikalischen Parameters im Bereich des Behandlungsort ist.Apex (1, 1 ', 1 ") for an optical waveguide arrangement (2), which guides light (3) for a therapeutic treatment of the human or animal body from a proximal end (PE) to a distal end (DE), characterized that this light from more than one light source (LD) in the region of the treatment site merges, wherein - light from a first source (LD) is therapeutic light with high optical energy density, and - light from a second source light for the detection of a physical parameter in the region of the treatment is. Apex für eine Lichtwellenleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieser ein optisches Gitter, zum Beispiel in Form eines Fiber-Bragg-Gitters (FBG) für das Licht der zweiten Quelle zur Detektion eines physikalischen Parameters im Bereich des Behandlungsort aufweist.Apex for an optical waveguide arrangement according to Claim 1 , characterized in that it has an optical grating, for example in the form of a fiber Bragg grating (FBG) for the light of the second source for the detection of a physical parameter in the region of the treatment location. Apex für eine Lichtwellenleiteranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Teil einer Lichtwellenleiteranordnung (2) ist, wobei die Lichtwellenleiteranordnung (2) ausgesucht ist aus der Gruppe bestehend aus: - ein koaxialer oder exzentrischer Lichtwellenleiter (20) auf Basis einer Multimodefaser, die eine koaxial oder exzentrisch umschlossene Singlemode mit eingeschriebenem optischen Gitter, zum Beispiel in Form eines Fiber-Bragg-Gitters (FBG) enthält, wobei die Singlemodefaser (SMF) von der Multimodefaser (MMF) durch ein Cladding (C) getrennt ist, - ein koaxialer oder exzentrischer Lichtwellenleiter (30) auf Basis einer Multimodefaser (MMF) mit eingeschriebenem optischen Gitter, zum Beispiel in Form eines Fiber-Bragg-Gitters (FBG), - eine Trägerfaser (TF), die eine von einem ersten Cladding (C) umschlossene Multimodefaser (MMF) und eine von einem zweiten Cladding (C) umschlossene Singelmodefaser (SMF) aufweist, wobei die Singlemodefaser (SMF) ein optisches Gitter, zum Beispiel in Form eines Fiber-Bragg-Gitters (FBG) enthält.Apex for an optical waveguide arrangement according to Claim 1 or 2 , characterized in that this part of an optical waveguide arrangement (2), wherein the optical waveguide arrangement (2) is selected from the group consisting of: - a coaxial or eccentric optical waveguide (20) based on a multimode fiber having a coaxially or eccentrically enclosed singlemode with inscribed optical grating, for example in the form of a fiber Bragg grating (FBG), wherein the single mode fiber (SMF) is separated from the multimode fiber (MMF) by a cladding (C), - a coaxial or eccentric optical waveguide (30) Basis of a multimode fiber (MMF) with inscribed optical grating, for example in the form of a fiber Bragg grating (FBG), - a carrier fiber (TF), the one of a first cladding (C) enclosed multi-mode fiber (MMF) and one of a second cladding (C) has enclosed single mode fiber (SMF), wherein the single mode fiber (SMF) an optical grating, for example in the form of a fiber Bragg grating (FBG) e nthält. Apex nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - dieser mehr als einen Lichtwellenleiter (4, 5) mit verschiedenen Funktionen am Behandlungsort zusammenführt, wobei - eine erste Aussparung (4') für einen ersten Lichtwellenleiter (4) innerhalb des Apex (1, 1') angeordnet ist, und wobei - eine zweite Aussparung (5') für einen zweiten Lichtwellenleiter (5) innerhalb des Apex (1, 1') angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Apex (1, 1') - mindestens ein refraktives Element, bespielsweise in Form von Volumenstrukturen mit refraktiven Oberflächen, wie z.B. Linsen, Prismen oder Spiegel, oder in Form von Axikonstrukturen, wie Kegel oder Kegelstümpfe und ähnliche Strukturen, und/oder - mindestens ein diffraktives Element, und/oder - mindestens ein als Diffusor wirkendes Element (12) und/oder - mindestens ein als Spiegel wirkendes reflektives Element (13) vorhanden ist, wobei - das mindestens eine refraktive Element und/oder - das mindestens eine diffraktive Element und/oder - das mindestens eine als Diffusor wirkende Element (12) und/oder - das mindestens eine als Spiegel wirkende reflektive Element (13) einzeln oder zusammenwirkend Licht (3) aus dem Apex (1, 1') auskoppelt.Apex after Claim 1 , characterized in that - this more than one optical waveguide (4, 5) merges with different functions at the treatment site, wherein - a first recess (4 ') for a first optical waveguide (4) within the apex (1, 1') is arranged , and wherein - a second recess (5 ') for a second optical waveguide (5) within the apex (1, 1') is arranged, characterized in that within the apex (1, 1 ') - at least one refractive element, recordable in the form of volume structures with refractive surfaces, such as lenses, prisms or mirrors, or in the form of axicon structures, such as cones or truncated cones and similar structures, and / or - at least one diffractive element, and / or - at least one element acting as a diffuser ( 12) and / or - at least one reflective element (13) acting as a mirror is present, wherein - the at least one refractive element and / or - the at least one diffractive element and / or - the at least ens acting as a diffuser element (12) and / or - the at least one acting as a mirror reflective element (13) individually or cooperatively coupling light (3) from the apex (1, 1 '). Apex nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Aussparung (4') für einen ersten Lichtwellenleiter (4) vorgesehen ist, der Licht (3) zur Behandlung des tierischen oder menschlichen Körpers (K) leitet, wie zum Beispiel - Laserlicht für die Verödung von Blutgefäßen (BG), oder - Laserlicht zur Behandlung eines Glaukoms, oder - Laserlicht zur Therapie von Tumoren im urologischen Bereich, - Laserlicht zur Behandlung eines koronaren Totalverschlusses (engl.: Coronary Total Occlusion, CTO), oder - Laserlicht zur Lipolyse, wobei der erste Lichtwellenleiter (4) bevorzugt ein Lichtwellenleiter auf Basis einer Multimodefaser (MMF) ist, und die zweite Aussparung (5') für einen zweiten Lichtwellenleiter (5) vorgesehen ist, der Licht zur Messung der Temperatur und/oder des Drucks im Bereich des Apex (1, 1') über ein optisches Gitter, zum Beispiel in Form eines Faser-Bragg-Gitters (FBG) leitet, wobei der zweite Lichtwellenleiter (5) bevorzugt ein Lichtwellenleiter auf Basis einer Singlemodefaser (SMF) ist.Apex after Claim 4 , characterized in that the first recess (4 ') for a first optical waveguide (4) is provided which directs light (3) for the treatment of the animal or human body (K), such as - laser light for the desquamation of blood vessels ( BG), or - laser light for the treatment of glaucoma, or - laser light for the treatment of tumors in the urological area, - laser light for the treatment of coronary total occlusion (English: Coronary Total Occlusion, CTO), or - laser light for lipolysis, wherein the first optical waveguide (4) is preferably an optical fiber based on a multi-mode fiber (MMF), and the second recess (5 ') for a second optical waveguide (5) is provided, the light for measuring the temperature and / or pressure in the region of the apex (1 , 1 ') via an optical grating, for example in the form of a fiber Bragg grating (FBG), wherein the second optical waveguide (5) is preferably an optical waveguide based on a single-mode fiber (S MF). Apex nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine weitere Aussparung (6') für einen weiteren Lichtwellenleiter (6) innerhalb des Apex (1, 1') angeordnet ist, wobei die weitere Aussparung (6') bevorzugt eine andere Tiefe des Apex (1, 1') reicht als die zweite Ausparung (5').Apex after Claim 4 or 5 , characterized in that at least one further recess (6 ') for a further optical waveguide (6) within the apex (1, 1') is arranged, wherein the further recess (6 ') preferably a different depth of the apex (1, 1 ') is sufficient as the second Ausparung (5'). Apex nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass dieser eine atraumatische Form aufweist, wobei die atraumatische Form bevorzugt ein kreisförmiges oder elliptisches Profil (P) aufweist und bevorzugt eine runde, atraumatische distale Spitze (S) hat.Apex after one of Claims 4 to 6 , characterized in that it has an atraumatic shape, wherein the atraumatic form preferably has a circular or elliptical profile (P) and preferably has a round, atraumatic distal tip (S). Apex nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die atraumatische distale Spitze (S) abgewinkelt ist, um durch Verdrehen eine Einführung in eine Abzweigung des menschlichen oder tierischen Blutsystems zu vereinfachen.Apex after Claim 7 , characterized in that the atraumatic distal tip (S) is angled to provide an insertion into it by twisting to simplify a diversion of the human or animal blood system. Apex nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dieser aus einem temperaturstabilen und biokompatiblen Material hergestellt ist, wie zum Beispiel aus durch ein Sol-Gel-Verfahren hergestelltes Quarzglas oder Ormocere.Apex after one of Claims 1 to 8th , characterized in that it is made of a temperature-stable and biocompatible material, such as made by a sol-gel process quartz glass or Ormocere. Apex nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiedenen Elemente (10, 11, 12, 13) Licht (3) - nur radial bezüglich der Längsachse des Apex (1, 1') auskoppeln, so dass sich eine ringförmige Abstrahlcharakteristik ergibt, - nur seitlich bezüglich der Längsachse des Apex (1, 1') auskoppeln, so dass sich eine etwa kegelförmige Abstrahlcharakteristik in radialer Richtung ausbildet, - nur radial bezüglich der Längsachse des Apex (1, 1'), jedoch diffus auskoppeln, so dass sich eine zylindrische Abstrahlcharakteristik ergibt, oder - nur axial bezüglich der Längsachse des Apex, so dass sich eine etwa kegelförmige Abstrahlcharakteristik in axialer Richtung ergibt.Apex after one of Claims 1 to 9 , characterized in that the different elements (10, 11, 12, 13) light (3) - only radially decouple with respect to the longitudinal axis of the apex (1, 1 '), so that there is an annular radiation characteristic, - only laterally with respect to Decouple longitudinal axis of the apex (1, 1 '), so that an approximately conical emission characteristic is formed in the radial direction, - only radially with respect to the longitudinal axis of the apex (1, 1'), but decoupled diffuse, so that there is a cylindrical radiation pattern, or - only axially with respect to the longitudinal axis of the apex, so that results in an approximately conical emission in the axial direction. Apex nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine als Diffusor wirkende Element (12) nanoskalige Streupartikel (SP) aufweist, deren mittlere Korngröße kleiner 100 nm ist, wobei bevorzugt eine enge Korngrößenverteilung vorgesehen ist mit einer Standardabweichung des Korndurchmessers von weniger als 20 nm.Apex after one of Claims 1 to 10 , characterized in that the at least one acting as a diffuser element (12) nanoscale scattering particles (SP) whose average grain size is less than 100 nm, preferably a narrow particle size distribution is provided with a standard deviation of the grain diameter of less than 20 nm. Chirurgisches Handstück (100, 110), aufweisend einen Apex (1, 1', 1") nach einem der Ansprüche 1 bis 8.A surgical handpiece (100, 110) comprising an apex (1, 1 ', 1 ") according to any one of Claims 1 to 8th , Katheter (120), aufweisend einen Apex (1, 1', 1") nach einem der Ansprüche 1 bis 8.Catheter (120), having an apex (1, 1 ', 1 ") according to one of Claims 1 to 8th , Lasereinheit (200) zur Behandlung des menschlichen oder tierischen Körpers mit Licht (3), aufweisend - mindestens einen Apex (1, 1', 1") nach einem der Ansprüche 1 bis 8, - mindestens eine Laserlichtquelle (LD), und - mindestens eine Sensoreinheit (SE), wobei die Sensoreinheit (SE) physikalische Zustände im Bereich des Apex (1, 1') über den zweiten oder weiteren Lichtwellenleiter (5, 6) misst, wobei bevorzugt die mindestens eine Laserlichtquelle (LD) zusammen mit der mindestens einen Sensoreinheit (SE) und einer Regeleinheit (RE) eine Regelstrecke bildet, so dass die Regeleinheit (RE) die Strahlungsleistung der mindestens einen Laserlichtquelle (LD) über eine Rückkopplung durch die Sensoreinheit (SE) regelt.Laser unit (200) for treating the human or animal body with light (3), comprising - at least one apex (1, 1 ', 1 ") according to one of Claims 1 to 8th at least one laser light source (LD), and at least one sensor unit (SE), the sensor unit (SE) measuring physical states in the region of the apex (1, 1 ') via the second or further optical waveguide (5, 6) Preferably, the at least one laser light source (LD) together with the at least one sensor unit (SE) and a control unit (RE) forms a controlled system, so that the control unit (RE) the radiation power of the at least one laser light source (LD) via a feedback by the sensor unit ( SE) regulates. Lasereinheit nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (SE) ein Interrogator, ein Spektrometer oder eine optische beziehungsweise optoelektronische Filteranordnung ist, die Licht aus dem zweiten oder weiteren Lichtwellenleiter (5, 6) in seine spektralen Bestandteile zerlegt, wobei die Regeleinheit (RE) in Abhängigkeit der für die Messung eines physikalischen Parameters sich ändernen Spektralbestandteile die Leistung des Laserlichtes der mindestens einen Laserlichtquelle (LD) regelt.Laser unit after Claim 14 , characterized in that the sensor unit (SE) is an interrogator, a spectrometer or an optical or optoelectronic filter arrangement which decomposes light from the second or further optical waveguide (5, 6) into its spectral components, the control unit (RE) depending on the spectral components which change for the measurement of a physical parameter regulate the power of the laser light of the at least one laser light source (LD). Verwendung - eines koaxialen oder exzentrischen Lichtwellenleiters (20) auf Basis einer Multimodefaser (MMF), die eine koaxial oder exzentrisch umschlossene Singlemodefaser (SMF) mit eingeschriebenem optischen Gitter, zum Beispiel in Form eines Fiber-Bragg-Gitters (FBG) enthält, wobei die Singlemodefaser (SMF) von der Multimodefaser (MMF) durch ein Cladding (C) getrennt ist, - eines koaxialen oder exzentrischen Lichtwellenleiters (30) auf Basis einer Multimodefaser (MMF) mit eingeschriebenem optischen Gitter, zum Beispiel in Form eines Fiber-Bragg-Gitters (FBG), - einer Trägerfaser (TF), die eine von einem ersten Cladding (C) umschlossene Multimodefaser (MMF) und eine von einem zweiten Cladding (C) umschlossene Singelmodefaser (SMF) aufweist, wobei die Singlemodefaser (SMF) ein optisches Gitter, zum Beispiel in Form eines Fiber-Bragg-Gitters (FBG) enthält, zum Aufbau eines Apex (1") für eine Lichtwellenleiteranordnung (2), die Licht (3) für eine therapeutische Behandlung des menschlichen oder tierischen Körpers von einem proximalen Ende (PE) zu einem distalen Ende (DE) leitet, wie beispielsweise ein Katheter zur lichttherapeutischen Behandlung eines koronaren Totalverschlusses (engl.: Coronary Total Occlusion, CTO)use - A coaxial or eccentric optical fiber (20) based on a multi-mode fiber (MMF) containing a coaxially or eccentrically enclosed singlemode fiber (SMF) with inscribed optical grating, for example in the form of a fiber Bragg grating (FBG), wherein the single mode fiber (SMF) is separated from the multimode fiber (MMF) by a cladding (C), a coaxial or eccentric optical waveguide (30) based on a multimode fiber (MMF) with inscribed optical grating, for example in the form of a fiber Bragg grating (FBG), a carrier fiber (TF) comprising a multimode fiber (MMF) enclosed by a first cladding (C) and a single mode fiber (SMF) enclosed by a second cladding (C), the single mode fiber (SMF) comprising an optical grating, for example in Form of a fiber Bragg grating (FBG), for constructing an apex (1 ") for an optical waveguide assembly (2), the light (3) for a therapeutic treatment of the human or animal body from a proximal end (PE) to a distal end (DE), such as a catheter for light therapeutic treatment of coronary total occlusion (CTO).
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020104897A1 (en) 2018-11-23 2020-05-28 Wolfgang Hufnagel Apex for an optical waveguide assembly

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111110346B (en) * 2019-12-31 2021-03-09 华科精准(北京)医疗科技有限公司 Device for Laser Interstitial Hyperthermia System
CN117958768B (en) * 2024-03-05 2024-12-20 深圳大学 Optical fiber OCT probe integrating distributed temperature sensing function

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5292320A (en) * 1992-07-06 1994-03-08 Ceramoptec, Inc. Radial medical laser delivery device
US20020045811A1 (en) * 1985-03-22 2002-04-18 Carter Kittrell Laser ablation process and apparatus
US20100185187A1 (en) * 2006-08-07 2010-07-22 Hamamatsu Photonics K.K. Light irradiation apparatus
WO2014162268A2 (en) 2013-04-01 2014-10-09 Biolitec Pharma Ip & Investment Ltd. Device for tissue removal
DE102017104673A1 (en) 2017-03-06 2018-09-06 Lab-On-Fiber Gmbh Attachment for an optical fiber for the treatment of glaucoma

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2301439A1 (en) * 2003-03-05 2011-03-30 InfraReDx, Inc. Catheter probe arrangement for tissue analysis by radiant energy delivery and radiant energy collection

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020045811A1 (en) * 1985-03-22 2002-04-18 Carter Kittrell Laser ablation process and apparatus
US5292320A (en) * 1992-07-06 1994-03-08 Ceramoptec, Inc. Radial medical laser delivery device
US20100185187A1 (en) * 2006-08-07 2010-07-22 Hamamatsu Photonics K.K. Light irradiation apparatus
WO2014162268A2 (en) 2013-04-01 2014-10-09 Biolitec Pharma Ip & Investment Ltd. Device for tissue removal
DE102017104673A1 (en) 2017-03-06 2018-09-06 Lab-On-Fiber Gmbh Attachment for an optical fiber for the treatment of glaucoma

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020104897A1 (en) 2018-11-23 2020-05-28 Wolfgang Hufnagel Apex for an optical waveguide assembly
DE102018129579A1 (en) 2018-11-23 2020-05-28 Wolfgang Hufnagel Apex for an optical fiber arrangement

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