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DE102018129579A1 - Apex for an optical fiber arrangement - Google Patents

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DE102018129579A1
DE102018129579A1 DE102018129579.0A DE102018129579A DE102018129579A1 DE 102018129579 A1 DE102018129579 A1 DE 102018129579A1 DE 102018129579 A DE102018129579 A DE 102018129579A DE 102018129579 A1 DE102018129579 A1 DE 102018129579A1
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DE
Germany
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apex
light
optical
treatment
laser light
Prior art date
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Application number
DE102018129579.0A
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German (de)
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Anmelder Gleich
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Aganer Holding Ug Haftungsbeschraenkt De
Original Assignee
Individual
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Publication date
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Abstract

Die Erfindung betrifft 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.Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass innerhalb des Apex (1, 1') mindestens ein diffraktives Element in Form eines integriert oder freiraumoptischen Gitters, und wahlweise kein oder mindestens ein Element ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus ein als Linse wirkendes refraktives Element, beispielsweise in Form von Volumenstrukturen mit refraktiven Oberflächen, wie z.B. Linse, Prismen, Spiegel oder Kavitäten oder in Form von Axikonstrukturen, wie Kegel (10) oder Kegelstümpfe (11), ein als Diffusor wirkendes Element (12), ein als Linse, Spiegel oder Prisma wirkendes reflektives Element (13) vorhanden ist, wobei das mindestens eine diffraktive Element in Form eines integriert oder freiraumoptischen Gitters und das wahlweise aus der Gruppe vorhandene Element einzeln oder zusammenwirkend Licht (3) aus dem Apex (1, 1') auskoppeln bzw. zur sensorischen Messeinheit zurückleiten.The invention relates to 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). According to the invention it is provided that within the apex (1, 1 ') at least one diffractive element in the form of an integrated or free-space-optical grating, and optionally no or at least one element selected from the group consisting of a refractive element acting as a lens, for example in the form of Volume structures with refractive surfaces, such as lenses, prisms, mirrors or cavities or in the form of axicon structures, such as cones (10) or truncated cones (11), an element (12) acting as a diffuser, a reflective element acting as a lens, mirror or prism (13) is present, with the at least one diffractive element in the form of an integrated or free-space grating and the element that is optionally available from the group t Decouple light (3) individually or in combination from the apex (1, 1 ') or return it to the sensory measuring unit.

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, wobei dieser Licht von mehr als einer Lichtquelle im Bereich des Behandlungsorts zusammenführt, und wobei Licht einer ersten Quelle therapeutisches Licht ist, und Licht einer zweiten Quelle Licht zur Detektion eines physikalischen Parameters im Bereich des Behandlungsorts ist, und wobei dieser 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. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein chirurgisches Handstück, einen Katheter und eine Lasereinheit aufweisend diesen Apex.The invention relates to an apex for an optical waveguide arrangement which guides light for a therapeutic treatment of the human or animal body from a proximal end to a distal end, this light bringing together light from more than one light source in the region of the treatment site, and wherein light from a first source is therapeutic light, and light from a second source is light for the detection of a physical parameter in the area of the treatment site, and this brings together more than one optical waveguide with different functions at the treatment site, a first recess for a first optical waveguide being arranged within the apex, and wherein a second recess for a second optical waveguide is arranged within the apex. Furthermore, the invention relates to a surgical handpiece, a catheter and a laser unit having this apex.

Hochenergetisches Laserlicht wird seit einigen Jahren vermehrt in zahlreichen Anwendungsbeispielen therapeutisch eingesetzt. So wird Laserlicht eingesetzt als Skalpellersatz, aber auch zum Therapieren von Tumoren oder zum Therapieren von entzündlichen Prozessen. Schließlich werden Gefäße mit Hilfe von Laserstrahlung verödet, wenn dies notwendig ist, oder Gefäße werden durch ablative Therapie nach krankheitsbedingtem Verschluss wieder geöffnet. Die Anzahl der therapeutischen Einsatzmöglichkeiten 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.High energy laser light has been used therapeutically in numerous application examples for several years. Laser light is used as a scalpel substitute, but also for the treatment of tumors or for the treatment of inflammatory processes. Finally, vessels are obliterated with the help of laser radiation, if necessary, or vessels are reopened by ablative therapy after closure due to illness. The number of therapeutic uses is steadily increasing. In order to guide laser light that is used for ablation or for cutting the corresponding tissue, depending on the treatment technique, to the application site, it is known to provide the laser light with the aid of optical waveguides, with a special one at the end of the optical waveguide for the application adapted optical fiber tip, the so-called apex, is arranged. Depending on the type of application, this optical waveguide tip or apex has a special shape that can be adapted to the therapeutic features by appropriate shaping of the distal end.

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.Republish in the German patent application 10 2017 104 673.9 teaches an apex for an optical fiber that is suitable for the treatment of glaucoma and has special spherical-concave surfaces for placement on the sclera of the human eye.

In der nachveröffentlichten deutschen Patentanmeldung 10 2017 111 708.3 werden verschiedene Apizes für einen Lichtwellenleiter gelehrt, die für die minimalinvasive Chirurgie eingesetzt werden können.In the post-published German patent application 10 2017 111 708.3 are taught various apices for an optical fiber that can be used for minimally invasive surgery.

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 enables a large number of therapeutic uses, that is to say is versatile and also allows the measurement of physical parameters in real time.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst durch einen Apex nach Anspruch 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen zu Anspruch 1 angegeben.The object of the invention is thereby achieved by an apex according to claim 1. Further advantageous refinements are specified in the subclaims to claim 1.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch gelöst durch ein chirurgisches Handstück nach Anspruch 13, ein Katheter nach Anspruch 14 und ein Lasersystem nach Anspruch 15, alle aufweisend einen solchen Apex.The object of the invention is also achieved by a surgical handpiece according to claim 13, a catheter according to claim 14 and a laser system according to claim 15, all of which have such an apex.

Nach der Erfindung ist also vorgesehen, dass der Apex verschiedene Funktionen gleichzeitig 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 Bestrahlungsstärke 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 oder Koagulation, Ablation, Verdampfen oder andere therapeutische Effekte 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 optische Sensorelemente geschieht, z.B. in Form eines optischen Gitters, welches in Form eines integriert optischen oder freiraumoptischen Gitters oder eines Fiber-Bragg-Gitters als optisches Sensorelement geformt sein kann, in Form einer optischen Kavität mit mindestens zwei Grenzflächen, z.B. in Form eines Interferometers oder eines polarisationsabhängigen Waveplate-Retarders, oder in einer Messeinheit für Oberflächenplasmonen gemäß einer Otto- oder Kretschmann-Anordnung, wobei sich die sensorisch aktiven Elemente bei Änderung eines zu messenden physikalischen Parameters in nachvollziehbarer Weise und in Abhängigkeit der Größe des Parameters verändern. Die Änderung der Gitterkonstante des optischen Gitters, beispielsweise des integriert optischen oder freiraumoptischen Gitters oder des Fiber-Bragg-Gitters als optisches Sensorelement bzw. die Änderung des Abstands der Grenzflächen in der Kavität bzw. die Änderung in der Absorption beim Oberflächenplasmonen-Sensor führen schließlich zu einer Observablen, die sich auf den am Behandlungsort herrschenden physikalischen Parameter zurückführen lässt. In einer zuvor erwähnten „integrierten Optik“ wird Licht in Wellenleitern (wie zum Beispiel in Fasern, Wellenleiterchips) geleitet. Hingegen wird in der Freiraumoptik, zu der die diffraktive (optische Gitterstrukturen) und refraktive (Linsen, Prismen, Spiegel, etc.) Freiraumoptik gehören, Licht an freien optischen Elementen reflektiert, gebrochen, gebeugt, gestreut, kollimiert, fokussiert, etc.According to the invention, it is provided that the apex fulfills different functions simultaneously. The apex is intended to guide high-energy light, i.e. light with a high optical energy density for therapeutic use to the treatment site. “High optical energy density” is understood to mean an energy density which is sufficient for an irradiance E, measured in W / m 2 , for a typical therapeutic application from a distance of up to 5 cm from the treatment site and an exit angle of the light less or equal Thermally heat human or animal tissue to such an extent that it changes or illuminates it so strongly that optically induced apoptosis effects of the illuminated cells or coagulation, ablation, evaporation or other therapeutic effects occur. However, the apex is also intended to guide light from a further light source for measuring physical parameters to the treatment site, to reflect there, the reflection being effected by optical sensor elements, for example in the form of an optical grating which is in the form of an integrated optical or free-space optical grating or a fiber -Bragg grating can be shaped as an optical sensor element, in the form of an optical cavity with at least two interfaces, for example in the form of an interferometer or a polarization-dependent waveplate retarder, or in a measuring unit for surface plasmon according to an Otto or Kretschmann arrangement, whereby change the sensorically active elements when changing a physical parameter to be measured in a comprehensible manner and depending on the size of the parameter. The change in the grating constant of the optical grating, for example the integrated optical or free-space grating or the fiber Bragg grating as the optical sensor element, or the change in the distance between the interfaces in the cavity or the change in the absorption in the case of the surface plasmon sensor, finally lead to an observable that relates to the physical parameters prevailing at the treatment site can be returned. In a previously mentioned "integrated optics" light is guided in waveguides (such as fibers, waveguide chips). On the other hand, in free space optics, which include diffractive (optical grating structures) and refractive (lenses, prisms, mirrors, etc.) free space optics, light is reflected, refracted, diffracted, scattered, collimated, focused, etc. at free optical elements.

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. It is possible to combine all fiber optic functions, such as guiding high-energy light for therapy and guiding and returning laser light for the measurement of physical parameters in one fiber, or it is possible to combine different fibers 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 optional eingeschriebenen optischen Gittern, zum Beispiel in Form von Fiber-Bragg-Gittern als optisches Sensorelement enthält, wobei die Singlemodefaser von der Multimodefaser durch ein Cladding getrennt ist, ein koaxialer oder exzentrischer Lichtwellenleiter auf Basis einer Multimodefaser mit optional eingeschriebenen optischen Gittern, zum Beispiel in Form von Fiber-Bragg- Gittern, und eine Trägerfaser, die eine von einem ersten Cladding umschlossene Multimodefaser und eine von einem zweiten Cladding umschlossene Singlemodefaser aufweist, wobei die Singlemodefaser ein oder mehrere optional eingeschriebene optische Gitter, zum Beispiel in Form von Fiber-Bragg-Gittern als optisches Sensorelement enthält.When building the apex as part of the tip of a fiber with different functions, the fiber can be selected from the group consisting of: a coaxial or eccentric optical fiber based on a multimode fiber, which is a coaxially or eccentrically enclosed single-mode fiber with optionally inscribed optical gratings, for example contains in the form of fiber Bragg gratings as an optical sensor element, the singlemode fiber being separated from the multimode fiber by cladding, a coaxial or eccentric optical waveguide based on a multimode fiber with optionally inscribed optical gratings, for example in the form of fiber Bragg gratings , and a carrier fiber which has a multimode fiber enclosed by a first cladding and a single-mode fiber enclosed by a second cladding, the single-mode fiber having one or more optionally inscribed optical gratings, for example in the form of fiber Bragg gratings as an optical sensor element e contains.

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, basierend auf mikro- und/oder nanoskaligen Strukturen, und ein als Diffusor, basierend auf mikro- und/oder nanoskaligen Strukturen, wirkendes. Der Aufbau kann so nach Belieben gewählt werden, so dass das zur Therapie eingesetzte Licht radial als Ring austritt, seitlich mit einer Vorzugsrichtung austritt, oder diffus austritt, dabei aber ein zylindrisches (360°) oder ein teilzylindrisches (<360°) 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 (<=360°) 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 it only brings together different, independent optical fibers at the treatment site. In this case, it is provided that the apex brings together more than one optical waveguide with different functions at the treatment site, a first recess for a first optical waveguide being arranged within the apex, and a second recess for a second optical waveguide being arranged within the apex. According to the invention, there is at least one element 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 based on micro and / or nanoscale structures, and one acting as a diffuser based on micro and / or nanoscale structures . The structure can be chosen as desired, so that the light used for the therapy exits radially as a ring, exits laterally with a preferred direction, or exits diffusely, but has a cylindrical (360 °) or a partially cylindrical (<360 °) radiation profile. Depending on the type of therapeutic use, the apex can be designed individually for the intended purpose. Depending on the type of use, provision can therefore be made for the various elements to be coupled out only radially with respect to the longitudinal axis of the apex, so that an annular radiation characteristic results, to be coupled out only laterally with respect to the longitudinal axis of the apex, so that an approximately conical radiation characteristic is formed in the radial direction. only couple radially with respect to the longitudinal axis of the apex, but diffuse, so that a cylindrical (<= 360 °) radiation characteristic results, or only axially with respect to the longitudinal axis of the apex, so that there is an approximately conical radiation characteristic in the axial direction. The radiation pattern is determined by the therapeutic purpose. The axial radiation is suitable, for example, for the light-induced opening of completely closed coronary vessels (Coronary Total Occlusion, CTO), in which the optical waveguide arrangement is pushed until shortly before the coronary closure and there the closure is ablative, i.e. by fusing, ablating or ablating the occluding plug, is opened.

Ein weiterer Verwendungszweck des Systems kann unter anderem die Behandlung der gutartigen Prostatahypertrophie (BPH) sein. Mit dem Lasersystem wird urologisches Weichgewebe innerhalb der Prostata unter bildgebenden Verfahren wie Magnetresonanztomographie (MRT) oder Ultraschall (US) oder einem beliebigen chirurgischen Navigationssystem oder ohne Anleitung bestrahlt. Das Sensorelement im Apex erkennt die physikalischen Veränderungen in der Anwendungszone, wo therapeutisches Licht auskoppelt, wie z.B. Temperatur und/ oder Druck. Ein an den sensorischen Lichtleiter angeschlossene Interrogator erfasst diese Daten in Echtzeit. Die Schnittstelle zwischen Interrogator und Laservorrichtung ermöglicht die Steuerung mindestens einer der therapeutischen Lichteigenschaften wie Intensität, Wellenlänge, Frequenz usw. Die Grenzen der gewünschten Therapieparameter wie maximale Gewebetemperatur und/oder anwendbare therapeutische Lichtintensität können durch den Operateur/Chirurg, bzw. einen Facharzt, festgelegt werden. Daraus folgt, dass der gewünschte therapeutische Effekt, wie z.B. Nekrose oder Apoptose oder Koagulation oder Ablation, sicher und geschützt realisiert werden können, um Nebenwirkungen, wie z.B. Verletzungen an Nervenbündeln, z.B. im Rektalbereich, zu vermeiden. Das erworbene Therapieprotokoll, bestehend aus Informationen wie Zeit- und Temperaturverlauf im Zielgewebe, wird gespeichert und kann unmittelbar in die Patientenakte eingehen. Diese Daten können online eingesehen und/oder gesichert über Blockchain, Zeitstempel und/oder andere relevante kryptografische Verfahren mit hoher Datensicherheit bereitgestellt werden.Another use of the system can include the treatment of benign prostatic hypertrophy (BPH). The laser system is used to irradiate soft urological tissue within the prostate using imaging methods such as magnetic resonance imaging (MRI) or ultrasound (US) or any surgical navigation system or without instructions. The sensor element in the apex recognizes the physical changes in the application zone, where therapeutic light couples out, such as temperature and / or pressure. An interrogator connected to the sensory light guide captures this data in real time. The interface between the interrogator and the laser device enables the control of at least one of the therapeutic light properties such as intensity, wavelength, frequency etc. The limits of the desired therapy parameters such as maximum tissue temperature and / or applicable therapeutic light intensity can be determined by the surgeon or a specialist . It follows that the desired therapeutic effect, such as necrosis or apoptosis or coagulation or ablation, can be realized safely and safely in order to avoid side effects, such as injuries to nerve bundles, for example in the rectal area. The acquired therapy protocol, consisting of information such as the time and temperature profile in the target tissue, is saved and can be entered directly into the patient file. These dates can be viewed online and / or secured via blockchain, time stamps and / or other relevant cryptographic procedures with high data security.

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 optional eingeschriebenen optischen Gittern, zum Beispiel in Form eines Fiber-Bragg-Gitters als optisches Sensorelement, oder eines direkt in den Apex eingeschriebenen optischen Gitters entsteht ein System mit sehr breitem Einsatzspektrum.In combination with the use of at least one first optical waveguide, which guides high-energy light to the treatment site, and at least one second optical waveguide, via which physical parameters can be measured, such as by using a single-mode fiber with optional inscribed optical gratings, for example in the form of a fiber -Bragg grating as an optical sensor element or an optical grating inscribed directly into the apex creates a system with a very wide range of uses.

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), Laserlicht zur Behandlung von Schilddrüsenknoten oder Laserlicht zur Lipolyse, wobei der erste Lichtwellenleiter bevorzugt ein Lichtwellenleiter auf Basis einer Multimodefaser ist, in koronaren Bereichen oder im Gehirn, wo viele Krümmungen überwunden werden müssen, aber auch als Singlemodefaser, bevorzugt als photonische Kristallfaser ausgeführt sein kann, und die zweite Aussparung für einen zweiten Lichtwellenleiter vorgesehen ist, der Licht zur Messung der Temperatur und/oder des Drucks im Bereich des Apex durch ein optisch Sensorelement, z.B. ein optisches Gitter, welches in Form eines integriert optischen oder freiraumoptischen Gitters oder eines Fiber-Bragg-Gitters geformt sein kann, oder in Form einer optischen Kavität mit mindestens zwei Grenzflächen, leitet, wobei der zweite Lichtwellenleiter bevorzugt ein Lichtwellenleiter auf Basis einer Singlemodefaser ist.In a first variant of the invention it can be provided that the first recess is provided for a first optical waveguide that guides light for the treatment of the animal or human body, such as laser light for the obliteration of blood vessels, or laser light for the treatment of glaucoma, for example, or laser light for example therapy of tumors in the urological area with triggering a light-induced apoptosis, laser light for the treatment of a coronary total occlusion (English: Coronary Total Occlusion, CTO), laser light for the treatment of thyroid nodules or laser light for lipolysis, whereby the first optical fiber is preferably an optical fiber is based on a multimode fiber, in coronary areas or in the brain, where many curvatures have to be overcome, but can also be designed as a single-mode fiber, preferably as a photonic crystal fiber, and the second recess is provided for a second optical waveguide st, the light for measuring the temperature and / or pressure in the area of the apex by an optical sensor element, e.g. an optical grating, which can be shaped in the form of an integrated optical or free-space optical grating or a fiber Bragg grating, or in the form of an optical cavity with at least two interfaces, the second optical waveguide preferably being an optical waveguide based on a single-mode fiber.

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 erfordern, 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 not only to measure the temperature at the treatment site, but also other parameters, such as the reflectivity or the light scattering of the tissue to be treated, the pH value prevailing at the treatment site, or the pressure prevailing there. Especially with therapies that involve heat or that require specific light absorption of the tissue to be treated, it is important to always control these parameters during the therapeutic use of light. For this purpose, in a further variant of the apex it can be provided that at least one further cutout for a further optical waveguide is arranged within the apex.

Je nach Einsatzart, zum Beispiel beim Einsatz als Katheterspitze oder zum Einsatz in Öffnungen des Körpers oder in aufgeschnittenem 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. Der Apex umschließt die inliegenden Fasern hermetisch dicht, so dass keine Flüssigkeit in den Apex eindringen kann, mit Ausnahme an solchen Stellen, die speziell für eventuelle Diagnosezwecke das gezielte Eindringen von Körperflüssigkeit erlauben sollen. Die hermetische Abgeschlossenheit ermöglicht eine Regelung des therapeutischen Lichtstrahls und zwar dergestalt, dass die Leistung des therapeutischen Lichts als Regelgröße kontrolliert wird. Als Führungsgröße eignet sich bei einer Pulsbreitenmodulation als Stellglied das Puls-Pause-Verhältnis des therapeutischen Lichtes oder bei einer echten Leistungsregelung das Steuersignal als Stellglied für die Leistung des therapeutischen Lichtstrahls. Als Messglied wird das reflektierte Licht im sensorischen Lichtleiter verwendet, das über eine Spektralanalyse und/oder über eine Intensitätsanalyse einem physikalischen Parameter zugeordnet ist. Als konkretes, aber nicht limitierendes Beispiel kann das therapeutische Licht für eine Laserablation von Gewebe geregelt werden über eine Temperaturmessung über den sensorischen Lichtleiter, in den ein anderes Licht eingetrahlt wird. Je nach Temperatur des zu behandelnden Gewebes am Apex, die durch das therapeutische Licht am Apex als Störgröße erhöht wird, ändert sich die Gitterkonstante eines beispielsweise am distalen Ende des sensorischen Lichtleiters vorhandenes Fiber-Bragg-Gitter. Durch Analyse des durch das Fiber-Bragg-Gitter rückreflektierten Lichts lässt sich eine Temperatur eindeutig ermitteln und zur Regelung der Leistung des Lasers verwenden. Dabei wird die Leistung des Lasers verringert, wenn das Erreichen einer bestimmten Temperatur festgestellt wird und bei Unterschreiten einer bestimmten Temperatur wird die Laserleistung wieder erhöht. Zur Optimierung dieser Regelung können bekannte Regelstrategien eingesetzt werden wie zum Beispiel eine Regelung nach dem PID-Prinzip.Depending on the type of application, for example when used as a catheter tip or for use in openings in the body or in cut tissue, it is advantageous if it has an atraumatic shape, the atraumatic shape preferably having a circular or elliptical profile and preferably a round, atraumatic distal Tip, through which the apex cannot cause mechanical injuries at the treatment site. The apex hermetically encloses the fibers inside so that no liquid can penetrate the apex, with the exception of those places which are intended to allow the targeted penetration of body fluids, especially for diagnostic purposes. The hermetic seal enables regulation of the therapeutic light beam in such a way that the performance of the therapeutic light is controlled as a controlled variable. The reference variable for pulse width modulation as an actuator is the pulse-pause ratio of the therapeutic light or, in the case of real power control, the control signal as an actuator for the power of the therapeutic light beam. The reflected light in the sensory light guide is used as the measuring element and is assigned to a physical parameter via a spectral analysis and / or via an intensity analysis. As a concrete, but not limiting example, the therapeutic light for laser ablation of tissue can be regulated via a temperature measurement via the sensory light guide into which another light is emitted. Depending on the temperature of the tissue to be treated on the apex, which is increased as a disturbance variable by the therapeutic light on the apex, the lattice constant of a fiber Bragg grating, for example at the distal end of the sensory light guide, changes. By analyzing the light reflected back by the fiber Bragg grating, a temperature can be clearly determined and used to regulate the power of the laser. The power of the laser is reduced when it is determined that a certain temperature has been reached and the laser power is increased again when the temperature falls below a certain temperature. Known control strategies, such as control based on the PID principle, can be used to optimize this control.

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 aus hoch-temperaturstabilen Polymeren oder aus Ormoceren. Dabei kann der Apex prinzipiell direkt gefertigt werden oder aber über Formeinsätze und Abformverfahren gewonnen werden.For a special application as a catheter tip, it can be provided that the atraumatic distal tip is angled in order to simplify an introduction into a branch of the human or animal blood or vascular system by twisting. It can be provided that the apex is made of a temperature-stable and biocompatible material, such as quartz glass produced by a sol-gel process or from high temperature stable polymers or from Ormoceren. In principle, the apex can be manufactured directly or can be obtained using mold inserts and impression processes.

Des Weiteren ist in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Apex aus mindestens zwei direkt oder durch Abformung gefertigten Einzelteilen zusammengesetzt ist, in welche beim Prozess des Zusammenfügens die vorgesehenen Fasern eingelegt wurden und Apex-Einzelteile und Fasern miteinander verklebt oder thermisch verschweißt sind. Unabhängig von der Herstellungsmethode ist es von besonderem Vorteil, wenn der Apex einschließlich der enthaltenden optischen Elemente und darin eintretenden Lichtwellenleiter vollkommen geschlossen (hermetisch abgeschlossen) und auch im Kapillarbereich durch monolithische Gestaltung oder durch Verklebung und/oder durch Versiegelung auch der Kapillaren gegenüber Flüssigkeitseintritt gesichert ist. Dadurch kann der Apex prinzipiell wiederverwendet werden, weil keine Körperflüssigkeiten in den Apex eingetragen werden, die nicht mehr entfernt werden könnten und damit einen Einsatz bei einem weiteren Patienten unmöglich machten, ohne ein Infektionsrisiko einzugehen. Ein noch wesentlich wichtigerer Aspekt der geschlossenen Ausführungsform ist, dass dadurch die optischen Elemente innerhalb des Apex nicht mit einem Flüssigkeitsfilm belegt werden, wodurch sich die optischen Eigenschaften der optischen Elemente in dem Apex verändern können, weil entweder der Brechungsindexunterschied zwischen dem Inneren des optischen Elements und der optisch wirksamen Grenzfläche des optischen Elements sich verändert oder aber die optischen Eigenschaften durch die Überlagerung mit Blut und/oder Serum im Bereich der Lichtabsorption von Blut und/oder Serum sich verändert. Wenn gewährleistet ist, dass die optischen Eigenschaften stabil sind und sich keine optischen Grenzflächen verändern, dann kann eine hohe Präzision eingehalten werden, wenn der Apex einerseits Laserlicht als therapeutisches Licht zum Gewebe führt und Wärme- oder andere Lichtstrahlung als Rückkopplung wieder aus dem Apex heraus zum proximalen Ende führt. Erst diese Präzision ermöglicht es, dass als Material für den Apex beispielsweise Kunststoff verwendet werden kann, weil durch die Rückkopplung die Leistung des Laserlichts so geregelt werden kann, dass die Temperatur am Apex die Schmelztemperatur des Apex gerade eben nicht erreicht. Aber auch bei der Verwendung von niedrigschmelzendem Glas bringt die sehr präzise Rückkopplung den Vorteil, dass Gewebe nur soweit erwärmt wird, dass in erwünschter Weise eine Apoptose des durch Thermolyse zerstörten Gewebes eintritt. Anders als bei der Verbrennung von Gewebe kann Gewebe, das eine Apoptose durchläuft, vom Körper abgebaut werden.Furthermore, it is provided in an advantageous embodiment of the invention that the apex is composed of at least two individual parts made directly or by molding, into which the fibers provided were inserted during the process of joining and apex individual parts and fibers are glued or thermally welded to one another. Regardless of the manufacturing method, it is particularly advantageous if the apex including the optical elements it contains and the optical fibers entering it are completely closed (hermetically sealed) and also secured in the capillary area by monolithic design or by gluing and / or by sealing the capillaries against liquid ingress . In principle, the apex can be reused because no body fluids are entered into the apex that could no longer be removed, making it impossible to use it with another patient without taking any risk of infection. A much more important aspect of the closed embodiment is that it does not cover the optical elements within the apex with a liquid film, which can change the optical properties of the optical elements in the apex because either the refractive index difference between the interior of the optical element and the optically effective interface of the optical element changes or else the optical properties change due to the superposition with blood and / or serum in the area of the light absorption of blood and / or serum. If it is guaranteed that the optical properties are stable and no optical interfaces change, then a high level of precision can be maintained if the apex on the one hand leads laser light as therapeutic light to the tissue and heat or other light radiation as feedback again out of the apex proximal end leads. Only this precision makes it possible to use plastic as the material for the apex, for example, because the power of the laser light can be regulated by the feedback so that the temperature at the apex just does not reach the melting temperature of the apex. But even when using low-melting glass, the very precise feedback has the advantage that tissue is only heated to such an extent that apoptosis of the tissue destroyed by thermolysis occurs in the desired manner. Unlike tissue burning, tissue that undergoes apoptosis can be broken down by the body.

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 purpose, 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, a narrow grain size distribution preferably being provided with a standard deviation of the grain diameter of less than 20 nm The nanoscale structure of the scattering particles causes a particularly uniform and diffuse light scattering, which also has a depolarizing effect. Especially when using laser light, the depolarizing effect can convert the usually polarized laser light into diffuse but high-energy light, so that the therapeutic effect is changed, which is dependent on the light polarization, particularly in the case of structured or anisotropically structured tissue. Although light polarization is of minor importance for laser-induced interstitial thermotherapy (LITT), the polarization of therapeutic light can play an important role in other therapies, such as when activating pharmaceutically active substances only at the treatment site.

Um das Licht in chirurgischen Behandlungen durch den Chirurgen 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.In order to be able to simply apply the light in surgical treatments by the surgeon, a surgical handpiece can have an apex that is constructed as above. A catheter can also have an apex described above for diagnostic or combined diagnostic / therapeutic methods.

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 opto-elektronische Filteranordnung ist, die Licht aus dem zweiten oder weiteren Lichtwellenleiter in seine spektralen Bestandteile zerlegt oder interferometrische und/oder polarisationsabhängige Informationen auswerten kann. Dabei kann die Regeleinheit in Abhängigkeit der für die Messung eines physikalischen Parameters sich ändernden Spektralbestandteile und/oder der interferometrischen und/oder polarisationsabhängigen Information die Leistung des Laserlichtes der mindestens einen Laserlichtquelle regeln. Optional kann sie die physikalischen Parameter dem behandelnden Arzt aber auch nur anzeigen.A laser unit for treating the human or animal body with light can be considered as the overall system for the therapeutic use of high-energy light. This has: at least one previously described apex and at least one laser light source, and at least one sensor unit. The sensor unit measures physical states 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 controls the radiation power of the at least one laser light source via feedback from the sensor unit itself. The sensor unit itself can be adapted to the measurement purpose. It has proven to be versatile when the sensor unit is, for example, an interrogator, a spectrometer or an optical or optoelectronic filter arrangement that breaks down light from the second or further optical waveguide into its spectral components or can evaluate interferometric and / or polarization-dependent information. The control unit can, depending on the spectral components and / or or the interferometric and / or polarization-dependent information regulate the power of the laser light of the at least one laser light source. Optionally, however, the physician can only display the physical parameters.

In besonderer Ausgestaltung der Lasereinheit kann vorgesehen sein, dass eine weitere Vorrichtung des Gesamtsystems die Betriebsparameter der Regeleinheit über einen zusammenhängenden Behandlungszeitraum als Mess- und Betriebsprotokoll aufzeichnet und mit einem Zeitstempel versieht, wobei das Mess- und Betriebsprotokoll in Realzeit oder nach abgeschlossener Behandlung mit Hilfe einer digitalen Signatur versehen wird, wahlweise in einer öffentlichen Blockchain zur nichtveränderlichen Dokumentation aufgenommen wird. Damit lässt sich dokumentieren, dass zu keinem Zeitpunkt die Temperatur am Behandlungsort über ein akzeptiertes Maximalmaß gestiegen ist. Dies kann wichtig sein, um bei kritischen Operationen, zum Beispiel im Bereich der Neurochirurgie, zu dokumentieren, dass kein Gewebe in ungewollter und unerwünschter Weise ungewollt überhitzt worden ist und dass die Umgebungsbedingungen bei der Therapie eingehalten worden sind. Eine solche Vorrichtung verhält sich wie ein Flugschreiber, dessen Daten nicht nachträglich verändert werden können und daher sogar für gerichtliche zwecke auswertbar sind. Aber nicht nur eine Dokumentation zu rechtlichen Zwecken ist damit erreichbar, sondern auch eine Dokumentation der Betriebsparameter, die für eine spätere Nachbehandlung mit identischen Parametern wiederholt werden kann. Gerade für Patienten, deren Physiologie eine individuelle therapeutische Dosis und ein individuelles Vorgehen erfordert, kann diese Dokumentation der Betriebsparameter sehr hilfreich sein, um wiederholtes Experimentieren am Patienten unter der Operation / unter der Therapie zu vermeiden.In a special embodiment of the laser unit, it can be provided that a further device of the overall system records the operating parameters of the control unit over a coherent treatment period as a measurement and operation protocol and provides a time stamp, the measurement and operation protocol in real time or after treatment has been completed with the aid of a digital signature is optionally included in a public blockchain for non-changeable documentation. It can be documented that the temperature at the treatment site has never risen above an accepted maximum. This can be important in order to document critical operations, for example in the field of neurosurgery, that no tissue has been unwantedly overheated in an unwanted and undesired manner and that the environmental conditions during the therapy have been observed. Such a device behaves like a flight recorder, the data of which cannot be changed subsequently and can therefore even be evaluated for judicial purposes. However, this not only provides documentation for legal purposes, but also documentation of the operating parameters, which can be repeated for later post-treatment with identical parameters. Especially for patients whose physiology requires an individual therapeutic dose and an individual procedure, this documentation of the operating parameters can be very helpful in order to avoid repeated experimentation on the patient during the operation / under therapy.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Figuren näher erläutert.The invention is illustrated by the following figures.

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.
It shows:
  • 1 a first variant of the apex according to the invention,
  • 2nd a second variant of the apex according to the invention,
  • 3rd a third variant of the apex according to the invention with a curved tip,
  • 4th 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.

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. Der Apex umschließt die Lichtwellenleiter 4, 5 und 6 hermetisch dicht. 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 Auslassen 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. Beide Kegel 10 und 11 koppeln dabei je einen Teil des durch den Lichtwellenleiter 4 eigestrahlten Lichts aus, wobei die Anordnung der zwei oder mehr Kegel das Teilverhältnis der Auskopplung eines jeden Kegel bestimmt. Die Funktion der beiden anderen Lichtwellenleiter 5 und 6 ist eine andere. Diese beiden Lichtwellenleiter 5 und 6 sind als Singlemodefaser SMF ausgelegt. Sie können an ihrem distalen Ende, das in dem Apex 1 steckt, ein optisches Sensorelement OS aufweisen bzw. Licht eines in den Apex monolithisch integrierten optisch sensorischen Elements, z.B. in Form eines integriert optischen oder freiraumoptischen Gitters oder einer optischen Kavität aufnehmen und an die Auswerteeinheit zurückleiten. Beim Einschreiben eines optischen Gitters, zum Beispiel in Form eines Faser-Bragg-Gitters 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 wie eine Antireflexbeschichtung auf einer fotografischen Linse, die jedoch sehr wellenlängenspezifisch ist. Die Referenzwellenlänge 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 optischen Sensorelements 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 nur an der Spitze des Lichtwellenleiters 5, 6 einzuschreiben. Oder alternativ kann das optische Gitter integriert oder freiraumoptisch auch direkt im Apex monolitisch integriert sein.In 1 is a first variant of the apex according to the invention 1 for an optical fiber arrangement 2nd outlines the light 3rd from a proximal end PE to a distal end DE directs. This apex 1 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 , caused no injuries due to its shape. The shape of the profile P can be circular, elliptical or organic in shape, whereby “organic shaped” means the absence of burrs and edges and all surfaces merge into one another with a constant change in curvature. At the back end of the apex 1 there are three recesses in this variant 4th , ' 5 ' and 6 ' for one optical fiber each 4th , 5 and 6 . The apex encloses the optical fibers 4th , 5 and 6 hermetically sealed. To demonstrate the interior of the apex 1 is under the apex 1 a halved apex 1 shown by a cut AA would arise. The halved shape means that there are two optically active elements, namely a truncated cone that is reversed with respect to the direction of light propagation 10th and a cone standing on top 11 to recognize. Truncated cone 10th and cone 11 are in the apex 1 molded in by omitting the corresponding volume. In terms of spreading light 3rd , which initially consists of an optical fiber 4th in the apex 1 emerges, even in the recess 4 ' stuck, form the lateral surfaces of the truncated cone 10th and the cone 11 reflective surfaces because these are in relation to the direction of propagation of the emerging light 3rd exceed the critical angle of total reflection. As a result, the light 3rd on the lateral surfaces of the truncated cone 10th and the cone 11 reflected. The light changes 3rd its direction and emerges laterally in an approximately radial direction from the apex 1 out. In the bottom sketch is the halved apex 1 with inserted optical fibers 4th , 5 and 6 shown. The optical fiber 4th which is a multimode fiber here MMF here, guides 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 10th and the cone 11 the high-energy light radially emerges from the apex 1 out. Both cones 10th and 11 couple a part of each through the optical fiber 4th emitted light, the arrangement of the two or more cones determines the partial ratio of the coupling of each cone. The function of the two other optical fiber 5 and 6 is another. These two optical fibers 5 and 6 are as single mode fiber SMF designed. You can at their distal end that in the apex 1 is an optical sensor element OS have or receive light from an optically sensory element monolithically integrated in the apex, for example in the form of an integrated optical or free-space optical grating or an optical cavity and return it to the evaluation unit. When writing an optical grating, for example in the form of a fiber Bragg grating into an optical waveguide 5 , 6 becomes the structure of the fiber of the optical fiber 5 , 6 changed with a short-term 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 surroundings of the same fiber material. This results in a partial reflection of the fiber through the optical waveguide at the resulting interface between regions of different refractive index 5 , 6 guided light instead. If the refractive index of the fiber of the optical waveguide is changed in short, successive sections at a distance of λ / 2 with respect to a reference wavelength, so that the fiber material of the optical waveguide changes 5 , 6 Forming pairs of sections, which together have a length of λ / 2 in relation to a reference wavelength, this optical grating, for example in the form of a fiber Bragg grating, acts like an anti-reflective coating on a photographic lens, which is, however, very wavelength-specific. The reference wavelength is reflected and sent back to the source of the light. Now the optical fiber heats up 5 , 6 at the tip, where the optical grating is inscribed, for example in the form of an optical sensor element, the length of the section pairs changes due to the thermal expansion, so that the back-reflected wavelength changes. The temperature in the apex can be determined from the change in the back-reflected wavelength 1 measure by precisely determining the wavelength of the back-reflected light using a sensor unit. For the thermometer constructed in this way to function correctly, it is only necessary to have the optical grating, for example in the form of a fiber Bragg grating, only at the tip of the optical waveguide 5 , 6 to enroll. Or alternatively, the optical grating can be integrated or can be monolithically integrated directly in the apex.

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 Aussparung 6' in den Apex 1 hinein deutlich tiefer als die Tiefe der Aussparung 5'. Die korrespondierende Singlemodefaser mit dem optischen Sensorelement, zum Beispiel in Form eines integriert oder freiraumoptischen Gitters oder einer optischen Kavität oder eines Oberflächenplasmonensensors, reicht so bis in den Bereich, in dem das Licht der Multimodefaser ausgekoppelt wird.When the apex is in operation, for example when treating coronary artery occlusions or when vessels become blocked, it heats up due to the high-energy laser light and can reach temperatures of up to 1,000 ° C, albeit for a very short time. In order to avoid overheating of the apex, a control loop can be provided, in which the laser light as the heating source and the detection of the temperature by the sensor unit form a control loop, which is described in more detail below. In the example shown here is the depth of the recess 6 ' in the apex 1 significantly deeper than the depth of the recess 5 ' . The corresponding single-mode fiber with the optical sensor element, for example in the form of an integrated or free-space optical grating or an optical cavity or a surface plasmon sensor, thus extends into the area in which the light of the multimode fiber is coupled out.

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.This enables the local temperature of the apex 1 to measure at the location of the light emission and the temperature of the apex in the area of the coupling with the optical waveguide arrangement 2nd . Alternatively, it is possible to use the single mode fiber 6 to measure the temperature and with the single mode fiber 5 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. Der Apex umschließt die Lichtwellenleiter 4, 5 und 6 hermetisch dicht.In 2nd is a second variant of the apex according to the invention 1 sketched for an optical fiber arrangement, the light 3rd conducts from a proximal end to a distal end. This apex shown here 1 also essentially has a torpedo shape or a cigar shape with a circular profile P on, with only the cut through the plane AA emerging half essays 1 are shown. The apex encloses the optical fibers 4th , 5 and 6 hermetically sealed.

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 ein Prisma mit senkrechten Seitenflächen 10 und ein weiteres Prisma mit senkrechten Seitenflächen 11. Diese sind etwas seitlich zu einer gedachten Achse des aus dem Lichtwellenleiter 4 austretenden Lichts 3 angeordnet und bilden so als Spiegel wirkende Elemente. Diese als Spiegel wirkenden Elemente Prisma 10 und Prisma 11 koppeln das Licht seitlich aus, jedoch mit einer Vorzugsrichtung. Beide Prismen 10 und 11 koppeln dabei je einen Teil des durch die Multimodefaser 4 eigestrahlten Lichts aus, wobei die Anordnung der zwei oder mehr Prismen das Teilverhältnis der Auskopplung der Prismen bestimmt.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 caused no injuries due to its shape. Unlike the apex 1 in 1 the apex outlined here 1 asymmetrically distributed elements, namely a prism with vertical side surfaces 10th and another prism with vertical side faces 11 . These are somewhat to the side of an imaginary axis of the fiber optic 4th emerging light 3rd arranged and thus form elements acting as mirrors. These prism elements acting as mirrors 10th and prism 11 couple the light from the side, but with a preferred direction. Both prisms 10th and 11 couple a part of each through the multimode fiber 4th emitted light, the arrangement of the two or more prisms determining the partial ratio of the coupling of the prisms.

Dieser Apex 1 ist einsetzbar 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 Aussparung 6' in den Apex 1 hinein deutlich tiefer als die Tiefe der Aussparung 5'. Die korrespondierende Singlemodefaser mit dem optischen Sensorelement, zum Beispiel in Form eines integriert oder freiraumoptischen Gitters oder einer optischen Kavität oder eines Oberflächenplasmonensensors, 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.This apex 1 can be used for the treatment of blood vessels, for example the obliteration of veins or the obliteration of vein branches or in urological surgery for the treatment of tumors in the urethra or in the bladder, as well as in the ureters as kidney outflows due to laser-induced apoptosis. In this example, too, the depth of the recess is shown 6 ' in the apex 1 significantly deeper than the depth of the recess 5 ' . The corresponding single-mode fiber with the optical sensor element, for example in the form of an integrated or free-space optical grating or an optical cavity or a surface plasmon sensor, thus extends into the area in which the light of the multimode fiber is coupled out. This enables the local temperature of the apex 1 to measure at the location of the light emission and the temperature of the apex in the area of the coupling with the optical waveguide arrangement 2nd .

Für eine sehr präzise Therapie kann vorgesehen sein, dass die die Anordnung und Größe der optischen Elemente auf der optischen Achse des Apex die Lichtverteilung bestimmt, so dass jedem optischen Element eine bestimmte Lichtmenge / Lichtleistung zugeführt wird. Auch ist es möglich, dass durch einen Lichtmischer am distalen oder am proximalen Ende verschiedene Lichtquellen miteinander kombiniert werden. Dies kann zum Beispiel kurzwelliges Licht sein, um ablative Prozesse im zu behandelnden Gewebe auszulösen und dazu kann langwelliges Licht gemischt werden, um licht- und/oder wärmeinduzierte Apoptoseprozesse im zu behandelnden Gewebe zu induzieren. Eine solche Lichtmischung kann mit sog. „Multimode-Wellenleiter-Combinern“ geschehen.For a very precise therapy it can be provided that the arrangement and size of the optical elements on the optical axis of the apex determine the light distribution, so that a certain amount of light / light output is supplied to each optical element. It is also possible for a light mixer to combine different light sources with one another at the distal or proximal end. This can be, for example, short-wave light in order to trigger ablative processes in the tissue to be treated and long-wave light can also be mixed in order to induce light and / or heat-induced apoptosis processes in the tissue to be treated. Such a light mixing can be done with so-called "multimode waveguide combiners".

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. 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. Der Apex umschließt die Lichtwellenleiter 4, 5 und 6 hermetisch dicht.Alternatively, it is possible to use the single mode fiber 6 to measure the temperature and with the single mode fiber 5 measure another physical parameter, such as pressure or local pH. The apex 1 out 2nd is in 3rd further educated. In 3rd is a third variant of the apex according to the invention 1 sketched for an optical fiber arrangement, the light 3rd conducts from a proximal end to a distal end. This apex shown here 1 also essentially has a torpedo shape or a cigar shape with a circular profile P on, with only the cut through the plane AA emerging half essays 1 are shown. The apex encloses the optical fibers 4th , 5 and 6 hermetically sealed.

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 Prisma 10 und Prisma 11 Licht 3 seitlich mit einer Vorzugsrichtung aus, wobei auch hier wieder das Auskoppelverhältnis des Lichts wahlfrei auf die beiden Prismen 10 und 11 verteilt werden kann Durch die fest stehende Orientierung der Lichtauskopplung im Verhältnis zur abgeknickten, atraumatischen Spitze S ist es leichter, die Vorzugsrichtung des auftretenden 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 Aussparung 6' in den Apex 1 hinein deutlich tiefer als die Tiefe der Aussparung 5'. Die korrespondierende Singlemodefaser mit dem optischen Sensorelement, zum Beispiel in Form eines integriert oder freiraumoptischen Gitters oder einer optischen Kavität oder eines Oberflächenplasmonensensors, 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.What is special about the variant shown here is that the atraumatic tip is asymmetrical and is bent in a preferred direction. This tip shape helps when inserted as a tip of a catheter to be inserted into branches of blood vessels. This apex too 1 couples through elements prism 10th and prism 11 light 3rd laterally with a preferred direction, again the coupling ratio of the light optionally to the two prisms 10th and 11 Can be distributed Due to the fixed orientation of the light decoupling in relation to the bent, atraumatic tip S it is easier to determine the preferred direction of the light at the treatment site. When catheterizing or when using a surgical handpiece, the tip can be fixed in a vascular branch by a corresponding rotational position, in which case the direction of the outcoupled light 3rd is reliably determinable and can therefore be directed specifically at a treatment location by the user. As in the previous embodiments, the depth of the recess is in the example shown here 6 ' in the apex 1 significantly deeper than the depth of the recess 5 ' . The corresponding single-mode fiber with the optical sensor element, for example in the form of an integrated or free-space optical grating or an optical cavity or a surface plasmon sensor, thus extends into the area in which the light of the multimode fiber is coupled out. This enables the local temperature of the apex 1 to measure at the location of the light emission and the temperature of the apex in the area of the coupling with the optical waveguide arrangement 2nd . Alternatively, it is possible to use the single mode fiber 6 to measure the temperature and with the single mode fiber 5 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. Der Apex umschließt die Lichtwellenleiter 4, 5 und 6 hermetisch dicht.In 4th is finally a fourth variant of the apex according to the invention 1 sketched for an optical fiber arrangement, the light 3rd conducts 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 caused no injuries due to its shape. The apex encloses the optical fibers 4th , 5 and 6 hermetically sealed.

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 Sensorelement, zum Beispiel in Form eines integriert oder freiraumoptischen Gitters und/oder einer optischen Kavität und/oder eines Oberflächenplasmonensensors, 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.Here too, only an open half of the apex is used to show the internal structure 1 represented by a cut through the plane AA ( 1 ) would arise. Inside this apex points 1 an axicon structure 12 which produce scattered light by doping with nanoscale, that is to say with a grain size of less than 100 nm. The truncated cone 11 As an axicon structure, the nanoscale particles act as a diffuser 12 . So that the light is evenly scattered, it can be provided that the nanoscale particles have a narrow grain size distribution which, with 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 approximately meant here. Finally, this embodiment also provides 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 one Single-mode fiber with the optical sensor element, for example in the form of an integrated or free-space optical grating and / or an optical cavity and / or a surface plasmon sensor, thus extends into the area in which the light of the multimode fiber is coupled out. This enables the local temperature of the apex 1 to measure at the location of the light emission and the temperature of the apex in the area of the coupling with the optical waveguide arrangement 2nd . Alternatively, it is possible to use the single mode fiber 6 to measure the temperature and with the single mode fiber 5 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. Der Apex umschließt die Lichtwellenleiter 4, 5 und 6 hermetisch dicht.In 5 is a fifth variant of the apex according to the invention 1 sketched for an optical fiber arrangement, the light 3rd from a proximal end PE to a distal end DE directs. 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 caused no injuries due to its shape. The apex encloses the optical fibers 4th , 5 and 6 hermetically sealed.

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 kegel- stumpfes 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 Korn- größenverteilung 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 Sensorelement, zum Beispiel in Form eines integriert oder freiraumoptischen Gitters und/oder einer optischen Kavität und/oder eines Oberflächenplasmonensensors, 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.Here too, only an open half of the apex is used to show the internal structure 1 represented by a cut through the plane AA ( 1 ) would arise. Inside this apex points 1 an axicon structure designed as a hollow body 12 ' on. In contrast to the construction of the fourth variant in 4th creates the otherwise transparent apex in this example 1 by doping with nanoscale, ie with a grain size of less than 100 nm, scattered light particles. The hollow truncated cone 11 the axicon structure designed as a hollow body 12 ' forms for that from the optical fiber 4th at the foot of the truncated cone 11 an inclined entry surface along the outer surface of the truncated cone 11 . At the transition to the endowed apex 1 scatters the light and emerges from the apex 1 out. To ensure that the light is evenly scattered, it can also be provided in this variant that the nanoscale particles have a narrow grain size distribution which, with an assumed Gaussian distribution of the grain size, has a standard deviation of less than 20 nm. In fact, as in the previous example, grain size distributions are distributed differently on an RRSB network. The Gaussian distribution of the grain sizes and the standard deviation are approximately meant here. Finally, this embodiment also provides 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 sensor element, for example in the form of an integrated or free-space optical grating and / or an optical cavity and / or a surface plasmon sensor, thus extends into the area in which the light of the multimode fiber is coupled out. This enables the local temperature of the apex 1 to measure at the location of the light emission and the temperature of the apex in the area of the coupling with the optical waveguide arrangement 2nd . Alternatively, it is possible to use the single mode fiber 6 to measure the temperature and with the single mode fiber 5 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 optisches Sensorelement, zum Beispiel in Form eines optischen Gitters aufweisen, die Temperatur des Apex 1 gemessen wird. Speziell soll damit bei Verwendung von polymeren Materialien oder Ormoceren gesteuert werden, dass die Temperaturen im Apex 1 immer hinreichend weit unter der Schmelztemperatur des entsprechenden Materials bleiben. Dazu wird Licht in die Lichtwellenleiter 5 und 6 gesendet, die durch die temperaturbedingte Veränderung des optischen Sensorelements, zum Beispiel in Form eines integriert oder freiraumoptischen Gitters und/oder einer optischen Kavität und/oder eines Oberflächenplasmonensensors, ein temperaturspezifisches Signal 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 die Laserleistung wirkt.In 6 is a laser unit after all 200 shown which laser light from at least one laser light source LD , here laser diodes, from a proximal end to a distal end. The laser unit points to this 200 a first optical fiber 4th on, and two more optical fibers 5 and 6 that have a corresponding connector V to an optical fiber arrangement 2nd are summarized. The fiber optic arrangement 2nd works together with an apex 1 as a catheter 120 , 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 apply therapeutically. In the laser unit 200 is at least one high-energy laser light source LD arranged using a multimodemixer MMC (English Multi Mode Combiner) the light of at least one high-energy laser light source LD in the optical fiber 4th couples. The lights of different laser light sources can be used LD also have different spectral compositions. Through that in the apex 1 decoupled light 3rd the apex heats up 1 to temperatures up to 1,000 ° C. In order to avoid that the apex burns the patient internally, it is provided that via the optical fiber 5 and 6 that as singlemode fibers SMF are constructed and in the area within the apex have an optical sensor element, for example in the form of an optical grating, the temperature of the apex 1 is measured. Specifically, when using polymeric materials or ormocers, it should be controlled that the temperatures in the apex 1 always remain sufficiently below the melting temperature of the relevant material. To do this, light enters the fiber optic cable 5 and 6 sent a temperature-specific signal to a sensor unit due to the temperature-related change in the optical sensor element, for example in the form of an integrated or free-space optical grating and / or an optical cavity and / or a surface plasmon sensor SE in the laser unit 200 send back. This sensor unit SE is with a control unit RE coupled to the multimodemixer or to the laser light sources LD acts. In this way, one forms closed control loop, namely laser power in the apex 1 is converted into heat, which is sent back to the laser unit based on the measurement of the temperature and acts on the laser power there again via the control unit.

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 shown, having an apex according to the invention 1 , the light 3rd from an optical fiber arrangement 2nd the light 3rd leads to the treatment site. The user guides the surgical handpiece to the application 100 with the apex 1 in a corresponding body cavity, in a cut in the open body or in a vessel where the light 3rd to therapy accordingly emerges. This surgical handpiece is suitable for the therapeutic use 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 to make the apex out, for example 2nd use with the surgical handpiece shown here, for example for 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 dargestellte 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 shown, having an apex according to the invention 1" , the light 3rd from an optical fiber arrangement 2nd the light 3rd 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. The user guides the surgical handpiece to the application 100 with the apex 1" on the patient's eye where the light 3rd for therapy of glaucoma emerges accordingly. The exact application and destination of the high-energy light radiation is left to the therapeutic art of the treating doctor.

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 Potential hat, eine feine Aderwand zu durchbrechen.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 µm, the term "atraumatic" can hardly be used meaningfully, since a tip with this small diameter always has the potential to break through a fine vein wall.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11
Apexapex
1'1'
Apexapex
1"1"
Apexapex
22nd
LichtwellenleiteranordnungOptical fiber arrangement
33rd
Lichtlight
44th
Lichtwellenleiteroptical fiber
4'4 '
AussparungRecess
55
LichtwellenleiteranordnungOptical fiber arrangement
5'5 '
AussparungRecess
66
Lichtwellenleiteroptical fiber
6'6 '
AussparungRecess
1010th
Kegelcone
1111
KegelstumpfTruncated cone
1212
als Diffusor wirkendes Element, Axikonstrukturelement acting as a diffuser, axicon structure
12'12 '
als Hohlkörper ausgebildete Axikonstrukturaxicon structure designed as a hollow body
1313
als Spiegel wirkendes Elementelement acting as a mirror
2020th
koaxialer Lichtwellenleitercoaxial optical fiber
3030th
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
OSOS
optisches Sensorelementoptical sensor element
KK
Körperbody
LDLD
Laserdioden MMC Multimodemischer MMF MultimodefaserLaser diodes MMC Multi-mode mixer MMF Multimode fiber
PP
Profilprofile
PEPE
proximales Endeproximal end
RERE
RegeleinheitControl unit
SS
Spitzetop
SESE
SensoreinheitSensor unit
SMFSMF
SinglemodefaserSingle mode fiber
TFTF
TrägerfaserCarrier fiber
VV
VerbinderInterconnects

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102017104673 [0003]DE 102017104673 [0003]
  • DE 102017111708 [0004]DE 102017111708 [0004]

Claims (17)

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, wobei dieser Licht von mehr als einer Lichtquelle (LD) im Bereich des Behandlungsorts zusammenführt, und wobei - Licht einer ersten Quelle (LD) therapeutisches Licht ist, und - Licht einer zweiten Quelle Licht zur Detektion eines physikalischen Parameters im Bereich des Behandlungsorts ist, und wobei - 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 Sensorelement, beispielsweise in Form eines diffraktiven Elements in Form eines integriert oder freiraumoptischen Gitters oder eine optische Kavität mit mindestens zwei Grenzflächen, zum Beispiel in Form eines Interferometers oder eines polarisationsabhängigen Waveplate-Retarders, und/oder einer Messeinheit für Oberflächenplasmonen gemäß einer Otto- oder Kretschmann-Anordnung und wahlweise kein oder mindestens ein Element ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus - ein als Linse wirkendes refraktives Element, beispielsweise in Form von Volumenstrukturen mit refraktiven Oberflächen, wie z.B. Linse, Prismen, Spiegel oder Kavitäten oder in Form von Axikonstrukturen, wie Kegel (10) oder Kegelstümpfe (11), - ein als Diffusor wirkendes Element (12), - ein als Linse, Spiegel oder Prisma wirkendes reflektives Element (13)-vorhanden ist, wobei - das mindestens eine Sensorelement, beispielsweise in Form eines diffraktiven Elements in Form eines integriert oder freiraumoptischen Gitters oder eine optische Kavität mit mindestens zwei Grenzflächen, zum Beispiel in Form eines Interferometers oder eines polarisationsabhängigen Waveplate-Retarders, und/oder einer Messeinheit für Oberflächenplasmonen gemäß einer Otto- oder Kretschmann-Anordnung und - das wahlweise aus der Gruppe vorhandene Element einzeln oder zusammenwirkend Licht (3) aus dem Apex (1, 1') auskoppeln bzw. zur sensorischen Messeinheit zurückleiten, wobei der Apex die in ihm befindlichen Elemente hermetisch dicht abschließt und einen Flüssigkeitseintritt sicher verhindert.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), this light brings together more than one light source (LD) in the area of the treatment site, and wherein - light from a first source (LD) is therapeutic light, and - light from a second source is light for detecting a physical parameter in the area of the treatment site, and wherein - this brings together more than one optical waveguide (4, 5) with different functions at the treatment site, wherein - a first recess (4 ') for a first optical waveguide (4) is arranged within the apex (1, 1'), and - a second recess (5 ') for a second optical waveguide (5) within the apex (1, 1'), characterized in that within the apex (1, 1 ') - at least one sensor element, for example in the form of a diffractive E. elements in the form of an integrated or free-space-optical grating or an optical cavity with at least two interfaces, for example in the form of an interferometer or a polarization-dependent waveplate retarder, and / or a measuring unit for surface plasmon according to an Otto or Kretschmann arrangement and optionally no or at least an element selected from the group consisting of - a refractive element acting as a lens, for example in the form of volume structures with refractive surfaces, such as, for example, lenses, prisms, mirrors or cavities or in the form of axicon structures, such as cones (10) or truncated cones (11) , - An element (12) acting as a diffuser, - A reflective element (13) acting as a lens, mirror or prism is present, wherein - The at least one sensor element, for example in the form of a diffractive element in the form of an integrated or free-space optical grating or an optical cavity with at least two interfaces, for example el in the form of an interferometer or a polarization-dependent waveplate retarder, and / or a measuring unit for surface plasmon according to an Otto or Kretschmann arrangement and - the element from the group, either individually or in combination, light (3) from the apex (1, 1 ') decouple or return to the sensory measuring unit, the apex hermetically sealing the elements in it and reliably preventing the ingress of liquid. Apex nach Anspruch 1, 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 zur Behandlung von Epilepsie und weiteren neurologischen Applikationen - Laserlicht zur Behandlung der renalen Denervation - Laserlicht zur Behandlung von benignen Schilddrüsenknoten - Laserlicht für die Verödung von Blutgefäßen (BG), oder - Laserlicht zur Behandlung eines Glaukoms, oder - Laserlicht zur Therapie von Tumoren, z.B. im urologischen Bereich, im Bereich der Bauchspeicheldrüse, in der Lunge oder in anderen Bereichen des Körpers - Laserlicht zur Behandlung von Schilddrüsenknoten, - 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 Sensorelement (OS), ausgesucht aus der Gruppe bestehend aus - ein Faser-Bragg-Gitters, und/oder - ein integriert oder freiraumoptischen Gitter und/oder - eine optische Kavität mit mindestens zwei Grenzflächen, zum Beispiel in Form eines Interferometers oder eines polarisationsabhängigen Waveplate-Retarders, und/oder - einer Messeinheit für Oberflächenplasmonen gemäß einer Otto- oder Kretsch mann-Anordn u ng leitet, wobei der zweite Lichtwellenleiter (5) bevorzugt ein Lichtwellenleiter auf Basis einer Singlemodefaser (SMF) ist.Apex after Claim 1 , characterized in that the first recess (4 ') is provided for a first optical waveguide (4) which guides light (3) for the treatment of the animal or human body (K), such as - laser light for the treatment of epilepsy and others neurological applications - laser light for the treatment of renal denervation - laser light for the treatment of benign thyroid nodules - laser light for the obliteration of blood vessels (BG), or - laser light for the treatment of glaucoma, or - laser light for the treatment of tumors, e.g. in the urological area the pancreas, in the lungs or in other areas of the body - laser light for the treatment of thyroid nodules, - laser light for the treatment of coronary total occlusion (CTO), or - laser light for lipolysis, the first optical fiber (4) is preferably an optical waveguide based on a multimode fiber (MMF), and the second recess (5 ') for A second optical waveguide (5) is provided, the light for measuring the temperature and / or the pressure in the area of the apex (1, 1 ') via an optical sensor element (OS), selected from the group consisting of - a fiber Bragg Grating, and / or - an integrated or free-space-optical grating and / or - an optical cavity with at least two interfaces, for example in the form of an interferometer or a polarization-dependent waveplate retarder, and / or - a measuring unit for surface plasmon according to an Otto or Kretsch mann-Anordn u ng conducts, the second optical fiber (5) is preferably an optical fiber based on a single mode fiber (SMF). Apex nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Lichtwellenleiter (5) polarisationserhaltende Eigenschaften aufweist.Apex after Claim 1 or 2nd , characterized in that the second optical waveguide (5) has polarization-maintaining properties. Apex nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 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 Aussparung (5').Apex according to one of the Claims 1 to 3rd , characterized in that at least one further recess (6 ') for a further optical waveguide (6) is arranged within the apex (1, 1'), the further recess (6 ') preferably having a different depth of the apex (1, 1 ') is sufficient as the second recess (5'). Apex nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 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 according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that it has an atraumatic shape, the atraumatic shape preferably having a circular or elliptical profile (P) and preferably has a round, atraumatic distal tip (S). Apex nach Anspruch 5, 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 5 , characterized in that the atraumatic distal tip (S) is angled to simplify an introduction into a branch of the human or animal blood system by twisting. Apex nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass dieser aus einem temperaturstabilen und biokompatiblen Material hergestellt ist, durch direkte Verfahren, wie zum Beispieldurch ein Sol-Gel-Verfahren oder durch 3D-Druck oder durch Laserablation oder durch 2-Photonenabsorption, z.B. in Quarzglas oder aus hoch-temperaturstabilen transparenten Polymeren oder aus Ormoceren, oder der Apex indirekt gefertigt ist über Formeinsätze und Abformverfahren.Apex according to one of the Claims 1 to 6 , characterized in that it is made of a temperature-stable and biocompatible material, by direct processes, such as, for example, by a sol-gel process or by 3D printing or by laser ablation or by 2-photon absorption, for example in quartz glass or from high-temperature stable ones transparent polymers or from Ormoceren, or the Apex is made indirectly via mold inserts and molding processes. Apex nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass dieser einschließlich der enthaltenden optischen Elemente und darin eintretenden Lichtwellenleiter vollkommen geschlossen (hermetisch abgeschlossen) und auch im Kapillarbereich durch monolithische Gestaltung oder durch Verklebung und/oder durch Versiegelung auch der Kapillaren gegenüber Flüssigkeitseintritt gesichert ist, bevorzugt dieser aus mindestens zwei direkt oder durch Abformung gefertigten Einzelteilen zusammengesetzt ist, in welche beim Prozess des Zusammenfügens die vorgesehenen Fasern eingelegt wurden und Apex-Einzelteile und Fasern miteinander verklebt oder thermisch verschweißt sind.Apex according to one of the Claims 1 to 7 , characterized in that it is completely closed (hermetically sealed) including the optical elements it contains and the optical fibers entering it and is also secured in the capillary area by monolithic design or by gluing and / or by sealing the capillaries against liquid entry, preferably from at least two directly or is assembled by molding individual parts, in which the intended fibers were inserted during the process of joining and apex individual parts and fibers are glued together or thermally welded. Apex nach einem der Ansprüche 1 bis 8, 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, die in einem Abstrahlwinkelbereich von 30° bis 360° einstellbar ist, oder - nur axial bezüglich der Längsachse des Apex, so dass sich eine etwa kegelförmige Abstrahlcharakteristik in axialer Richtung ergibt.Apex according to one of the Claims 1 to 8th , characterized in that the various elements (10, 11, 12, 13) couple light (3) - only radially with respect to the longitudinal axis of the apex (1, 1 '), so that there is an annular radiation characteristic, - only laterally with respect to the Uncouple the longitudinal axis of the apex (1, 1 ') so that an approximately cone-shaped radiation pattern is formed in the radial direction, - only radially with respect to the longitudinal axis of the apex (1, 1'), but decouple diffusely, so that a cylindrical radiation characteristic results. which is adjustable in a radiation angle range of 30 ° to 360 °, or - only axially with respect to the longitudinal axis of the apex, so that there is an approximately conical radiation characteristic in the axial direction. Apex nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine als Diffusor wirkende Element (12) nanoskalige Streupartikel (SP) oder Oberflächen 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 according to one of the Claims 1 to 7 , characterized in that the at least one element (12) acting as a diffuser has nanoscale scattering particles (SP) or surfaces whose mean grain size is less than 100 nm, a narrow grain size distribution preferably being provided with a standard deviation of the grain diameter of less than 20 nm. Apex nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die die Anordnung und Größe der optischen Elemente auf der optischen Achse des Apex die Lichtverteilung bestimmt, so dass jedem optischen Element eine bestimmte Lichtmenge / Lichtleistung zugeführt wird.Apex according to one of the Claims 1 to 10th , characterized in that the arrangement and size of the optical elements on the optical axis of the apex determines the light distribution, so that a certain amount of light / light output is supplied to each optical element. Apex nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass durch einen Lichtmischer, wie einem Multimode-Wellenleiter-Combiner am distalen oder am proximalen Ende verschiedene Lichtquellen miteinander kombiniert werden, wo beispielsweise kurzwelliges Licht für ablative Prozesse im zu behandelnden Gewebe eingemischt wird langwelliges Licht eingemischt wird, um licht- und/oder wärmeinduzierte Apoptoseprozesse im zu behandelnden Gewebe zu induzieren.Apex according to one of the Claims 1 to 11 , characterized in that by a light mixer, such as a multimode waveguide combiner, different light sources are combined with one another at the distal or at the proximal end, where, for example, short-wave light is mixed in for ablative processes in the tissue to be treated, long-wave light is mixed in to light and / or to induce heat-induced apoptosis processes in the tissue to be treated. Chirurgisches Handstück (100, 110), aufweisend einen Apex (1, 1', 1") nach einem der Ansprüche 1 bis 8.Surgical handpiece (100, 110), having an apex (1, 1 ', 1 ") according to one of the 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 the 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 the 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 area of the apex (1, 1 ') via the second or further optical waveguide (5, 6), wherein the at least one laser light source (LD) preferably forms a controlled system together with the at least one sensor unit (SE) and a control unit (RE), so that the control unit (RE) controls the radiation power of the at least one laser light source (LD) via feedback from the sensor unit ( SE) regulates. Lasereinheit nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (SE) ein Spektrometer ist, die Licht aus dem zweiten oder weiteren Lichtwellenleiter (5, 6) in seine spektralen Bestandteile zerlegt oder interferometrisch und/oder polarisationsabhängig und/oder intensitätsabhängig auswertet, wobei die Regeleinheit (RE) in Abhängigkeit der für die Messung eines physikalischen Parameters sich ändernden reflektierten Lichtinformationen die Leistung des Laserlichtes der mindestens einen Laserlichtquelle (LD) regelt.Laser unit after Claim 15 , characterized in that the sensor unit (SE) is a spectrometer which decomposes light from the second or further optical waveguide (5, 6) into its spectral components or evaluates it interferometrically and / or polarization-dependent and / or intensity-dependent, the control unit (RE) the power of the laser light of the at least one laser light source (LD) is regulated as a function of the reflected light information that changes for the measurement of a physical parameter. Lasereinheit nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Vorrichtung die Betriebsparameter der Regeleinheit über einen zusammenhängenden Behandlungszeitraum als Mess- und Betriebsprotokoll aufzeichnet und mit einem Zeitstempel versieht, wobei das Mess- und Betriebsprotokoll in Realzeit oder nach abgeschlossener Behandlung mit Hilfe einer digitalen Signatur versehen wird, wahlweise in einer öffentlichen Blockchain zur nichtveränderlichen Dokumentation aufgenommen wird. Laser unit according to one of the Claims 15 or 16 , characterized in that a further device records the operating parameters of the control unit over a coherent treatment period as a measurement and operation protocol and provides a time stamp, the measurement and operation protocol being provided in real time or after treatment has been completed with the aid of a digital signature, optionally in a public blockchain for non-changeable documentation.
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