DE3816456A1 - Device for the surgical removal of material layers - Google Patents
Device for the surgical removal of material layersInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum operativen Abfragen von Materialschichten im Gelenkbereich, insbesondere zum Abtragen von Gewebe, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.The invention relates to a device for operationally querying Material layers in the joint area, in particular for removing Tissue of the type specified in the preamble of claim 1.
Die Vorrichtung nach dem Hauptpatent Nr. ... (P 37 39 385.5-35) wird zum Abtragen von Gewebe, insbesondere von Knorpelgewebe, im Gelenk bereich eingesetzt, insbesondere für arthroskopische Anwendungs fälle. Es handelt sich also um eine "kalte Bearbeitung" ohne traumatische Effekte, da der Laserstrahl mit Hilfe der Lichtfaser direkt an das Knorpelgewebe herangeführt und ohne Anwendung von Druck und ohne Wärmeerzeugung die entsprechende Gewebestelle abge tragen wird. The device according to the main patent No. ... (P 37 39 385.5-35) is for removing tissue, especially cartilage, in the joint used in the field, especially for arthroscopic applications cases. So it is a "cold processing" without traumatic effects since the laser beam with the help of the optical fiber brought directly to the cartilage tissue and without using Pressure and without generating heat the corresponding tissue site will wear.
Es hat sich jedoch nun herausgestellt, daß die Beschränkung der Be nutzung dieser Vorrichtung auf das Abtragen von Gewebe im Gelenk bereich, insbesondere von Knorpelgewebe, aus verschiedenen Gründen ungünstig ist, bspw. wegen der zu geringen Auslastung einer solchen doch recht kostspieligen Apparatur.However, it has now been found that the limitation of loading use of this device for the removal of tissue in the joint area, particularly cartilage, for various reasons is unfavorable, for example because of insufficient utilization of such quite expensive equipment.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum operativen Abtragen von Materialschichten der angegebenen Gattung zu schaffen, die auch auf anderen Operationsgebieten einge setzt werden kann.The invention is therefore based on the object of a device for the operative removal of material layers of the specified To create genus that also turned into other surgical fields can be set.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vor richtung auch für das Abtragen von Knochenzement benutzt wird.This object is achieved in that the front direction is also used for the removal of bone cement.
Bei Knochenzement handelt es sich um ein Material, das insbesonde re bei der Arthroplastie, bspw. bei Hüftgelenk-Prothesen, einge setzt wird. Es ist ein extrem haltbares, widerstandsfähiges Mate rial, das jedoch im Laufe der Zeit starken Beanspruchungen ausge setzt ist, so daß bspw. Hüftgelenk-Prothesen in der Regel nach etwa 10 Jahren ausgewechselt werden müssen. Dann muß die aus Knochenze ment bestehende Prothese entfernt werden, wozu bisher nur mechani sche Hilfsmittel zur Verfügung standen ("Reversion der Arthro plastie").Bone cement is a material that in particular right in arthroplasty, for example in hip prostheses is set. It is an extremely durable, resistant mate rial, which, however, exerted heavy wear over time is set, so that, for example, hip joint prostheses usually after about Must be replaced within 10 years. Then the bone must existing prosthesis are removed, for which only mechanical aids were available ("Reversion of the Arthro plastic ").
Es wurde nun überraschend festgestellt, daß sich auch Knochenzement mittels des von einer Exzimer-Laserquelle erzeugten UV-Laserlichtes schichtweise abtragen läßt, so daß man einerseits sehr gezielt vor gehen kann und sich andererseits die bisher üblichen, sehr aufwen digen und auch anstrengenden mechanischen Bearbeitungen wesentlich vereinfachen lassen.It has now surprisingly been found that there is also bone cement by means of the UV laser light generated by an excimer laser source can be removed in layers, so that on the one hand you can very specifically can go and on the other hand the usual, very expensive and demanding mechanical processing essential simplified.
Die Unterbringung des für solche Operationen erforderlichen lnstru mentariums kann in einem brückenartigen Regal erfolgen, bei dem zwi schen zwei auf Rädern laufenden Seitenwänden ein Oberteil mit Ein schüben für die verschiedenen Geräte und Apparate angeordnet ist. Der Raum unter diesem Oberteil kann als fester Unterbau ausgebil det oder für die Unterbringung der Exzimer-Laserquelle benutzt wer den, die in diesem Fall zweckmäßigerweise ebenfalls auf Rädern ge lagert ist.The placement of the necessary equipment for such operations mentariums can be done on a bridge-like shelf, where two an upper part with a two side walls running on wheels flaps is arranged for the various devices and apparatus. The space under this top part can be used as a solid substructure det or used to accommodate the excimer laser source the, which in this case also conveniently ge on wheels is stored.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen un ter Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigenThe invention is un based on exemplary embodiments ter reference to the accompanying schematic drawings explained. Show it
Fig. 1 den Gesamtaufbau einer Vorrichtung zum Abtragen von Ge webe im Kniegelenk eines Patienten, Fig. 1 shows the overall construction of an apparatus for the removal of Ge tissue in the knee joint of a patient,
Fig. 2 im vergrößerten Maßstab die in das Kniegelenk einführbare Sonde, Fig. 2 in an enlarged scale the insertable into the knee joint probe,
Fig. 3 im vergrößerten Maßstab die Mündungsöffnung der Sonde, Fig. 3 in an enlarged scale the outlet opening of the probe,
Fig. 4 eine Modifikation der Sonde nach den Fig. 2 und 3 mit gebogenem Endstück, Fig. 4 shows a modification of the probe of Figs. 2 and 3 with a curved end piece,
Fig. 5 eine Sonde mit integriertem Spiegel zur Umlenkung des austretenden Laserstrahls, Fig. 5 shows a probe with integrated mirror to deflect the outgoing laser beam,
Fig. 6 im vergrößerten Maßstab die Austrittsöffnung der Sonde mit dem Spiegel nach Fig. 5, Fig. 6 in an enlarged scale the outlet opening of the probe with the mirror of FIG. 5,
Fig. 7 eine Sonde mit einem integrierten Umlenkprisma, Fig. 7 shows a probe with an integrated deflecting prism,
Fig. 8 eine Sonde mit einer integrierten Zylinderlinse, Fig. 8 shows a probe with an integrated cylindrical lens,
Fig. 9 im vergrößerten Maßstab eine andere Ansicht des Austrittsendes der Sonde mit Zylinderlinse, und Fig. 9 on an enlarged scale another view of the exit end of the probe with a cylindrical lens, and
Fig. 10 eine Vorderansicht eines Regals für die Unterbringung
der verschiedenen Instrumente und Apparate.
Fig. 10 is a front view of a shelf for accommodating the various instruments and apparatus.
Die aus Fig. 1 ersichtliche, allgemein durch das Bezugszeichen 10 angedeutete Vorrichtung zum Abtragen von Knorpelgewebe aus dem Kniegelenk, nämlich von beschädigtem oder krankhaft verändertem Meniskus-Gewebe oder aber von Knochenzement, weist eine Exzimer-La serquelle 12 auf, die über eine flexible, aus Quarzglas bestehende Glasfaser 14 mit einer in den Operationsbereich einführbaren Sonde 16 verbunden ist, die noch im einzelnen beschrieben werden soll.The apparent from Fig. 1, indicated generally by the reference numeral 10 for removal of cartilage from the knee joint, namely of damaged or pathologically altered meniscal tissue or bone cement, has an excimer-La serquelle 12 which via a flexible, glass fiber 14 consisting of quartz glass is connected to a probe 16 which can be inserted into the operating area and which will be described in more detail below.
Über die Glasfaser 14 wird also UV-Laserlicht von der Laserquelle 12 in die Sonde 16 eingekoppelt und zu der Operations-Stelle gebracht, wo das Laserlicht, das eine Wellenlänge von etwa 308 nm hat, die Molekülbin dungen des Knorpelgewebes aufbricht, so daß flüchtige Molekülbruch stücke entstehen, die ausgespült werden können.About the glass fiber 14 , UV laser light from the laser source 12 is coupled into the probe 16 and brought to the operation site, where the laser light, which has a wavelength of about 308 nm, breaks up the molecule bindings of the cartilage tissue, so that volatile molecular breakage pieces are created that can be rinsed out.
Auf diese Weise lassen sich beispielsweise Gewebefasern am Rand des Meniskus aber auch beschädigtes Knorpelgewebe schichtweise abtragen, da das Laserlicht nur eine Eindring- und damit Wirktiefe von etwa 5 ± hat.In this way, for example, fabric fibers on the edge of the Remove the meniscus but also damaged cartilage tissue in layers, as the laser light only has a penetration and therefore effective depth of about 5 ± Has.
In gleicher Weise kann auch Knochenzement, wie er bei der Arthroplastie verwendet wird, entfernt werden.In the same way, bone cement can also be used, as is the case with arthroplasty is used to be removed.
Die Einführung der Sonde 16 in das Kniegelenk 18 des auf einem Opera tionstisch 22 liegenden Patienten wird mittels eines Arthroskopes 20 überwacht, das ebenfalls in das Kniegelenk 18 eingeführt wird und einerseits Beleuchtungslicht zur Operationsstelle bringt und anderer seits die Operationsstelle in vergrößertem Maßstab auf einem Monitor 24 darstellt.The introduction of the probe 16 into the knee joint 18 of the patient lying on an operating table 22 is monitored by means of an arthroscope 20 , which is also inserted into the knee joint 18 and on the one hand brings illuminating light to the operation site and on the other hand the operation site on an enlarged scale on a monitor 24 represents.
Fig. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab den Endbereich der Sonde 16, die einen Durchmesser von etwa 1 bis 3 mm hat und ein Rohr 26 aus einem widerstandsfähigen Material, insbesondere Metall oder Kunststoff, auf weist, in dem sich die Glasfaser 14 befindet. Die Auswahl des geeig neten Materials für das Rohr 26 hängt von der Anwendungsart ab, wobei sich bei der Ausgestaltung als Wegwerfartikel ein entsprechender Kunst stoff empfiehlt. Fig. 2 shows on an enlarged scale the end region of the probe 16 , which has a diameter of about 1 to 3 mm and has a tube 26 made of a resistant material, in particular metal or plastic, in which the glass fiber 14 is located. The selection of the suitable material for the tube 26 depends on the type of application, a suitable plastic being recommended in the design as a disposable article.
Zwischen der Lichtfaser 14 und dem Rohrmantel 26 erstreckt sich ein schematisch angedeuteter Ringspalt 28, durch den eine Spülflüssigkeit geleitet werden kann, die am rechten Ende der Sonde 16 nach Fig. 2 zusammen mit dem Laserlicht in Richtung der Pfeile austritt.Extending between the optical fiber 14 and the tubular jacket 26 is a schematically indicated annular gap 28 through which a flushing liquid can be passed, which emerges at the right end of the probe 16 according to FIG. 2 together with the laser light in the direction of the arrows.
Fig. 3 zeigt in vergrößertem Maßstab den Mündungsbereich der Sonde 16 mit dem Ringspalt 28 für die Spülflüssigkeit und die Glasfaser 14 mit der durch Pfeile angedeuteten Austrittsrichtung des Laserstrahls. Fig. 3 shows in enlarged scale the mouth region of the probe 16 with the annular space 28 for the washing liquid and the glass fiber 14 with the direction indicated by arrows exit direction of the laser beam.
Fig. 4 zeigt eine Variante der Sonde 16, bei der das Endstück 30 des Rohres 26 und damit der Glasfaser 14 abgebogen ist. Der Biegeradius r des Endbereiches 30 liegt im Bereich von 0,5 bis 2,0 cm, wobei berück sichtigt werden muß, daß es bei einer zu starken Verformung der Glas faser 14 in diesem Bereich unter dem Einfluß des Laserlichtes leicht zu einer Beschädigung der empfindlichen Glasfaser 14 kommen kann. Fig. 4 shows a variant of the probe 16 , in which the end piece 30 of the tube 26 and thus the glass fiber 14 is bent. The bending radius r of the end region 30 is in the range from 0.5 to 2.0 cm, it must be taken into account that if the glass fiber 14 is deformed too severely in this region, under the influence of the laser light, it is easy to damage the sensitive ones Glass fiber 14 can come.
Fig. 5 zeigt im vergrößerten Maßstab eine Variante des Endbereiches der Sonde 16, bei der die Strömungsrichtung der Spülflüssigkeit in dem Ringspalt 28 durch Pfeile angedeutet ist. Bei dieser Ausführungsform endet die Glasfaser 14 kurz vor dem Ende des Rohres 26, in das ein Umlenkspiegel 32, integriert ist. Das aus der Stirnfläche der Glasfaser 14 austretende Laserlicht verbreitert sich also kegelförmig und trifft auf den Umlenkspiegel 32, der es gemäß der Darstellung in Fig. 5 senk recht nach unten richtet, so daß das Laserlicht über eine Öffnung 34 in der Rohrwand aus dem Rohr 26 austreten kann. Durch diese Öffnung 24 verläßt auch die Spülflüssigkeit das Rohr 26. Fig. 5 is an enlarged scale a variant of the end portion of the probe 16, in which the flow direction of the flushing fluid is indicated in the annular gap 28 by arrows. In this embodiment, the glass fiber 14 ends shortly before the end of the tube 26 , in which a deflecting mirror 32 is integrated. The laser light emerging from the end face of the glass fiber 14 thus widens in a conical shape and strikes the deflecting mirror 32 , which, as shown in FIG. 5, directs it vertically downward, so that the laser light exits the tube 26 through an opening 34 in the tube wall can leak. The rinsing liquid also leaves the pipe 26 through this opening 24 .
Fig. 6 zeigt im vergrößerten Maßstab den Umlenkspiegel 32, der an seinen Enden durch einen Kleber 36 mit dem Rohr 26 verbunden ist. Der Spiegel 32 ist mit einer dielektrischen Verspiegelung versehen, die das UV-Laserlicht mit der Wellenlänge von etwa 308 nm reflektiert. Diese dielektrische Verspiegelung ist in Fig. 6 durch das Bezugszeichen 38 angedeutet. Fig. 6 shows on an enlarged scale the deflecting mirror 32 , which is connected at its ends by an adhesive 36 to the tube 26 . The mirror 32 is provided with a dielectric mirroring, which reflects the UV laser light with a wavelength of approximately 308 nm. This dielectric mirroring is indicated in FIG. 6 by the reference symbol 38 .
Der Krümmungsradius des Umlenkspiegels 32 liegt im Bereich von 0,2 bis 2,0 cm. The radius of curvature of the deflecting mirror 32 is in the range from 0.2 to 2.0 cm.
Wird ein sphärischer Spiegel verwendet, so kann ein runder Schnitt erzielt werden, während ein ebenfalls prinzipiell möglicher astig matischer Spiegel zu einem Linienschnitt führt.If a spherical mirror is used, a round cut can be made can be achieved while a knotty also possible in principle mat mirror leads to a line cut.
Fig. 7 zeigt eine Variante, bei der in das Ende des Rohres 26 ein aus Quarz bestehendes Umlenkprisma 39 integriert ist. Dabei sorgt die über den Ringspalt 28 erfolgende Spülung mit der Salzlösung für einen reflexionsfreien Übergang des Laserlichtes von der Lichtfaser 14 in das Umlenkprisma 39. Die Reflexionsfläche des Umlenkprismas 39 kann sphä risch oder astigmatisch geschliffen werden, um eine runde oder lineare Fokussierung zu erhalten. FIG. 7 shows a variant in which a deflection prism 39 consisting of quartz is integrated into the end of the tube 26 . The rinsing with the salt solution via the annular gap 28 ensures a reflection-free transition of the laser light from the optical fiber 14 into the deflection prism 39 . The reflection surface of the deflecting prism 39 can be ground spherically or astigmatically in order to obtain a round or linear focusing.
Die Fig. 8 und 9 zeigen schließlich eine Ausführungsform, bei der die Glasfaser 14 in der Sonde 16 kurz vor der Mündungsöffnung des Rohres 26 endet, so daß sich das aus der Stirnfläche der Glasfaser 14 austretende UV-Laserlicht kegelförmig zur Mündungsöffnung hin verbreitert. In die Mündungsöffnung des Rohres 26 ist eine Zylinderlinse 40 integriert, die eine Brennweite von 0,2 bis 1 cm und eine Länge von etwa 3 bis 5 mm hat.So that the light emerging from the end face of the optical fiber 14 UV laser light broadens the Fig. 8 and 9, finally, show an embodiment in which the optical fiber 14 terminates in the probe 16 just before the mouth of the tube 26 tapered to the mouth opening. A cylindrical lens 40 is integrated into the mouth opening of the tube 26 and has a focal length of 0.2 to 1 cm and a length of approximately 3 to 5 mm.
Wie man aus dem Querschnitt nach Fig. 9 erkennt, ist in einer Richtung der Endbereich des Rohres 26 etwas erweitert um die gesamte Länge von 3 bis 5 mm der Zylinderlinse 40 aufnehmen zu können.As can be seen from the cross section according to FIG. 9, the end region of the tube 26 is somewhat expanded in one direction in order to be able to accommodate the entire length of 3 to 5 mm of the cylindrical lens 40 .
Bei allen Ausführungsformen besteht die Glasfaser 14 aus einer Quarz faser mit einem Durchmesser von 0,5 bis 1,5 mm aus einem Quarzmaterial, das bei der hier interessierenden Wellenlänge von 351 nm, 308 nm, 248 nm oder 193 nm keine Absorption zeigt.In all embodiments, the glass fiber 14 consists of a quartz fiber with a diameter of 0.5 to 1.5 mm from a quartz material which shows no absorption at the wavelength of interest here of 351 nm, 308 nm, 248 nm or 193 nm.
Die beschriebene Glasfaser 14 kann durch ein Linsensystem mit vielen kleinen Linsen aus Magnesiumfluorid (MgF2) Calziumfluorid oder Saphir ersetzt werden.The described glass fiber 14 can be replaced by a lens system with many small lenses made of magnesium fluoride (MgF 2 ) calcium fluoride or sapphire.
Um bei der Ausführungsform nach Fig. 4 die Glasfaser 14 in der gebo genen Lage zu halten, kann sie im Endbereich 30 von einer Formverstei fung umgeben sein, nämlich einer Drahtwendel oder einem Drahtgeflecht. In order to keep the glass fiber 14 in the bent position in the embodiment according to FIG. 4, it can be surrounded in the end region 30 by a shape reinforcement, namely a wire helix or a wire mesh.
Fig. 10 zeigt eine Vorderansicht eines brückenartigen Regals 50 für die Unterbringung der verschiedenen Instrumente und Apparate. Dieses Regal 50 weist zwei auf Rollen 52 laufende Seitenwände 54 auf, die an ihrem oberen Ende durch eine Abdeckplatte 56 fest miteinander verbunden sind. Fig. 10 shows a front view of a bridge-like shelf 50 for accommodating the various instruments and apparatus. This shelf 50 has two side walls 54 running on rollers 52 , which are firmly connected to one another at their upper end by a cover plate 56 .
Zwischen den oberen Bereichen der beiden Seitenwände 54 und der Ab deckplatte 56 ist ein fester Einbau für die verschiedenen Apparate und Instrumente einschließlich der Lichtquelle, der Kamera und dem Moni tor, wie sie bei arthroskopischen Operationen verwendet werden, vorge sehen. Auch weitere Instrumente, ein als "Shaver" bezeichneter Fräser oder eine Aufzeichnungseinrichtung (recorder) können dort untergebracht werden.Between the upper regions of the two side walls 54 and from the cover plate 56 , a fixed installation for the various apparatus and instruments including the light source, the camera and the monitor, as used in arthroscopic operations, is provided. Other instruments, a milling cutter called a "shaver" or a recording device (recorder) can also be accommodated there.
Die einzelnen Geräte oder Einschübe können bspw. auf Profilschienen verschiebbar in dem Oberteil geführt sein, das eine Art Brückenaufsatz bildet, so daß der Raum zwischen den beiden Seitenwänden 54 unter die sem Aufsatz frei ist. Dieser Raum kann entweder durch einen festen Un terbau ausgefüllt oder gemäß der Darstellung in Fig. 10 für die Unter bringung der ebenfalls auf Rollen 60 gelagerten, fahrbaren Exzimer- Laserquelle 58 genutzt werden.The individual devices or inserts can, for example, be slidably guided in the upper part, which forms a kind of bridge attachment, so that the space between the two side walls 54 is free under this attachment. This space can either be filled by a fixed substructure or, as shown in FIG. 10, can be used to accommodate the mobile excimer laser source 58 , which is also mounted on rollers 60 .
An den Seitenwänden 54 sind über eine Art "Galgen" 62 Gefäße 64 für bei der Operation benötigte Flüssigkeiten aufgehängt.On the side walls 54 62 vessels 64 for liquids required for the operation are suspended via a type of "gallows".
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ID=25862005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE3816456A Ceased DE3816456A1 (en) | 1987-11-20 | 1988-05-13 | Device for the surgical removal of material layers |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3816456A1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992008427A2 (en) * | 1990-11-07 | 1992-05-29 | Premier Laser Systems, Inc. | Laser surgical probe |
| US5688261A (en) * | 1990-11-07 | 1997-11-18 | Premier Laser Systems, Inc. | Transparent laser surgical probe |
| US5722970A (en) * | 1991-04-04 | 1998-03-03 | Premier Laser Systems, Inc. | Laser surgical method using transparent probe |
| US11202674B2 (en) | 2018-04-03 | 2021-12-21 | Convergent Dental, Inc. | Laser system for surgical applications |
-
1988
- 1988-05-13 DE DE3816456A patent/DE3816456A1/en not_active Ceased
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992008427A2 (en) * | 1990-11-07 | 1992-05-29 | Premier Laser Systems, Inc. | Laser surgical probe |
| WO1992008427A3 (en) * | 1990-11-07 | 1992-09-03 | Premier Laser Systems Inc | Laser surgical probe |
| US5688261A (en) * | 1990-11-07 | 1997-11-18 | Premier Laser Systems, Inc. | Transparent laser surgical probe |
| US6620154B1 (en) | 1990-11-07 | 2003-09-16 | Lares Research | Laser surgical probe |
| US5722970A (en) * | 1991-04-04 | 1998-03-03 | Premier Laser Systems, Inc. | Laser surgical method using transparent probe |
| US11202674B2 (en) | 2018-04-03 | 2021-12-21 | Convergent Dental, Inc. | Laser system for surgical applications |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| AF | Is addition to no. |
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