DE602004012373T2

DE602004012373T2 - Optische Faser für eine Laservorrichtung mit einem verbesserten Streukern und seine Herstellungsmethode

Info

Publication number: DE602004012373T2
Application number: DE602004012373T
Authority: DE
Inventors: Scott A. Cincinnati Nield; Jane A. Cincinnati Sheetz
Original assignee: Ethicon Endo Surgery Inc
Current assignee: Ethicon Endo Surgery Inc
Priority date: 2003-12-19
Filing date: 2004-12-17
Publication date: 2009-03-12
Anticipated expiration: 2024-12-18
Also published as: AU2004236132A1; JP2005237949A; US7063695B2; EP1544649B1; EP1544649A1; CA2489892A1; US20050137587A1; DE602004012373D1

Description

AUSGANGSSITUATION DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen eine optische Faser für eine Laservorrichtung und genauer eine optische Faser mit einer verbesserten Diffusor- bzw. Streueinrichtungskonfiguration an ihrem distalen Ende zum Erfüllen der Doppelfunktion des Streuens von Licht und des Bereitstellens eines Temperatursignals.
Gegenwärtig verwenden Chirurgen medizinische Instrumente, die Lasertechnologie einschließen, bei der Behandlung von benigner Prostatahyperplasie, für gewöhnlich auch als BPH bezeichnet. BPH ist ein Zustand einer vergrößerten Vorsteherdrüse, bei dem die Größe einer solche Drüse, die BPH aufweist, typischerweise auf ca. das Zwei- bis Vierfache anwächst. Die Laserenergie, die die Chirurgen zur Behandlung dieses Zustandes verwenden, wird von einer optischen Faser geliefert, die zur radialen Verteilung des Lichts auf voraussagbare und gesteuerte Weise fähig sein muß. Während des Verlaufs solcher Behandlungen ist die Temperatur des Gewebes, das behandelt wird, ein sehr wichtiger Parameter. So besteht zum Beispiel eine aktuelle Empfehlung für die Bildung von Läsionen in der Vorsteherdrüse als Behandlung von BPH darin, ein geringes Gewebevolumen über einen bestimmten Zeitraum in Abhängigkeit von der Faser- und Laserkonstruktion auf 85°C zu erwärmen. Es ist einsehbar, daß die Erwärmung des Gewebes auf eine geringere Temperatur zu einer unvollständigen Läsionsbildung führt, während die Erwärmung des Gewebes auf eine höhere Temperatur eine übermäßige Beschädigung des Gewebes verursachen kann. Demgemäß ist die Fähigkeit zur genauen Messung der Temperatur der Spitze der optischen Faser während der Behandlung von größter Wichtigkeit.
Es versteht sich, daß es mehrere bekannte Wege des Erfüllens der Temperaturüberwachungsfunktion für ein Lasersystem gibt. Ein Lösungsansatz ist in Laserbehandlungssystemen verwendet worden, die als „Indigo 830e Laseroptic Treatment System" und „Indigo Optima Laseroptic Treatment System" bekannt sind, beide hergestellt von Ethicon EndoSurgery, Inc. aus Cincinnati, Ohio, an die die Rechte an der vorliegenden Erfindung abgetreten wurden. Verfahren der Bereitstellung einer optischen Faser mit einem Diffusor- bzw. Streuende sind in dem US-Patent 6,522,806 an James, IV et al., dem US-Patent 6,361,530 an Mersch und dem US-Patent 5,946,441 an Esch offenbart. Jedes dieser Verfahren verwendet das Prinzip des Sichstützens auf die Temperaturabhängigkeit der Fluoreszenzreaktion eines Materialkörpers an der Faserspitze auf einen optischen Stimulus, beschrieben in den US-Patenten 5,004,913 und 4,708,494 an Kleinerman. Genauer gesagt verursacht ein Pumpenergieimpuls einen Fluoreszenzimpuls in einem Alexandritkörper, der um ein Zeitintervall verzögert ist, das einer Temperatur des Materials entspricht.
Außerdem offenbart US 2002/045922 ein Verfahren zur steuerbaren Erwärmung des Anulus einer Bandscheibe. Das Verfahren beinhaltet die Bildung eines Zugangskanals durch den Anulus, die Einführung einer Lichtquelle in die Bandscheibe und die Aktivierung der Lichtquelle zum Emittieren von diffusem Licht. Die Temperatur des Gewebes in der Nähe der Lichtquelle wird optisch gemessen, und die Intensität des von der Quelle emittierten Lichts wird gemäß der gemessenen Temperatur modifiziert. Dagegen offenbart DE 41 379 83 eine Applikatorvorrichtung für Laserstrahlung, wobei das Ende des strahlungsleitenden Lichtwellenleiters dem zu behandelnden Objekt zugewandt ist und in einer röhrenartigen Hülse montiert ist, die geschlossen und an dem Ende für die Laserstrahlung transparent ist. Das Ende der Hülse und/oder das Ende des Lichtwellenleiters ist/sind mit einer Streuvorrichtung versehen, die ein Streuvolumen einschließt. Zu diesem Zweck ist die Anwendung des Streumediums an die konkrete Anforderung anpaßbar.
Aus jedem der obenerwähnten Patente ist ersichtlich, daß der Körper aus einer ausgehärteten Mischung aus Alexandritteilchen und einem optischen Kleber, der am Platz ausgehärtet wird, zusammengesetzt ist. Die gegenwärtige Herstellung und Montage solcher Körper wird als kompliziert und langwierig betrachtet. In einem beispielhaften Prozeß werden die Körper batchweise gebildet, indem gemahlenes Alexandrit in mehrere winzige Hohlräume in einer Form, die auf einer Rüttelplatte plaziert ist, gestreut wird. Die Alexandritteilchen werden dann mit einem optischen Ankopplungskleber bedeckt, woraufhin ein Vakuum erzeugt und die Mischung innerhalb der Form unter Verwendung von Wärme oder ultraviolettem Licht ausgehärtet wird. Die Körper werden dann als Batch aus der Form entnommen und während der Montage einzeln in die distale Hülsenspitze eingebracht und gegen das Ende des faseroptischen Glases plaziert.
Zwar sind verschiedene Verbesserungen an dem grundlegenden Körperherstellungsprozeß vorgenommen worden, doch beruhen diese alle darauf, daß der Körper eine Mischung aus Alexandrit und Kleber ist, und haben daher ähnliche Nachteile. Ein Nachteil besteht darin, daß ein Teil der schließlich geformten Konfiguration als struktureller Träger verwendet wird, was zu einer beträchtlichen Vergeudung des teuren Alexandritmaterials führt. Der Herstellungsprozeß wird als übermäßig lang betrachtet und erfordert den Einsatz spezialisierter Geräte und besonders gut ausgebildeter Bediener. Außerdem wird das Verhältnis des Alexandrits zu dem ultravioletten Bindemittel (d. h., seine Konzentration) in jedem einzelnen Hohlraum der Körperform nicht genau gesteuert, was zu einer Schwankung der Körperzusammensetzung und ihrer resultierenden Leistungsfähigkeit führt. Es versteht sich auch, daß die Montage des Körpers innerhalb der distalen Spitze der optischen Faser schwierig ist, da der Körper unidirektional ist, die Größe der Bestandteile in der optischen Faser äußerst gering ist, eine direkte Sichtbarmachung nicht möglich ist und weder eine mechanische Positionierung noch eine endgültige mechanische feste Zusammenfügung zwischen den Bestandteilen bereitgestellt ist.
In einer alternativen Variante des gegenwärtigen Herstellungsprozesses kann eine ungehärtete Mischung aus Alexandrit und Kleber direkt auf das Ende der Faser aufgebracht und am Platz ausgehärtet werden. Das kann dadurch erreicht werden, daß die Mischung innerhalb des Schlauches direkt auf das Ende des Glaskerns abgegeben wird, sie in eine Hülse oder einen anderen Träger eingebracht und die Hülse versiegelt wird oder das Kernende in den Kleber und dann in die Alexandritteilchen eingetaucht wird. Es hat sich jedoch in diesem Prozeß herausgestellt, daß das Aufbringen einer gleichmäßigen Menge der Mischung an der richtigen Stelle auf Produktionsbasis schwer zu erreichen und zu überwachen ist.
Somit wäre es angesichts des bisher Dargelegten wünschenswert, einen Körper sowie ein Verfahren zur Herstellung und Montage eines solchen Körpers in einer optischen Faser zu entwickeln, der bzw. das die Nachteile überwindet, die mit der Alexandrit- und Kleberzusammensetzung und den Herstellungsprozessen, die hierin beschrieben werden, verknüpft sind. Es ist auch wünschenswert, daß ein solcher Körper das Zentrieren des Körpers auf der distalen Seite der optischen Faser und das Gewährleisten des Kontakts zwischen der Kernfaser und einer Außenhülse unterstützen würde, wodurch die Doppelfunktion der Lichtstreuung und des Abfühlens der Temperatur optimiert wird. Ferner ist es höchst wünschenswert, daß das lichtstreuende Material und die Hülse des Streuabschnitts einer solchen optischen Faser als Einheit ausgebildet werden. In einer alternativen Konfiguration wäre es wünschenswert, daß der separate Körper von der optischen Faser entfernt und durch einen Spitzendiffusor bzw. Spitzenstreueinrichtung mit Lichtstreu- und Temperaturmeßfähigkeiten ersetzt wird, der/die an das distale Ende der optischen Faser montierbar ist.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In einer ersten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird eine optische Faser für eine Laservorrichtung mit einer Lichtenergiequelle offenbart, wobei die optische Faser ein proximales Ende in Verbindung mit der Lichtquelle und einen Streuabschnitt, der an einem Behandlungsort positionierbar ist, aufweist. Die optische Faser schließt ein: einen Kern mit einem proximalen Abschnitt, einem distalen Abschnitt und einer distalen Seite in der Nähe des Streuabschnitts der optischen Faser; eine Ummantelungsschicht, die den Kern von dem proximalen Abschnitt des Kerns zu einem Punkt benachbart zu dem distalen Abschnitt des Kerns radial umgibt; eine Schicht aus optischem Ankopplungsmaterial, das zumindest einen Teil des distalen Abschnitts des Kerns radial umgibt; einen geformten Körper, der ein lichtstreuendes Material aus Fluorpolymer enthält, das darin benachbart zu der distalen Seite des Kerns und zu einem distalen Ende der optischen Ankopplungsschicht positioniert ist, wobei das lichtstreuende Material bei Stimulation durch Licht in einer temperaturabhängigen Weise fluoresziert; und eine Hülse, die die Ummantelungsschicht, die optische Ankopplungsschicht und den Körper radial umgibt, wobei die Hülse im wesentlichen aus einem Fluorpolymer besteht, wobei das Material der Hülse geschmolzen und mit dem Material des Körpers verbunden ist.
In einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines verbesserten Streuabschnitts einer optischen Faser für eine Laservorrichtung offenbart, wobei die optische Faser einen Kern mit einem proximalen Abschnitt, einem distalen Abschnitt und einer distalen Seite einschließt. Das Verfahren schließt die folgenden Schritte ein: Bereitstellen einer Hülse, die den Kern radial so umgibt, daß sich ein Stück der offenen Hülse in einem vorab festgelegten Ausmaß über den distalen Abschnitt des Kerns hinaus erstreckt, wobei die Hülse im wesentlichen aus einem Fluorpolymer besteht; Formen eines lichtstreuenden Materials aus einem Fluorpolymer zum Bilden eines Körpers, wobei das lichtstreuende Material bei Stimulation durch Licht in einer temperaturabhängigen Weise fluoresziert; Einsetzen des Körpers in das Stück der offenen Hülse derart, daß er benachbart zu der distalen Seite des Kerns positioniert wird; und Ausbilden des Stückes der offenen Hülse zu einer Eindringspitze mit einer vorab festgelegten Geometrie; und wobei das Material der Hülse geschmolzen und mit dem Material des Körpers verbunden wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Ansicht eines zur Durchführung von medizinischen Verfahren verwendeten Lasersystems, das die erfindungsgemäße optische Faser einschließt;
2 ist eine vergrößerte Teilschnittansicht der in 1 dargestellten optischen Faser, bei der die Eindringspitze nicht ausgebildet worden ist;
3 ist eine vergrößerte Teilschnittansicht der in 1 und 2 dargestellten optischen Faser, bei der die Eindringspitze ausgebildet worden ist;
4 ist eine vergrößerte Schnittansicht des in 2 und 3 dargestellten Körpers in der optischen Faser;
5 ist eine vergrößerte Schnittansicht einer ersten alternativen Ausführungsform des in 2 und 3 dargestellten Körpers;
6 ist eine vergrößerte Schnittansicht einer zweiten alternativen Ausführungsform des in 2 und 3 dargestellten Körpers;
7 ist eine vergrößerte Schnittansicht des in 4 dargestellten Körpers einschließlich einer in einem Ende desselben ausgebildeten Einrichtung zur Kopplung mit einem von demselben beabstandeten Montagewerkzeug;
8 ist eine vergrößerte Schnittansicht des in 4 dargestellten Körpers einschließlich einer alternativen, in einem Ende desselben ausgebildeten Einrichtung zur Kopplung mit einem von demselben beabstandeten Montagewerkzeug;
9 ist eine vergrößerte Teilschnittansicht einer beispielhaften, in 1 bis 3 dargestellten optischen Faser, bei der sich ein Spitzendiffusor bzw. eine Spitzenstreueinrichtung in einer demontierten Stellung befindet und die Eindringspitze nicht ausgebildet worden ist;
10 ist eine vergrößerte Teilschnittansicht der in 9 dargestellten optischen Faser, bei der sich der Spitzendiffusor in der montierten Stellung befindet und die Eindringspitze ausgebildet worden ist;
11 ist eine vergrößerte Teilschnittansicht einer alternativen beispielhaften, in 1 bis 3 dargestellten optischen Faser, bei der sich ein Spitzendiffusor bzw. eine Spitzenstreueinrichtung in der montierten Stellung befindet und die Eindringspitze ausgebildet worden ist;
12 ist eine vergrößerte Teilschnittansicht einer anderen alternativen beispielhaften, in 1 bis 3 dargestellten optischen Faser, bei der sich ein Spitzendiffusor bzw. eine Spitzenstreueinrichtung, der einen ringförmigen Abschnitt aus einem lichtstreuenden Material und dem Hülsenmaterial einschließt, in der montierten Stellung befindet und die Eindringspitze ausgebildet worden ist; und
13 ist eine vergrößerte Teilschnittansicht einer anderen alternativen beispielhaften, in 1 bis 3 dargestellten optischen Faser, bei der sich ein Spitzendiffusor bzw. eine Spitzenstreueinrichtung, der einen ringförmigen Körper aus einem lichtstreuenden Material einschließt, in der montierten Stellung befindet und die Eindringspitze ausgebildet worden ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nun soll ausführlich auf die Zeichnungen Bezug genommen werden, wobei identische Bezugszeichen in allen Figuren die gleichen Elemente bezeichnen. 1 stellt schematisch ein medizinisches Instrument 10 zum Streuen von Licht aus einer optischen Faser 12 dar. Das medizinische Instrument 10 schließt eine Lichtenergiequelle 14 ein, die vorzugsweise ein Laser ist. Die optische Faser 12 ist über ein Anschlußteil 16, das in einer Anschlußöffnung 18, die zu einem Streuabschnitt 20 der optischen Faser 12 führt, befestigt ist, an die Lichtenergiequelle 14 angeschlossen. Ein typisches Anschlußteil und eine typische Anschlußöffnung dieser Art, die für das medizinische Instrument 10 verwendbar sind, ist der Optima-Laser, der durch Ethicon Endo-Surgery in Cincinnati, Ohio, vertrieben wird. Es versteht sich, daß die optische Faser 12 mit dem befestigten Anschlußteil 16 getrennt von der Lichtenergiequelle 14 als optische Faserbaugruppe bereitgestellt und vertrieben werden kann.
Genauer gesagt schließt die optische Faser 12 ein proximales Ende 22 in Verbindung mit der Lichtenergiequelle 14 ein, das Licht zu einem distalen Ende 24 weiterleitet, das den Streuabschnitt 20 einschließt, der zum Streuen von Licht an einem Behandlungsort verwendet wird. Die optische Faser 12 schließt ferner eine Mehrzahl von montierten Bestandteilen ein, die sie in die Lage versetzen, auf eine beabsichtigte Weise, zum Beispiel im Falle der Behandlung von BPH, zu funktionieren. Aus 2 und 3 ist ersichtlich, daß die optische Faser 12 einen Kern 26 einschließt, der sich im wesentlichen durch das Zentrum der optischen Faser 12 erstreckt. Der Kern 26, der typischerweise aus Quarzglas gefertigt ist, hat einen proximalen Abschnitt 28 in Verbindung mit der Lichtenergiequelle 14 und leitet Licht zu einem distalen Abschnitt 30 weiter, der sich innerhalb des Streuabschnitts 20 befindet. Es versteht sich, daß der distale Abschnitt 30 eine distale Seite 32 einschließt. Auf diese Weise streut der Streuabschnitt 20 die von dem proximalen Abschnitt 28 empfangene Lichtenergie. Eine Ummantelungsschicht 34 ist vorzugsweise so bereitgestellt, daß sie den Kern 26 von dem proximalen Abschnitt 28 des Kerns zu einem Punkt benachbart zu dem distalen Abschnitt 30 des Kerns radial umgibt. Die Ummantelungsschicht 34, die den Kern 26 dadurch schützt, daß sie ihm mechanischen Halt verleiht, hat vorzugsweise einen geringeren Brechungsindex als das für die Herstellung des Kerns 26 verwendete Material, so daß sie das radiale Austreten des durch die optische Faser 12 weitergeleiteten Lichts aus dem Kern 26 eindämmt oder blockiert.
Die optische Faser 12 schließt ferner eine Schicht 36 aus optischem Ankopplungsmaterial ein, das vorzugsweise zumindest einen Teil 38 des distalen Abschnitts 30 des Kerns und möglicherweise einen Teil der Ummantelungsschicht 34 radial umgibt. Beispielhafte optische Ankopplungsmaterialien schließen ein: XE5844 Silikon, hergestellt von General Electric Company, UV50 Klebstoff, erhältlich von Chemence, Incorporated, Alpharetta, Georgia, und medizinischer Kleber 144-M, erhältlich von Dymax, Torrington, CT. Die optische Ankopplungsschicht 36 hat vorzugsweise einen höheren Brechungsindex als der Kern 26, so daß Licht aus dem Kern 26 austritt.
In der in 2 und 3 dargestellten Ausführungsform der Erfindung streut ein Körper 40, der benachbart zu der distalen Seite 32 positioniert ist, Licht durch den Kern 26 zurück und erhöht dadurch die Intensität des Lichts in dem Streuabschnitt 20. Der Körper 40 ist vordem, wie hierin bereits erörtert worden ist, im wesentlichen aus einem lichtstreuenden Material und einem Kleber zusammengesetzt gewesen. Typische streuende Materialien haben Aluminiumoxid, Titandioxid und Diamantstaub eingeschlossen, doch hat sich Alexandrit als ein bevorzugtes Material herausgestellt. Der Grund dafür ist, daß Alexandrit nicht nur die Funktion des Streuens von Licht erfüllen kann, sondern auch, bei Stimulation durch Licht einer vorab festgelegten Wellenlänge, eine temperaturabhängige optische Fluoreszenzabklingrate aufweist. Demgemäß kann das Alexandrit ein Lichtsignal, auf dessen Grundlage eine Temperatur des Streuabschnitts 20 bestimm- und steuerbar ist, durch den Kern 26 zurücksenden. Es versteht sich, daß der Kleber, der im allgemeinen mit dem lichtstreuenden Material vermischt ist, der gleiche wie der für die optische Ankopplungsschicht 36 oder ein anderer sein kann.
Es ist ersichtlich, daß die optische Faser 12 auch vorzugsweise eine Hülse 42 einschließt, die die optische Ankopplungsschicht 36 und den Körper 40 radial umgibt. Eine Pufferschicht 43 ist vorzugsweise radial zwischen der Hülse 42 und der Ummantelungsschicht 34 vor dem Streuabschnitt 20 positioniert und erstreckt sich vielleicht in diesen hinein. Die Hülse 42 ist im wesentlichen aus einem vorab festgelegten Materialtyp zusammengesetzt, der vorzugsweise einen höheren Brechungsindex als das für die optische Ankopplungsschicht 36 verwendete Material hat. Ferner ist ein solches Material vorzugsweise biegsam, absorbiert nicht die Laserenergie in den Wellenlängen von Interesse, hat eine hohe Schmelztemperatur und ist optisch streuend. Ein bevorzugtes Material für die Hülse 42 mit den gewünschten Eigenschaften ist Perfluoralkoxy (PFA), imprägniert mit Bariumsulfat, wobei die Bariumsulfatteilchen das gleichmäßige Streuen von Lichtenergie nach außen zu dem Gewebe an dem Behandlungsort hin unterstützen. Andere Materialien, die bezüglich der geeigneten Wellenlängen optisch transparent sind, einschließlich Ethylentetrafluorethylen (ETFE) und anderer Fluorpolymertypen, können zur Konstruktion der Hülse 42 verwendet werden.
Nun soll erneut auf den Körper 40 Bezug genommen werden. Die vorliegende Erfindung beinhaltet das Formen des Alexandrits (oder eines anderen lichtstreuenden Materials mit ähnlichen temperaturabhängigen Eigenschaften bei Stimulation durch Licht) mit im wesentlichen demselben Materialtyp, der auch für die Hülse 42 verwendet wird. Es versteht sich, daß es eine bevorzugte Konzentration des Alexandrits in dem Körper 40 gibt und diese von der Konfiguration und Zusammensetzung des Körpers 40 abhängt. In dem Fall, wo der Körper 40 eine im wesentlichen homogene Mischung aus Alexandrit und Perfluoralkoxy mit näherungsweise 10% Bariumsulfat ist (siehe 4), liegt die bevorzugte Konzentration des Alexandrits darin im Bereich von näherungsweise 25–75 Gew.-%.
Was die Gesamtkonfiguration des Körpers 40 betrifft, so ist ersichtlich, daß der Körper 40 vorzugsweise einen Teil 44 des distalen Abschnitts 30 des Kerns radial umgibt. Demgemäß ist eine Einrichtung 46 zum Zentrieren des Körpers 40 in Bezug auf den distalen Abschnitt 30 des Kerns vorzugsweise in einem ersten Ende 48 des Körpers 40 integriert. Ferner schließt der Körper 40 vorzugsweise eine in einem zweiten Ende 52 desselben ausgebildete negative Einrichtung 50 zur Kopplung mit einem positiven Montagewerkzeug 54 (siehe 7) ein. Als Alternative dazu ist vorzugsweise in dem zweiten Ende 52 desselben eine positive Einrichtung 56 zur Kopplung mit einem negativen Montagewerkzeug 58 (siehe 8) ausgebildet. In beiden Fällen wird das Aufsetzen des Körpers 40 auf den distalen Abschnitt 30 des Kerns erleichtert. Es versteht sich jedoch, daß es zur Verhinderung einer falschen Montage beiträgt, wenn die Werkzeugeinrichtung anders gestaltet wird als die Zentriereinrichtung. Da der Körper 40 im wesentlichen aus demselben Materialtyp besteht, der für die Hülse 42 verwendet wird, und eine Innenfläche 60 der Hülse 42 vorzugsweise so abgeschliffen ist, daß sie Rillen 62 oder andere variable Oberflächenmerkmale einschließt, erreicht der Körper 40 über eine physikalische Verbindung während der Bildung einer Eindringspitze 64 auf der Hülse 42 eine mechanische Verbindung mit der Hülse 42. Insbesondere schmilzt das Material des Körpers 40 und verbindet sich mit dem Material der Hülse 42, da die Materialien im wesentlichen gleiche Schmelzpunkte haben.
Es ist auch ersichtlich, daß zusätzliche Ausführungsformen des Körpers 40 in 5 und 6 dargestellt sind, die sich von der im wesentlichen homogenen Mischung, die in 4 dargestellt ist, unterscheiden. In 5 schließt der Körper 66 einen ersten Abschnitt 68 ein, der im wesentlichen aus einem lichtstreuenden Material (zum Beispiel Alexandrit oder ein beliebiges anderes Material mit ähnlichen Eigenschaften und Merkmalen) besteht, das benachbart zu der distalen Seite 32 des Kerns positioniert ist. Außerdem schließt der Körper 66 einen zweiten Abschnitt 70 ein, der im wesentlichen aus dem Materialtyp besteht, der auch für die Hülse 42 verwendet wird (zum Beispiel Perfluoralkoxy mit Bariumsulfatteilchen oder ein beliebiges anderes Material mit ähnlichen Eigenschaften und Merkmalen). Der zweite Körperabschnitt 70 ist vorzugsweise so geformt, daß er um den ersten Körperabschnitt 68 und den Teil 44 des distalen Abschnitts 30 des Kerns positioniert ist.
In 6 ist zu sehen, daß der Körper 72 einen ersten Abschnitt 74 einschließt, der im wesentlichen aus einer im wesentlichen homogenen Mischung aus einem lichtstreuenden Material und Material des Typs, der auch für die Hülse 42 verwendet wird, (zum Beispiel Alexandrit und Perfluoralkoxy mit Bariumsulfatteilchen oder andere Zusammensetzungen mit ähnlichen Eigenschaften und Merkmalen) besteht, wo der erste Körperabschnitt 74 benachbart zu der distalen Seite 32 des Kerns positioniert ist. Ein zweiter Abschnitt 76 des Körpers 72, der im wesentlichen aus demselben Materialtyp besteht, der auch für die Hülse 42 verwendet wird (zum Beispiel Perfluoralkoxy mit Bariumsulfatteilchen oder ein beliebiges anderes Material mit ähnlichen Eigenschaften und Merkmalen), ist so geformt, daß er um den ersten Körperabschnitt 74 und den Teil 44 des distalen Abschnitts 30 des Kerns positioniert ist.
In einer beispielhaften optischen Faser (allgemein mit dem Bezugszeichen 78 gekennzeichnet), die nicht in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fällt, ist, wie aus 9 und 10 ersichtlich ist, der in 2 und 3 dargestellte Körper 40 entfernt worden. Ferner ist, während der Kern 26, die Ummantelungsschicht 34 und die Pufferschicht 43 unverändert bleiben, eine Hülse 80 bereitgestellt, die die Ummantelungsschicht 34, aber nicht den distalen Abschnitt 30 des Kerns radial umgibt. Demgemäß ist ein Spitzendiffusor bzw. eine Spitzenstreueinrichtung 82 bereitgestellt, der bzw. die vorzugsweise den distalen Abschnitt 30 des Kerns und die distale Seite 32 des Kerns umgibt. Auf diese Weise empfangt das Gebiet des Kerns 26, das den größten Teil des Behandlungslichts empfangt, auch den größten Teil der Markierungslichtanregung. Somit wird die Temperaturmessung näher zu dem Gewebe, das behandelt wird, verlagert.
Wie hierin bereits hinsichtlich des Körpers 40 erörtert worden ist, schließt der Spitzendiffusor bzw. die Spitzenstreueinrichtung 82 vorzugsweise ein lichtstreuendes Material (zum Beispiel Alexandrit oder ein beliebiges anderes Material mit ähnlichen Eigenschaften und Merkmalen) ein, das im wesentlichen mit demselben Materialtyp, der für die Hülse 80 verwendet wird, geformt wird. Der Spitzendiffusor bzw. die Spitzenstreueinrichtung 82 schließt ein erstes Ende 84, das benachbart zu einem distalen Ende 86 der Hülse 80 positioniert ist, und ein zweites Ende 88, das vorzugsweise zu einer Eindringspitze 90 ausgebildet ist, ein. Es versteht sich, daß das erste Ende 84 des Spitzendiffusors bzw. der Spitzenstreueinrichtung 82 vorzugsweise an dem distalen Ende 86 der Hülse befestigt ist, zum Beispiel mittels Wärmeverkerben oder Schweißen.
Eine Schicht 92 aus optischem Ankopplungsmaterial befindet sich vorzugsweise zwischen dem distalen Abschnitt 30 des Kerns und dem Spitzendiffusor bzw. der Spitzenstreueinrichtung 82. Wie in 9 und 10 zu sehen ist, ist eine Innenfläche 94 des Spitzendiffusors bzw. der Spitzenstreueinrichtung 82 vorzugsweise so abgeschliffen, daß sie Rillen 96 oder andere variable Oberflächenmerkmale einschließt, so daß eine mechanische Verbindung mit der optischen Ankopplungsschicht 92 erreicht wird und der Nachteil des Brechungsindexes überwunden wird.
Es versteht sich, daß der Spitzendiffusor bzw. die Spitzenstreueinrichtung 82 vorzugsweise eine im wesentlichen homogene Mischung aus dem lichtstreuenden Material und dem Material, das für die Hülse 80 verwendet wird, ist. Ferner gibt es eine bevorzugte Konzentration des Alexandrits in dem Spitzendiffusor bzw. der Spitzenstreueinrichtung 82, und diese hängt von der Konfiguration und Zusammensetzung des Spitzendiffusors bzw. der Spitzenstreueinrichtung 82 ab. In dem Fall, wo der Spitzendiffusor bzw. die Spitzenstreueinrichtung 82 eine im wesentlichen homogene Mischung aus Alexandrit und Perfluoralkoxy mit näherungsweise 10% Bariumsulfat ist, liegt die bevorzugte Konzentration des Alexandrits darin im Bereich von näherungsweise 25–75%. Es versteht sich jedoch, daß es wahrscheinlich ist, daß eine solche Konzentration des Alexandrits für den Spitzendiffusor bzw. die Spitzenstreueinrichtung 82 geringer ist als für den hierin bereits beschriebenen Körper 40, was an ihren jeweiligen Orientierungen bezüglich des distalen Abschnitts 30 des Kerns liegt.
11 stellt eine andere beispielhafte optische Faser (allgemein mit dem Bezugszeichen 98 gekennzeichnet) dar, die nicht in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fällt. Die optische Faser 98 schließt ebenfalls einem Kern 26, eine Pufferschicht 43 und eine Hülse 80 ein, die in 9 und 10 gezeigt werden. Mit der optischen Faser 98 wird ein neuer Spitzendiffusor bzw. Spitzenstreueinrichtung 100 verwendet, der vorzugsweise als solider Stab mit einem ersten Ende 102, das benachbart zu dem distalen Ende 86 der Hülse 80 positioniert ist, und einem zweiten Ende 104, das vorzugsweise in einer Eindringspitze 106 endet, ausgebildet ist. Es versteht sich, daß das erste Ende 102 des Spitzendiffusors bzw. der Spitzenstreueinrichtung 100 vorzugsweise an dem distalen Ende 86 der Hülse befestigt ist, zum Beispiel mittels Wärmeverkerben oder Schweißen.
Im Gegensatz zu dem Spitzendiffusor bzw. zur Spitzenstreueinrichtung 82 der optischen Faser 78 hat der Spitzendiffusor bzw. die Spitzenstreueinrichtung 100 einen kleineren Abschnitt 107, der an dem ersten Ende 102 als Hohlraum in ihm ausgebildet ist, so daß sich nur ein Abschnitt 108 des distalen Abschnitts 30 des Kerns in diesen erstreckt. Es ist ersichtlich, daß sich eine Ummantelungsschicht 110, die den Kern 26 radial umgibt, in den distalen Abschnitt 30 des Kerns bis zu der distalen Seite 32 des Kerns erstreckt. Eine Schicht 112 aus optischem Ankopplungsmaterial befindet sich dann vorzugsweise zwischen der distalen Seite 32 des Kerns und dem Spitzendiffusor bzw. der Spitzenstreueinrichtung 100, um die Lichtemission aus dem distalen Abschnitt 30 des Kerns zu erleichtern. Die Wirkung dieser besonderen Konfiguration, bei der sich die Ummantelungsschicht 110 weiter auf dem Kern 26 erstreckt, besteht darin, daß die Biegsamkeit des distalen Abschnitts 30 des Kerns und somit die Kompatibilität der optischen Faser 98 mit bestimmten biegsamen Endoskopen erhöht wird.
Der Spitzendiffusor bzw. die Spitzenstreueinrichtung 100 schließt vorzugsweise ein lichtstreuendes Material (zum Beispiel Alexandrit oder ein beliebiges anderes Material mit ähnlichen Eigenschaften und Merkmalen) ein, das im wesentlichen mit demselben Materialtyp, der für die Hülse 80 verwendet wird, geformt wird. Auch hier versteht es sich, daß der Spitzendiffusor bzw. die Spitzenstreueinrichtung 100 vorzugsweise eine im wesentlichen homogene Mischung aus dem lichtstreuenden Material und dem Material, das für die Hülse 80 verwendet wird, ist. Ferner gibt es eine bevorzugte Konzentration des Alexandrits in dem Spitzendiffusor bzw. der Spitzenstreueinrichtung 100, und diese hängt von dessen Konfiguration und Zusammensetzung ab. Wenn der Spitzendiffusor bzw. die Spitzenstreueinrichtung 100 eine im wesentlichen homogene Mischung aus Alexandrit und Perfluoralkoxy mit näherungsweise 10% Bariumsulfat ist, liegt die bevorzugte Konzentration des Alexandrits darin im Bereich von näherungsweise 25–75%. Es versteht sich jedoch, daß es wahrscheinlich ist, daß eine solche Konzentration des Alexandrits für den Spitzendiffusor bzw. die Spitzenstreueinrichtung 100 geringer ist als für den hierin bereits beschriebenen Körper 40, was an ihren jeweiligen Orientierungen bezüglich des distalen Abschnitts 30 des Kerns liegt.
Eine andere beispielhafte optische Faser 114, die nicht in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fällt, ist in 12 dargestellt. Wie darin zu sehen ist, ist die optische Faser 114 so konfiguriert, daß sie einen Kern 26, eine Ummantelungsschicht 34, eine Pufferschicht 43 und eine Hülse 80 hat, wie weiter oben bezüglich 9 und 10 beschrieben. Es ist ein anderer Spitzendiffusor bzw. eine Spitzenstreueinrichtung 116 bereitgestellt, der/die vorzugsweise den distalen Abschnitt 30 des Kerns und die distale Seite 32 des Kerns umgibt. Ferner schließt der Spitzendiffusor bzw. die Spitzenstreueinrichtung 116 ein erstes Ende 118, das benachbart zu dem distalen Ende 86 der Hülse 80 positioniert ist, und ein zweites Ende 120, das vorzugsweise in einer Eindringspitze 122 endet, ein. Es versteht sich, daß das erste Ende 118 des Spitzendiffusors bzw. der Spitzenstreueinrichtung 116 vorzugsweise an dem distalen Ende 86 der Hülse befestigt ist, zum Beispiel mittels Wärmeverkerben oder Schweißen. Es ist zu erkennen, daß eine optische Ankopplungsschicht 123 als zwischen dem distalen Abschnitt 30 des Kerns und dem Spitzendiffusor bzw. der Spitzenstreueinrichtung 116 bereitgestellt gezeigt wird.
Genauer gesagt schließt der Spitzendiffusor bzw. die Spitzenstreueinrichtung 116, wie im oberen Teil von 12 zu sehen ist, vorzugsweise einen ersten, im wesentlichen ringförmigen Abschnitt 124 ein, der so bemessen ist, daß er radial um einen festgelegten Abschnitt 126 des distalen Abschnitts 30 des Kerns herum anliegt. Demgemäß ist der erste Spitzendiffusorabschnitt 124 axial an einem mittleren Abschnitt des distalen Abschnitts 30 des Kerns entlang einer durch den distalen Abschnitt 30 des Kerns verlaufenden Längsachse 133 positioniert. In dieser Ausführungsform wird es bevorzugt, daß sich der distale Abschnitt 30 des Kerns zumindest bis zu einem Mittelpunkt in dem Spitzendiffusor bzw. der Spitzenstreueinrichtung 116 erstreckt, so daß die Temperaturmeßfähigkeit des ersten Spitzendiffusorabschnitts 124 durch den Empfang des stärksten Lichts verstärkt wird. In dieser Konfiguration schließt der erste Spitzendiffusorabschnitt 124 ein erstes Ende 127 (gleich dem ersten Ende 118 des Spitzendiffusors bzw. der Spitzenstreueinrichtung 116), das an dem distalen Ende 86 der Hülse befestigt ist (zum Beispiel mittels Wärmeverkerben oder Schweißen), und ein zweites Ende 128 ein.
Der erste Spitzendiffusorabschnitt 124 besteht vorzugsweise aus einem beispielhaften lichtstreuenden Material (zum Beispiel Alexandrit oder ein anderes Material mit ähnlichen Eigenschaften und Merkmalen) oder einer im wesentlichen homogenen Mischung aus einem solchen lichtstreuenden Material und dem Material, das für die Hülse 80 verwendet wird (zum Beispiel Perfluoralkoxy mit Bariumsulfatteilchen oder ein Material mit ähnlichen Eigenschaften und Merkmalen). Natürlich gibt es eine bevorzugte Konzentration des Alexandrits in dem ersten Spitzendiffusorabschnitt 124, und diese hängt von dessen Konfiguration und Zusammensetzung ab. Wenn der erste Spitzendiffusorabschnitt 124 eine im wesentlichen homogene Mischung aus Alexandrit und Perfluoralkoxy mit näherungsweise 10% Bariumsulfat ist, liegt die bevorzugte Konzentration des Alexandrits darin im Bereich von näherungsweise 25–75%. Es versteht sich jedoch, daß es wahrscheinlich ist, daß eine solche Konzentration des Alexandrits für den ersten Spitzendiffusorabschnitt 124 geringer ist als für den hierin bereits beschriebenen Körper 40, was an ihren jeweiligen Orientierungen bezüglich des distalen Abschnitts 30 des Kerns liegt.
Der Spitzendiffusor bzw. die Spitzenstreueinrichtung 116 schließt ferner einen zweiten Abschnitt 130 ein, der vorzugsweise einen zweiten Abschnitt 132 des distalen Abschnitts 30 des Kerns radial umgibt und in der Eindringspitze 122 endet. Der zweite Spitzendiffusorabschnitt 130, der vorzugsweise im wesentlichen aus demselben Material, das für die Hülse 80 verwendet wird, zusammengesetzt ist, schließt ein der Eindringspitze 122 gegenüberliegendes Ende 134 ein, das an dem zweiten Ende 128 des ersten Spitzendiffusorabschnitts 124 befestigt ist (zum Beispiel mittels Wärmeverkerben oder Schweißen).
Wie in einem unteren Teil von 12 zu sehen ist, kann der Spitzendiffusor 116 einen dritten, im wesentlichen ringförmigen Abschnitt 136 einschließen, der so bemessen ist, daß er radial um einen davor angeordneten oder dritten Abschnitt 138 des distalen Abschnitts 30 des Kerns herum anliegt. Der dritte Spitzendiffusorabschnitt 136, der vorzugsweise im wesentlichen aus dem gleichen Materialtyp wie die Hülse 80 besteht, befindet sich benachbart zu dem distalen Ende 86A der Hülse und schließt ein erstes Ende 140 (gleich dem ersten Ende 118 der Diffusorspitze) und ein zweites, letzterem gegenüberliegendes Ende 142 ein. Demgemäß ist das erste Ende 140 des dritten Diffusorabschnitts an dem distalen Ende 86A der Hülse befestigt (zum Beispiel mittels Wärmeverkerben oder Schweißen), und das zweite Ende 142 davon ist an dem ersten Ende 127 des ersten Spitzendiffusorabschnitts 124 befestigt.
In noch einer anderen alternativen, in 13 dargestellten optischen Faser (dargestellt durch Bezugszeichen 143), die nicht in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fällt, ist zu sehen, daß ein Spitzendiffusor bzw. eine Spitzenstreueinrichtung 144 einen ersten Spitzendiffusorabschnitt 146, einen zweiten Spitzendiffusorabschnitt 148 und einen dritten Spitzendiffusorabschnitt 150 einschließt. Wie weiter oben bezüglich des Spitzendiffusors bzw. der Spitzenstreueinrichtung 116 angegeben, ist der dritte Spitzendiffusorabschnitt 150 im wesentlichen ringförmig, besteht er vorzugsweise im wesentlichen aus dem gleichen Materialtyp wie die Hülse 80 und ist so bemessen, daß er radial um einen dritten oder dahinter angeordneten Abschnitt 152 des distalen Abschnitts 30 des Kerns herum anliegt. Der dritte Spitzendiffusorabschnitt 150 befindet sich benachbart zu dem distalen Ende 86 der Hülse und schließt ein erstes Ende 154 und ein zweites, letzterem gegenüberliegendes Ende 156 ein.
Entsprechend umgibt der zweite Spitzendiffusorabschnitt 148 radial einen zweiten Abschnitt 158 des distalen Abschnitts 30 des Kerns und endet in der Eindringspitze 160. Der zweite Spitzendiffusorabschnitt 148, der vorzugsweise im wesentlichen aus demselben Material, das für die Hülse 80 verwendet wird, zusammengesetzt ist, schließt ein der Eindringspitze 160 gegenüberliegendes Ende 162 ein, das an dem zweiten Ende 156 des dritten Spitzendiffusorabschnitts 150 befestigt ist (zum Beispiel mittels Wärmeverkerben oder Schweißen).
Es ist ersichtlich, daß der erste Spitzendiffusorabschnitt 146 vorzugsweise so bemessen und konfiguriert ist, daß ein erstes Ende 164 und zumindest ein Teil davon von einer in einem mittleren Abschnitt 168 des zweiten Endes 156 des dritten Spitzendiffusorabschnitts ausgebildeten Einrichtung 166 aufgenommen oder anderweitig mit dieser gepaart wird. Eine ähnliche Einrichtung 170 kann in einem mittleren Abschnitt 172 des Endes 162 des zweiten Spitzendiffusorabschnitts ausgebildet sein, so daß ein zweites Ende 174 und zumindest ein Teil des ersten Spitzendiffusorabschnitts 146 von dieser aufgenommen oder anderweitig mit dieser gepaart wird. Insbesondere sind die Einrichtungen 166 und 170 zwar als weibliche Einrichtungen dargestellt, doch könnten solche Einrichtungen auch als männliche Einrichtungen konfiguriert sein, die sich in komplementäre weibliche Abschnitte erstrecken, die in einem ersten und einem zweiten Ende 164 bzw. 174 des ersten Spitzendiffusorabschnitts 146 ausgebildet sind. In beiden Fällen umgibt der erste Spitzendiffusorabschnitt 146 vorzugsweise radial einen mittleren Abschnitt 176 des distalen Abschnitts 30 des Kerns.
Im Zusammenhang mit den hierin beschriebenen Ausführungsformen der optischen Faser besteht eine damit verbundene Verbesserung in dem Verfahren zur Herstellung und Montage solcher optischen Fasern. Bezüglich der optischen Faser 12 beinhaltet ein Verfahren zur Herstellung einer solchen optischen Faser 12 einen ersten Schritt des Bereitstellens der Hülse 42, die den Kern 26 radial so umgibt, daß sich ein Stück 178 der offenen Hülse davon in einem vorab festgelegten Ausmaß über die distale Seite 32 des Kerns hinaus erstreckt. Der nächste Schritt beinhaltet das Formen des lichtstreuenden Materials mit einem Material, das dem Material gleicht, das für die Hülse 42 verwendet wird, zum Bilden des Körpers 40, wobei das lichtstreuende Material bei Stimulation durch Licht in einer temperaturabhängigen Weise fluoresziert. Danach wird der Körper 40 derart in das Stück der offenen Hülse 178 eingesetzt, daß er benachbart zu der distalen Seite 32 des Kerns positioniert wird. Dann wird das Stück der offenen Hülse 178 zu der Eindringspitze 64 mit einer vorab festgelegten Geometrie ausgebildet. Es versteht sich, daß der Körper 40 während des Schritts des Ausbildens der Spitze auch physisch mit der Hülse 42 verbunden wird. Es wird auch bevorzugt, daß die optische Ankopplungsschicht 36 zwischen dem distalen Abschnitt 30 des Kerns und der Hülse 42 bereitgestellt wird.
Es versteht sich hinsichtlich der physischen Merkmale des Körpers 40, daß das Verfahren ferner den Schritt des Formens der Einrichtung 46 an dem ersten Ende 48 des Körpers 40 zum Zentrieren des Körpers 40 in Bezug auf den distalen Abschnitt 30 des Kerns einschließen kann. Ein anderer Schritt kann das Formen der negativen Einrichtung 50 oder der positiven Einrichtung 56 an dem zweiten Ende 52 des Körpers 40 zur Erleichterung der Plazierung des Körpers 40 in einem entsprechenden Montagewerkzeug 54 bzw. 58 während des Schritts des Einsetzens einschließen.
Hinsichtlich der für den Körper 40 verwendeten Materialien besteht ein bevorzugter Schritt in der Optimierung des Körpers 40 mit einer vorab festgelegten Konzentration des lichtstreuenden Materials zu derjenigen des zusammen damit verwendeten Hülsenmaterials. Diese kann in Abhängigkeit von der Konfiguration und Zusammensetzung des Körpers 40 unterschiedlich sein. In einem ersten Fall beinhaltet das den Schritt des Mischens des lichtstreuenden Materials und des Materialtyps, der auch für die Hülse 42 verwendet wird, zu einer im wesentlichen homogenen Mischung vor dem Schritt des Formens. Für den Körper 66 beinhaltet der Schritt des Formens ferner die Schritte des Voreinbringens des lichtstreuenden Materials in eine Form und des Pressens des Materialtyps, der auch für die Hülse 42 verwendet wird, direkt über das lichtstreuende Material und durch dieses hindurch. Der Schritt des Formens für den Körper 72 beinhaltet ferner die folgenden Schritte: Mischen des lichtstreuenden Materials und des Materialtyps, der auch für die Hülse 42 verwendet wird, zu einer im wesentlichen homogenen Mischung; Formen des ersten Abschnitts 74 des Körpers 72 mit der Mischung; Formen des zweiten Abschnitts 76 des Körpers 72 aus dem Materialtyp, der auch für die Hülse 42 verwendet wird, so daß dieser alle Seiten (mit Ausnahme der Seite, die zur Kopplung mit der distalen Seite 32 des Kerns verwendet wird) des ersten Körperabschnitts 74 umgibt.
Hinsichtlich der in den 10, 11, 12 bzw. 13 gezeigten optischen Fasern 78, 98, 114 und 143, die nicht in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fallen, versteht es sich, daß der Prozeß ihrer Herstellung den Schritt des Formens des lichtstreuenden Materials mit demselben Materialtyp, der für die Hülse 80 verwendet wird, zu zumindest einem Abschnitt der Spitzendiffusoren 82, 100, 116 bzw. 144 mit einer vorab festgelegten Länge und Geometrie beinhaltet. Danach wird der jeweilige Spitzendiffusor bzw. die Spitzenstreueinrichtung 82, 100, 116 oder 144 auf zumindest einen Teil des distalen Abschnitts 30 des Kerns aufgesetzt. Der Spitzendiffusor bzw. die Spitzenstreueinrichtung 82, 100, 116 oder 144 wird dann an einem ersten Ende 84, 102, 118 bzw. 154 an dem distalen Ende 86 der Hülse 80 befestigt. Natürlich beinhaltet der Prozeß auch den Schritt des Formens der Eindringspitze 90, 106, 122 und 160 an dem zweiten Ende 88, 104, 120 bzw. 155 für jeden Spitzendiffusor bzw. die Spitzenstreueinrichtung 82, 100, 116 und 144. Das Formen der Eindringspitzen 90, 106, 122 und 160 kann vor oder nach dem oben beschriebenen Schritt des Einsetzens erfolgen.
Hinsichtlich der optischen Fasern 78, 114 und 143 ist ersichtlich, daß das Verfahren vorzugsweise den Schritt des Bereitstellens der Schichten 92, 123 bzw. 157 aus optischem Ankopplungsmaterial zwischen dem distalen Abschnitt 30 des Kerns und den Spitzendiffusoren bzw. Spitzenstreueinrichtung 82, 116 und 144 einschließt. Um eine gewünschte physische oder mechanische Verbindung zwischen den optischen Ankopplungsschichten 92, 123 und 157 und den Innenflächen 94, 125 und 159 der Spitzendiffusoren bzw. Spitzenstreueinrichtungen 82, 116 bzw. 144 bereitzustellen, werden die Innenflächen 94, 125 und 159 vorzugsweise vor dem Schritt des Einsetzens abgeschliffen. Bei den optischen Fasern 78, 114 und 143 ist ersichtlich, daß sich ihre Spitzendiffusoren bzw. Spitzenstreueinrichtungen 82, 116 und 144 um im wesentlichen den gesamten distalen Abschnitt 30 des Kerns herum erstrecken, während sich der Spitzendiffusor bzw. die Spitzenstreueinrichtung 100 der optischen Faser 98 nur um einen kleinen Abschnitt 108 des distalen Abschnitts 30 des Kerns herum erstreckt.
Hinsichtlich der Zusammensetzung der Spitzendiffusoren bzw. Spitzenstreueinrichtungen 82 und 100 kann der Prozeß ferner die Schritte des Mischens des lichtstreuenden Materials und des Materialtyps, der auch für die Hülse 80 verwendet wird, zu einer im wesentlichen homogenen Mischung und des Formens der Mischung zu solchen Spitzendiffusoren bzw. Spitzenstreueinrichtungen 82 und 100 mit der vorab festgelegten Länge und Geometrie einschließen.
Hinsichtlich der optischen Fasern 114 und 143 schließt der Prozeß vorzugsweise die folgenden zusätzlichen Schritte ein: Mischen des lichtstreuenden Materials und des Materialtyps, der auch für die Hülse 80 verwendet wird, zu einer im wesentlichen homogenen Mischung; Formen der ersten Spitzendiffusorabschnitte 124 und 146 aus der Mischung zu einer Ringform, die so bemessen ist, daß sie die Abschnitte 126 und 176 des distalen Abschnitts 30 des Kerns radial umgibt; Formen der zweiten Spitzendiffusorabschnitte 130 und 148 aus dem Materialtyp, der auch für die Hülse 80 verwendet wird, so daß sie die Abschnitte 132 und 158 umgeben. Zusätzlich beinhaltet ein solcher Prozeß vorzugsweise den Schritt des Befestigens der jeweiligen ersten Spitzendiffusorabschnitte 124 und 146 und zweiten Spitzendiffusorabschnitte 130 und 148 auf eine solche Weise, daß eine gemeinsame Langsachse 133 und 161 durch sie verläuft. Weitere Schritte können das Bilden der Eindringspitzen 122 und 160 mit einer vorab festgelegten Geometrie in den zweiten Spitzendiffusorabschnitten 130 und 148 und das Abschleifen der Innenflächen 125 und 159 der Spitzendiffusoren bzw. Spitzenstreueinrichtungen 116 und 144 einschließen.
Optional kann der Prozeß den Schritt des Formens der dritten Spitzendiffusorabschnitte 136 und 150 aus dem Materialtyp, der auch für die Hülse 80 verwendet wird, zu einer Ringform, die so bemessen ist, daß sie die Abschnitte 138 und 152 des distalen Abschnitts 30 des Kerns radial umgibt, einschließen.
Hinsichtlich der optischen Faser 114 versteht es sich, daß der erste Spitzendiffusorabschnitt 124 vorzugsweise so konfiguriert ist, daß sein Verfahren das Befestigen des ersten Endes 127 an dem distalen Ende 86 der Hülse oder dem zweiten Ende 142 des dritten Spitzendiffusorabschnitts 136 mittels Wärmeverkerben oder Schweißen einschließt. In beiden Fällen wird sein zweites Ende 128 an dem nicht eindringenden Spitzenende 134 des zweiten Spitzendiffusorabschnitts 130 bzw. 148 befestigt.
Hinsichtlich der optischen Faser 143 beinhaltet die Art und Weise des Befestigens des ersten Spitzendiffusorabschnitts 146 die Schritte des Bilden der Einrichtung 166 in dem zweiten Ende 156 des dritten Spitzendiffusorabschnitts 150 und/oder des Bilden der Einrichtung 170 in dem Ende 162 des zweiten Spitzendiffusorabschnitts 148. Auf diese Weise wird der erste Spitzendiffusorabschnitt 146 mit dem zweiten und/oder dritten Spitzendiffusorabschnitt 148 und 150 gepaart.
Nachdem die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben worden ist, sind durch einen Fachmann weitere Anpassungen der optischen Fasern 12 einschließlich ihrer Körper 40, 66 und 72 und/oder Hülsen 42 und 80 sowie der Verfahren zur Herstellung und Montage solcher optischen Fasern durch geeignete Modifizierungen erreichbar, ohne dabei von dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen.

10: medizinisches Instrument (allgemein)
12: optische Faser (allgemein)
14: Lichtenergiequelle
16: Anschlußteil
18: Anschlußöffnung
20: Streuabschnitt der optischen Faser
22: proximales Ende der optischen Faser
24: distales Ende der optischen Faser
26: Kern
28: proximaler Abschnitt des Kerns
30: distaler Abschnitt des Kerns
32: distale Seite des Kerns
34: Ummantelungsschicht
36: Schicht aus optischem Ankopplungsmaterial
38: Teil des distalen Abschnitts des Kerns
40: Körper
42: Hülse
43: Pufferschicht
44: Teil des distalen Abschnitts des Kerns, den der Körper radial umgibt
46: Zentriereinrichtung am ersten Ende des Körpers
48: erstes Ende des Körpers
50: negative Einrichtung am zweiten Ende des Körpers
52: zweites Ende des Körpers
54: positives Montagewerkzeug
56: positive Einrichtung am zweiten Ende des Körpers
58: negatives Montagewerkzeug
60: Innenfläche der Hülse
62: Rillen auf Innenfläche der Hülse
64: Eindringspitze
66: Körper (erste alternative Ausführungsform)
68: erster Abschnitt des Körpers 66
70: zweiter Abschnitt des Körpers 66
72: Körper (zweite alternative Ausführungsform)
74: erster Abschnitt des Körpers 72
76: zweiter Abschnitt des Körpers 72
78: optische Faser (erste alternative Ausführungsform)
80: Hülse
82: Spitzendiffusor
84: erstes Ende des Spitzendiffusors
86: distales Ende der Hülse
88: zweites Ende des Spitzendiffusors
90: Eindringspitze
92: Schicht aus optischem Ankopplungsmaterial
94: Innenfläche des Spitzendiffusors
96: Rillen auf Innenfläche des Spitzendiffusors
98: optische Faser (zweite alternative Ausführungsform)
100: Spitzendiffusor
102: erstes Ende des Spitzendiffusors
104: zweites Ende des Spitzendiffusors
106: Eindringspitze
107: hohler Abschnitt des Spitzendiffusors
108: Abschnitt des distalen Abschnitts des Kerns, der sich in den Spitzendiffusor erstreckt
110: Ummantelungsschicht
112: Schicht aus optischem Ankopplungsmaterial an distaler Seite des Kerns
114: optische Faser (dritte alternative Ausführungsform)
116: Spitzendiffusor
118: erstes Ende des Spitzendiffusors/erstes Ende des ersten Spitzendiffusorabschnitts
120: zweites Ende des Spitzendiffusors
122: Eindringspitze
123: Schicht aus optischem Ankopplungsmaterial
124: erster (ringförmiger) Abschnitt des Spitzendiffusors
125: Innenfläche des Spitzendiffusors
126: Abschnitt des distalen Abschnitts des Kerns, um den herum der erste Spitzendiffusorabschnitt angeordnet ist
127: erstes Ende des ersten Spitzendiffusorabschnitts
128: zweites Ende des ersten Spitzendiffusorabschnitts
130: zweiter Abschnitt des Spitzendiffusors
132: Abschnitt des distalen Abschnitts des Kerns, um den herum der zweite Spitzendiffusorabschnitt angeordnet ist
133: Längsachse durch den distalen Abschnitt des Kerns
134: nicht eindringendes Spitzenende des zweiten Spitzendiffusorabschnitts
136: dritter Spitzendiffusorabschnitt
138: Abschnitt des distalen Abschnitts des Kerns, um den herum der dritte Spitzendiffusorabschnitt angeordnet ist
140: erstes Ende des dritten Spitzendiffusorabschnitts
142: zweites Ende des dritten Spitzendiffusorabschnitts
143: optische Faser (vierte alternative Ausführungsform)
144: Spitzendiffusor
146: erster Spitzendiffusorabschnitt
148: zweiter Spitzendiffusorabschnitt
150: dritter Spitzendiffusorabschnitt
152: Abschnitt des distalen Abschnitts des Kerns, um den herum der dritte Spitzendiffusorabschnitt angeordnet ist
154: erstes Ende des dritten Spitzendiffusorabschnitts/erstes Ende der Diffusorspitze
155: zweites Ende der Diffusorspitze
156: zweites Ende des dritten Spitzendiffusorabschnitts
157: Schicht aus Ankopplungsmaterial
158: Abschnitt des distalen Abschnitts des Kerns, um den herum der zweite Spitzendiffusorabschnitt angeordnet ist
159: Innenfläche des Spitzendiffusors
160: Eindringspitze des zweiten Spitzendiffusorabschnitts
162: Ende des zweiten Spitzendiffusorabschnitts gegenüber der Eindringspitze
164: erstes Ende des ersten Spitzendiffusorabschnitts
166: Einrichtung im zweiten Ende des dritten Spitzendiffusorabschnitts
168: mittlerer Abschnitt im zweiten Ende des dritten Spitzendiffusorabschnitts
170: Einrichtung in Ende des zweiten Spitzendiffusorabschnitts
172: mittlerer Abschnitt in Ende des zweiten Spitzendiffusorabschnitts
174: zweites Ende des ersten Spitzendiffusorabschnitts
176: mittlerer Abschnitt des distalen Abschnitts des Kerns
178: offener distaler Abschnitt der Hülse 42

Claims

Optische Faser (12) für eine Laservorrichtung mit einer Lichtenergiequelle, wobei die optische Faser ein proximales Ende (22) in Verbindung mit der Lichtquelle und einen Streuabschnitt (20) aufweist, der an einem Behandlungsort positionierbar ist, wobei die optische Faser umfaßt: (a) einen Kern (26) mit einem proximalen Abschnitt (28), einem distalen Abschnitt (30) und einer distalen Seite (32) in der Nähe des Streuabschnitts der optischen Faser; (b) eine Ummantelungsschicht (34), die den Kern von dem proximalen Abschnitt des Kerns zu einem Punkt benachbart zu dem distalen Abschnitt des Kerns radial umgibt; (c) eine Schicht aus optischem Ankopplungsmaterial (36), das zumindest einen Teil des distalen Abschnitts des Kerns radial umgibt; (d) einen Körper (40), der ein lichtstreuendes Material enthält, das darin benachbart zur distalen Seite des Kerns und zu einem distalen Ende der optischen Ankopplungsschicht positioniert ist, wobei das lichtstreuende Material bei Stimulation durch Licht in einer temperaturabhängigen Weise fluoresziert und das lichtstreuende Material des Körpers mit einem Fluorpolymer im wesentlichen gebildet ist, (e) eine Hülse (42), die die Ummantelungsschicht, die optische Ankopplungsschicht und den Körper radial umgibt, wobei die Hülse im wesentlichen aus einem Fluorpolymer besteht und das Material des Körpers geschmolzen und mit dem Material der Hülse verbunden ist.
Optische Faser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtstreuende Material des Körpers eine temperaturabhängige optische Fluoreszenzabklingrate aufweist.
Optische Faser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtstreuende Material des Körpers Alexandrit ist.
Optische Faser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hülsenmaterial Perfluoralkoxy ist, das mit Bariumsulfatteilchen imprägniert ist.
Optische Faser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des lichtstreuenden Materials zu derjenigen des Hülsenmaterials im Bereich von näherungsweise 25–75 Gew.% liegt.
Optische Faser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper so konfiguriert ist, daß er einen Teil des distalen Abschnitts des Kerns radial umgibt.
Optische Faser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper eine überall im wesentlichen homogene Mischung aus dem lichtstreuenden Material und dem Hülsenmaterial ist.
Optische Faser nach Anspruch 1, wobei der Körper ferner umfaßt: a) einen ersten Abschnitt (68), der im wesentlichen aus dem lichtstreuenden Material besteht und benachbart zur distalen Seite (32) des Kerns positioniert ist; und b) einen zweiten Abschnitt (70), der im wesentlichen aus dem Hülsenmaterial besteht und um den ersten Körperabschnitt und einen Teil des distalen Abschnitts des Kerns positioniert ist.
Optische Faser nach Anspruch 1, wobei der Körper ferner umfaßt: a) einen ersten Abschnitt (74), der im wesentlichen aus einer Mischung aus dem lichtstreuenden Material und dem Hülsenmaterial besteht und benachbart zur distalen Seite des Kerns positioniert ist; und b) einen zweiten Abschnitt (76), der im wesentlichen aus dem Hülsenmaterial besteht und um den ersten Körperabschnitt und einen Teil des distalen Abschnitts des Kerns positioniert ist.
Optische Faser nach Anspruch 1, wobei der Körper ferner eine in einem ersten Ende (48) desselben integrierte Einrichtung (46) zum Zentrieren des Körpers in Bezug auf den distalen Abschnitt des Kerns umfaßt.
Optische Faser nach Anspruch 1, wobei der Körper ferner eine in einem zweiten Ende (52) desselben integrierte Einrichtung (50) zur Kopplung mit einem Werkzeug (58) zum Positionieren des Körpers in Bezug auf den distalen Abschnitt des Kerns aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines verbesserten Streuabschnitts einer optischen Faser für eine Laservorrichtung, wobei die optische Faser einen Kern mit einem proximalen Abschnitt, einem distalen Abschnitt und einer distalen Seite enthält, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: a) Bereitstellen einer Hülse, die den Kern radial so umgibt, daß sich ein Stück der offenen Hülse über den distalen Abschnitt des Kerns in einem vorab festgelegten Ausmaß erstreckt, wobei die Hülse im wesentlichen aus einem Fluorpolymer besteht; b) Formen eines lichtstreuenden Materials aus einem Fluorpolymer zum Bilden eines Körpers, wobei das lichtstreuende Material bei Stimulation durch Licht in einer temperaturabhängigen Weise fluoresziert; c) Einsetzen des Körpers in das Stück der offenen Hülse derart, daß er benachbart zur distalen Seite des Kerns positioniert wird; d) Ausbilden des Stückes der offenen Hülse zu einer Eindringspitze mit einer vorab festgelegten Geometrie; wobei das Material des Körpers geschmolzen und mit dem Material der Hülse verbunden wird.