Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur ablati- ven Photodekomposition von organischen und anorganischen Substanzen unter lichtinduzierter Ablation von Material¬ fragmenten aus der Oberfläche dieser Substanzen, welche einen Argon/Fluorid-Excimer-Laser aufweist, welcher eine Wellenlänge von 193 nm emittiert, und mit einer Appli- kationsvorrichtung zur Leitung der UV-Strahlung des Exci- mer-Lasers von diesem zum Applikationsbereich.

Heutzutage ist die Anwendung von Lasern in den verschie¬ densten medizinischen Teilgebieten bekannt. So z. B. in der Ophthalmologie und Dermatologie, in der Neurochirurgie, in der Hals-, Nasen-, Ohrenheilkunde, der Pulmologie, der Gastroenterologie , der Allgemeinen Chirurgie, der Urologie, der Gynäkologie und der Orthopädie.

Neben dem Argon-Laser, der wegen seiner hohen Selektivität für körpereigene Chromophore, vor allen Dingen in der Ophthal¬ mologie und Dermatologie benutzt wird, stellt der C0„-Laser

wegen seiner hohen Wasserabsorption und damit geringen Eindringtiefe in das Gewebe, ein sehr exaktes Schneidin¬ strument dar. Er findet deshalb überall dort Verwendung, wo mikrochirurgisches Arbeiten bzw. flächenhaftes Abtragen gefordert ist.

Das flächenhafte Abtragen des Gewebes erfolgt dabei wie bei dem Nd-YAG-Laser aufgrund thermischer Effekte durch Absorption, wobei das Gewebe verbrannt wird. Eine Photoab- lation ist bei diesen Lasern aufgrund des geringen zur Verfügung stehenden Intensitätsbereiches nicht möglich, so daß eine rein lichtinduzierte Ablösung von Materialfreg- menten aus der Gewebeoberfläche nicht möglich ist.

Die Verwendung von Argon/Fluorid-Excimer-Lasern, welche ultraviolette Lichtquanten bei einer Wellenlänge von 193 nm emittieren, welche als solche insbesondere von organischem Material absorbiert werden können, so daß Mehr- Photonenpro¬ zesse im organischen Material eintreten und Bindungsenergien größer als die Molekülbindungsenergien dieser Materialien erreicht werden, so daß es zu einer Aufhebung der Molekül¬ bindung unter Abtragung des Gewebes aufgrund photochemischer Prozesse kommt, hat sich bisher in der Medizin nur sehr beschränkt, durch¬ gesetzt.

Dies beruht darauf, daß zur Erreichung der notwendigen Energiedichten der Argon/Fluorid-Laser gepulst werden muß, wobei die zu erzeugenden Energiedichten derart groß sind, daß vor der eigentlichen Materialabtragung bereits das zur Übertragung des Laserlichtes zu verwendende Glasfaser¬ system zerstört ist.

Insbesondere zur Zahnbehandlung werden daher des weiteren im sichtbaren und infraroten Wellenlängenbereich emittie¬ rende Laser, z. B. in Form des Nd-YAG-Laser verwendet,

wobei der zur Zahnbehandlung ausgenutzte Effekt im wesentli¬ chen in einer Erwärmung oder Erhitzung der zu behandelnden Stellen des Zahnes besteht. Die Zahnhartsubstanzen werden dabei durch die Laserstrahlung durch "Verbrennung" abgetra- gen. Da eine Übertragung des Lichtes des Nd-YAG-Lasers durch Glasfasern möglich ist, ist dabei eine universelle Anwendung möglich.

Da aber bei diesen Lasern zur Abtragung von Zahnhartsubstan- zen und auch generell von organischen und anorganischen

Substanzen, diese Materialen auf hohe Temperaturen erhitzt werden müssen, um diese durch Erwärmung abzutragen, nicht tritt eine erhebliche Erwärmung auch der an sich/abzutragen¬ den angrenzenden Gewebebereiche, insbesondere der Zahnhart- Substanz, ein. Es ist dabei keine exakte Unterscheidung zwischen einzelnen Gewebearten, insbesondere zwischen ein¬ zelnen unterschiedlichen Zahnhartsubstanzen möglich, wobei insbesondere zwangsweise mit Abtragung von kariösem Dentin auch angrenzende gesunde organische Zahnhartsubstanzen durch den Verbrennungsprozeß mit abgetragen werden.

Aufgrund dieser Ungenauigkeit läßt sich mit den bekannten Vorr chtungen kein genaues Schnittprofil in den Zahnhart¬ substanzen erzeugen, wobei seitlich in den Schnittflächen sich Aushöhlungen ergeben.

Aufgrund der zwangsweise zur Anwendung kommenden hohen Temperaturen ergeben sich wie bei der Abtragung von Zahn¬ hartSubstanzen durch elektrisch angetriebene mechanische Bohrer unterhalb der Bearbeitungszone Beschädigungen des Zahnes in Form von Trümmerzonen oder durch die Bildung von Mikrorissen usw. Es ist dabei nicht möglich, die Zahn- har substanzen lediglich in Schichtdicken kleiner als 1 Micron oder lediglich in Form der äußert dünnen Zahnsteinbeläge abzutragen. Auch bei Abtragungen von Zahnhartsubstanzen außerhalb des eigentlichen Wurzelbereiches des Zahnes er-

geben sich dabei zwangsweise durch die große Temperatur- erhitzuπg des Zahnes erhebliche Schmerzen für den Patienten während der Zahnbehandlung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vor¬ richtung zum Abtragen von Gewebesubstanzen, insbesondere Zahnhartsubstanzen zu schaffen, mit welcher die unterschied¬ lichsten Gewebesubstanzen und -arten sowie Zahnhartsubstan¬ zen, insbesondere gesundes und kariöses Dentin, oder auch nur bloßer Zahnstein, in kontrollierter Weise, genau und in geringen Schichtdicken für sich jeweils einzeln abbaubar sind, wobei keine größeren thermischen oder mechanischen Belastungen der Gewebearten bzw. Zahnhartsubstanzen auftreten, insbesondere sich bei letzteren unterhalb der Bearbeitungszonen keine Trümmerzo¬ nen, Mikrorisse und dgl. ergeben.

Es gilt dabei, die äußerst kurzwellige Strahlung des Argon/ Fluorid-Excimer-Lasers von 193 nm in einer derartigen Form gepulst über eine Applikationsvorrichtung nahezu verlustfrei derart zu applizieren, daß die jeweils gewünschte Ablation der organischen und anorganischen Substanzen auf photoche¬ mische Weise in der jeweils gewünschten Art eintritt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer eingangs genannten Vorrichtung zur ablativen Photodekomposition von organischen und anorganischen Substanzen unter lichtinduzierter Ablation von Materialfragmenten aus der Oberfläche dieser Substanzen, welche einen Argon/Fluorid-Excimer-Laser aufweist, der eine Wellenlänge von 193 nm emittiert, und welche mit einer Applikationsvorrichtung zur Leitung der UV-Strahlung des Excimer-Lasers von diesem zum Applikationsbereich versehen ist, vorgesehen, daß insbesondere zur ablativen Photodekomposition von Zahnhart¬ substanzen, wie Dentin oder Schmelz, in gesunden oder kariös

veränderten Bereichen der Zähne, unter Auflösung der Hydro- xylapatit-Kristalliten der Zahnsubstanzen, der Excimer-Laser eine Ausgangsimpuls-Energiedichte von min¬ destens 50 mJ/cm und eine Impulsrate aufweist, welche kleiner als 100 Hz ist, und wobei das Laserlicht auf eine Fläche von 1 - 2 mm oder kleiner fokussierbar ist, wobei eine Energiedichte pro Ausgangsimpuls von mindestens 2500mJ/mm ^' gegeben ist, und das Laserlicht mittels der Applikationsvorrichtung nahezu verlustfrei fokussierbar und auf den Applikations¬ bereich abbildbar ist.

Die Erfindung geht dabei bei dieser Lösung von dem Gedanken aus, die abzutragenden organischen und/oder anorganischen Substanzen, insbesondere die Zahnhartsubstanzen, zwar mit¬ tels LaserStrahlung abzubauen, dabei aber eine derartige LaserStrahlung und diese in einer derartigen Intensität zu verwenden, daß der Abbau dieser Substanzen nicht durch "Verbrennung", sondern über "ablative Photodekomposition" der organischen und anorganischen Materialien erfolgt. Insofern soll insbesondere das Zahnmaterial nicht mehr aufgrund von thermischer Einwirkung abgetragen werden, sondern durch Einstrahlung von LaserStrahlung mit derartigen Photoenergien, welche sich auf Größen kumulieren, welche größer als die Bindungsenergien der jeweils aufzulösenden Zahnhartsubstanzen sind, andererseits aber nicht zu einer we¬ sentlichen Aufheizung der Substanz führen.

Wie Versuche bzgl. dieser Möglichkeit zur Zahnbehandlung gezeigt haben, ist es möglich, kumulierte Photonenenergien in dieser Größenordnung durch die ultraviolette Laserstrah¬ lung (193 nm) des Argon/Fluorid-Excimer-Lasers zu erzeugen, wobei diese Strahlung selbst bei einer Fokusfläche von 1 - 2 mm ³ noch mit einer ausreichenden Impulsener ie-Dichte eingestrahlt werden kann, so daß der Effekt der "ablativen Photodekomposition" in einer ausreichenden Größenordnung

in den Zahnsubstanzen eintritt. Versuche haben haben dabei gezeigt, daß bei einem kommerziell erwerbbaren Argon/Fluo- rid-Excimer-Laser der Firma Technolas, München, West- Deutschland, mit einer Ausgangsimpuls-Energiedichte von 200 mJ/cm ³ es möglich ist, äußerst schonend und spezifisch unterschiedliche Zahnhartsubstanzen abzutragen, sofern ein bestimmter Schwellenwert der effektiven Impulsenergie- Dichte der ultravioletten Laser-Strahlung von 193 nm vor¬ liegt. Die Unterscheidung der Zahnhartsubstanzen voneinander ist dabei insofern möglich, als insbesondere für die Ab¬ tragung von gesundem und kariösem Dentin sich unterschied¬ liche Abtragungsraten ergeben, wobei die Abtragungsrate für kariöses Dentin um einen Faktor 10 - 100 höher ist.

Es ist dabei möglich, eine nahezu schmerzfreie Zahnbehand¬ lung bzw. Abtragung gesunder oder auch kariös veränderter Zahnhartsubstanzen vorzunehmen, sofern die Bearbeitungszonen oberhalb der den Zahnnerv führenden Zonen liegen.

Vorteilhafte Ausführungsformen dieser Vorrichtung ergeben sich aus den weiteren Patentansprüchen 2 - 29, welche ins¬ besondere eine erfindungsgemäße Ausbildung einer Applika¬ tionsvorrichtung für die Strahlung des Argon/Fluorid-Excimer- Lasers betreffen, mit welcher es möglich ist, die zur Zeit etwa lediglich maximal mit Impuls-Energiedichten von etwas mehr als 400 mJ/cm ³ zur Verfügung stehende Laserstrahlung von 193 nm eines Argon/Fluorid-Excimer-Lasers mit ausrei¬ chender Effektivität in der Zahnbehandlung zu nutzen. Bei Repetitionsraten des Laserimpulses unter 100 Hz ist es dabei möglich, die Leistung der ausgestrahlten Laserenergie-

_/ in ausreichender, Gjröße-nordjiung von ,10 Megawatt/I -puls Impulse' zu erhalten, wobei eine ToKirsflache in der Größen¬ ordnung von 1 - 2 mm ³ erzeugbar ist. Bei einer in der Appli¬ kationsvorrichtung zur Verfügung stehenden effektiven Im¬ puls-Energiedichte von 100 mJ/cm ³ ist es dabei möglich, diese bei der genannten Größenordnung der Fokusfläche auf 5000 mJ/mm ³ zu erhöhen. Bei dieser Energie ist es dabei möglich, pro Laserimpuls von einer Dauer von 15 - 20 Nano-

see. in dichter Hydroxylapatitkeramik eine Schichtdicke von 0,14 Micron abzutragen. Die Abtragungsrate liegt dabei bei kariösem Dentin um einen Faktor 10 - 100 höher. Die Applikationsvorrichtung gemäß den Ansprüchen 7 - 29 erlaubt dabei insbesondere eine Verstellbarkeit um zwei Drehachsen und eine Schwenkachse, so daß sich eine gute Handbarkeit ergibt. Das Gewicht und die Größenabmessung dieser Appli¬ kationsvorrichtung kann dabei in der Größenordnung üblicher elektrisch angetriebener, mechanischer Bohrvorrichtungen zur Zahnbehandlung gehalten werden.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Vorrichtung zur ablativen Photodekomposition von Zahnhartsubstanzen sowie der dabei verwendeten Applikationsvorrichtung für die 193 nm ultra- violette Laserstrahlung des zu verwendenden Argon/Fluorid- Excimer-Lasers ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf beige¬ fügte Zeichnungen davon.

Gemäß der Erfindung wird somit durch eine ablative Photo¬ dekomposition mittels äußerst kurzwelligem UV-Licht die Abtragung von Zahnhartsubstanzen ermöglicht. Dieses Verfah¬ ren läßt sich dabei in kontrollierter Weise jeweils für die einzelnen Schichtdicken der unterschiedlichen Zahnsub- stanzen durchführen, wobei keine thermischen oder mechani¬ schen Belastungen auftreten. Da die Abtragungsraten für kariöses Dentin um einen Faktor von 10 - 100 gegenüber gesundem Dentin oder Zahnschmelz höher liegen, ist es mög¬ lich, die kranken Zahnsubstanzen abzutragen, ohne dabei die gesunden anzugreifen. Eine Unterscheidung dieser Zahn¬ substanzen ist dabei aufgrund der unterschiedlichen Färbung oder sich dort ergebender unterschiedlicher Fluoreszenz von eingestrahltem Licht möglich.

Durch die ultraviolette LaserStrahlung von 193 nm lassen sich insbesondere . chemisch aktive Oberflächen insofern

herstellen, als durch die Photoablation die abzutragenden Schichten automatisch vollkommen entfernt werden, so daß keine Nachbehandlung notwendig ist. Dagegen mußte bisher die entsprechende Stelle des Zahnes mit Phosphorsäure aufge¬ rauht werden, um chemisch aktive Oberflächen zu erzeugen. Diese Phosphorsäure dringt zum einen in Mikrorisse des Zahnes ein und vergrößert diese Mikrorisse damit nachteilig. Zum anderen bilden die Reaktionsprodukte ein Monolayer mit dem Wasser, was zur Spülung der Zähne verwendet wird. Diese Lage verhindert dann ein sicheres Ankleben der Adhä- sivsysteme.

Im folgenden wird die Erfindung anhand zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezug auf deren Zeichnungen näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigen:

Figur 1: Die erste Ausführungsform einer Applikationsvor¬ richtung mit Handgriff zum nahezu verlustfreien Einspiegeln und zum Applizieren der Laserstrahlung des eine Wellenlänge von 193 nm emittierenden

Ar on/Fluorid-Excimer-Lasers unter schematischer Darstellung des Strahlenganges und der Anordnung dieses Excimer-Lasers und eines Ziel-Lasers;

Figur 2 Eine zweite Ausführungsform der Applikationsvor¬ richtung zum Einspiegeln und zum Applizieren der Laserstrahlung des Argon /Fluorid-Excimer-Lasers (193 nm) zur ablativen Photodekomposition von Zahnhartsubstanzen, in einem Aufbau entsprechend der Applikation _. sVorrichtung gemäß Figur 1, wobei der erste rohrförmige, zu einem Optikkopf am linken Anfang abgewinkelte Griffabschnitt eine nach außen geschlossene Mantelfläche aufweist, in welchem ein zusätzliches KondensorSystem aus Suprasillinsen angeordnet ist, und der zweite Griffabschnitt offen ist. Seitlich dieser Griffabschnitte ist ein Schwenkmechanismus in Form eines nach außen offenen Storchenschnabelmechanismusses angelegt, dessen beide Schenkel sich immer gleichzeitig derart öffnen, daß auf einen im Drehpunkt der Schwenkvorrichtung angeordneten dielektrischen Spiegel der Reflektionspunkt des Laserstrahles jeweils an der gleichen Stelle erscheint;

Figur 3: Die schematische Darstellung eines Einkoppelme- chanismusses zum gleichzeitigen oder alternativen Einspiegeln der LaserStrahlung eines Argon/Fluori -

Excimer-Lasers , welcher UV-Strahlung (193 nm) emittiert, sowie eines sichtbares Licht emittie¬ renden Lasers (HeNe-Lasers) unter Verwendung eines dielektrischen Spiegels, wobei die UV-Strahlung bzw. sichtbare Strahlung in den Eingang der Appli¬ kationsvorrichtung gemäß Figur 1 bzw. Figur 2 fällt:

Figur 4: Eine Abänderung der Ausführungsform gemäß Figur 2.

Den prinzipiellen Aufbau eines Ausführungsbeispieles der Vorrichtung zur ablativen Photodekomposition von Zahnhart¬ substanzen in gesunden oder auch kariös veränderten Bereichen der Zähne erkennt man in der schematischen Darstellung der Figur 1.

Danach weist diese Vorrichtung einen eine Wellenlänge von 193 nm emittierenden Argon/Fluorid-Excimer (20) auf, aus dessen für kurzwellige UV-Strahlung durchlässiges Quarzaus¬ gangsfenster über eine evakuierte Glasröhre die UV-Strahlung in den Eingang (26) einer fokusεierhandεtückartiken Appli¬ kationsvorrichtung/ zum Einspiegeln und zum Applizieren der Laserstrahlung auf eine Fokusfläche (25) in dem aufzulösenden Bereich einer Zahnhartsubstanz appliziert wird.

In der Fokusfläche (25) besitzt die von dem Argon/Fluorid- Excimer-Laser (20) emittierte ultraviolette Laserstrahlung gegenüber der Ausgangsimpuls-Energiedichte des Lasers von 200 mJ/cm ³ eine bedeutend erhöhte Impuls-Energiedichte von mindestens 5000 mJ/mm ³ , wobei der Fokuspunkt kleiner gleich 2 mm ³ ist. Diese ultraviolette Laserstrahlung wird dabei mit einer Impulsrate von 25 Hz eingestrahlt, wobei die auf diese Weise übertragene Energie des Laserstrahles so hoch ist, daß die ca. 6,4 eV Photonenergie aufgrund der hohen Energiedichte der Laserimpulse Mehrphotonenprozesse auslösen, so daß die Photonenenergien der Laserstrahlung sich auf

Größenordnungen kumulieren, welche im Bereich der organi¬ schen Zahnhartsubstanzen, seien diese nun gesund oder kariös, liegen (10 - 15 eV) .

Es ist insofern eine äußerst schonende ablative Photodekom¬ position der Zahnhartsubstanzen möglich, wobei bei einer effektiven Impuls-Energiedichte von 100 mJ/cm ³ es möglich ist, je Impuls bei einer Fokusfläche von ca. 2 mm ³ eine Abtragung von 0,14 Micron in dichter Hydroxylapatitkeramik bzw. in gesundem Dentin bei 5000 mJ/mm ³ vorzunehmen. Da die Abtragungsrate dagegen bei kariösem Dentin um einen Faktor von 10 - 100 höher liegt, und dabei das kariöse Dentin gegenüber dem gesunden Dentin bzw. Zahnschmelz durch seine Färbung oder eine unterschiedliche Fluoreszenz des Lichtes eines Zielstrahles unterscheidbar ist, läßt sich das kariöse Dentin durch den Laserstrahl abtragen, ohne dabei den gesunden Zahnschmelz oder das gesunde Dentin anzugreifen. Die Zahnhartsubstanzen werden dabei durch Auflösung der atomaren Bindungskräfte in den Hydroxylapatit- kristalliten abgetragen, wobei dies ohne Verbrennung des Zahnmaterials geschieht. Gleichzeitig vorgenommene Tempe¬ raturmessungen haben dabei ergeben, daß bei einfacher Küh-

Tem eratur- lung durch Luftstrom lediglich eine maximale / Erhöhung des

Zahnmaterials von 2° erfolgt. Im Gegensatz zu dieser Abtragung ist bei bisher verwendeten Lasern in der Zahnheilkunde, welche im sichtbaren oder infraroten Wellenlängenbereich emittieren (z. B. Nd : YAG), lediglich ein Abbau der Zahnhartsubstanzen durch Erwärmung oder Erhitzen, also durch Verbrennung von Zahnhartsubstanzen an den zu behandelnden Stellen möglich.

Es ist somit möglich, aufgrund der ablativen Photodekompo¬ sition äußerst gerade senkrechte Schnittprofile und feinste Abtragungen im Bereich eines Bruchteils eines Mikrometers zu erzeugen, wobei keine Aushöhlungseffekte an den Abtra¬ gungsbereichen sich ergeben.

Da mit der ablativen Photodekomposition keine mechanischen Erschütterungen der Zahnhartsubstanzen in der Bearbeitungs¬ zone verbunden sind, ergeben sich im Gegensatz zu konven¬ tionellen Methoden keine Trümmerzonen, Mikrorißbildungen oder andere mechanischen Beschädigungen der Zahnhartsub¬ stanzen. Es ist dabei möglich, durch die kurzwellige UV- Strahlung des Argon/Fluorid-Exci er-Lasers die Abtragung von Zahnhartsubstanzen ohne Vibrations-, Deformations¬ und Reibungseffekte durchzuführen, so daß sich eine äußerst schmerzarme Zahnbehandlung ergibt. Es läßt sich dabei ins¬ besondere auch Zahnstein von gesundem oder kariösem Dentin bzw. Schmelz entfernen. Ferner sind gute ^: Vorajχssetzunge'n für die Präparation der Zahnhartsubstanzen zur Versorgung des Zahnes mit Adhäsivsystemen gegeben, da durch die UV- Strahlung von 193 nm an der Oberfläche der Zahnhartsub¬ stanzen chemisch aktive, trümmerfreie Flächen entstehen. Außerdem können nunmehr auch an gesunden Zähnen, ohne große Schäden anzurichten, Verankerungen für Brücken und sonstige zahnerhaltende Maßnahmen angebracht werden.

Da zur Unterscheidung von kariösem Dentin und gesundem Dentin an sich die unterschiedliche Färbung dieser Zahn¬ substanzen genügt, weist die Ausführungsform der Vorrich¬ tung zur ablativen Photodekomposition von Zahnhartsubstanzen gemäß Figur 1 und Figur 3 bzw. Figur 2 und Figur 3 keine besondere Steuervorrichtung zum Ein- und Ausschalten des Argon/Fluorid-Excimer-Lasers (20) auf, wie dies an sich über ein Spektralanalyse-System erfolgen kann, welches die Änderung der Fluoreszenz während des Überganges von kariösem auf gesunden Zahnhartsubstanzen mißt und damit den Excimer-Laser (20) bzw. dessen Laserstrahlung ausschal¬ tet.

Die Ein- und Ausschaltung des Argon/Fluorid-Excimer-Lasers (20) bzw. des als Ziel-Laser verwendeten Helium-Neon-Lasers (27) erfolgt dabei lediglich über- einen am Handgriff (1) selbst angebrachten Ein/Ausschalter (19).

Über den Eingang (26) für die durch den Handgriff (1) zu applizierende Laserstrahlung kann dabei außer der Laser¬ strahlung des Argon/Fluorid-Excimer-Lasers (20) die Strah¬ lung eines im sichtbaren Wellenlängenbereich (z. B. rotes Licht) emittierenden Ziel-Lasers (27) eingestrahlt werden. Als Ziel-Laser wird dabei ein HeNe-Laser (27) verwendet, wobei dessen Laserstrahlung über einen Einkoppelmechanismus (21), welcher im einzelnen in Figur 3 dargestellt ist, eingebracht werden kann.

Um die Energie des Laserstrahls des Argon/Fluorid-Excimer- Lasers möglichst verlustfrei an den zu behandelnden Zahn zu führen, und dabei insbesondere die verwendete Optik nicht zu beschädigen, kann dabei keine herkömmliche Optik verwendet werden. Vielmehr weist die Vorrichtung gemäß Figur 1 und Figur 3 bzw. Figur 2 eine Optik auf, welche grundsätzlich aus Quarzglas gefertige Linsen oder Prismen aufweist und dabei dielektrische Spiegel verwendet. Aufgrund der auftretenden Energieverluste ist es dabei nicht möglich, Quarzfaser zu verwenden.

Der zur Applikation der Laserstrahlung an den zu behandeln¬ den Zahn dienende Handgriff (1) ist dabei wie folgt auf¬ gebaut :

Der Handgriff (1) besteht im wesentlichen aus zwei rohr- förmigen Griffabschnitten (2, 6), welche aus Aluminium oder Titan gefertigt sind. Der erste Griffabschni t (2) besitzt dabei etwa eine Länge von 10 cm, wobei am vorderen Anfang dieser Griffabschnitt (2) rechtwinklig abgeknickt ist und in einem etwa 2 cm hohen Rohrteil zur Bildung eines Optik¬ kopfes (3) ausläuft. In diesem Ende ist eine kurz brenn- weitige (f = ca. 10 - 12 mm) bikonvexe Quarzlinse (Supra- sil I) eingebaut. In der 90°-Abwinklung, welche als Abschrä- gung der Außenwand des dortigen Rohrteiles ausgebildet ist, ist ein dielektrischer Spiegel (7) angebracht, der für

die 193 nm UV-Strahlung optimiert ist und eine Reflektivität von 99,5 % für diese Strahlung bei einem Einfallswinkel von 45° besitzt. Die in Längsrichtung durch die Mitte des ersten Griffabschnittes (2) verlaufende Laserstrahlung gelangt dabei unter einem Einfallswinkel von 45° auf den entsprechend zur Längsrichtung des Griffabschnittes (2) positionierten dielektrischen Spiegel (7) und wird dann unter einem entsprechenden Ausfallswinkel von 45° auf die Mitte der Quarzlinse (13) des Optikkopfes (3) reflektiert.

Das Ende des Rohrteiles zur Aufnahme des Optikkopfes (3) läuft dabei konisch zu und besitzt dort einen Außendurch¬ messer von 8 mm. Die bikonvexe Quarzlinse (13) ist dabei in einer Ringnut (16) des Optikkopfes (3) gelagert, wobei über einen Feststellring (17) die Quarzlinse (13) gegen einen oberhalb der Kreisnut (16) umlaufenden Radialansatz (18) festlegbar ist. Die Quarzlinse (13) ist insofern gegen eine Wechseloptik, etwa für sichtbares Licht, oder gegen eine andere Quarzlinse mit größerer Brennweite austauschbar.

Der zweite rohrförmige Griffabschnitt (6) des Handgriffes (1) ist am rechten äußeren Ende (5) des ersten rohrförmigen Griffabschnittes (2) angelegt und mit diesem über einen Schwenkmechanismus (10) in Form eines Storchenschnabelmecha- nismusses verbunden. Die beiden Griffabschnitte (2, 6) sind dabei in ihrer Grundstellung um 90° abgewinkelt, wobei in dieser Abwinklung ein zweiter dielektrischer Spiegel (8) angelegt ist, welcher das vom Eingang (26) durch das Innere des zweiten rohrförmigen Griffabschnittes eintretende Laserlicht unter einem Einfallswinkel von 45° un einem Ausfallswinkel von 45° auf den Optikkopf (3) angelegten dielektrischen Spiegel (7) ablenkt.

Die beiden Griffabschnitte (2, 6) sind dabei über den Schwenk- mechanismus (10) und den diese beiden Griffabschnitte an diesen Abschnitten verbindenden Federbalg (11) kippbar miteinander verhunden, wobei eine ^v erschwenkung der zueinan-

der um 90° abgewinkelten Griffabschnitte um einen Öffnungs¬ winkel <- = 35° möglich ist. Da die beiden Schenkel des Storchenschnabelmechanismusses sich immer gleichzeitig öffnen und der dielektrische Spiegel (8) in den Drehpunkten der Griffabschnitte (2, 6) bzw. des Storchenschnabelmecha¬ nismusses angeordnet ist, ist sichergestellt, daß bei einer Öffnung des Schwenkmechanismusses (10) der Reflektionspunkt der Laserεtrahlung auf der Oberfläche des dielektrischen Spiegels (8) stets an der gleichen Stelle bleibt. Insofern ist es nach einer Neigung des Handgriffes bzw. des ersten oder zweiten Griffabschnittes (2, 6) nicht notwendig, den Laserstrahl neu zu justieren.

Der dielektrische Spiegel (8) ist dabei an dem Storchen- schnabelmechanismus derart angebracht, daß die Justierung des eine Reflektivität von 99,5 % bei einem Einfallswinkel von 45 ° für eine Strahlung von 193 nm besitzenden Spiegels möglich ist.

Der zweite Griffabschnitt (2) weist dabei ebenfalls eine Länge von ca. 10 cm auf, wobei der Handgriff zur Zahnbehand¬ lung im allgemeinen an diesem äußeren zweiten Griffabschnitt ergriffen wird. Der erste Griffabschni t wird dagegen so gehalten, daß dieser an die Stelle des zu behandelnden Zahnes im Mundbereich führt.

Die beiden Griffabschnitte (2, 6) weisen jeweils zwei etwa 5 cm lange Rohrstück-Teile (2a, b, 6a, b) auf, welche je¬ weils ein um 360° drehbares Drehgelenk (4, 9) bilden. Diese Drehgelenke sind dabei, wie auch die schwenkbare Verbindung der beiden Griffabschnitte im Bereich des Storchenschnabel¬ mechanismusses (10), druckdicht ausgebildet, wobei innerhalb des Handgriffes ein Vakuum erzeugt werden kann und sich somit die Absorption der ultravioletten LaserStrahlung (193 nm) des Argon/Fluorid-Excimer-Lasers erheblich ver¬ ringert .

Die An/Ausschaltung des Argon/Fluorid-Excimer-Lasers (20) bzw. des Ziel-Lasers (27) erfolgt dabei über einen entspre¬ chenden Ein/Ausschalter (19), welcher an dem äußeren zweiten Griffabschnitt (6) angebracht ist.

Mit Hilfe des Handgriffes (1) ist es möglich, mit den glei¬ chen Freiheitsgraden eine Zahnbehandlung durchzuführen, wie dies bei herkömmlichen mechanischen Zahnbohrern möglich ist. Der Handgriff (1) der Applikationsvorrichtung kann dabei in seiner Abmessung, insbesondere in der Länge der ersten und zweiten Griffabschnitte noch erheblich verkürzt werden, so daß auch bzgl. Abmessung und Gewicht dieser Hand¬ griff nicht größer oder schwerer ist als übliche Handgriffe elektrisch angetriebener mechanischer Bohrer für die Zahn- behandlung.

Die in Figur 2 wiedergegebene zweite Ausführungsform der Applikationsvorrichtung zum Einspiegeln und zum Applizieren der Laserstrahlung des Argon/Fluorid-Excimer-Lasers (193 nm) stellt insofern eine vereinfachte Ausführungsform der in Figur 1 abgebildeten Applikationsvorrichtung bzw. Handgriffes (1) dar, als der erste und zweite Griffabschnitt (2' , 6') nicht gänzlich als rohrförmige, nach außen geschlossene Rohre ausgebildet sind. Vielmehr ist der zweite Griffab- schnitt (6') über seine gesamte Länge offen ausgebildet und wird dabei lediglich durch den zum Eingang (26') dieser Applikationsvorrichtung sich erstreckenden Bügel (28) des Storchenschnabelmechanismusses (10') begrenzt. Auf der Seite des um 90° zu dem zweiten Griffabschnitt (6') abgewinkelten ersten Griffabschnittes (2') ist dabei dieser Griffabschnitt über einen Anfangsbereich ebenfalls offen geführt, und dabei lediglich seitlich durch einen Bügel (29) des Storchenschna¬ belmechanismusses begrenzt. Dieser Bügel (29) ist dabei an seinem abgewinkelten Ende auf einen rohrförmigen Abschnitt (30) des ersten Griffabschnittes (2') geführt. Innerhalb dieses Rohrabschnittes ist dabei im Gegensatz zur Ausfüh¬ rungsform der Applikationsvorrichtung gemäß Figur 1 ein

KondensorSystem aus zwei bikonvexen Suprasillinsen (14, 15) angelegt. Durch dieses Kondensorsystem ist es möglich, die Impuls-Energiedichte der auf die Quarzlinse (13') im Optikkopf (3') über einen dielektrischen Spiegel (7') reflektierten UV-Strahlung (193 nm) bedeutend zu erhöhen. Insofern ist es dann möglich, einen Argon/Fluorid-Excimer- Laser mit einer Ausgangs-Impuls-Energiedichte zu benutzen, welche geringer als 200 mJ/cm ³ ist.

Ein wesentlicher Vorteil dieses Handgriffes besteht ferner darin, daß dieser über einen Großteil der Griffabschnitte (2, 6) offen ist, und insofern die Handhabung, insbesondere in kleineren, engeren Bereichen, sich einfacher gestaltet.

Die Ausbildung des in Figur 1 angedeuteten Einkoppelmecha- nismusses (21) für die Strahlung des Argon/Fluorid-Excimer- Lasers (20) und/oder des HeNe-Lasers (27) ist schematisch in Figur 3 dargestellt.

Die aus dem Ausgangsfenster des Excimer-Lasers (20) austre¬ tende Strahlung wird dabei vorzugsweise in einer unter Vakuum gesetzten Glasröhre auf einen dielektrischen Spiegel (22) unter einem Einfallswinkel von 45° eingestrahlt und gelangt von diesem Spiegel (22) unter Reflektion unter einem Winkel von 90° auf den Eingang (26) des Handgriffes.

Die Abbildung des im sichtbaren Bereich rotes Licht emit¬ tierenden HeNe-Lasers (27) erfolgt dabei über eine entspre¬ chende Optikanordnung, wobei dieses Licht zunächst unter einem Einfallswinkel von 45° auf einen dielektrischen Spiegel (22) fällt und dort aufgrund der Transparenz des dielektrischen Spiegels für sichtbares Licht durchgelassen wird, so daß es schließlich in den Eingang (26) des Hand¬ griffes gelangt. Da der EinkoppelmechanismJS (21) dagegen für die 193 nm-Strahlung des Argon/Fluorid-Excimer-Lasers (20) als dielektrischer Spiegel ausgebildet ist, wird das

von diesem seitlich auf die Unterseite der dielektrischen Spiegelfläche einfallende Licht dort reflektiert und auf diese Weise dort in den Eingang (26) des Handgriffes re¬ flektiert.

Es ist damit die Laserstrahlung des HeNe-Lasers (27) und die Strahlung des Argon/Fluorid-Excimer-Lasers (20) mittels der Quarzoptik des Handgriffes (1) bzw. (1') gleichzeitig in die Fokusfläche (25) abbildbar.

Über den Optikkopf (3, 3') ist es dabei möglich, neben der Fokusfläche der UV-Strahlung des Argon/Fluorid-ExcimBr- Lasers, bzw. alternativ an dieser Stelle eine sichtbare Fokusfläche des als Ziel-Laser verwendeten HeNe-Lasers (27) zu erzeugen.

Die in Figur 4 dargestellte Ausführungsform der Applika¬ tionsvorrichtung entspricht im wesentlichen der Applika¬ tionsvorrichtung (1') gemäß Figur 2. Sie weist dabei ebe.n- falls einen Storchenschnabelmechanismus (10') sowie ein Kondensorsystem aus Quarzlinsen (Suprasillinsen) auf. Durch das Kondensorsystem wird insofern ebenfalls ein auf einem äußerst engen Querschnitt kollimierter Laser¬ strahl erzeugt, welcher ebenfalls durch einen Optikkopf auf eine Fokusfläche abgebildet wird.

Im Gegensatz zum Optikkopf (3') wird bei der Ausführungs¬ form gemäß Figur 4 ein Optikkopf (31) verwendet, welcher am Anfang des ersten rohrförmigen Griffabschnittes (2') als gradliniger, in Längsrichtung dieses ersten Griffab¬ schnittes sich fortsetzender Ansatz ausgebildet ist. Im Gegensatz dazu ist der Optikkopf (3) gemäß Figur 1 bzw. (3 ¹ ) gemäß Figur 2 vom rohrförmigen Griffabschnitt nach unten um einen Winkel von 90° abgewinkelt.

Der Optikkopf (31) wird dabei an ^' dem ersten rohrförmigen Griffabschnitt (2!) über einen lösbaren Anschluß (32)

festgelegt und ist insofern gegen dέfi Optikkopf (3') aus¬ wechselbar.

Der Optikkopf (31) ist dabei speziell zum Bohren von Lö- ehern in Zahnhartsubstanzen mittels der 193 nm-Strahlung des Argon/Fluorid-Excimer-Lasers (20) ausgelegt. Er geht dabei hinter dem Anschluß (32) in einen nadeiförmigen Abschnitt (33) über, welcher eine Länge von 12 mm und einen Außendurchmesser von 2 mm aufweist. Innerhalb dieses nadeiförmigen Abschnittes ist ein Leiterkanal (34) ange¬ legt, in welchen der auf einen Außendurchmesser von ca. 1,8 mm kollimierte Laserstrahl geführt wird. Die gesamte Länge der Applikationsvorrichtung gemessen von der Spitze des nadeiförmigen Abschnittes (34) bis zu dem äußeren Bügel (28) des Storchenschnabelmechanismusses (10') beträgt dabei 100 mm. Der Außendurchmesser des zylinderförmigen Griffabschnittes (2') beträgt dabei 12 mm.

Die Applikationsvorrichtung gemäß Figur 4 eignet sich dabei bei Verwendung in einer Vorrichtung mit einem Argon/ Fluorid-Excimer-Laser gemäß vorliegender Erfindung im übrigen nicht nur für die Zahnbehandlung, sondern auch unmittelbar für eine Operation am Auge und anderen extern erreichbaren Körperpartien. Als Beispiele seien genannt: In der Augenheilkunde: Hornhautchirurgie, Astigmatismus¬ korrektur, radiale Keratomie; in der Dermatologie: Re¬ sorption bzw. Entfernung kleiner und mittlerer Tumore, wie z. B. Melanome oder Warzen. Der nadeiförmige Abschnitt bildet insofern eine etwa 12 mm lange und 2 mm breite Hohlnadel, welche es erlaubt, unmittelbar am Gewebe im externen Körperbereich Operationen vorzunehmen.

Die angedeuteten Operationen lassen sich dabei ebenfalls bereits bei einer angelieferten Ausgangsi puls-Energie- dichte des Argon/Fluorid-Excimer-Lasers (20) von 50 mJ/cm ³ ausführen, wobei die Impulsrate ebenfalls kleiner als 100 Hz zu wählen ist, um Verbrennungen der Substanzen

zu vermeiden. Ein angelieferter Laserstrahl mit einer Aus¬ gangsimpuls-Energiedichte von 200 mJ/cm ² mit einer Abmes¬ sung von 12 x 10 mm wird dabei durch das Kondensorsystem der Applikationsvorrichtung auf eine punktförmige Fokus- fläche kollimiert, welche in ihrem Durchmesser durch Anlage einer Quarzlinse am Ende des nadeiförmigen Abschnittes (33) bzw. des Leiterkanals (34) noch auf einen bedeutend geringeren Durchmesser fokussierbar ist. In vorteilhaf er Weise werden im übrigen Vorsätze unmittelbar außen vor dem Optikkopf zum Einschub von Blenden angelegt. Für die alternative Verwendung der Vorrichtung gemäß den Patentan¬ sprüchen 1 - 32 für die Durchführung von Operationen im externen Körperbereich und Augenbereich mit der ultravio¬ letten Strahlung eines Argon/Fluorid-Excimer-Lasers (193 nm) wird insofern Elementenschutz beansprucht. Dies gilt auch für die allgemeine Verwendung der Applikationsvorrichtung gemäß der Erfindung zu diesen allgemeinen Zwecken, generell auch für andere UV-Laserstrahlung. Da zur Durchführung dieser Operationen ebenfalls keine hohen Energieeinbußen des Argon/Fluorid-Excimer-Lasers in Kauf genommen werden dürfen, muß dabei die Laserstrahlung an dem Operationsort ebenfalls mittels Prismen und Linsen aus Quarz oder dielektrischen Spiegeln gelangen. Es ist dabei aber möglich, den Leiterkanal (34) am Ende statt durch eine Quarzlinse unmittelbar durch ein kurzes Stück (1 mm) einer Quarzfaser abzuschließen. Insofern muß dann die auf eine punktförmige Fokusfläche zu kollimierende Laserstrahlung unmittelbar bereits bei Austritt aus dem Kondensorsystem auf einen derart engen Strahlendurchmesser kollimiert sein.

Zur Applikation von Laserstrahlung für Operationen im Augen- innern ist dabei die Applikationsvorrichtung wie folgt aufgebaut:

Der Handgriff (1'') besteht aus einem ca. 12 mm durchmessen¬ den rohrförmigen ersten Griffabschnitt (2') aus Aluminium

oder Titan. Am vorderen Anfang dieses Griffabschnittes ist dabei die Injektionsnadel (33) von ca. 12 mm Länge angelegt, wobei die Dicke dieser Nadel ca. 2 mm beträgt. Am Ende dieses Griffabschnittes (2') befindet sich dabei der Storchenschnabelmechanismus (10'), über welchen der in seiner Grundstellung um 90° abgewinkelte zweite Griff¬ abschnitt (6') verschwenkbar ist. Die LaserStrahlung des Argon/Fluorid-Excimer-Lasers (20) wird dabei in Längsrich¬ tung dieses zweiten Griffabschnittes (6') eingespiegelt. Dazu ist dieser Griffabschnitt an dem Delivery-System des Argon/Fluorid-Excimer-Lasers angeflanscht.

Mit Hilfe des Storchenschnabelmechanismusses (10') und eines im Drehpunkt angebrachten dielektrischen Spiegels (8') (optimiert für 193 nm, 45° Einfallswinkel, 99 % Re- flektivität) ist es möglich, den Handgriff um ca. 30° aus der abgewinkelten Grundstellung von 90° zu neigen, ohne den Laserstrahl zu dejustieren.

Da der angelieferte Laserstrahl eine Abmessung von 12 x 10 mm hat, ist es notwendig, ihn vor dem Einkoppeln in die Hohlnadel (33) auf einen Durchmesser von konstant ca. 2 mm zu kollimieren. Dies geschieht mittels eines im Rohr befindlichen Kondensors, der aus zwei plankonvexen Linsen aus Quarzglas (Suprasil) besteht. Dabei beträgt die Brenn¬ weite f, der Linse (14) 60 mm und die Brennweite f„ der Linse (15) 10 mm. Der so kollimierte Laserstrahl wird dann durch die Hohlnadel (33) bzw. deren Leiterkanal (34) gelei¬ tet und an das Operationsgebiet gebracht. Die Injektions- nadel weist dabei an ihrem Ende eine Quarzlinse oder eine Saphirlinse (Brennweite f ca. 1 - 2 mm, Durchmesser ca. 1, 8 - 2 mm) auf oder ist durch ein kurzes Stück (1 mm) einer Quarzfaser abgeschlossen.

Übersicht der Bezugsziffern

Handgriff bzw. Applikationsvorrichtung (1) erster rohrförmiger Griffabschnitt (2) davon am Anfang abgewinkelter Optikkopf (3) erstes Drehgelenk (4) äußeres rechtes Ende des ersten Griff¬ abschnittes (5) zweiter rohrförmiger Griffabschnitt des Handgriffes (6) dielektrischer Spiegel innerhalb der Abwinklung des ersten Griffabschnittes (7) dielektrischer Spiegel in dem schwenk¬ baren, abgewinkelten Verbindungsab¬ schnitt zwischen erstem und zweitem Griffabschnitt (8) zweites Drehgelenk (9)

Schwenkmechanismus in Form eines Stor¬ chenschnabelmechanismusses (10) Federbalg (11) linker Anfang des zweiten rohrförmigen Griffabschnittes (12) drehgelenkig verbundene "Rohrstück- Teile" des ersten Griffabschnittes (2a, b) drehgelenkig verbundene "Rohrstück¬ teile" des zweiten Griffabschnittes (6a, b) bikonvexe Quarzlinse im Optikkopf (3) (13)

Suprasillinsen für Kondensorsystem vor dem Optikkopf (3) (14, 15)

Kreisnut (16)

Feststellring (17) umlaufender Radialansatz (18)

Ein/Ausschalter am Handgriff für den

Laserstrahl (19)

Argon/Fluorid-Excimer-Laser bzw. Aus¬ gangsfenster davon (20) Einkoppelmechanismua für den Argon/Fluorid- Excimer-Laser und einen HeNe-Laser (21)

dielektrischer Spiegel (22) durch den Optikkopf erzeugte Fokusfläche der

Laserstrahlung (25)

Eingang des Handgriffes für Laserstrahlung (26)

He-Ne-Laser (27)

2. Ausführungsform:

Handgriff d'); d") erster oder zweiter Griffabschnitt (2* , 6') Eingang des Handgriffes (26')

Storchenschnabelmechanismus (20')

Bügel des Storchenschnabelmechanismusses (28, 29) rohrförmiger Abschnitt des ersten Griff¬ abschnittes (30) Optikkopf (3') dielektrischer Spiegel (7', 8')

Quarzlinse (13')

Federbalg dl')

Optikkopf (31) Anschluß für einen Optikkopf (32) nadeiförmiger Abschnitt des Optikkopfes (31) (33)

Leiterkanal des nadeiförmigen Abschnittes (34) evakuierte Röhre (35)