DE8701668U1 - Laser device for medical applications - Google Patents

Description

Translated fromGerman

HOEGER, STELLRECHT & PARTNERHOEGER, STELLRECHT & PARTNER

PATENTANWÄLTE UHLANDSTRASSE Hc-D 7OOC1 .STUTTGART 1PATENT ATTORNEYS UHLANDSTRASSE Hc-D 7OOC1 .STUTTGART 1

A 47 282 u Anm. : AESCULAP-WERKE AGA 47 282 u Note: AESCULAP-WERKE AG

12. Januar 1987 vormals Jetter & Scheerer12 January 1987 formerly Jetter & Scheerer

^U ~²²⁰ 7200 Tuttlingen^U ~²²⁰ 7200 Tuttlingen

LASERGERÄT FÜR MEDIZINISCHE ANWENDUNGENLASER DEVICE FOR MEDICAL APPLICATIONS

Die Neuerung betrifft ein Lasergerät für medizinische Anwendungen mit einem Steckanschluß, an den über einenSteckverbinder als Lichtleiter wirkende Glasfasern anschließbar sind, und mit einer Dekaiiereinrichtung i^mLasergerät zur Erkennung unterschiedlicher am Steckanschluß angeschlossener Steckverbinder.The innovation concerns a laser device for medical applications with a plug connection to which glass fibers acting as light guides can be connected via a connector, and with a decailing device in^the laser device for detecting different connectors connected to the plug connection.

An medizinische Lasergeräte können für unterschiedlicheAnwendungen spezielle als Lichtleiter wirkende Glasfasern mit entsprechenden Handstücken angeschlossenwerden. Nach dem Einstecken einer bestimmten Faser in das Lasergerät soll eine elektrische Steuerschaltungden Fasertyp selbständig erkennen und die erforderlichen Betriebsparameter des Lasergerätes einstellen.Special glass fibers acting as light guides can be connected to medical laser devices with appropriate handpieces for different applications. After a specific fiber is plugged into the laser device, an electrical control circuit should automatically recognize the fiber type and set the required operating parameters of the laser device.

Es ist Aufgabe der Neuerung/ ein gattungsgemäßes Lasergerätso auszubilden, daß mit einfachsten Mitteln eine Erkennung des jeweils an das Lasergerät angeschlossenenFasertyps erfolgt, wobei gleichzeitig sichergestellt ist, daß die Erkennuncsschaltung im .Lasergerät aus Sicherheitsgründen galvanisch von dem Steckverbinder getrennt ist. Diese Aufgabe wird beieinem Lasergerät der eingangs beschriebenen Art neuerüngsgemäß dadurch gelöst/ daß im Steckverbinder(iitielektrischer Widerstand integriert ist, der bei am Stepkanschlliß angeschlossenem Steckverbinder überThe aim of the innovation is to design a laser device of this type in such a way that the type of fiber connected to the laser device can be recognized using the simplest means, while at the same time ensuring that the recognition circuit in the laser device is galvanically separated from the connector for safety reasons. This task is solved in a laser device of the type described above by integrating an electrical resistor in the connector(iiti) which, when the connector is connected to the stepper connection, is

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A 47 282 uA 47 282 u

12. Januar 1987January 12, 1987

u - 22Ö - 2u - 22Ö - 2

zwei elektrische Kontakte in der Steckverbindung mit den beiden Enden einer Sekundärspule eines Transformators einer Detektorschaltung im Läsergerät verbundenist, daß die Primärspule mit einem Festwiderstand ineinem Primärstxomkreis der Detektorschaltung in Reihe geschaltet ist und daß !!wischen Primärspule und Festwiderstandein Spannungsabgriff vorgesehen ist.two electrical contacts in the plug connection are connected to the two ends of a secondary coil of a transformer of a detector circuit in the laser device, that the primary coil is connected in series with a fixed resistor in a primary current circuit of the detector circuit and that a voltage tap is provided between the primary coil and the fixed resistor.

Die Verwendung eines Transformators in der Erkennungsschaltung gewährleistet eine galvanische Trennung des■Widerstandes im Steckverbinder von der Erkennungsschaltung im Lasergerät.. Mit der beschriebenen Schaltungist es möglich, die Größe des Widerstandes im Steckverbinder zu bestimmen, denn dieser zu messendeWiderstand erscheint mit dem Quadrat des Übersetzungsverhältnisses des Transformators multipliziert in Rei^he zu dem Festwiderstand der Detektorschaltung. Der Spannungsabgriff zwischen dem Transformator und demFestwiderstand bestimmt somit die Teilspannung, die beispielsweise über dem Festwiderstand abfällt; dieseSpannung ist abhängig von der Größe des zu messenden Widerstandes im Steckverbinder. Die am Spannungsabgriffabgenommene Spannung kann entweder über ein Meßgerät angezeigt werden, so daß die Bedienungspersondie entsprechenden Parameter einstellen kann, die für diesen Steckverbinder erförderlich sind, oder dieseSpannung kann uhmittelbair zur Steuerung einer Steuerschaltungverwendet werden, die automatisch die zutreffenden Betriebsparameter des Lasergerätes einstellt.The use of a transformer in the detection circuit ensures galvanic isolation of the■resistance in the connector from the detection circuit in the laser device. With the circuit described, it is possible to determine the magnitude of the resistance in the connector, because this resistance to be measured appears multiplied by the square of the transformation ratio of the transformer in series with the fixed resistance of the detector circuit. The voltage tap between the transformer and the fixed resistance thus determines the partial voltage that drops across the fixed resistance, for example; this voltage depends on the magnitude of the resistance to be measured in the connector. The voltage taken at the voltage tap can either be displayed on a measuring device so that the operator can set the appropriate parameters required for this connector, or this voltage can be used directly to control a control circuit that automatically sets the appropriate operating parameters of the laser device.

A 47 282 üA 47 282 ü

12. Januar 1987January 12, 1987

U - 220 - 3 -U-220-3-

Wenn Glasfasern und Handstücke unterschiedlichen Typs eingesetzt werden, ist jedem Typ eine bestimmte Größedes Widerstands im Steckverbinder zugeordnet, so daß die Schaltung im Lasergerät dessen Betriebsparameterselbständig an den jeweils verwendeten Fasertyp und Handstückstyp anpaßt.If different types of glass fibers and handpieces are used, each type is assigned a specific value of resistance in the connector so that the circuit in the laser device automatically adapts its operating parameters to the type of fiber and handpiece used.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn der Primärspuledes Transformators zur Kompensation der Induktivität des Transformators ein Kondensator parallel geschaltetist. Üblicherweise wird die Detektorschaltung mit konstanter Frequenz betrieben. Transformatoren, die inden Detektorschaltungen verwendet werden können, haben üblicherweise unterschiedliche Induktivitätswerte, dieStreuung kann beispielsweise bei +/- 30 % liegen. Um diese unterschiedlichen Induktivitätswerte auszugleichen,ist es vorteilhaft, jedem Transformator einen Kondensator mit entsprechender Kapazität parallel zuschalten, wobei die Kapazität auf die tatsächliche Induktivität des jeweiligen Transformators abgestimmtist. Dadurch kann die Schaltung weiterhin bei allen Geräten mit einer konstanten Frequenz betrieben werden,auch wenn die verwendeten Transformatoren unterschiedliche Induktivitätswerte aufweisen. Es hat sichweiterhin herausgestellt, daß durch Parallelschaltungdes Kondensators eine wesentliche Verbesserung des Temperaturverhaltens der Detektorschaltung erreichtwerden kann.It is particularly advantageous if a capacitor is connected in parallel to the primary coil of the transformer to compensate for the inductance of the transformer. The detector circuit is usually operated at a constant frequency. Transformers that can be used in the detector circuits usually have different inductance values; the spread can be +/- 30%, for example. In order to compensate for these different inductance values, it is advantageous to connect a capacitor with the appropriate capacitance in parallel to each transformer, with the capacitance being matched to the actual inductance of the respective transformer. This means that the circuit can continue to be operated at a constant frequency in all devices, even if the transformers used have different inductance values. It has also been found that a significant improvement in the temperature behavior of the detector circuit can be achieved by connecting the capacitor in parallel.

Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Neuerung dient im Zusammenhang mitder Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:The following description of a preferred embodiment of the innovation serves to explain in more detail in conjunction with the drawing. They show:

•■».ar-•■».ar-

A 47 282 uA 47 282 u

12. Januar 1987January 12, 1987

&khgr;&igr; - 220&khgr;&igr; - 220

Figur 1 eine Schemaschaltung der Detektorschaltung eines Lasergerätes mit angeschlossenem MeßwiderstandFigure 1 is a schematic diagram of the detector circuit of a laser device with a connected measuring resistor

Figur 2 eine Schaltung ähnlich Fig. 1/ bei der anstelledes Transformators als Ersatzschaltbild ein Widerstand und eine Induktivitätparallel geschaltet sindFigure 2 shows a circuit similar to Fig. 1/ in which instead of the transformer, a resistor and an inductance are connected in parallel as an equivalent circuit

Figur 3 eine Schaltung ähnlich Fig. 1 mit einem parallel zum Transformator geschalteten Kondensator.Figure 3 shows a circuit similar to Fig. 1 with a capacitor connected in parallel to the transformer.

Die Neuerung betrifft ein Läsergerät für medizinischeAnwendungen an sich bekannter Bauart, in dem mittels eines Lasers eine Laserstrahlung erzeugt wird;, die aneinem Steckanschluß in eine Glasfaser eingeleitet wird, die die Strahlung zur Applikationsstelle weiterleitet.An der Applikationsstelle tritt die Strahlung» entweder unmittelbar aus der Glasfaser aus oder sie wird überein optisches System, das bevorzugt in einem Handstück integriert ist, abgegeben. Derartige Anordnungen sindbekannt und daher in der Zeichnung nicht dargestellt.The innovation concerns a laser device for medical applications of a known design in which laser radiation is generated by means of a laser, which is introduced into a glass fiber at a plug connection, which transmits the radiation to the application site. At the application site, the radiation either emerges directly from the glass fiber or it is emitted via an optical system, which is preferably integrated in a handpiece. Such arrangements are known and therefore not shown in the drawing.

Zum Anschluß der Glasfaser an das Lasergerät wird beidiesen bekannten Geräten eine Steckverbindung; verwendet, wobei dem Glasfaserende ein Stecker zugeordnetist, der in das Lasergerät eingesteckt werdet» kann.In order to connect the glass fiber to the laser device, a plug connection is used in these known devices, whereby the glass fiber end is assigned a plug that can be plugged into the laser device.

Gemäß der Neuerung ist in dem Steckverbinder, der dem Ende der Glasfaser zugeordnet ist, ein Meßwid'erstand1 integriert, beispielsweise eingegossen. Dieiser stehtAccording to the innovation, a measuring resistor1 is integrated, for example cast, in the connector assigned to the end of the fiber optic cable. This resistor is

A 47 282 uA 47 282 u

12. Januar 1987January 12, 1987

u - 220 - 5 -u - 220 - 5 -

beidseitig mit elektrischen Kontakten 2/ 3 am Steckverbinderin Verbindung. Diese Kontakte 2 und 3 gelangen mit entsprechenden Kontakten am Steckanschlußdes Lasergerätes in Verbindung, wenn der Steckverbinder in den Steckänschluß eingesteckt ist. Diese Kontaktedes Lasergerätes sind über elektrische Leitungen 4 und 5 mit den beiden Enden einer Sekundärspule 6eines Transformators 7 verbunden, der Teil einer im Lasergerät angeordneten Detektorschaltung 8 ist. Imeingesteckten Zustand bilden also die Sekundärspule 6 und der Meßwiderstand 1 einen geschlossenen Sekundärkreisdes Transformators 7 aus.on both sides with electrical contacts 2/3 on the connector. These contacts 2 and 3 are connected to corresponding contacts on the plug connection of the laser device when the connector is plugged into the plug connection. These contacts of the laser device are connected via electrical lines 4 and 5 to the two ends of a secondary coil 6 of a transformer 7, which is part of a detector circuit 8 arranged in the laser device. When plugged in, the secondary coil 6 and the measuring resistor 1 form a closed secondary circuit of the transformer 7.

Die Primärspule 9 des Transformators 7 ist in einem Primärstromkreis mit einem Festwiderstand 10 in Reihegeschaltet. In dem Primärstromkreis ist zwischen zwei Anschlüssen 11 und 12 eine Wechselspannung mit festerFrequenz angelegt. Außerdem befindet sich zwischen der Primärspule 9 und dem Festwiderstand 10 ein Spannungsabgriff 13, an dem eine Meßspannung Uy abgreifbar ist.The primary coil 9 of the transformer 7 is connected in series with a fixed resistor 10 in a primary circuit. In the primary circuit, an alternating voltage with a fixed frequency is applied between two terminals 11 and 12. In addition, there is a voltage tap 13 between the primary coil 9 and the fixed resistor 10, from which a measuring voltage Uy can be tapped.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 ist zusätzlich zu dem Transformator 7 ein Kondensator 14 der KapazitätC parallelgeschaltet.In the embodiment according to Figure 3, in addition to the transformer 7, a capacitor 14 of capacitanceC is connected in parallel.

Im Betrieb erscheint die Größe R des Meßwiderstandes1 mit dem Quadrat des Übersetzungsverhältnisses des Transformators multipliziert in Reihe zum Festwiderstand10, dessen Wert in der Zeichnung mit R_Q angegeben ist. In dem Ersatzschaltbild der Figur 2 ist der mitdem Quadrat des Übersetzungsverhältnisses multiplizierteIn operation, the value R of the measuring resistor 1 multiplied by the square of the transformation ratio of the transformer appears in series with the fixed resistor 10, whose value is indicated in the drawing as R_Q. In the equivalent circuit diagram of Figure 2, the value R multiplied by the square of the transformation ratio is

A 47 282 uA 47 282 u

12. Januar 1987January 12, 1987

u - 220 - 6 -u - 220 - 6 -

Wert des MeßwiderStandes 1 mit R¹ angegeben- ParallelValue of the measuring resistor 1 indicated with R¹ - Parallel

JiJ

zu diesem in Reihe zu dem Festwiderstand 10 liegendenWiderstand ist in dem Ersatzschaltbild der Figur 2 die Induktivität L_T des Transformators 7 angegeben.Diese wird gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 3 durch den parallel geschalteten Kondensator 14 mitder Größe CL, kompensiert.The inductance L_T of the transformer 7 is given in the equivalent circuit diagram of Figure 2 for this resistor which is connected in series with the fixed resistor 10. According to the embodiment of Figure 3, this is compensated by the capacitor 14 connected in parallel with the size CL.

Mittels des Spannungsabgriffes 13 wird das Verhältnisdes effektiven Meßwiderstandes R¹ und des Festwider-The ratio of the effective measuring resistance R¹ and the fixed resistance

JiJ

Standes 10 mit der Größe R„ ermittelt. Dieses Verhältnishängt von der Größe des Meßwiderstandes 1 mit der Größe R zusammen, so daß die am Spannungsabgriff 13Stand 10 with the size R” is determined. This ratiodepends on the size of the measuring resistor 1 with the size R, so that the voltage at the voltage tap 13

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bestimmte Spannung U ein Maß für die Größe R descertain voltage U is a measure for the size R of the

y^xy^x

Meßw'iderstandes 1 ist. Diese Spannung wird entweder zur Betätigung einer entsprechenden Anzeige am Lasergerätbenutzt oder vorzugsweise unmittelbar zur Steuerung einer Steuerschaltung, die die Parameter des Lasergerätesentsprechend dem jeweils angeschlossenen Fasertyp einstellt.measuring resistor 1. This voltage is used either to activate a corresponding display on the laser deviceor, preferably, directly to control a control circuit that sets the parameters of the laser deviceaccording to the respective connected fiber type.

Es gelingt auf diese Weise mit einfachsten Mitteln,eine elektrische Erkennungsschaltung in einem Lasergerät zu schaffen, die die unterschiedlichen Widerständein den verschiedenen angeschlossenen Glasfasern erkennt und gegebenenfalls entsprechende automatischeAnpassungen der Läserbetriebsparameter vornimmt. Trotzdem ist die aus Sicherheitsgründen geforderte galvanischeTrennung¹ zwischen Detektorschaltung im Lasergerät einerseits und dem Steckverbinder Und dem darin integriertenMeßwiderstand 1 andererseits gewährleistet.In this way, it is possible to create an electrical detection circuit in a laser device using the simplest of means, which detects the different resistances in the various connected glass fibers and, if necessary, makes corresponding automatic adjustments to the laser operating parameters. Nevertheless, the galvanic isolation¹ required for safety reasons between the detector circuit in the laser device on the one hand and the connector and the measuring resistor 1 integrated therein on the other hand is guaranteed.

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Claims (2)

Translated fromGerman

SCHUTZANSPRÜCHE :PROTECTION CLAIMS:1. Lasergerät für medizinische Anwendungen mit einem Steckanschluß, an den über einen Steckverbinder alsLichtleiter wirkende Glasfasern anschließbar sind, und mit einer Dekodiereinrichtung im Lasergerät zurErkennung unterschiedlicher am Steckanschluß angeschlossener Steckverbinder,1. Laser device for medical applications with a plug connection to which glass fibers acting as light guides can be connected via a connector, and with a decoding device in the laser device for detecting different connectors connected to the plug connection,dadurch gekennzeichnet, daß im Steckverbinder ein elektrischer Widerstand (1)integriert ist, der bei am Steckanschluß angeschlossenem Steckverbinder über zwei elektrische Kontakte(2,3) in der Steckverbindung mit den beiden Entfen einer Sekundärspule (6) eines Transformators (7) einerDetektorschaltung (8) 121 Lasergerät verbunden ist, daßdie Primärspule (9) mit einem Festwiderstand (10) ineinem PrimärStromkreis der Detektorschaltung (8) in Reihe geschaltet ist und daß zwischen Primärspule (9)und Festwiderstand (10) ein Spannungsabgriff (13) vorgesehen ist.characterized in that an electrical resistor (1) is integrated in the plug connector, which, when the plug connector is connected to the plug connection, is connected via two electrical contacts (2, 3) in the plug connection to the two ends of a secondary coil (6) of a transformer (7) of a detector circuit (8) 121 laser device, that the primary coil (9) is connected in series with a fixed resistor (10) in a primary circuit of the detector circuit (8) and that a voltage tap (13) is provided between the primary coil (9) and the fixed resistor (10).2. Lasergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärspule (9) des Transformators (7) zurKompensation der Induktivität des Transformators (7) ein Kondensator (14) parallel geschaltet ist,2. Laser device according to claim 1, characterized in that a capacitor (14) is connected in parallel to the primary coil (9) of the transformer (7) to compensate for the inductance of the transformer (7),