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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln eines Patientenauges mit Laserstrahlung. Sie betrifft auch ein Verfahren zum Positionieren (Platzieren) eines Patientenauges relativ zu einem Austrittsfenster für Laserstrahlung von einer Laserquelle aus einer Vorrichtung zum Behandeln eines Patientenauges.
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Die Behandlung eines Patientenauges mit Laserstrahlung basiert darauf, dass durch Laserstrahlenpulse kleine Mengen an Hornhautgewebe zerstört werden, wobei sich die hierbei entstehenden Endprodukte verflüchtigen, sodass gezielt an vorbestimmten Stellen Hornhaut des Patientenauges entfernt werden kann; dies z. B. zum Zwecke des Einschreibens eines bestimmten Profils in die Hornhaut.
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Bei der Laserbehandlung kann das Patientenauge freiliegend sein und unmittelbar von Laserstrahlung getroffen werden. Es hat sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, wenn auf das Auge ein Kontaktelement aufgebracht wird. Dadurch kann die Oberfläche der zu behandelnden Hornhaut in gewünschter Weise geformt werden, um bei der Applikation von Laserstrahlung Störeffekte zu vermeiden, z. B. durch optische Aberration. Ein entsprechendes Kontaktelement ist in der
WO 02/083081 A1 beschrieben. Das Kontaktelement applaniert hierbei die Hornhautoberfläche. Aus der
US 6,730,074 B2 ist bekannt, an Stelle einer Platte zum Applanieren eine Kontaktlinse zu verwenden.
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Der langjährige Trend bei der Laserbehandlung von Patientenaugen ging dahin, möglichst kurze Laserstrahlenpulse zu verwenden. Gegenwärtig werden häufig Femtosekundenlaser eingesetzt. Der schwere Femtosekundenlaser steht hierbei in der Regel fest auf dem Boden in dem Behandlungsraum. Der Patient liegt auf einer Patientenliege. Regelmäßig besteht die Aufgabe, den Patienten relativ zu einem Auskoppelfenster für Laserstrahlung aus der Vorrichtung möglichst optimal zu positionieren. Zumeist wird bei feststehender Vorrichtung der Patient bewegt, vergleiche z. B. die
EP 1570 822 A1 , in der ein Verfahren zum Positionieren des Patientenauges relativ zu dem Austrittsfenster für Laserstrahlung der Vorrichtung beschrieben ist.
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In der
EP 1 731 120 B1 ist beschrieben, dass ein Lichtprojektor bewegt werden kann, um die Positionierung vorzunehmen. Hierbei bleibt der Laser stationär, auch der Patient bleibt stationär. Vom Laser wird über eine Auskoppeleinrichtung das Licht in den Lichtprojektor geleitet. Die Konstruktion ist dergestalt, dass bei unterschiedlichen Positionen des Lichtprojektors das Licht zu unterschiedlichen Stellen gelangt.
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Die
EP 1 486 185 B1 beschreibt sogar ein Handgerät, das zur Bewegung des Kontaktkörpers zum Applanieren dient, wobei der Handkörper an eine optische Transportleitung angekoppelt ist, welche flexibel ist. Über die optische Transportleitung werden die Laserstrahlenpulse in das Handgerät eingekoppelt. Die Laserquelle ist hierbei stationär. Im Zusammenhang mit dem Handgerät aus der
EP 1 486 185 B1 ist beschrieben, dass als Kontaktkörper neben einer planparallelen Platte auch ein solches optisches Element verwendet werden kann, das den kontaktierten Bereich des Patientenauges konkav oder auch konvex verformt.
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Es ist für die Patienten unangenehm, wenn sie z. B. mithilfe eines beweglichen Patiententisches verfahren werden müssen, damit ihr zu behandelndes Auge optimal positioniert ist, gesehen relativ zur Laserquelle bzw. zum Auskoppelfenster für Laserstrahlung aus der Vorrichtung für Laserbehandlung. Gleichzeitig ist es mit übermäßig großem Aufwand verbunden, wenn von einem feststehenden Femtosekundenlaser die Laserstrahlung über optische Transportmittel bis in die Auskoppeleinheit geführt werden muss. Der bewegliche Lichtprojektor aus der
EP 1 731 120 B1 ist aufwändig gebaut, teuer und zudem schwer. Das Handgerät aus der
EP 1 486 185 B1 funktioniert nur im Zusammenhang mit der optischen Transportleitung, die die Flexibilität bei der Handhabung des Handgeräts einschränkt. Insgesamt sind die Vorrichtungen zum Behandeln eines Patientenauges mit Laserstrahlung aus dem Stand der Technik sehr schwer, mit einem typischen Gewicht von zwischen 70 und 100 kg.
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Die
DE 10 2007 028 042 B3 beschreibt ein Verfahren zur Laserbearbeitung transparenter Materialien wie etwa eines Patientenauges. Hierbei wird die Wellenlänge des Laser aus dem Intervall von 300 bis 1000 nm ausgewählt und eine Pulslänge aus dem Intervall von 300 ps bis 20 ns. Es werden Laserpulse mit zeitlich glattem Strahlprofil appliziert. Die Bestrahlungsstärke wird so gewählt, dass Plasmabildung ohne Plasmaleuchten in dem Patientenauge auftritt. Als Laser kann bei diesem Verfahren ein Festkörper- oder Mikrochip-Laser eingesetzt werden. Ein Mikrochip-Laser ist bekanntlich ein Laser, bei dem ein Mikrochip selbst das Licht emittiert. Typischerweise sind Halbleiterschichten auf einem Substrat bereitgestellt, die eine Licht emittierende Vorrichtung bilden, z. B. eine Laserdiode. Durch den Schichtenaufbau ist hierbei in der Regel gleichzeitig ein Resonator bereitgestellt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Positionierung des Patientenauges gesehen relativ zu einem Auskoppelfenster für Laserstrahlung an einer Vorrichtung zum Behandeln eines Patientenauges zu erleichtern.
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Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 14 gelöst.
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Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung ein Grundelement auf, das zur (in einem Behandlungsraum) stationären Platzierung ausgelegt ist und/oder der Montage der Vorrichtung in einem Behandlungsraum dient. Ferner weist die Vorrichtung einen Ausleger auf, der schwenkbar an dem Grundelement gelagert ist, wobei der Ausleger eine Laserquelle trägt. Somit ist die Laserquelle relativ zu dem Grundelement verschwenkbar.
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Auf diese Weise kann die Laserquelle selbst zum Patienten verbracht werden, der Patient muss nicht mehr zur Laserquelle verfahren werden. Wird aber die Laserquelle selbst bewegt, so ist es nicht mehr nötig, die Laserstrahlenpulse der Laserquelle von selbiger zu einem sonst bewegten Teil zu leiten. Es gibt daher viel mehr Freiheiten bei der Ausgestaltung des Auslegers, z. B. kann dieser ein oder mehrere Gelenke aufweisen, die eine zum Verschwenken hinzutretende weitere Art der Bewegung der Laserquelle ermöglichen. Je größer der Radius ist, desto mehr Gestaltungsfreiheit besteht bei der Platzierung des Patienten, insbesondere bei der Platzierung einer Patientenliege bzw. einem Patiententisch für den Patienten. Die Laserquelle ist insbesondere auf einer Kreisbahn mit einem Radius zur Drehachse von mindestens 20 cm, bevorzugt mindestens 50 cm und besonders bevorzugt mindestens 100 cm verschwenkbar.
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Grundsätzlich können Mittel zum Fokussieren des Laserstrahls mit dem Patienten gekoppelt werden, bevorzugt sind diese jedoch ebenfalls von dem Ausleger getragen, insbesondere mit der Laserquelle fest gekoppelt. Im Strahlengang folgt der Laserquelle und den Mitteln zum Fokussieren typischerweise das eigentliche Auskoppelfenster nach, das als einfache Öffnung in einem Gehäuse bereitgestellt sein kann oder aus einem festen transparenten Körper besteht.
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Die Vorrichtung zum Behandeln eines Patientenauges umfasst bevorzugt auch einen Kontaktkörper zur Anlage an ein Patientenauge, insbesondere zum Formen einer Hornhautoberfläche desselben. Dieser Kontaktkörper ist bevorzugt ebenfalls mit dem Ausleger gekoppelt. Da der Ausleger die Laserquelle zum Patientenauge verfährt und damit das Auskoppelfenster für Laserstrahlung, ist bevorzugt der Kontaktkörper in definierter Weise zum Auskoppelfenster angeordnet, was durch die Kopplung, insbesondere eine starre Kopplung gegeben ist. Es ist auch denkbar, den Kontaktkörper als zunächst gesonderte Einrichtung bereitzustellen, z. B. in einer Halterung, und ihn auf das Patientenauge zu applizieren, dann die Laserquelle zum Patientenauge mit dem Kontaktkörper hin zu bewegen, und erst dann, z. B. mithilfe einer Rastverbindung, den Kontaktkörper mit dem Ausleger zu koppeln.
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Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Kontaktkörper eine asphärische Linse ist. Insbesondere kann der jeweils lokale Radius ausgehend von einem Mittelpunkt z. B. kontinuierlich zunehmen, wobei insbesondere eine Rotationssymmetrie gegeben sein kann. Die Verwendung einer solchen asphärischen Linse ist deswegen vorteilhaft, weil sie in ihrem mittleren Bereich gut am Patientenauge anhaftet, während Luft leicht nach außen entweichen kann. Dieser Aspekt einer Vorrichtung zur Behandlung eines Patientenauges mit Laserstrahlung ist unabhängig von der Tatsache, dass vorliegend die Laserquelle von einem Ausleger getragen ist, welcher um ein Grundelement verschwenkbar ist, in jeder Vorrichtung zum Behandeln eines Patientenauges mit Laserstrahlung verwirklichbar. Ein Aspekt besteht auch darin, einen Halterahmen für eine asphärische Linse so auszugestalten, dass diese Linse an das Auge angesaugt werden kann. Neben dem Halterrahmen ist hierbei üblicherweise eine Pumpe zum Erzeugen eines Unterdrucks bereitzustellen.
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Es versteht sich von selbst, dass bei der Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 eine umso größere Gestaltungsfreiheit besteht, je leichter die Laserquelle ist. Es bietet sich hierbei an, auf einen Mikrochip-Laser zurückzugreifen, also eine Laserquelle, die einen im Betrieb die elektromagnetische Strahlung für den Laserstrahl (Infrarotlicht, sichtbares Licht, Ultraviolettstrahlung) emittierenden Mikrochip umfasst, also im Wesentlichen durch den Mikrochip selbst als Lasermedium bereitgestellt ist. Eine solche Mikrochip-Laserquelle hat ein besonders geringes Gewicht. Dieses unterscheidet sich um Größenordnungen von dem Gewicht eines herkömmlichen Femtosekundenlasers, so dass die gesamte Vorrichtung ein Gewicht von nur noch 10 kg haben muss; sie ist also um eine Größenordnung leichter ausgestaltbar als eine herkömmliche Vorrichtung zum Behandeln eines Patientenauges mit Laserstrahlung.
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In Anknüpfung an das Verfahren aus der
DE 10 2007 028 042 B3 ist als (Mikrochip-)Laserquelle insbesondere eine solche Laserquelle vorgesehen, die ausgelegt ist, Laserstrahlenpulse mit einer Wellenlänge aus dem Intervall von 300 bis 400 Nanometern abzugeben, z. B. von 355 Nanometern, und die ausgelegt ist, Laserstrahlenpulse mit Laserstrahlenpulslängen von 0,2 bis 1,5 Nanosekunden und bevorzugt von 0,7–0,9 Nanosekunden (z. b. 0,8 Nanosekunden) abzugeben. Es hat sich gezeigt, dass bei Gegebensein dieser Werte das Verfahren aus der
DE 10 2007 028 042 B3 ohne weitere Maßnahme durchführbar ist. Insbesondere ist es nicht notwendig, Inspektionsmittel einzusetzen, die das Auftreten von Plasmaleuchten im zu behandelnden Patientenauge nachweisen müssen.
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Das Grundelement kann im Wesentlichen als einfache Platte bereitgestellt sein, an der ein Kugelgelenk ausgebildet ist. Diese Platte kann dann an dem Boden oder an der Decke eines Behandlungsraums angeschraubt werden. Bei einer solchen Ausführungsform wären sämtliche Einheiten der Vorrichtung z. B. in einem am bezüglich der Platte distalen Ende des Auslegers anzuordnen. Als einzige Verbindung müsste eine Stromzuführung zum distalen Ende des Auslegers führen.
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Es ist jedoch vorteilhaft, wenn das Grundelement ein Körper ist, der sich fest auf den Boden stellen lässt, denn dann ist eine gewisse Stabilität gegeben. In diesem Körper lässt sich insbesondere eine Steuereinheit zum Ansteuern der Laserquelle aufnehmen, denn es ist nicht notwendig, dass diese mitverschwenkt wird.
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Es kann auch in dem Körper ein Motor zum Verschwenken des Auslegers vorgesehen sein, schließlich können an dem Körper auch Mittel zum manuellen Steuern des Motors vorgesehen sein. Beim manuellen Steuern kann eine Bedienperson sich bevorzugt an den Bildern einer Kamera orientieren, wobei diese von dem Ausleger getragen ist und vorzugsweise aus Sicht des Auskoppelfensters für die Laserstrahlung das Patientenauge beobachtet. Die Kamerabilder werden auf geeigneten Mitteln zum Anzeigen wiedergegeben, die bevorzugt an dem Körper, der das Grundelement darstellt, bereitgestellt sind. Die Bedienperson kann dann besonders einfach die Positionierung vornehmen.
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Wie schon zur Vorrichtung ausgeführt, wird erfindungsgemäß die Laserquelle bevorzugt zusammen mit Mitteln zum Fokussieren von Laserstrahlen durch das Austrittsfenster bewegt, nämlich insbesondere an einem verschwenkbaren Ausleger befestigt und mit diesem verschwenkt. Es ist dann möglich, dass der Patient raumfest liegt, also dass ein Patiententisch, der den Patienten mit dem Patientenauge trägt, den Patienten in einer anfänglich eingenommenen Stellung im Raum hält. Es kann dann auf verfahrbare Patiententische (als Teil der Vorrichtung zum Behandeln eines Patientenauges mit Laserstrahlung) verzichtet werden. Die Vorrichtung muss nicht einmal einen bestimmten Typus von Patiententisch erforderlich machen.
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Bei einer alternativen Ausführungsform wird als Ausleger ein C-förmiger Bogen (C-Bogen) verwendet. In einer Sollstellung des Grundkörpers ist dieser bevorzugt um eine parallel zur Bodenfläche verlaufende, also horizontale Achse, verschwenkbar. Der C-Bogen ist insbesondere mit einem Ende an dem Grundkörper befestigt und trägt mit dem anderen Ende die Laserquelle.
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Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben, in der:
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1 in perspektivischer und teilweise schematischer Ansicht eine Vorrichtung zum Behandeln eines Patientenauges mit Laserstrahlung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zusammen mit einem schematisch dargestellten Patienten veranschaulicht, und
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2 eine alternative Ausführungsform der Erfindung in perspektivischer Ansicht veranschaulicht.
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Eine im Ganzen mit 100 bezeichnete Vorrichtung zum Behandeln eines Patientenauges 10 weist einen Grundkörper 12 auf, der fest auf dem Boden eines Behandlungsraumes steht, auf dem auch ein Patiententisch 14 steht. Der Grundkörper 12 ist vorliegend kastenförmig gezeigt, kann aber auch jede andere Form haben. Da er in seinem Inneren Bauelemente beherbergt, ist er auf jeden Fall bevorzugt von geschlossenen Wänden begrenzt. Mit dem Grundkörper 12 gekoppelt ist ein im Ganzen mit 16 bezeichneter Ausleger. Der Ausleger 16 ist insbesondere über ein Kugelgelenk mit dem Grundkörper 12 gekoppelt, wobei eine Kugel 18 in einer geeigneten Gelenkpfanne am Grundkörper 12 sitzt. Die Kugel 18 erlaubt es, den Ausleger 16 als Ganzes höheninvariant im Raum zu verschwenken, also um eine Drehachse, die senkrecht auf dem Boden steht, siehe den Doppelpfeil 20. Genauso erlaubt es das Kugelgelenk mit der Kugel 18 auch, den Ausleger 16 als Ganzes um eine Achse parallel zum Boden des Raums zu verschwenken, siehe den Doppelpfeil 22.
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Die Kugel 18 geht vorliegend in eine rohrförmige Stange 24 über, die über ein Gelenk 26 mit einer weiteren Stange 28 gekoppelt ist, wobei die weitere Stange 28 in ein Gelenk 30 übergeht, das mit einer weiteren Stange 32 gekoppelt ist, an deren Ende sich eine Kugel 34 befindet, die einer geeigneten Kugelpfanne eines Gehäuses 36 sitzt. Der Ausleger 16 umfasst alle Elemente 18, 24, 26, 28, 30 und 32 und trägt das Gehäuse 36 mit seinem Inhalt. Die Gelenke 26 und 30 erlauben Bewegungen gemäß den Doppelpfeilen 38 und 40, das Kugelgelenk mit der Kugel 34 eine Bewegung des Gehäuses 36 gemäß dem Doppelpfeil 42. In dem Gehäuse 36 befindet sich eine Mikrochip-Laserquelle 44, die einen symbolisch gezeigten Laserstrahl 46 abgeben kann, der durch symbolisch dargestellte Strahlformungsoptiken 48 zu einem halbdurchlässigen Spiegel 50 geleitet wird, von diesem reflektiert wird, dann abermals Strahlformungsoptiken 52 durchläuft und schließlich über ein Auskoppelfenster 54, das in Form einer transparenten Scheibe in dem Gehäuse 36 bereitgestellt ist, zum Patientenauge 10 gelangt. Auf dem Patientenauge 10 sitzt eine Linse 56 auf, die auf ihrer zum Patientenauge 10 weisenden Seite asphärisch ist. Die Linse 56 ist in einem Haltering 58 gehalten, der über eine Stange 60 fest mit dem Gehäuse 36 verbunden ist.
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Um die in 1 gezeigte Stellung des Patientenauges 10 relativ zu dem Gehäuse 36 und damit der Mikrochip-Laserquelle 44 bzw. dem Auskoppelfenster 54 einnehmen zu können, muss eine Positionierung erfolgen. Im Rahmen dieser Positionierung verbleibt der Patient 62 starr auf dem Patiententisch 14, hingegen wird durch Nutzung der durch die Doppelpfeile 20, 22, 38, 40 und 42 gegebenen Freiheitsgrade das Gehäuse 36 mit dem Auskoppelfenster 54 geeignet zum Patienten 62 hin positioniert, insbesondere zum Patientenauge 10 hin.
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Zum Zwecke des Positionierens wird vorliegend eine Kamera 64 eingesetzt, deren Bilder auf einer Anzeige 66 am Grundkörper 12 dargestellt werden. Ein in der Figur nicht gezeigter Stellmotor ermöglicht die Bewegung gemäß dem Doppelpfeil 20 und ist über einen Betätigungshebel 68 ansteuerbar. Eine Bedienperson kann sich hierbei an den Bildern der Kamera 64 auf der Anzeige 66 orientieren.
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Zur elektrischen Versorgung des Motors und insbesondere auch der in dem Gehäuse 36 enthaltenen Elemente wie der Mikrochip-Laserquelle 44 und der Kamera 64 ist ein Netzteil 70 bereitgestellt. (In 1 sind die notwendigen elektrischen Leitungen, die in das Gehäuse 36 führen, nicht gezeigt; sie können im Inneren der Rohre 24, 28, 32 geführt sein). Zur Ansteuerung der Mikrochip-Laserquelle 44 dient eine zentrale Steuereinheit 72, die vorliegend auch im Grundkörper 12 angeordnet ist.
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Steuerbefehle von der Steuereinrichtung 72 werden über geeignete, in der Figur ebenfalls nicht gezeigte Leitungen, die mit den Stromleitungen verdrillt sein können, zum Gehäuse 36 geführt.
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Die Vorrichtung 100 zeichnet sich dadurch aus, dass die Mikrochip-Laserquelle 44 unmittelbar zum Patientenauge 10 beweglich ist. Die weiteren notwendigen Elemente sind ebenfalls im Gehäuse 36 enthalten. Damit der Ausleger 16 ein nicht übermäßig hohes Gewicht tragen muss, sind Elemente, die nicht an das Patientenauge 10 herangeführt werden müssen, im Grundkörper 12 enthalten. In Abwandlung zu dem oben beschriebenen Verfahren der Positionierung kann zunächst die asphärische Linse 56 in dem Ring 58 auf das Patientenauge 10 aufgesetzt werden und die Ankopplung über den Stab 60 an das Gehäuse 36 dann erst nach einer Positionierung des Gehäuses 36 mit dem Auskoppelfenster 54 relativ zum Patientenauge 10 erfolgen.
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Bei einer alternativen Ausführungsform ist eine Vorrichtung 100' zum Behandeln eines Patientenauges mit einem Grundkörper 12 versehen, an dem ein Röntgen-C-Bogen 116 angeordnet ist, der mit einem Ende verschwenkbar an dem Grundkörper 12 gelagert ist. Das andere Ende trägt ein Gehäuse 36 mit der in 2 nicht gezeigten Laserquelle. Im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß 1 ist hierbei eine Verschwenkbarkeit um eine horizontale Achse A gemäß dem Pfeil 74 gegeben.
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Auch aufwändige Ausführungsformen mit einem um mehrere Achsen verschwenkbarem C-Bogen sind denkbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 02/083081 A1 [0003]
- US 6,730,074 B2 [0003]
- EP 1570822 A1 [0004]
- EP 1731120 B1 [0005, 0007]
- EP 1486185 B1 [0006, 0006, 0007]
- DE 102007028042 B3 [0008, 0017, 0017]
