DE4226461C2 - Zahnärztliches Instrument zur Behandlung von Zähnen mittels Laserstrahlen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein zahnärztliches Instrument zur Behandlung von Zähnen mittels Laserstrahlen.

Zahnärztliche Instrumente zur Behandlung von Zähnen mit Laserstrahlen werden in einer Vielzahl von Druckschriften beschrieben. Es wird beispielsweise auf folgende Druck­ schriften hingewiesen: DE-38 00 555 A1, DE-40 38 809 C1, DE-92 04 412 U1, EP-0 375 578 A1 und EP-0 073 617 A1.

In der Regel befindet sich bei den bekannten Instrumenten im Kopfteil ein optisches Übertragungselement, z. B. in Form einer Linse oder eines Spiegels, mit dem die Laser­ strahlen so umgelenkt werden können, daß sie - wie bei Instrumenten mit rotierenden Antrieben üblich - im wesent­ lichen rechtwinklig zur Längsachse des Instrumentengriffes austreten können. Die bekannten Instrumente sind in der Regel mit einer Sprüheinrichtung ausgestattet, die es er­ laubt, Wasser oder ein Wasserluftgemisch zur Kühlung auf die Präparationsstelle zu werfen.

Problematisch bei Instrumenten, die optische Lichtaus­ trittsfenster aufweisen, ist, daß sich auf der letzten op­ tischen Grenzfläche der Strahlenoptik während der Behand­ lung Ablagerungen, sei es in Form von Spraywasser, Nebel oder Ablationsprodukten, aus der Präparationsstelle bilden können, die infolge von Dämpfungseffekten zumindest die Lichtübertragungsleistung und damit den Wirkungsgrad ver­ schlechtern, wenn nicht sogar die Optik beschädigen können.

Bei der aus der DE-92 04 412 bekannten Anordnung wird dieses Problem nicht dadurch gelöst, daß in Nähe des Strahlenauslasses eine Sprühdüse angeordnet ist, aus welcher Kühl- oder Reinigungsflüssigkeit in den dem Auslaß unmittelbar benachbarten Bereich gesprüht werden kann, um so einerseits eine Reinigung des Auslasses und andererseits eine Kühlung des von der Laserstrah­ lung beaufschlagten Materials zu bewirken. Denn eine Reinigung von optischen Grenzflächen einer Strahlenoptik mit Wasser ist aus zwei Gründen bedenklich; einerseits ist Wasser ohnehin stets ein Verschmutzungsträger und enthält immer kleinste Schmutz- oder andere Partikel, die sich an den Grenzflächen der Strahlenoptik niederschlagen kön­ nen. Andererseits tritt, wenn Wasser auf optische Grenz­ flächen auftritt, an denen Laserstrahlen austreten, ein unerwünschter Dämpfungseffekt auf, der den Wirkungsgrad der Lichtübertragungsleistung verschlechtert.

Die vorgenannte Problematik trifft auch auf das in der EP-0 073 617 beschriebene Instrument zu, welches am Kopf­ teil einen abnehmbaren Abstandshalter aufweist und bei dem am Kopfteil ein Wasser/Luft-Auslaß so anzuordnen ist, daß mit dem Spray der Instrumentenkopf gereinigt werden kann.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zahnärztliches Instrument zur Behandlung von Zähnen mittels Laserstrahlen anzugeben, welches die vorge­ nannten Nachteile nicht aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Anspruch 1 gelöst.

Dadurch, daß praktisch über die letzte optische Grenz­ schicht an der Lichtaustrittsseite des Mittels, durch das die Laserstrahlen am Lichtaustritt treten (entweder direkt als Freistrahl oder indirekt über einen Hohlleiter), ein gasförmiges Medium, vorzugsweise Druckluft, geleitet wird, diese Grenzschicht bespült und der Gasspülstrahl anschlie­ ßend in Strahlenaustrittsrichtung aus dem Kopfteil abströmt, lassen sich Ablagerungen an der Grenzschicht wirksam ver­ meiden, selbst dann, wenn man im Bereich des Lichtaustritts eine Sprühdüse für Wasser zur Kühlung der Präparationsstel­ le anordnen würde.

Wenn die Laserstrahlen im Freistrahl austreten, ist es vorteilhaft, im Anschluß an das Übertragungselement, das in diesem Falle zweckmäßigerweise eine Linse sein wird, einen Abstandshalter aus für die verwendete Laserstrahlung nicht transparentem Material vorzusehen. Dieser Abstands­ halter dient einerseits dazu, eine Abtragung im optimalen Fokusbereich zu ermöglichen, zum anderen dient er als Schutz gegen ungewolltes Abtragen bzw. Beschädigen der im Strahlungsbereich liegenden optischen Teile. Vorteilhaft ist es, zur Führung des Spülstrahls einen konischen Ab­ standshalter vorzusehen; damit läßt sich ein Niederschlag von Ablationsprodukten oder Spraywassernebel auf der rela­ tiv hochwertigen Optik am Strahlaustritt vermeiden. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß eventuelle Streustrahlen wirksam ausgeblendet werden.

Wenn die Laserstrahlen im Anschluß an das Übertragungs­ element in einen Hohlleiter geleitet werden, ist es vor­ teilhaft, zwischen Übertragungselement und Hohlleiter eine Abdeckplatte aus für die Laserstrahlen durchgängigem Ma­ terial vorzusehen. Die Abdeckplatte ist vorteilhafterweise leicht auswechselbar mittels eines Dichtelements im Kopf­ gehäuse so einsetzbar, daß das gasförmige Medium im wesent­ lichen nur über den Hohlleiter abströmen kann. Damit wird ebenfalls der vorerwähnte Effekt erreicht, daß sich kein Niederschlag auf der letzten Grenzfläche der Optik bilden kann.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Ausschnitt aus einem zahnärztlichen Instrument gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Variante zu Fig. 1.

Die Fig. 1 zeigt in einer Längsschnittdarstellung den vorderen Teil eines allgemein mit 1 bezeichneten zahn­ ärztlichen Instruments, welches in bekannter Weise eine langgestreckte Griffhülse 2 enthält, die in einem Kopf­ teil 3 endet. In der Griffhülse 2 ist zentrisch ein Lichtleiter 4 angeordnet, der von einer nicht darge­ stellten, extern des Instruments angeordneten Laser­ strahlenquelle gespeist wird. Die stirnseitig des Licht­ leiters 4 austretenden Laserstrahlen treffen zunächst auf eine erste Linse 5, werden von dieser auf einen Umlenk­ spiegel 6 geworfen, wo sie nach Totalreflexion auf eine zweite Linse 7 auftreffen, die die austretenden Strahlen auf einen Brennpunkt F fokussieren, der sich unmittelbar außerhalb des freien Endes eines konischen Abstandshal­ ters 8 befindet.

In der Darstellung sind, bezogen auf die mit 9 bezeichnete Längssymmetrieachse des Kopfgehäuses 3, zwei Versionen (8, 8′) eines Abstandshalters dargestellt, die unterschiedli­ che Längen und Öffnungsweiten aufweisen. Während der in der linken Hälfte dargestellte Abstandshalter 8 bei einer Länge L von etwa 10 mm eine Austrittsöffnung mit einem Durchmesser von etwa 1 bis 3 mm aufweist, sind Länge L′ und Austrittsöffnung bei der rechts der Längssymmetrie­ achse 9 dargestellten zweiten Version um etwa 1/3 größer dimensioniert. Auch bei dieser zweiten Version liegt der Brennpnkt F′ knapp außerhalb der Konusöffnung.

Der konische Abstandshalter 8 bzw. 8′ ermöglicht ein optimales Abtragen von Zahnsubstanz praktisch im Fokus­ bereich. Vorteilhafterweise ist der Abstandshalter aus einem für die verwendete Laserstrahlung nicht transpa­ rentem Material, z. B. aus Metall, gefertigt, wodurch ein guter Schutz gegen ungewolltes Abtragen von im Strah­ lungsbereich liegenden Objekten sowie ein Ausblenden von eventuellen Streustrahlen gegeben ist. Ein weiterer we­ sentlicher Nutzeffekt liegt in der optimalen Führung eines gasförmigen Mediums, welches zur Vermeidung von Ablage­ rungen über die optische Grenzfläche 10 der Linse 7 ge­ lenkt wird. Das gasförmige Medium wird zunächst - wie durch Pfeile angegeben - über einen Zuleitungskanal 11, der in bekannter Weise innerhalb der Griffhülse 2 verlegt ist, in einen Zwischenraum 12 zwischen Linse 7 und den Gehäusewandungen 13 des Kopfteils 3 geleitet, umspült dann seitlich die Linse 7 und wird anschließend über einen Ringspalt 14, der zwischen Linse 7 und Abstandshalter 8 gebildet ist, quer zur Längssymmetrieachse 9 umgelenkt, wodurch die optische Grenzschicht 10 der Linse 7 bespült wird. Der Ringspalt 14 enthält zweckmäßigerweise (nicht dargestellte) Leitstege, die so angeordnet sind, daß Teile der Spülluft über die optische Mitte der Linse 7 hinweggeleitet werden, so daß insbesondere das optische Zentrum optimal bespült und damit von einfallenden Par­ tikeln freigehalten wird. Vorteilhafterweise ist die Anordnung so getroffen, daß eine asymmetrische Ein­ strömung der Spülluft gegeben ist.

Die Konizität des Abstandshalters sorgt dafür, daß der Medienstrom optimal in Richtung Austrittsöffnung geleitet wird. Das Spülmedium ist hier vorteilhafterweise Druck­ luft, die gleichsam zur Bildung eines Wasser/Luft-Gemisches (Sprays) herangezogen werden kann, welches in bekannter Weise über einen in der Darstellung gestrichelt eingezeich­ neten und auf die Präparationsstelle gerichteten Austritts­ kanal 16 austreten kann.

Die Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform, bei der im Kopf­ teil 3 des Instruments ein Übertragungselement 20 vorge­ sehen ist, welches die Funktion sowohl der beiden Linsen 5 und 7 als auch des Umlenkspiegels 6 bei der Ausführung nach Fig. 1 in sich vereint. Während bei der Ausführungsform nach Fig. 1 die Lichtstrahlen im Freistrahl aus der Linse 7 austreten, werden die am Übertragungselement 20 austre­ tenden Strahlen in einen Hohlleiter 21 eingekoppelt. Der Hohlleiter ist an einer Halterung 22 befestigt ist, die mittels eines O-Ringes 23 im Kopfteil 3 leicht lösbar und damit auswechselbar gehaltert ist.

In dem zum Einkoppeln der Strahlen erforderlichen Ab­ stand (b) zwischen der Lichtaus- und -eintrittsfläche des optischen Übertragungselements 20 bzw. des Hohlleiters 21 ist eine Abdeckplatte 24 aus einem für die verwendete Laserstrahlung durchlässigem Material angeordnet. Diese Abdeckplatte 24 dient als wirksamer Schutz vor Ablagerun­ gen von Ablationsprodukten oder Spraynebel an den optischen Grenzflächen während einer Präparation bzw. vor Beschädi­ gung der Optik durch diese Partikel. Die Abdeckplatte 24 ist mittels eines O-Ringes 25 leicht auswechselbar im Kopf­ teil 3 gehaltert. Ein weiterer Nutzeffekt der Abdeckplatte ist, daß diese zusammen mit den Gehäusewandungen 13 des Kopfteils 3 und der Halterung 22 Führungs- und Leitkanäle bzw. Kammern 26, 27, 28 bildet, über die aus der Zulei­ tung 11 kommendes gasförmiges Medium, insbesondere Druck­ luft, in den Hohlleiter 21 geführt wird. Aufgrund der Luftströmung ist dafür gesorgt, daß die oben erwähnten Partikel erst gar nicht in den Hohlleiter gelangen können.

Abschließend sei darauf hingewiesen, daß der Lichtaus­ tritt nicht zwingend notwendig in Richtung der Längssym­ metrieachse des Kopfgehäuses verlaufen muß, daß vielmehr auch über eine geeignete Umlenkoptik ein seitlicher Licht­ austritt am freien Ende des Hohlleiters 21 bzw. des Ab­ standshalters 8 bzw. 8′ denkbar und im Rahmen der Erfin­ dung möglich ist.

Claims (9)

1. Zahnärztliches Instrument zur Behandlung von Zähnen mit Laserstrahlen, die durch ein im Kopfteil (3) des Instruments am Lichtaustritt angeordnetes Mittel (7, 24) treten, wobei dem Instrument ein gasförmiges Medium zugeführt wird, welches über die optische Grenzschicht (10) an der Lichtaustrittssei­ te des Mittels (7, 24) geleitet wird und dann im wesentlichen in Strahlenaustrittsrichtung aus dem Kopfteil (3) abströmt.

2. Instrument nach Anspruch 1, bei dem das Mittel eine Linse (7) ist, welche die Strahlen im Freistrahl auf einen außer­ halb des Kopfteils (3) befindlichen Brennpunkt (F; F′) fokussiert und bei dem im Anschluß an die Linse ein Abstands­ halter (8, 8′) aus für Lichtstrahlen undurchlässigem Material vorgesehen ist, dessen Länge (L, L′) so bemessen ist, daß sich der Brennpunkt unmittelbar nach der Austrittsöffnung außerhalb des Abstandshalters befindet.

3. Instrument nach Anspruch 2, bei dem der Abstandshalter (8, 8′) konisch ausgebildet ist.

4. Instrument nach Anspruch 2 oder 3, bei dem ein metalli­ scher Abstandshalter (8, 8′) vorgesehen ist.

5. Instrument nach Anspruch 1, bei dem das Mittel eine Ab­ deckplatte (24) aus durchlässigem Material ist und bei dem im Anschluß an die Abdeckplatte (24) ein Hohlleiter (21) vorge­ sehen ist, in den die durch eine Optik (20) tretenden und aus der Abdeckplatte (24) austretenden Strahlen eingekoppelt werden und bei dem die Optik (20) und der Hohlleiter (21) in einem Abstand (b) zueinander angeordnet sind.

6. Instrument nach Anspruch 5, bei dem die Abdeckplatte (24) mittels eines Dichtelements (25) im Kopfteil (3) so einge­ setzt ist, daß das gasförmige Medium im wesentlichen nur über den Hohlleiter (21) abströmen kann.

7. Instrument nach Anspruch 5, bei dem der Hohlleiter (21) in einer Halterung (22) befestigt ist, die leicht wechselbar im Kopfteil (3) gehaltert ist.

8. Instrument nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem das gasförmige Medium zunächst seitlich des Mittels (7, 24) einströmt, dann durch Führungs- und Leitflächen (12, 14) quer zur Strahlenaustrittsrichtung und schließlich in Strahlenaus­ trittsrichtung umgelenkt wird.

9. Instrument nach Anspruch 8, bei dem die Führungs- und Leitflächen (12, 14) so angeordnet sind, daß das gasförmige Medium asymmetrisch einströmt.