WO2011035957A1 - Medical tool and medical treatment device - Google Patents

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WO2011035957A1
WO2011035957A1 PCT/EP2010/060878 EP2010060878W WO2011035957A1 WO 2011035957 A1 WO2011035957 A1 WO 2011035957A1 EP 2010060878 W EP2010060878 W EP 2010060878W WO 2011035957 A1 WO2011035957 A1 WO 2011035957A1
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optical fiber
medical tool
treatment head
medical
optical element
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PCT/EP2010/060878
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Christoph Hauger
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Carl Zeiss Surgical Gmbh
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    • A61C1/08—Machine parts specially adapted for dentistry
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    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C3/00—Dental tools or instruments
    • A61C3/02—Tooth drilling or cutting instruments; Instruments acting like a sandblast machine

Definitions

  • the invention relates to a medical tool, which is rotatable in operation about a longitudinal axis, with a treatment head and an optical fiber, which has a portion which is arranged in the treatment head and which has an end which terminates in an outlet formation of the treatment head
  • nMxinzinische tool has a treatment head in which a portion of an optical fiber is arranged includes an end that terminates in an exit orifice of the treatment head
  • the apparatus further includes an optical coherence tomography (OCT) system for examining a depth range in the tooth.
  • OCT optical coherence tomography
  • an OCT measuring beam is fed to the optical fiber in the treatment head and directed via the outlet opening directly onto the tooth to be searched
  • medical tool in the present invention includes both
  • Tools for the treatment as well as for the examination of biological tissue Medical tools or instruments, in particular surgical or dental medicine tools or instruments, whose principle of operation is based on a rotation of a treatment head, are exposed to high mechanical and / or thermal stress as a result of high rotational frequencies, bending stresses and / or high temperatures occurring during operation.
  • An arrangement of an optical fiber in the Tool also leads to a structural weakening of the treatment head.
  • deposits in a discharge opening influence the light beam, so that an incoming or outgoing light signal is attenuated and / or falsified.
  • An object of the present invention is therefore to provide a medical tool of the type mentioned, which is characterized by improved stability and reliable and reliable insertion and removal of the light beam from the
  • Treatment head excels.
  • the object is achieved by medical tool having the features of claim 1
  • an optical element is arranged at the end of the section of the optical fiber.
  • a beam shaping of the light beam is possible at an exit from the treatment head, whereby an influence of deposits on the outgoing beam is reduced.
  • a conclusion of the exit opening is ideally formed by the optical element, so that the tool at this point has a higher stability.
  • a surface of the optical element is adapted to a surface contour of the treatment head. As a result, the surface of the optical element forms a flush termination of the exit opening with the surface of the treatment head, so that the risk of deposits in the region of the outlet opening is further reduced
  • the optical element is designed as a closing window made of a diamond material.
  • An AbscbJussever is an optical element with a uniform thickness over the element surface to understand. Examples of such an optical element are a plane-parallel plate or a curved or angled plate of constant thickness.
  • the use of a diamond material or other particularly hard carbon compound provides a robust design of the optical element which can withstand high mechanical stress and which improves stability of the entire treatment head
  • the optical element is designed as a collimating, ie after infinite imaging element or as a focusing refractive element. Due to the collimating or focusing configuration of the optical element, the divergence of the exiting light beam can be influenced with simple means.
  • the element is designed as a lens which focuses the light beam on the tissue to be examined or on a region immediately before a Auslingersöfmung or on the outlet cross section of the Auslingersöfmung the treatment head thus can be achieved good measurement results in the examination level.
  • the optical element is designed as a Grin lens
  • the medical tool is designed as a dental drill, wherein the treatment head is designed as a drill head dental drills are characterized by particularly high mechanical loads, so that an embodiment of the invention proves to be particularly advantageous.
  • a medical treatment device comprises a base body and a
  • the invention also relates to an OCT system for examining a depth range in a tissue with a further optical fiber in which an OCT measuring beam can be guided.
  • the OCT measuring beam can be introduced from the further optical fiber into the optical fiber of the medical tool.
  • Fig. 1 shows a medical treatment device in the form of a schematic
  • Fig. 2 is a known from the prior art embodiment of a medical
  • Fig. 3 shows an embodiment of a medical tool according to the invention.
  • FIG. 1 A medical treatment device known in the art which is embodied as a dental drill is shown in FIG.
  • the dental drill comprises a base body 1 with a handpiece 3 and a tool holder 6 and a dental treatment or care instrument in the form of a dental drill 37.
  • the dental drill further includes an OCT system for examining a dental drill
  • the analysis device 9 and the control unit 13 are connected to the White light interferometer 7 for receiving the mterferometriesignals or for the delivery of control signals connected.
  • the white light interferometer includes a broadband light source 15 which has a short to very short coherence length. The light emitted by the light source is transmitted in the
  • the white light interferometer 7 also comprises a reference beam branch 17 and a measuring beam branch 19, a splitter and superimposer 21, which in the present
  • Exemplary embodiment is shown as a beam splitter, and a detector 23rd
  • the white light emitted by the broadband light source 15 is split by the beam splitter 21 into a measuring beam and a reference beam, which are then coupled into the measuring beam branch 19 or the reference scraping branch 17.
  • the reference beam is guided to a reflector 29 where it is reflected and guided back to the beam splitter 21
  • FIG. 2 Also shown in FIG. 2 is a tooth 39 in which the pulp 41, the dentin 43 and the enamel 45 can be seen.
  • the dental drill 37 is used to drill tooth enamel 45 and dentin 43, for example to remove tooth decay.
  • a depth examination can be carried out and, in particular, a distance between a surface 47 of the tooth 39 and the interface between the pulp 41 and the dentin 43 can be determined, so that when the minimum distance is not reached, suitable measures are taken Avoiding an opening of the pulp, for example, an automatic stop of the dental drill 37 or generating an optical or audible warning signal, can be taken.
  • a medical tool according to the invention is shown, which is designed as a dental drill 37
  • the optical fiber 25 is guided along a rotation axis 54 of the dental drill 37 to the drill head 80 and terminates in a Austrittsöfthung 81, in this case as a channel is performed to a surface of the drill head 80.
  • the optical fiber 25 ends at a small distance to the surface of the drill head 80th
  • a grin lens 82 and a closure window 83 are arranged at the end of the optical fiber 25 at the end of the optical fiber 25.
  • an OCT measurement beam emerging from the end of the optical fiber 25 with a numerical aperture of approximately 0.11 can be collimated or focused, that is to say the OCT beam.
  • Measuring beam hits collimated or focused on the tooth tissue.
  • the termination window 83 is preferably made of a diamond or other transmissive and durable carbon compound and provides protection against mechanical damage to the lenslet lens 82 and the optical fiber 25.
  • the flush fit of the termination window 83 into the exit channel further enhances the stability of the drill head 80
  • the surface of the closure window 83 is adapted to the surface contour of the drill head 80, so that between the surfaces of the drill head and
  • the dental drill is performed without Grin lens, so that the tooth tissue is illuminated directly in operation with divergent light from the optical fiber.
  • the diamond end window itself is designed as an optical element with beam-forming effect
  • a portion of the optical fiber in the drill head is led out of the drill head at an angle to the axis. This makes it possible to scan a side region, for example a wall region of a root canal, with the aid of the device.
  • the optical fiber has a second section which is arranged in the treatment head and which comprises a second end which opens out in a second outlet opening of the treatment head.
  • a beam splitter is arranged in the treatment head, by means of which the light beam is divisible into a first part beam and a second part, wherein the first partial beam is introduced into the first portion of the first optical fiber and the second partial beam in the second portion of the first optical fiber can be introduced
  • the treatment head thus comprises a plurality of exit openings, from which light beams can be diverted, so that measurements on the object to be examined or treated are possible at each of the exit openings. With a treatment head so measurements can be made at different locations. Particularly advantageous is an arrangement in which the first outlet opening on a
  • Rotary axis of the medical tool is arranged and the second outlet opening is positioned on one side of the treatment head, so that when working in a too
  • the object can be measured, both the channel bottom and a channel wall.
  • the object can also more than two
  • Outlet openings may be provided in the treatment head.
  • the portion of the optical fiber 25 disposed in the dental drill is fixedly connected to the latter.

Abstract

The invention relates to a medical tool that can be rotated about a longitudinal axis during operation, comprising a treatment head and an optical fibre that has a section which is arranged in the treatment head, said section having an end that opens out into an outlet opening of the treatment head. According to the invention, an optical element is arranged at the end of the section of the optical fibre.

Description

Medizinisches Werkzeug und medizinische Behandlungsvorrichtung  Medical tool and medical treatment device
Die Erfindung betrifft ein medizinisches Werkzeug, welches im Betrieb um eine Längsachse rotierbar ist, mit einem Behandliingskopf und einer Lichtleitfaser, welche einen Abschnitt aufweist, der in dem Behandlungskopf angeordnet ist und der ein Ende umfasst das in einer Austrittsormung des Behandlungskopfs ausmündet The invention relates to a medical tool, which is rotatable in operation about a longitudinal axis, with a treatment head and an optical fiber, which has a portion which is arranged in the treatment head and which has an end which terminates in an outlet formation of the treatment head
Aus der DE 102007063 419 A ist ein medizinisches Werkzeug in Form eines Bohrwerkzeugs für eine Zahnbehandhmgs- oder -untersuchungsvomchrung bekannt, weiches drehbar in einem Grundkörper der Zahnbehandlungsvotrichtung gelagert ist Das nMxüzinische Werkzeug weist einen Behandlungskopf auf, in dem ein Abschnitt einer Lichtleitfaser angeordnet ist, der ein Ende umfasst, das in einer Austrittsormung des Behandlungskopfs ausmündet Die From DE 102007063 419 A a medical tool in the form of a drilling tool for a Zahnbehandhmggs- or -untersuchungsvromung is known, which is rotatably mounted in a body of the Zahnbehandlungsvotrichtung The nMxinzinische tool has a treatment head in which a portion of an optical fiber is arranged includes an end that terminates in an exit orifice of the treatment head The
yahnnehandlungsvomchtung beinhaltet ferner ein System zur optischen Kohärenz-Tomographie (OCT-System) zur Untersuchung eines Tiefenbereichs im Zahn. Im Betrieb wird ein OCT- Messstrahl der Lichtleitfaser im Behandlungskopf zugeführt und über die Austrittsöffhung direkt auf den zu umersuchenden Zahn gerichtet The apparatus further includes an optical coherence tomography (OCT) system for examining a depth range in the tooth. In operation, an OCT measuring beam is fed to the optical fiber in the treatment head and directed via the outlet opening directly onto the tooth to be searched
Der Begriff„medizinisches Werkzeug" umfasst in der vorliegenden Erfindung sowohl The term "medical tool" in the present invention includes both
Werkzeuge zur Behandlung als auch zur Untersuchung von biologischem Gewebe. Medizinische Werkzeuge oder Instrumente, insbesondere chirurgische oder dentalmedizimsche Werkzeuge oder Instrumente, deren Arbdtsprinzip auf einer Rotation eines Behandlungskopfs beruht, sind durch im Betrieb auftretende hohe Rotationsfrequenzen, Biegebeanspruchungen und oder hohe Temperaturen insgesamt großen mechanischen und/oder thermischen Belastungen ausgesetzt Eine Anordnung einer Lichtleitfaser in dem Werkzeug führt zusätzlich zu einer strukturellen Schwächung des Behandlungskopfs. Darüber hinaus besteht die Gefahr, dass Ablagerungen in einer Austrittsöffhung den Lichtstrahl beeinflussen, so dass ein eintretendes oder austretendes Lichtsignal abgeschwächt und oder verfälscht wird. Tools for the treatment as well as for the examination of biological tissue. Medical tools or instruments, in particular surgical or dental medicine tools or instruments, whose principle of operation is based on a rotation of a treatment head, are exposed to high mechanical and / or thermal stress as a result of high rotational frequencies, bending stresses and / or high temperatures occurring during operation. An arrangement of an optical fiber in the Tool also leads to a structural weakening of the treatment head. In addition, there is a risk that deposits in a discharge opening influence the light beam, so that an incoming or outgoing light signal is attenuated and / or falsified.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein medizinisches Werkzeug der eingangs genannten Art bereitzustellen, welches sich durch eine verbesserte Stabilität und eine zuverlässige und betriebssichere Ein- und Ausleitung des Lichtstrahls aus dem An object of the present invention is therefore to provide a medical tool of the type mentioned, which is characterized by improved stability and reliable and reliable insertion and removal of the light beam from the
Behandlungskopf auszeichnet. Die Aufgabe wird durch medizinisches Werkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst Treatment head excels. The object is achieved by medical tool having the features of claim 1
Erfindungsgemäß ist ein optisches Element an dem Ende des Abschnitts der Lichtleitfaser angeordnet. Mit Hilfe des optischen Elements ist eine Strahlformung des Lichtstrahls bei einem Austritt aus dem Behandlungskopf möglich, wodurch ein Einfluss von Ablagerungen auf den austretenden Strahl verringert ist Gleichzeitig ist durch das optische Element idealerweise ein Abschluss der Austritt söfihung gebildet, so dass das Werkzeug an dieser Stelle eine höhere Stabilität aufweist. According to the invention, an optical element is arranged at the end of the section of the optical fiber. With the aid of the optical element, a beam shaping of the light beam is possible at an exit from the treatment head, whereby an influence of deposits on the outgoing beam is reduced. At the same time, a conclusion of the exit opening is ideally formed by the optical element, so that the tool at this point has a higher stability.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Oberfläche des optischen Elements an eine Oberflächenkontur des Behandlungskopfs angepasst Dadurch bildet die Oberfläche des optischen Elements einen bündigen Abschluss der Austrittsöfmung mit der Oberfläche des Behandlungskopfs, so dass die Gefahr von Ablagerungen im Bereich der Austrittsöffhung weiter verringert ist In one embodiment of the invention, a surface of the optical element is adapted to a surface contour of the treatment head. As a result, the surface of the optical element forms a flush termination of the exit opening with the surface of the treatment head, so that the risk of deposits in the region of the outlet opening is further reduced
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das optische Element als Abschlussfenster aus einem Diamantwerkstoff ausgeführt. Unter einem AbscbJussfenster ist dabei ein optisches Element mit einem gleichmäßigen Dickenverlauf über die Elementfläche zu verstehen. Beispiele für ein solches optisches Element sind eine planparallele Platte oder eine gekrümmte oder gewinkelte Platte konstanter Dicke. Durch die Verwendung eines Diamantwerkstoffs oder einer anderen besonders harten Kohlenstoffverbindung ist eine widerstandsfähige Ausgestaltungsform des optischen Elements gegeben, die einer starken mechanischen Belastung standhalten kann und durch die eine Stabilität des gesamten Behandlungskopfs verbessert ist In a further embodiment of the invention, the optical element is designed as a closing window made of a diamond material. An AbscbJussfenster is an optical element with a uniform thickness over the element surface to understand. Examples of such an optical element are a plane-parallel plate or a curved or angled plate of constant thickness. The use of a diamond material or other particularly hard carbon compound provides a robust design of the optical element which can withstand high mechanical stress and which improves stability of the entire treatment head
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das optische Element als ein kollimierendes, also nach unendlich abbildendes Element oder als fokussierendes refraktives Element ausgestaltet. Durch die kollimierende oder fokussierende Ausgestaltung des optischen Elements lässt sich die Divergenz des austretenden Lichtstrahls mit einfachen Mitteln beeinflussen. In a further embodiment of the invention, the optical element is designed as a collimating, ie after infinite imaging element or as a focusing refractive element. Due to the collimating or focusing configuration of the optical element, the divergence of the exiting light beam can be influenced with simple means.
Besonders bevorzugt ist das Element als Linse ausgeführt, welche den Lichtstrahl auf das zu untersuchende Gewebe oder auf einen Bereich unmittelbar vor einer Austrittsöfmung oder auf den Austrittsquerschnitt der Austrittsöfmung des Behandlungskopfs fokussiert Damit lassen sich gute Messergebnisse in der Untersuchungsebene erzielen. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das optische Element als Grinlinse ausgestaltet Dadurch ist die Erfindung einfach und kompakt realisierbar. Particularly preferably, the element is designed as a lens which focuses the light beam on the tissue to be examined or on a region immediately before a Austrittsöfmung or on the outlet cross section of the Austrittsöfmung the treatment head thus can be achieved good measurement results in the examination level. In a further embodiment of the invention, the optical element is designed as a Grin lens Thus, the invention is simple and compact feasible.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das medizinische Werkzeug als Dentalbohrer ausgeführt, wobei der Behandlungskopf als Bohrkopf ausgeführt ist Dentalbohrer sind durch besonders hohe mechanische Belastungen charakterisiert, so dass sich eine erfindungsgemäße Ausgestaltung als besonders vorteilhaft erweist. In a further embodiment of the invention, the medical tool is designed as a dental drill, wherein the treatment head is designed as a drill head dental drills are characterized by particularly high mechanical loads, so that an embodiment of the invention proves to be particularly advantageous.
Eine medizinische Behandlungsvorrichtung umfasst einen Grundkörper und ein A medical treatment device comprises a base body and a
erfindungsgemäßes medizinisches Werkzeug, welches drehbar in dem Grundkörper gelagert ist Die Vorrichtung beinhaltet ferner ein OCT- System zur Untersuchung eines Tiefenbereichs in einem Gewebe, mit einer weiteren Lichtleitfaser, in der ein OCT-Mess strahl führbar ist. Der OCT-Messstrahl ist dabei aus der weiteren Lichtleitfaser in die Lichtleitfaser des medizinischen Werkzeugs einleitbar. The invention also relates to an OCT system for examining a depth range in a tissue with a further optical fiber in which an OCT measuring beam can be guided. The OCT measuring beam can be introduced from the further optical fiber into the optical fiber of the medical tool.
Im Nachfolgenden werden Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen im Einzelnen: In the following exemplary embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to drawings. In detail:
Fig. 1 eine medizinische Behandlungsvorrichtung in Form eines schematischen Fig. 1 shows a medical treatment device in the form of a schematic
Blockschaltbilds mit einem erfindungsgemäßen medizinischen Werkzeug,  Block diagram with a medical tool according to the invention,
Fig. 2 eine aus dem Stand der Technik bekannte Ausfuhrungsform einer medizinischen Fig. 2 is a known from the prior art embodiment of a medical
Behandlungsvorrichtung und  Treatment device and
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen medizinischen Werkzeugs. Fig. 3 shows an embodiment of a medical tool according to the invention.
Eine aus dem Stand der Technik bekannte medizinische Behandlungsvorrichtung, die als zahnmedizinischer Bohrer ausgeführt ist, ist in Fig. 1 dargestellt. Der zahnmedizinische Bohrer umfasst einen Grundkörper 1 mit einem Handstück 3 und einer Werkzeugaufhahme 6 sowie ein Zahnbehandlungs- oder -Hmtersuchungsinstrument in Form eines Dentalbohrers 37. Der zahnmedizinische Bohrer beinhaltet femer ein OCT-System zur Untersuchung eines A medical treatment device known in the art which is embodied as a dental drill is shown in FIG. The dental drill comprises a base body 1 with a handpiece 3 and a tool holder 6 and a dental treatment or care instrument in the form of a dental drill 37. The dental drill further includes an OCT system for examining a dental drill
Tiefenbereichs eines Zahns mit einem Weißlichtinterferometer 7, einer Analyseeinrichtung 9 sowie einer Steuereinheit 13. Die Analyseeinrichtung 9 und die Steuereinheit 13 sind mit dem Weißlichtinterferometer 7 zum Empfang des mterferometriesignals beziehungsweise zur Abgabe von Steuersignalen verbunden. Depth range of a tooth with a white light interferometer 7, an analysis device 9 and a control unit 13. The analysis device 9 and the control unit 13 are connected to the White light interferometer 7 for receiving the mterferometriesignals or for the delivery of control signals connected.
Das Weißlichtinterferometer beinhaltet eine breitbandige Lichtquelle 15, welche eine kurze bis sehr kurze Kohärenzlänge aufweist Das von der Lichtquelle ausgesandte Licht wird im The white light interferometer includes a broadband light source 15 which has a short to very short coherence length. The light emitted by the light source is transmitted in the
Folgenden als Weißlicht bezeichnet, auch wenn das breitbandige Spektrum des Lichtes nicht unbedingt weißes Licht zu ergeben braucht Von Bedeutung ist lediglich, dass die Lichtquelle breitbandig ist, da die zeitliche Kohärenz des Lichtes mit zunehmender Bandbreite geringer wird. Das Weißlichtinterferometer 7 umfasst außerdem einen Referenzstrahlzweig 17 und einen Messstrahlzweig 19, einen Aufteiler und Überlagerer 21, der im vorliegenden The following is referred to as white light, even if the broadband spectrum of the light does not necessarily need to give white light Of importance is only that the light source is broadband, since the temporal coherence of the light decreases with increasing bandwidth. The white light interferometer 7 also comprises a reference beam branch 17 and a measuring beam branch 19, a splitter and superimposer 21, which in the present
Ausfuhrungsbeispiel als Strahlteiler dargestellt ist, und einen Detektor 23. Exemplary embodiment is shown as a beam splitter, and a detector 23rd
Im Weißlichtinterferometer 7 wird das von der breitbandigen Lichtquelle 15 ausgesendete Weißlicht vom Strahlteiler 21 in einen Messstrahl und einen Referenzstrahl aufgeteilt, die dann in den Messstrahlzweig 19 beziehungsweise den Referenzstrabizweig 17 eingekoppelt werden. Im Referenzzweig 17 wird der Referenzstrahl zu einem Reflektor 29 geleitet dort reflektiert und zurück zum Strahlteiler 21 geführt In ähnlicher Weise wird der Messstrahl durch eine In the white light interferometer 7, the white light emitted by the broadband light source 15 is split by the beam splitter 21 into a measuring beam and a reference beam, which are then coupled into the measuring beam branch 19 or the reference scraping branch 17. In the reference branch 17, the reference beam is guided to a reflector 29 where it is reflected and guided back to the beam splitter 21
Lichtleitfaser 25 zu dem Dentalbohrer 37 geleitet und wie nachfolgend noch näher erläutert zur Tiefenuntersuchung auf den Zahn gerichtet. Ein Teil des Messstrahls wird an Strukturen im Zahn reflektiert und durch die Lichtleitfaser 25 zurück zum Strahlteiler 21 geführt Dort wird der reflektierte Messstrahl dem reflektierten Referenzstrahl überlagert und beide Strahlen werden dem Detektor 23 zugeleitet. Im Detektor 23 wird mittels einer Fourier-Domain- Analyse oder einer Time-Domain- Analyse ein Abstand der Strukturen im Zahn zu einer Oberfläche des Zahns ermittelt Passed optical fiber 25 to the dental drill 37 and as further explained below for depth investigation directed to the tooth. A part of the measuring beam is reflected on structures in the tooth and guided by the optical fiber 25 back to the beam splitter 21. There, the reflected measuring beam is superimposed on the reflected reference beam and both beams are fed to the detector 23. In the detector 23, a distance of the structures in the tooth to a surface of the tooth is determined by means of a Fourier domain analysis or a time domain analysis
In Figur 2 sind das Handstück 3 mit der Werkzeugaufnahme 6 und der Dentalbohrer 37 des zahnmedizinischen Bohrers aus Fig. 1 im Detail dargestellt In Figure 2, the handpiece 3 with the tool holder 6 and the dental drill 37 of the dental drill of Fig. 1 are shown in detail
Ebenfalls in Figur 2 darstellt ist ein Zahn 39, bei dem die Pulpa 41, das Dentin 43 und der Zahnschmelz 45 zu erkennen sind. Der Dentalbohrer 37 findet dazu Verwendung, Zahnschmelz 45 und Dentin 43 aufzubohren, beispielsweise um Karies zu entfernen. Mit Hilfe des OCT- Systems lässt sich eine Tiefenuntersuchung durchfuhren und insbesondere ein Abstand zwischen einer Oberfläche 47 des Zahns 39 und der Grenzfläche zwischen Pulpa 41 und Dentin 43 ermitteln, so dass bei einer Unterschreitung eines Mindestabstands geeignete Maßnahmen zur Venneidung einer Öffnung der Pulpa, zum Beispiel ein automatisches Anhalten des Dentalbohrers 37 oder ein Erzeugen eines optischen oder akustischen Warnsignals, ergriffen werden können. Also shown in FIG. 2 is a tooth 39 in which the pulp 41, the dentin 43 and the enamel 45 can be seen. The dental drill 37 is used to drill tooth enamel 45 and dentin 43, for example to remove tooth decay. With the aid of the OCT system, a depth examination can be carried out and, in particular, a distance between a surface 47 of the tooth 39 and the interface between the pulp 41 and the dentin 43 can be determined, so that when the minimum distance is not reached, suitable measures are taken Avoiding an opening of the pulp, for example, an automatic stop of the dental drill 37 or generating an optical or audible warning signal, can be taken.
Um den OCT-Messstrahl dem Zahn 39 zuzuführen, ist die Lichtleitfaser 25 des To supply the OCT measuring beam to the tooth 39, the optical fiber 25 of the
Messstrahl zweiges 19 durch das Handstück 3, die Werkzeugaufnahme 6 und den Dentalbohrer 37 bis zu einer Austrittsöffnung 81 in einem Behandlungskopfs in Form eines Bohrkopfs 80 des Dentalbohrers 37 geführt Measuring beam branch 19 guided by the handpiece 3, the tool holder 6 and the dental drill 37 to an outlet opening 81 in a treatment head in the form of a drill head 80 of the dental drill 37
In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen medizinischen Werkzeugs dargestellt, welches als Dentalbohrer 37 ausgeführt ist Die Lichtleitfaser 25 ist entlang einer Rotationsachse 54 des Dentalbohrers 37 bis zu dem Bohrkopf 80 geführt und mündet in einer Austrittsöfthung 81 aus, die in diesem Fall als Kanal bis zu einer Oberfläche des Bohrkopfs 80 ausgeführt ist. Die Lichtleitfaser 25 endet dabei mit einem geringen Abstand zu der Oberfläche des Bohrkopfs 80. In Fig. 3, an embodiment of a medical tool according to the invention is shown, which is designed as a dental drill 37 The optical fiber 25 is guided along a rotation axis 54 of the dental drill 37 to the drill head 80 and terminates in a Austrittsöfthung 81, in this case as a channel is performed to a surface of the drill head 80. The optical fiber 25 ends at a small distance to the surface of the drill head 80th
An dem Ende der Lichtleitfaser 25 sind eine Grinlinse 82 und ein Abschlussfenster 83 angeordnet Mit Hilfe der Grinlinse 82 ist ein mit einer numerischen Apertur von rund 0,11 aus dem Ende der Lichtleitfaser 25 austretender OCT-Messstrahl kollimierbar oder fokussierbar, das heißt der OCT-Messstrahl trifft kollimiert oder fokussiert auf das Zahngewebe. At the end of the optical fiber 25, a grin lens 82 and a closure window 83 are arranged. With the aid of the grin lens 82, an OCT measurement beam emerging from the end of the optical fiber 25 with a numerical aperture of approximately 0.11 can be collimated or focused, that is to say the OCT beam. Measuring beam hits collimated or focused on the tooth tissue.
Das Abschlussfenster 83 ist bevorzugt aus einem Diamantwerkstoff oder einer anderen transmissiven und haltbaren Kohlenstoffverbindung hergestellt und bietet einen Schutz vor einer mechanischen Beschädigung der Grinlinse 82 und der Lichtleitfaser 25. Durch die bündige Einpassung des Abschlussfensters 83 in den Austrittskanal ist weiterhin die Stabilität des Bohrkopfs 80 verbessert Die Oberfläche des Abschlussfensters 83 ist an die Oberflächenkontur des Bohrkopfs 80 angepasst, so dass zwischen den Oberflächen von Bohrkopf und The termination window 83 is preferably made of a diamond or other transmissive and durable carbon compound and provides protection against mechanical damage to the lenslet lens 82 and the optical fiber 25. The flush fit of the termination window 83 into the exit channel further enhances the stability of the drill head 80 The surface of the closure window 83 is adapted to the surface contour of the drill head 80, so that between the surfaces of the drill head and
Abschlussfenster allenfalls geringe Unstetigkeiten festzustellen sind. Closing windows are at most small discontinuities.
In einem modifizierten, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Dentalbohrer ohne Grinlinse ausgeführt, so dass das Zahngewebe im Betrieb direkt mit divergentem Licht aus der Lichtleitfaser beleuchtet wird. In einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Diamantabschlussfenster selber als optisches Element mit strahlformender Wirkung ausgeführt In einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Abschnitt der Lichtleitfaser in dem Bohrkopf unter einem Winkel zur Achse aus dem Bohrkopf herausgeführt Dadurch ist es möglich, einen Seitenbereich, beispielsweise einen Wandbereich eines Wurzelkanals, mit Hilfe der Vorrichtung zu scannen. In einer weiteren Ausgestaltung weist die Lichtleitfaser einen zweiten Abschnitt auf, der in dem Behandlungskopf angeordnet ist und der ein zweites Ende umfasst, das in einer zweiten Austrittsöffhung des Behandlungskopf ausmündet. Zusatzlich ist ein Strahlteiler in dem Behandlungskopf angeordnet, mittels dessen der Lichtstrahl in einen ersten Teilstrahl und einen zweiten Teil strahl aufteilbar ist, wobei der erste Teilstrahl in den ersten Abschnitt der ersten Lichtleitfaser einleitbar ist und der zweite Teilstrahl in den zweiten Abschnitt der ersten Lichtleitfaser einleitbar ist Der Behandlungskopf umfasst also mehrere Austrittsöfmungen, aus denen Lichtstrahlen ausleitbar sind, so dass an jeder der Austrittsöffhung Messungen an dem zu untersuchenden oder behandelnden Objekt möglich sind. Mit einem Behandlungskopf können also an verschiedenen Stellen Messungen vorgenommen werden. Insbesondere vorteilhart ist eine Anordnung, bei der die erste Austrittsöffhung auf einer In a modified, not shown embodiment of the dental drill is performed without Grin lens, so that the tooth tissue is illuminated directly in operation with divergent light from the optical fiber. In a further, not shown embodiment, the diamond end window itself is designed as an optical element with beam-forming effect In another embodiment, not shown, a portion of the optical fiber in the drill head is led out of the drill head at an angle to the axis. This makes it possible to scan a side region, for example a wall region of a root canal, with the aid of the device. In a further embodiment, the optical fiber has a second section which is arranged in the treatment head and which comprises a second end which opens out in a second outlet opening of the treatment head. In addition, a beam splitter is arranged in the treatment head, by means of which the light beam is divisible into a first part beam and a second part, wherein the first partial beam is introduced into the first portion of the first optical fiber and the second partial beam in the second portion of the first optical fiber can be introduced The treatment head thus comprises a plurality of exit openings, from which light beams can be diverted, so that measurements on the object to be examined or treated are possible at each of the exit openings. With a treatment head so measurements can be made at different locations. Particularly advantageous is an arrangement in which the first outlet opening on a
Rotationsachse des medizinischen Werkzeugs angeordnet ist und die zweite Austrittsöffhung an einer Seite des Behandlungskopfs positioniert ist, so dass bei Arbeiten in einem zu Rotary axis of the medical tool is arranged and the second outlet opening is positioned on one side of the treatment head, so that when working in a too
untersuchenden Kanal des Objekts sowohl der Kanalgrund als auch eine Kanalwand vermessen werden können. Ohne Einschränkung der Allgemeinheit können auch mehr als zwei the object can be measured, both the channel bottom and a channel wall. Without restriction of the general public can also more than two
Austrittsöffhungen in dem Behandlungskopf vorgesehen sein. Outlet openings may be provided in the treatment head.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist der Abschnitt der Lichtleitfaser 25, der in dem Dentalbohrer angeordnet ist, fest mit letzterem verbunden. Ohne Einschränkung ist es jedoch auch möglich, den Abschnitt der Lichtleitfaser feststehend in Bezug zur In the embodiments described above, the portion of the optical fiber 25 disposed in the dental drill is fixedly connected to the latter. However, without limitation, it is also possible to fix the portion of the optical fiber with respect to the
Werkzeugaufnahme 6 auszuführen, und in einem Hohlraum entlang der Rotationsachse des Dentalbohrers bis zu der Austrittsöffhung anzuordnen, so dass der Dentalbohrer im Betrieb um die Lichtleitfaser in seinem Inneren rotiert In beiden Fällen bleibt das optische Element mit dem Dentalbohrer verbunden, so dass das optische Element relativ zu der Lichtleitfaser rotierbar ist Perform tool holder 6, and to be arranged in a cavity along the axis of rotation of the dental drill up to the outlet opening, so that the dental drill in operation rotates about the optical fiber in its interior in both cases, the optical element remains connected to the dental drill, so that the optical element relative is rotatable to the optical fiber

Claims

Patentansprüche: claims:
1. Medizinisches Werkzeug, welches im Betrieb um eine Längsachse rotierbar ist, mit einem Behandlungskopf und mit einer Lichtleitfaser, welche einen Abschnitt aufweist, der in dem Behandlungskopf angeordnet ist und der ein Ende umfasst, das in einer Austrittsöfmung des Behandlungskopfs ausmündet, A medical tool, which is rotatable in operation about a longitudinal axis, with a treatment head and with an optical fiber, which has a portion which is arranged in the treatment head and which includes an end which opens into an exit opening of the treatment head,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
ein optisches Element an dem Ende des Abschnitts der Lichtleitfaser angeordnet ist  an optical element is disposed at the end of the portion of the optical fiber
2. Medizinisches Werkzeug nach Anspruch 1 , 2. Medical tool according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
eine Oberfläche des optischen Elements an eine Oberflächenkontur des  a surface of the optical element to a surface contour of the
Behandlungskopfs angepasst ist  Treatment head is adjusted
3. Medizinisches Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, 3. Medical tool according to one of claims 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
das optische Element als Abschlussfenster aus einem Diamantwerkstoff ausgeführt ist  the optical element is designed as a closing window made of a diamond material
4. Medizinisches Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 4. Medical tool according to one of claims 1 to 3,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
das optische Element als kollimiererides oder fokussierendes refraktives Element ausgestaltet ist.  the optical element is configured as a collimating or focusing refractive element.
5. Medizinisches Werkzeug nach einem der Ansprüche l bis 4, 5. Medical tool according to one of claims 1 to 4,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
das optische Element als Grinlinse ausgestaltet ist.  the optical element is designed as a Grin lens.
6. Medizinisches Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 6. Medical tool according to one of claims 1 to 5,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
das medizinische Werkzeug als Dentalbohrer ausgeführt ist, wobei der Behandlungskopf als Bohrkopf ausgeführt ist.  the medical tool is designed as a dental drill, wherein the treatment head is designed as a drill head.
7. Medizinische Behandlungsvorrichtung, 7. Medical treatment device,
mit einem Grundkörper und mit einem Werkzeug, welches drehbar in dem Grundkörper gelagert ist, und mit einem OCT-System zur Untersuchung eines Tiefenbereichs in einem Gewebe, wobei das OCT-System eine weitere Lichtleitfaser umfasst, in der ein OCT- Messstrahl führbar ist, with a basic body and with a tool, which is rotatably mounted in the base body, and with an OCT system for examining a depth range in a tissue, wherein the OCT system comprises a further optical fiber, in which an OCT measuring beam is feasible,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das Werkzeug als medizinisches Werkzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 ausgeführt ist, und dass der OCT-Messstrahl aus der weiteren Lichtleitfaser in die Lichtleitfaser des medizinischen Werkzeugs einleitbar ist. the tool is designed as a medical tool according to one of claims 1 to 6, and that the OCT measuring beam from the further optical fiber can be introduced into the optical fiber of the medical tool.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104265184A (en) * 2014-08-04 2015-01-07 江西华煤重装有限公司 Intelligent on-line drill rod

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6179611B1 (en) * 1999-01-22 2001-01-30 The Regents Of The University Of California Dental optical coherence domain reflectometry explorer
US20020120197A1 (en) * 1999-05-07 2002-08-29 Kleffner Bernhard V. Rotating surgical tool
WO2007006698A1 (en) * 2005-07-08 2007-01-18 Technische Universiteit Delft Surgical drill system and surgical drill bit to be used therein
US20090079993A1 (en) * 2005-11-22 2009-03-26 Shofu Inc. Dental Optical Coherence Tomograph
US20090155735A1 (en) * 2007-12-18 2009-06-18 Carl Zeiss Surgical Gmbh Dental treatment or examination apparatus

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6179611B1 (en) * 1999-01-22 2001-01-30 The Regents Of The University Of California Dental optical coherence domain reflectometry explorer
US20020120197A1 (en) * 1999-05-07 2002-08-29 Kleffner Bernhard V. Rotating surgical tool
WO2007006698A1 (en) * 2005-07-08 2007-01-18 Technische Universiteit Delft Surgical drill system and surgical drill bit to be used therein
US20090079993A1 (en) * 2005-11-22 2009-03-26 Shofu Inc. Dental Optical Coherence Tomograph
US20090155735A1 (en) * 2007-12-18 2009-06-18 Carl Zeiss Surgical Gmbh Dental treatment or examination apparatus
DE102007063419A1 (en) 2007-12-18 2009-06-25 Carl Zeiss Surgical Gmbh Dental treatment or examination device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104265184A (en) * 2014-08-04 2015-01-07 江西华煤重装有限公司 Intelligent on-line drill rod

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