DE68919474T2

DE68919474T2 - Zahnärztliche laservorrichtung.

Info

Publication number: DE68919474T2
Application number: DE68919474T
Authority: DE
Inventors: Michael H Brewer; David J Fullmer; David R Hennings; Terry D Myers; Joseph W Shaffer; Arthur Vassiliadis
Original assignee: American Dental Tech
Current assignee: American Dental Technologies Inc Southfield Mic
Priority date: 1988-08-25
Filing date: 1989-08-25
Publication date: 1995-04-20
Anticipated expiration: 2009-08-26
Also published as: JP2702253B2; US4940411A; EP0388455A4; EP0388455A1; JPH03504934A; DE68919474D1; KR940001845B1; EP0388455B1; AU610809B2; ATE114231T1; AU4221689A; WO1990001907A1; KR900701229A

Description

Hintergrund der Erfindung

I. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Laser-Aufbauten und insbesondere einen für dentale Anwendungen wie bspw. die Ausrottung kariöser Läsionen, die Behandlung überempfindlicher Zähne und das Entfernen weichen Gewebes besonders geeigneten Laser-Aufbau.

II. Beschreibung des Standes der Technik

Es hat mehrere zuvor bekannte neodymdotierte Yttrium-Aluminium- Granat-(Nd:YAG-)-Lasersysteme gegeben, die für medizinische chirugische Anwendungen verwendet worden sind. Diese zuvor bekannten Lasersysteme sind typischerweise zum Bereitstellen sehr hoher mittlerer Leistungen, d.h. im Bereich von 60 bis 100 Watt Dauerleistung, konstruiert worden. Folglich haben diese zuvor bekannten Systeme elektrische Versorgungsnetze mit hoher Leistung, typischerweise 220 Volt, erfordert.
Es hat mehrere Nachteile hinsichtlich dieser zuvor bekannten Nd:YAG-Systeme gegeben. Ein Nachteil ist, daß diese Systeme schwer und schwierig zu bewegen sind und auch kräftige Kühlsysteme erfordern, um den Laserkopf und das Netzgerät zu kühlen. Da solche Systeme typischerweise durch einen Netzstrom mit 220 Volt gespeist sind, ist es weiterhin erforderlich gewesen, separate elektrische Steckdosen für diese zuvor bekannten Systeme zu installieren.
Diese zuvor bekannten Systeme verwenden oftmals eine Lichtleitfaserzuführung mit einer einfachen fokussierenden Linse am Ausgang aus der Lichtleitfaser. Bei einigen Systemen werden Kontaktspitzen verwendet, um die Laserleistung dem Zielort zuzuführen. Diese zuvor bekannten Zuführsysteme waren jedoch etwas voluminös und schwierig zu verwenden gewesen.
Dentale Laseranwendungen umfassen die Ausrottung kariöser Läsionen, die Behandlung überempfindlicher Zähne sowie die Entfernung weichen Gewebes.
Das US-Patent Nr. 4818230 von Myers u.a. gehört allgemein zu diesem Patent und offenbart ein Verfahren zum Entfernen von Karies von Zähnen. In dem Patent von Myers war das Leistungsniveau des Lasers aufgrund der Angst, dem Patienten durch ein Erwärmen des Zahns Schmerzen zu bereiten, auf 100 Millijoule pro Puls begrenzt. Neue Forschung und neue Anwendungen haben es jedoch erforderlich gemacht, höhere Leistungen und Pulsfrequenzen in Betracht zu ziehen.
Die US-A-4273535 betrifft eine Vorrichtung zum Verhindern von Karies eines Zahns durch die Verwendung von Laserstrahlen. Die Vorrichtung umfaßt einen gütegeschalteten Nd:YAG- Laseroszillator mit kontinuierlicher Anregung, wobei dessen Strahl durch Quarzglasfasern hindurchgeleitet wird, um mittels einer Kollektivlinse konzentriert und dadurch auf einen Zahn oder Zähne gelenkt zu werden. Die mittlere Ausgangsleistung des Lasers beträgt 10 Watt, die Schaltwiederholungsfrequenz beträgt 1 kHz und die Pulsenergie beträgt 10 Millijoule. Die Laservorrichtung wird dazu verwendet, winzige Löcher und inhärente wellige Kanten auf der Oberfläche des Zahnschmelzes zu eliminieren, um den Beginn von Karies zu hemmen.

Zusammenfassung der vorliegenden Erfindung

Die vorliegende Erfindung stellt einen dentalen Laser-Aufbau bereit, der sämtliche obengenannten Nachteile der zuvor bekannten Vorrichtungen überwindet.
Gemäß der Erfindung ist ein Laser-Aufbau für dentale Anwendungen bereitgestellt, welcher umfaßt:
ein Gehäuse;
ein Laser-Modul mit einem Impulslaser zur dentalen Behandlung, einem Mittel zum Ausrichten des Impulslasers und einer Strahlkopplungsoptik;
eine Stromversorgung für den Laser;
ein flexibles Mittel einer Strahlzuführung in einen menschlichen Mund; und
ein Mittel zum Einstellen des Energieniveaus des Impulslasers,
dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbau weiter einen optischen Resonator, ein Mittel zum Kühlen des Laser-Moduls und ein elektronisches Modul zum Steuern des Laser-Moduls umfaßt,
worin das elektronische Modul das Mittel zum Einstellen des Energieniveaus des Impulslasers umfaßt, wobei der Laser zu einer geringen Energieabgabe von weniger als 100 Millijoule pro Puls und einer hohen Energieabgabe von zwischen 0,1 und 5 Joule pro Puls in der Lage ist.
Kurz gesagt umfaßt der dentale Laser-Aufbau der vorliegenden Erfindung ein Gehäuse mit einem Hohlraum, in welchem ein Nd:YAG-Impulslaser enthalten ist. Eine anregende Blitzlampe ist ebenfalls innerhalb des Hohlraums enthalten und veranlaßt den Laser nach der Anregung, einen gepulsten Laserstrahl entlang einer vorbestimmten Achse zu emittieren. Vorzugsweise beträgt die Frequenz für den Laser etwa einen bis 10.000 Pulse pro Sekunde und eine jeweilige Pulsdauer zwischen mehreren Pikosekunden und mehreren Millisekunden. Die mittlere Ausgangsleistung des Lasers liegt zwischen Null und 50 Watt und ist einstellbar.
Eine Lichtleitfaser ist mittels einer Kupplung mit dem Gehäuse verbunden, so daß die Achse der Lichtleitfaser mit der Achse des Laserausgangsstrahls übereinstimmt. Das andere Ende der Lichtleitfaser ist mit einem verlängerten Handstück verbunden. Dieses Handstück weist vorzugsweise entweder einen Spiegelaufbau oder ein gebogenes Lichtleitfasersegment auf, so daß das Handstück den Laserstrahl in eine zu der Achse des Handstücks im wesentlichen senkrechte Richtung lenkt. Dies gestattet, daß das Handstück in den Mund des Patienten eingeführt und manipuliert und in der Weise eines konventionellen Bohrers eines Zahnarztes verwendet werden kann.
Zusätzlich umfaßt der Laser-Aufbau der vorliegenden Erfindung einen kontinuierlichen, sichtbaren Laser mit niedriger Leistung, dessen Ausgangsstrahl koaxial mit dem Ausgangsstrahl aus dem Impulslaser angeordnet ist. Der kontinuierliche Laser ist vorzugsweise ein Helium-Neon-(HeNe-)-Laser, so daß sich sein Ausgangsstrahl im sichtbaren Bereich des menschlichen Auges befindet. Der kontinuierliche Laser stellt daher einen Ausrichtstrahl für den Laser bereit, da der Ausgangsstrahl aus dem Nd:YAG-Laser unsichtbar ist.
Beim Betrieb nach der Anregung des Impulslasers erzeugt der Impulslaser einen Ausgangsstrahl, der in der Lage ist, kariöse Läsionen zu entfernen, überempfindliche Zähne zu behandeln sowie weiches Gewebe zu entfernen. Weiterhin ist das Lichtleitsegment auf dem Handstück zur Reinigung und Sterilisation vorzugsweise abnehmbar und für unterschiedliche dentale Anwendungen mit unterschiedlichen Lichtleitsegmenten austauschbar.
Es ist auch herausgefunden worden, daß bei Verwendung relativ niedriger Laserleistungen, d.h. weniger als 100 Millijoule pro Puls, und dem Lasern von gesundem Zahnschmelz eine Desensibilisierung des Zahns erreicht wird. Dies erlaubt dann wieder die Verwendung höherer Energieniveaus pro Puls, ohne dem Patienten Beschwerden zu bereiten, was dann wieder eine schnelle Ausführung des dentalen Verfahrens gestattet.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung wird nach Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung erhalten werden, wenn diese in Verbindung mit der begleitenden Zeichnung gelesen ist, worin sich gleiche Bezugszeichen überall in den verschiedenen Ansichten auf gleiche Teile beziehen und in welcher:
Fig. 1 eine Ansicht ist, die die Haupteinheit einer bevorzugten Ausführung des Laser-Aufbaus der vorliegenden Erfindung illustriert,
Fig. 2 eine Ansicht ist, die das Zuführsystem für die bevorzugte Ausführung der Erfindung illustriert,
Fig. 3 eine schematische Darstellung ist, die die bevorzugte Ausführung der vorliegenden Erfindung illustriert,
Fig. 4 eine geschnittene Seitenansicht ist, die ein bevorzugtes Handstück der vorliegenden Erfindung illustriert,
Fig. 5 eine Fig. 4 ähnliche, fragmentarische geschnittene Darstellung ist, die jedoch eine unterschiedliche Spitze illustriert,
Fig. 6 eine Fig. 4 ähnliche Ansicht ist, die jedoch noch eine andere, weitere Modifikation davon illustriert,
Fig. 7 eine geschnittene Darstellung einer alternativen Ausführung des Kabels und Handstücks ist,
Fig. 8 eine Fig. 6 ähnliche, fragmentarische geschnittene Darstellung ist, die eine weiter alternative Ausführung der Spitze zeigt,
Fig. 9 eine Ansicht eines Zahns im Querschnitt ist und
Fig. 10 eine Ansicht im Querschnitt ist, die ein endodentales Verfahren illustriert.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungen der vorliegenden Erfindung

Unter Bezugnahme auf zuerst die Fig. 1 und 2 ist dort eine bevorzugte Ausführung des dentalen Laser-Aufbaus 10 der vorliegenden Erfindung gezeigt, welche eine Haupteinheit 12 und das mit einer Lichtleitfaser arbeitende Laserstrahlzuführsystem 14 umfaßt. Zur Mobilität weist die Haupteinheit 12 an einem Ende vorzugsweise Rollen 16 auf, so daß die Haupteinheit 12, wie gewünscht, bewegt werden kann. Das andere Ende der Haupteinheit ruht auf Stützen 17. Die Einheit wird mit einem versenkbaren Griff 19 angehoben, um auf den Rollen 16 bewegt zu werden.
Noch immer unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 weist die Haupteinheit 12 entlang einer Seite einen Ausgangsverbinder 26 für eine Lichtleitfaser auf. Zur Steuerung der Aktivierung und des Gebrauchs des dentalen Lasersystems 10 ist auf der Oberseite der Haupteinheit 12 eine Schalttafel 20 vorgesehen.
Noch immer unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 umfaßt der Aufbau des Lichtleitfaserkabels eine verlängerte Lichtleitfaser 22, welche flexibel ist. Ein Ende 24 der Lichtleitfaser 22 ist innerhalb des Verbinders 26 für eine Lichtleitfaser aufgenommen. Eine an das Ende 24 der Lichtleitfaser 22 angrenzende Gegenmutter 28 verriegelt an den Verbinder 18, um die Lichtleitfaser 22 aus einem nachfolgend zu beschreibenden Grund sicher an der Haupteinheit 12 zu befestigen.
Unter jetziger besonderer Bezugnahme auf Fig. 2 ist am entgegengesetzten Ende 75 des Lichtleitfaserkabels 22 ein Handstück 30 vorgesehen. Wie nachfolgend in größerem Detail beschrieben wird, führt das Lichtleitfaserkabel 22 einen Laserstrahl von dem Ende 24 und zu dem Handstück 30.
Unter besonderer Bezugnahme auf Fig. 3 ist innerhalb eines Hohlraums 34 in der Haupteinheit 12 ein Nd:YAG-Laser 32 enthalten. Der YAG-Laser 32 ist derart innerhalb des Hohlraums 34 angeordnet, daß der Laser 32 einen Laserausgangsstrahl entlang einer vorbestimmten Achse 36 erzeugt. Jegliches konventionelle Mittel wie bspw. eine Blitzlampe 38 ist ebenfalls innerhalb des Hohlraums 34 enthalten, um den Laser 32 derart anzuregen, daß der Laser 32 einen gepulsten Ausgangsstrahl erzeugt.
Der YAG-Laser weist eine Pulsfrequenz zwischen einem und 10.000 Pulsen/Sekunde, eine mittlere Ausgangsleistung bis zu 50 Watt, eine Pulsdauer zwischen einer Pikosekunde und mehreren Millisekunden und eine Peak-Energie bis zu fünf Joule/Puls auf. Die Peak-Leistung variiert in Abhängigkeit von der Pulsdauer und Pulsenergie und die mittlere Leistung variiert entsprechend in Abhängigkeit von der Energie eines einzelnen Pulses und der Frequenz. Da jedoch die Ausgangsleistung des Lasers weniger als 50 Watt ist, kann der Laser mit einem elektrischen Standard- Netzgerät mit 110 Volt und ohne das Erfordernis eines externen Kühlsystems zum Kühlen des Hohlraums 34 des Lasers betrieben werden.
Konventionelle, über die Schalttafel 20 betriebene Elektronik ermöglicht eine vom Verwender wählbare mittlere Ausgangsleistung, Pulsenergie und Pulsfrequenz. Wie nachfolgend diskutiert, variieren diese Faktoren in Abhängigkeit von dem involvierten dentalen Verfahren.
Noch immer unter Bezugnahme auf Fig. 3 ist angrenzend an ein Ende des Lasers 32 ein reflektierender Spiegel 40 angeordnet, während angrenzend an das andere Ende des Lasers 32 ein teildurchlässiger Spiegel 42 angeordnet ist. Die Spiegel 40 und 42 bewirken daher, daß der Laser 32 einen Ausgangsstrahl entlang der Achse 46, durch eine Faserfokuslinse 48 und in ein Ende 50 der Lichtleitfaser 22 erzeugt. Die Lichtleitfaser 22 transportiert oder führt dann den Laserausgangsstrahl aus dem Laser 32 zu dem Handstück 30, das nachfolgend in größerem Detail beschrieben wird.
Ein Verschluß-Solenoid 54 ist ebenfalls vorzugsweise innerhalb des Hauptgehäuses 12 enthalten und betreibt einen bewegbaren Verschluß 56 (nur schematisch illustriert). Mit dem Verschluß 56 in seiner oberen oder eingerückten, in durchgezogener Linie illustrierten Stellung tritt der Laserstrahl aus dem Laser 32 durch die Linse 48 hindurch und durch die Lichtleitfaser 22 nach außen. Umgekehrt, mit dem Verschluß 56 in seiner ausgerückten, durch die Phantomlinie illustrierten Stellung, blokiert der Verschluß 56 den Ausgangsstrahl aus dem Laser 32, um unbeabsichtigte Ausgangsstrahlen des Lasers aus dem Handstück 30 zu vermeiden.
Noch immer unter Bezugnahme auf Fig. 3 weist die Haupteinheit 12 ebenfalls einen kontinuierlichen Laser 60 wie bspw. einen Helium-Neon-(HeNe-)-Laser auf. Ein solcher Laser liefert einen Ausgangsstrahl mit sehr niedriger Leistung, jedoch im Gegensatz zu dem Nd:YAG-Laser 32 ist der Ausgangsstrahl aus dem Helium- Neon-Laser 60 im sichtbaren Bereich.
Der Ausgangsstrahl 62 aus dem HeNe-Laser 60 wird mittels der Prismen 64 und 66 derart durch den Spiegel 40 reflektiert, daß der Ausgangsstrahl 62 des HeNe-Lasers koaxial zu der Achse 36 und daher zu den Laserausgangsstrahlen aus dem Nd:YAG-Laser 32 ist. Daher werden sowohl die Laserausgangsstrahlen aus dem kontinuierlichen Laser 60 als auch aus dem Impulslaser 32 durch das Lichtleitfaserkabel 22 dem Handstück 30 zugeführt. Der Ausgangsstrahl 62 des kontinuierlichen Lasers stellt einen Ausgangsstrahl zum Ausrichten bereit, da der Ausgangsstrahl aus dem Impulslaser 32 unsichtbar ist.
Ein anderes Mittel zum Ausrichten des Impulslasers kann natürlich alternativ verwendet werden.
Das Hauptgehäuse weist weiter ein Kühlsystem 110 zum Kühlen des Impulslasers 32 auf. Das Kühlsystem kann jeglichen konventionellen Aufbau zeigen, bspw. mit einem Kühlmittel aus 50% Ethylenglykol und 50% deionisiertem Wasser. Dieses Kühlmittel wird mittels einer Pumpe gepumpt, während ein Durchflußmesser 112 den Fluß des Kühlmittels überwacht. Das Fluidum wird durch den Hohlraum des Lasers und durch einen Radiator gepumpt und dann zirkuliert. Im Falle, daß der Fluß des Kühlmittels unterbrochen wird, wird der Laser 32 deaktiviert, um den Laser 32 vor einer Überhitzung zu bewahren.
Unter jetziger besonderer Bezugnahme auf Fig. 4 ist dort eine bevorzugte Ausführung des Handstücks 30 gezeigt, welche einen verlängerten Körper 70 mit einem ersten Ende 72 und einem zweiten Ende 74 umfaßt. Das Lichtieitfaserkabel 22 erstreckt sich von dem Ende 72 durch den Handstückkörper 70 und endet an einem Punkt 76, kurz vor dem Ende 74 des Handstücks. Der Ausgangsstrahl aus dem Ende 75 der Lichtleitfaser wird durch eine kollimierende Linse 78 auf einen Spiegel 80 konzentriert. Der Spiegel 80 reflektiert den Ausgangsstrahl des Lasers im wesentlichen in einem rechten Winkel zu der Achse des Handstückkörpers 70, durch eine Linse 81 und ein Schutzfenster 82 und in einer Weise, daß sich der Ausgangsstrahl des Lasers in einem Punkt 84 in der Nähe des Ausgangsfensters 82 des Handstückkörpers 70 vereinigt.
Vorzugsweise weist das Handstück 30 im wesentlichen die gleiche Form und Größe wie ein konventioneller Zahnarztbohrer auf. Als solcher kann der Handstückkörper 70 in gleicher Weise wie ein Zahnarztbohrer einfach in dem Mund des Patienten manipuliert werden.
Beim Betrieb nach der Aktivierung von sowohl Laser 60 als auch 32 werden sowohl die kontinuierliche Welle aus dem Laser 60 wie auch der gepulste Ausgangsstrahl aus dem Laser 32 durch die Lichtleitfaser 22, durch die kollimierende Linse 78 (Fig. 4), den Spiegel 80, die fokussierende Linse 81 und das Fenster 82 zugeführt, so daß sich beide Laser in dem Punkt 84 vereinigen. Da nur der Ausgangsstrahl aus dem kontinuierlichen Laser 60 im sichtbaren Bereich ist, können die Laserstrahlen einfach fokussiert werden, da die Größe des sichtbaren Lasers 60 in dem Punkt 84 am geringsten ist. Wenn der Laser genau fokussiert ist, entfernt die Aktivierung des Impulslasers 32 je nachdem die kariösen Läsionen oder das weiche Gewebe. Des weiteren sterilisiert der Laserstrahl während der Verwendung gleichzeitig den Arbeitsbereich, was besonders vorteilhaft für die Entfernung von weichem Gewebe und Zahnkaries ist.
Die von dem Bediener oder Zahnarzt verwendete effektive Leistung und verwendeten Energieniveaus variieren in Abhängigkeit von dem gewünschten dentalen Verfahren. Es ist bspw. herausgefunden worden, daß das Lasern des Zahnschmelzes eines gesunden Zahns mit relativ niedrigen Energieniveaus, z.B. weniger als 100 Millijoule pro Puls, den Zahn durch ein temporäres Abdichten oder anderweitiges Deaktivieren der dentinalen Kanälchen, die normalerweise die Schmerzsignale des Zahns transportieren, desensibilisiert.
Mit dem desensibilisierten Zahn können höhere Energieniveaus, d.h. Energieniveaus zwischen 100 Millijoule und 5 Joule pro Puls, verwendet werden, ohne dem Patienten Schmerzen zu verursachen. Da höhere Energieniveaus pro Laserpuls mehr Zahnkaries, Krankheit, weiches Gewebe und dgl. pro Puls ausrotten als Laserpulse mit geringerer Energie, d.h. weniger als 100 mJ/Puls, kann das gesamte dentale Verfahren schneller ausgeführt werden. Dies spart dem Zahnarzt dann wieder "Stuhlzeit" und ist auch für den Patienten psychologisch weniger anstrengend und weniger schmerzhaft.
Die mittlere Leistung, die für Verfahren hinsichtlich weichen Gewebes erforderlich ist, ist höher als für Verfahren hinsichtlich eines Zahnes und erfordert höhere Pulsfrequenzen. Demzufolge ist eine variable Pulsfrequenz vorgesehen, um einen glatteren Ausgangsstrahl und eine höhere mittlere Leistung bereitzustellen.
Bei hohen mittleren Leistungsniveaus sowie bei hohen Energie/Puls-Niveaus kann auch ein externes Kühlen des Zahns erforderlich sein. Ein solches Kühlen des Zahns kann auf jegliche konventionelle Art ausgeführt werden, bspw. durch das Spritzen von Wasser aus einer Quelle auf den Zahn. Da bestimmte Arten von Laseremissionen durch Wasser absorbiert werden, wird nach jedem Bespritzen mit Wasser, jedoch vor einer nachfolgenden Aktivierung des Impulslasers, ein trocknendes Mittel, bspw. ein Luftsprüher, aktiviert.
Es ist auch herausgefunden worden, daß hohe Energieniveaus, d.h. Energieniveaus zwischen 100 Millijoule/Puls und fünf Joule/Puls, für endodentale Verfahren wie bspw. Wurzelkanäle, Apikoektomien und Pulpektomien an einem in den Fig. 9 und 10 gezeigten Zahn 200 nützlich sind. Der Zahn 200 weist eine äußere Schale 202 aus Zahnschmelz, ein Zahnbein 204 und eine Kammer 206 für die Pulpa auf. Bei solchen endodentalen Verfahren wird die Kammer der Pulpa bei 210 (Fig. 10) geöffnet und eine Laserspitze 212 eingeführt. Eine Aktivierung des Lasers bei hohen Leistungs- und/oder Energieniveaus rottet das weiche Gewebe in der Kammer 206 der Pulpa wie gewünscht aus. Gleichzeitig sterilisiert der Laser die Kammer 206 der Pulpa und verhindert eine Infektion. Aufgrund dieser Sterilisation ist eine früher unbekannte teilweise Pulpektomie ohne das Risiko einer Infektion der Kammer der Pulpa möglich.
Diese relativ hohen Leistungs- und/oder Energieniveaus haben sich auch für die Durchführung einer Ausschabung als nützlich erwiesen. Auch können Tumore und andere Wucherungen bei Verwendung solch hoher Leistungen entfernt werden. Unter jetziger Bezugnahme auf Fig. 5 ist dort eine Modifikation des Handstücks gezeigt, in welcher das Ende 74' des Handstückkörpers 30' eine Bohrung 90 mit einem Innengewinde aufweist. Diese Bohrung 90 nimmt eine Spitze 92 mit einem Außengewinde abnehmbar auf. Die Spitze 92 weist eine verlängerte Durchgangsbohrung 94 auf, in welcher ein gebogenes Lichtleitfasersegment 96 enthalten ist. Das Lichtleitfasersegment 96 ist derart in der Spitze 92 angeordnet, daß ein Ende 98 mit dem Ende 75 der Lichtleitfaser 22 derart fluchtet, daß der Laserausgangsstrahl aus der Lichtleitfaser 22 durch die Lichtleitfaser 96 zu deren äußerem Ende 100 hindurchtritt. Das äußere Ende 100 des Lichtleitfasersegments 96 ist vorzugsweise ein Kontaktpunkt, so daß der Laserausgangsstrahl an dem Ende 100 des Lichtleitfasersegments 96 fokussiert ist. Wie in Fig. 5 gezeigt, ist auch das Lichtleitfasersegment 96 vorzugsweise gebogen, so daß das Kontaktende 100 im wesentlichen in einem rechten Winkel zu der Achse des Handstückkörpers 30' ist.
Unter jetziger Bezugnahme auf Fig. 6 ist dort eine Modifikation der Spitze 92 gezeigt, in welcher die Durchgangsbohrung 94' eher linear als, wie in Fig. 5 gezeigt, gebogen ist. Folglich fluchtet das Kontaktende 100' des Lichtleitfasersegments 96' mit der Achse des Handstückkörpers 30'. Jedoch in allen anderen Beziehungen ist die in Fig. 6 gezeigte Spitze 92' die gleiche wie die in Fig. 5 gezeigte Spitze 92 und wird aus diesem Grund nicht noch einmal beschrieben.
Unter Bezugnahme auf Fig. 7 ist eine andere Ausführung eines Zuführsystems gezeigt. Diese umfaßt durchweg und von den Eingangs- zu den Ausgangsenden eine einzelne Faser 22. Zum Halten der Faser für den Gebrauch im Mund wird ein einfaches Handstück 98 verwendet.
Unter Bezugnahme auf Fig. 8 ist eine andere Ausführung einer Spitze 101 gezeigt, die zur Passung auf dem Körper 30' konstruiert ist. Die Spitze 101 ist aus einem keramischen Material hergestellt, das als thermischer Isolator wirkt. Eine metallische Heizspitze 102 ist derart in der Spitze 101 angeordnet, daß sie sich weg von dem distalen Ende des Kabels 22 erstreckt. Der Laserstrahl wird der Heizspitze durch das Kabel 22 derart zugeführt, daß er aus dem distalen Ende des Kabels austritt, um die Heizspitze 102 zu treffen. Die Heizspitze ist aus einem geeigneten Material wie bspw. rostfreiem Stahl hergestellt, das schnell auf eine hohe Temperatur erhitzt und dann zum Schneiden und Ausbrennen weichen Materials im Mund verwendet werden kann.
Andere Konfigurationen von Spitzen 92, die mit den in den Fig. 5 und 6 gezeigten Spitzen 92 oder 92' austauschbar sind, sind auch denkbar.
Aus dem Vorhergehenden kann gesehen werden, daß die vorliegende Erfindung ein einfaches und dennoch hoch effektives dentales Lasersystem zur Entfernung kariöser Läsionen, Zahnschmelzes und weichen Gewebes sowie zur Sterilisation und für andere dentale Verfahren bereitstellt. Der Laser kann ebenfalls bei endodentalen Anwendungen zur Ausrottung erkrankten Nervengewebes sowie zur Sterilisierung des Wurzelkanals verwendet werden. Es gibt viele Vorteile des dentalen Lasersystems der vorliegenden Erfindung.
Zuerst ist das dentale Lasersystem der vorliegenden Erfindung nicht nur bewegbar, sondern es kann auch mit Standard-Netzstrom mit 110 Volt betrieben werden. Als solches ist zur Verwendung des dentalen Lasersystems der vorliegenden Erfindung eine spezielle elektrische Installation nicht erforderlich.
Ein noch weiterer Vorteil des dentalen Lasersystems der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß das Zuführsystem ein Handstück verwendet, das derart dimensioniert ist, daß es das konventionelle dentale Handstück simuliert, welches von Zahnärzten verwendet wird. Als solches kann das Handstück der vorliegenden Erfindung auf einfache Weise in dem Mund des Patienten manövriert werden. Des weiteren steigern die austauschbaren Spitzen für das Handstück weiterhin die Flexibilität des Betriebs und der Verwendung des dentalen Lasers der vorliegenden Erfindung.
Nachdem unsere Erfindung beschrieben worden ist, werden Fachleuten, zu welchen sie gehört, außerdem noch viele Modifikationen offenbar werden, ohne von der Erfindung abzuweichen, wie sie durch den Umfang der beigefügten Patentansprüche definiert ist.

Claims

1. Ein Laser-Aufbau (10) für dentale Anwendungen umfaßt:

ein Gehäuse;

ein Laser-Modul mit einem Impulslaser (32) zur dentalen Behandlung, einem Mittel zum Ausrichten des Impulslasers und einer Strahlkopplungsoptik;

eine Stromversorgung für den Laser;

ein flexibies Mittel (22) einer Strahlzuführung in einen menschlichen Mund; und

ein Mittel zum Einstellen des Energieniveaus des Impulslasers,

dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbau weiter einen optischen Resonator (40, 42), ein Mittel (110) zum Kühlen des Laser-Moduls und ein elektronisches Modul (20) zum Steuern des Laser-Moduls umfaßt,

worin das elektronische Modul (20) das Mittel zum Einstellen des Energieniveaus des Impulslasers umfaßt, wobei der Laser zu einer geringen Energieabgabe von weniger als 100 Millijoule pro Puls und einer hohen Energieabgabe von zwischen 0,1 und 5 Joule pro Puls in der Lage ist.

2. Die Erfindung, wie in Anspruch 1 definiert, worin der Impulslaser (32) ein Nd:YAG-Laser ist.

3. Die Erfindung, wie in Anspruch 1 definiert, worin der Laser (32) ein holmiumdotierter Laser ist.

4. Die Erfindung, wie in Anspruch 1 definiert, worin der Laser (32) ein erbiumdotierter Laser ist.

5. Die Erfindung, wie in einem der Ansprüche 1 bis 4 definiert, worin der Impulslaser (32) eine mittlere Ausgangsleistung von zwischen 0 Watt und 50 Watt aufweist.

6. Die Erfindung, wie in Anspruch 5 definiert, worin die mittlere Ausgangsleistung des Lasers (32) zwischen 1 und 50 Watt ist.

7. Die Erfindung, wie in Anspruch 1, 5 oder 6 definiert, worin der Impulslaser (32) eine Pulsdauer zwischen mehreren Pikosekunden und mehreren Millisekunden aufweist.

8. Die Erfindung, wie in einem der Ansprüche 1 bis 7 definiert, worin der Impulslaser (32) eine Pulsfrequenz zwischen 1 und 10.000 Pulsen pro Sekunde aufweist.

9. Die Erfindung, wie in einem der Ansprüche 1 bis 8 definiert, worin die optische Zuführung eine Lichtleitfaser (22) mit zumindest einem flexiblen Bereich und einem Handstück (30) umfaßt.

10. Die Erfindung, wie in Anspruch 9 definiert, worin das Handstück (30) verlängert ist, wobei die Lichtleitfaser (22) mit einem Ende und ein Mittel (80, 96) zum Lenken des Laserstrahls um im wesentlichen 90º relativ zu der Achse des Handstücks mit dem anderen Ende des Handstücks (30) verbunden sind.

11. Die Erfindung, wie in Anspruch 10 definiert, worin das Lenkmittel (80) einen Spiegel in dem Handstück (30) umfaßt.

12. Die Erfindung, wie in Anspruch 10 definiert, worin das Lenkmittel (96) eine gebogene Lichtleitfaser umfaßt.

13. Die Erfindung, wie in Anspruch 9 definiert, worin das Handstück (30) verlängert ist, wobei die Lichtleitfaser (22) mit einem Ende des Handstücks (30) verbunden ist und eine Spitze (92) mit einem Lichtleitfasersegment (96) und einem Mittel zum lösbaren Verbinden der Spitze mit dem anderen Ende des Handstücks.

14. Die Erfindung, wie in einem der Ansprüche 1 bis 13 definiert, die ein Mittel zum Kühlen einer einem Lasereinfall ausgesetzten Behandlungszone umfaßt.

15. Die Erfindung, wie in Anspruch 14 definiert, worin das Mittel zum Kühlen ein Mittel zum Spritzen von Wasser auf die Behandlungszone und ein Mittel zum späteren Trocknen der Behandlungszone vor einer nachfolgenden Aktivierung des Impulslasers (32) umfaßt.