CN110811900A - 一种辅助可视化牙周治疗的器械 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种辅助可视化牙周治疗的器械，包括壳体和内置于所述壳体内的电源、二极管激光器及控制电路板，所述壳体外壁贯穿设置有激光器开关，还包括用于伸入被检测者口腔牙齿内外两侧的导光棒，所述导光棒安装在所述壳体的前端面，该导光棒可将二极管激光器发出的紫色电磁波导射在目标牙齿的牙冠、牙颈部和牙龈组织表面。本发明提供的可视化牙周诊断的器械，可实现牙周治疗手术的术前、术中、术后的牙冠、牙颈部和牙龈组织中的牙菌斑、牙结石、根面龋坏、游离牙菌斑可观察性。

Description

一种辅助可视化牙周治疗的器械

技术领域

本发明涉及口腔医疗技术领域，具体涉及一种辅助可视化牙周治疗的器械。

背景技术

牙周病是人类最常见的口腔疾病，是成年人牙齿丧生的最主要原因，细菌菌斑生物膜及其产物是牙周炎的始动因素，对牙齿及牙周组织均产生损害。

细菌菌斑生物膜又简称为牙菌斑，是基质包裹的互相粘附、或粘附于牙面、牙间或修复体表面的软而未矿化的细菌性群体，为不能被水冲去或漱掉的一种细菌性生物膜。当牙菌斑量较少时，肉眼难以观察到，往往被忽略。

牙菌斑堆积数周或数月后，其菌斑生物膜矿化，形成牙结石，而牙结石有粗糙、多孔的表面，为细菌定植、代谢和引发疾病提供最优条件；未染色的牙结石，或牙结石的早期形态结石微岛，肉眼无法观察。

当牙菌斑、牙结石长期刺激牙周组织后，牙龈萎缩，牙齿根面暴露，可发生牙骨质龋，又称为根面龋。早期牙骨质龋在扫描电镜可见表面的凹陷内有大量的细菌及菌斑，表层下表现为脱矿。但同样肉眼无法观察。

当牙菌斑、牙结石、根面龋等混合发展，会导致牙龈沟病理性加深，牙周软组织有不同程度的炎症，牙龈肿胀、松软、龈缘圆钝并与牙面分离，而深牙周袋的病变结构，会导致牙周致病菌指数级的增多，堆积滞留，游离于牙面，或定植于袋内上皮、袋内肉芽组织等，肉眼无法观察。

综上所述，导致牙周病的牙菌斑、牙结石、根面龋坏、游离牙菌斑等在发病早期无法肉眼有效观察，甚至经验丰富的牙医都会漏诊，导致牙周病确诊需要等到更严重的牙周病症状发生，包括：牙龈红肿、牙结石堆积、牙周探查出血、牙齿松动等症状判断，而一旦这些症状发生，往往都罹患中、重度牙周病，其愈后效果不佳，甚至成为不治之症。

与此同时，目前牙周治疗的标准是：彻底的龈下清创术，包括：盲法闭合龈下刮治、根面平整(SRP)和开放式翻瓣刮治手术，主要清除目标是牙结石，不是牙菌斑和聚居牙周致病微生物的结石微岛、根面龋坏微生物、游离微生物菌斑等。而残留的致病微生物会很快再次定植增生繁衍，导致牙周病再次复发，成为人类的口腔健康难题。

针对以上情况，临床上有医生采集龈沟袋底的菌斑，放到相位差显微镜下检测致病微生物的存在与否、密度、活跃性等。但由于口腔是众多微生物的聚居之地，采样标本容易被污染；临床上较大的误差，菌斑是散在的，只能代表取菌区域的微生物状态，不能代表其它牙位的状态，所以在临床上更多的做为医患沟通工具，并没有实质性的指导牙周治疗的意义。同时投资不菲，操作耗时耗力，临床上没有广泛使用。

临床上较常见的牙菌斑检测方式是菌斑显示剂，其原理是酯类物质染色，不能完全反映牙菌斑或微生物感染，具有较多误差，可以作为医患沟通的辅助措施，但无指导牙周治疗的实质意义。同时菌斑显示剂只能在术前使用，一旦手术开展，由于术区的血液污染无法染色、化学品污染创伤等原因，无法使用。很多牙周治疗后，菌斑显示同样是细菌密布，因为菌斑显示剂是无差别的显示细菌，口腔内的菌膜形成速度很快，并没有针对牙周致病菌。

近年来，考虑到实现方式、诊断可靠性、成本等因素，荧光技术被认为最有发展前景的牙周疾病诊断措施。其原理是生物组织体中或其产物的分子在受到外界光的激发下，一部分分子由基态跃迁到激发态，处于激发态的分子不稳定，在一定条件下辐射，同时分子回到基态，同时释放电磁波，产生荧光。

就牙周病微生物感染而言，目前公认的最佳方案是采用405nm的紫光投照牙冠、牙颈部和牙龈组织；位于这些部位的牙菌斑、牙结石、根面龋坏、游离牙菌斑等含有牙周致病菌的G-细菌如牙龈卟啉单胞菌(Pg)、福赛坦菌(Tf)等，产生卟啉物质，而卟啉吸收405nm光子，经斯托克红移，产生632nm的粉色荧光(自发光)。当然，这个检查方式也可用于检测牙齿的龋坏腐蚀、缺损隐裂、病变、陈旧充填或修复体、软垢附着情况，以及根管部、牙肉、颊、舌等，可能产生包括粉丝荧光的各类荧光现象，帮助临床牙病诊断。

经检索，目前使用此类技术的专利发明较多，但多数采用普通照明如LED做为光源，但由于产生卟啉物质是厌氧菌，其在牙菌斑、牙结石、根面龋坏、游离牙菌斑等结构中，主要定植于菌斑或病变结构的的表层下部位，或者这些卟啉被其它结构覆盖，如软垢、增生牙龈、腐蚀物、不良修复体等，具有隐蔽性。而普通光学照明的由于光线不具备准直性，呈现散射状，多数光线被组织表层反射/阻射，组织穿透性较差；所以，对隐蔽结构下的微生物感染显示效率较低。

与此同时，牙周致病菌产生的各类卟啉，基本都在405nm附近产生最强荧光效果，公认的牙体组织荧光基团效应中的卟啉吸收波长经测定：粪卟啉：398nm；原卟啉：406nm；尿卟啉：404nm；而普通LED照明，单色性较差，荧光系数较低，其显示效果不佳。

牙体组织荧光基团效应强度在分子吸收光接近饱和以下的范围与入射激发光强度成比例。而卟啉是分子类物质，其消光系数比原子小，不易发生饱和，所以，入射激发光越亮则荧光效果越明显，而LED照明的亮度远达不到荧光饱和，导致观察效果不佳。

为了弥补显示效果不佳的后果，市场上的产品和已申请的专利，主要借助于内窥镜、照相机等获得影像，导入计算机或芯片做影像增强处理，再通过电脑或显示屏展示观察间接的分析处理影像。也有通过使用的偏正光技术、辅助滤镜技术、多种电磁波对照技术等等来弥补其不足，再显示屏显示或肉眼观察。总之，以上设备体积较大，操作流程复杂，采购或使用成本高昂，直接证据性低下等，没有在临床上得到广泛认可，甚至大部分设备都没有制造上市。

鉴于激光技术的发展，激光诱导荧光技术在生物医疗领域得到了很大应用，由于激光的准直性、单色性、高亮性等特点，对牙周病的牙体感染组织的荧光基团具有较强的荧光观察效果，相比较普通照明，具有10～1000倍的识别灵敏性；在这个条件下，激光诱导光技术完全支持肉眼直接观察。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种辅助可视化牙周治疗的器械，用于实现牙周治疗手术的术前、术中、术后的牙冠、牙颈部和牙龈组织中的牙菌斑、牙结石、根面龋坏、游离牙菌斑可观察性。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种辅助可视化牙周治疗的器械，包括壳体和内置于所述壳体内的电源、二极管激光器及控制电路板，所述壳体外壁贯穿设置有激光器开关，所述二极管激光器发出紫色电磁波；还包括用于伸入被检测者口腔牙齿内外两侧的导光棒，所述导光棒安装在所述壳体的前端面，该导光棒可将二极管激光器发出的紫色电磁波导射在目标牙齿的牙冠、牙颈部和牙龈组织表面。

本发明提供的一种用于辅助可视化牙周治疗的器械，医生佩戴紫色激光防护镜实时肉眼观察：手持器械，以牙齿或颜面外部为支点；患者配戴开口器，撑开口唇肌肉和舌头，彻底暴露牙齿和牙龈；打开二极管激光器，导光棒出光口距离上下前牙列(上下牙咬合一起)5～10厘米居中垂直辐照并横向扫刷移动，观察前牙区的荧光，如见荧光现象，则进一步移动激光器近距离辐照(1～5厘米)，并配合位置、距离、角度等改变，以及常规照明对比，获得更多病变信息。以此类推，检查前牙区舌侧、颚侧；后牙区颊侧、舌/颚侧等，限于舌颚侧和后牙区的可用空间限制，可以借助口镜反射来检测。为了避免干扰，亦可以激光器投照检测区域和口镜反射观察的组合，以获得最佳检测效果。

二极管激光器发出的紫色电磁波，经导光棒投射到牙冠、牙颈部和牙龈组织，被牙周病患者的牙菌斑、牙结石、根面龋坏、游离牙菌斑等吸收，其表面的致病G-细菌吸收后，经斯托克红移，产生632nm的粉红荧光，据此判断需要治疗的区域，并可以术前诊断、术中引导、术后复查等环节反复操作；使用中，通过调整辐照的位置、距离、投照角度等，改变投照的光斑位置、尺寸、能量密度以及入射角度等，进而获得更完整的牙周疾病信息。

本检测装置也可用于检测牙齿的龋坏腐蚀、缺损隐裂、病变、陈旧充填或修复体、软垢附着情况，以及根管、口腔黏膜、颊、咽、舌等，产生的病变包括粉红荧光的各类荧光现象，帮助临床牙病诊断。包括治疗术前、术中、术后的诊断、引导、复查。

本激光检测器械用于检测隐蔽的邻间龋坏/结石，和牙隐裂具有较佳效果，其原理是紫色激光具有强大的牙釉质穿透性，而牙本质则吸收紫光后产生绿色荧光，导致隐蔽黑暗的邻间龋坏/结石和牙隐裂在高度透亮区域和绿色荧光背景下，对比性增加，可肉眼观察。

本本检测装置同样适应于牙周治疗过程中，由助手负责投照激光，医生在菌斑去除为导向的牙周治疗，其使用的工具包括洁牙机、刮治器、小球钻、抛光车针、强激光等等，这样的牙周治疗目标精准、效果彻底。完全符合牙周治疗以“控制菌斑为导向”的治疗标准。

本发明提供的一种用于辅助可视化牙周治疗的器械，二极管激光器设置在壳体内，导光棒安装在导光棒装设在壳体的前端面，保证激光能量无损的投照到待观察的牙位区域或通过口镜折射，尽量避免口腔潮湿环境的干扰，同时，激光器本身产生的热量可以避免出光口的雾化，进一步减少干扰。

辅助牙周治疗时的菌斑实时显示照明，则治疗过程中冷却飞溅的水汽可以通过到导光棒迅速帮助持续工作的激光器散热，使二极管激光器处于可持续工作的正常温度状态，极大提高了效率，满足临床一次性牙周治疗的要求。

本发明的一种辅助可视化牙周治疗的器械，还可以具有如下附加的技术特征：

本发明的一个示例，所述二极管激光器产生紫色电磁波的波长为405nm。

本发明的一个示例，所述二极管激光器的功率在10mw～100mw。

本发明的一个示例，所述导光棒的直线长度为70mm～90mm，该导光棒距出光端口15-25mm处，做大于30°且小于90°的仰角弯折处理，所述出光切端为圆形，直径为3～8mm。

本发明的一个示例，所述导光棒外周面涂覆有深色遮光层。

本发明的一个示例，所述壳体前端面贯穿装设有插槽结构体，所述插槽结构体的轴向中央具有激光输光孔，所述导光棒插设于所述插槽结构体内。

本发明的一个示例，所述插槽结构体包括内管和套设于内管外侧且与内管一体设置的外管，所述外管与内管之间形成用于夹设导光棒进光端的环槽。

本发明的一个示例，临床使用时，所述壳体和所述导光棒的外侧包裹至少一层便于更换的透明隔离保护套。

本发明的一个示例，所述电源为充电电池。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为本实施例的一种辅助可视化牙周治疗的器械的外观示意图；

图2为本实施例的一种辅助可视化牙周治疗的器械的内部结构示意图；

附图标记中：

1、壳体；11、电池仓盖；

2、电源；

3、二极管激光器；31、激光器开关；

4、导光棒；

5、插槽结构体；51、内管；52、外管；53、环槽；54、激光输光孔；

6、控制电路板；

7、避震罩垫。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图来详细描述本发明的一种辅助可视化牙周治疗的器械。

结合附图1和附图2所示，本实施例提供一种辅助可视化牙周治疗的器械，包括壳体1、电源2、二极管激光器3及控制电路板6等。

如图2所示，电源2充电电池，电源2和二极管激光器3安装在壳体1内，所述壳体1底端为电池仓盖11，所述电池仓盖11与壳体1底端通过螺纹配合连接，激光器开关31设置在电池仓盖11上，二极管激光器3用于发出紫色电磁波，所述导光棒4安装在壳体1的前端面，该导光棒4可将二极管激光器3发出的紫色电磁波导射在目标牙齿的牙冠、牙颈部和牙龈组织表面。

具体地，壳体1前端面贯穿装设有插槽结构体5，插槽结构体5的轴向中央具有激光输光孔54，导光棒4插设于插槽结构体5内。

在本实施例中，插槽结构体5包括内管51和套设于内管51外侧且与内管51一体设置的外管52，外管52与内管51之间形成用于夹设导光棒4进光端的环槽53，导光棒4插设于环槽53内并通过热熔胶固定。

在本实施例中，电源2、二极管激光器3、控制电路板6的连接方式及固定方式采用现有技术中常见的方式连接或固定，在此不做赘述。

在本实施例中，壳体1优选笔筒式结构体，笔筒式的壳体1便于临床医生使用。

本实施例提供的用于辅助可视化牙周治疗的器械在观察菌斑及腐蚀组织时，临床医生需佩戴紫色电磁波的防护镜，单手持壳体1前端位置，将导光棒4的出光口悬浮或倾斜倚靠牙冠等任一支持位置，在需要实时观察的目标牙齿的病变区域投照，并随着牙周刮治的牙位改变而跟随移动。

使用时，点击激光器开关31按钮，紫色电磁波即刻发生，并通过导光棒4投射入病变牙位的牙菌斑、牙结石、根面龋坏、游离牙菌斑等组织结构。由于感染的病变组织具有大量的革兰氏阴性细菌，其产生的卟啉具有荧光性，最终在显示为粉红色的荧光，这些荧光随着观察角度以及激光投照位置的改变而改变，医生可以及时观察并判断：牙周感染的深度及严重程度，去净与否等，总体效果较佳。

牙周病的病变感染组织的受激发光辐照后产生的荧光，其荧光强度决定了其检测灵敏度，目前的研究，认为其荧光的灵敏度取决于激发光的穿透深度、荧光系数，以及亮度等。

由于产生卟啉物质是厌氧菌，其在牙菌斑、牙结石、根面龋坏、游离牙菌斑等结构中，主要定植于菌斑或病变结构的的表层下部位，或者这些卟啉被其它结构覆盖，如软垢、增生牙龈、腐蚀物、不良修复体等，具有隐蔽性。而普通光学照明由于光线呈现散射状，多数光线被组织表层反射/阻射，组织穿透性较差；所以对隐蔽结构下的微生物感染显示效率较低。

本检测器械采用了半导体激光器，其光束在出导光棒后所呈现的锥形光束仍具有准直性，对牙周病变组织具有较强的穿透性，所以，相对于常规照明，紫色激光是穿透性最强的卟啉激发光，具有更好的检测灵敏度。

与此同时，牙周致病菌产生的各类卟啉，基本都在405nm附近产生最强荧光效果，公认的牙体组织荧光基团效应中的卟啉吸收波长经测定：粪卟啉：398nm；原卟啉：406nm；尿卟啉：404nm；而普通LED照明，单色性较差，很多电磁波属于无效能量，其显示效果不佳。本检测器械采用了半导体激光器，其光束具有单色性，其电磁波高度集中于405+/-10nm，其偏差波长的一般在5％的范围内。所以，相对于常规照明，紫色激光是荧光系数最高的的卟啉激发光，具有更好的检测灵敏度。

牙体组织荧光基团效应强度在分子吸收光接近饱和以下的范围与入射激发光强度成比例。而卟啉是分子类物质，其消光系数比原子小，不易发生饱和，所以，入射激发光越亮则荧光效果越明显，而LED照明的亮度远达不到荧光饱和，导致检测灵敏度不足。本检测器械采用了半导体激光器，定向发光，大量光子集中在一个极小的空间范围内射出，能量密度自然极高，所以其光束具有高亮性。相对于常规照明，紫色激光具有指数级的亮度优势，是效率最高的的卟啉激发光，具有更好的检测灵敏性。

在本实施例中，导光棒4为采用石英玻璃材质制成的L型结构体，二极管激光器3密封设置在壳体1内，由此可利用洁牙机自带的水喷射在导光棒4上，可使二极管激光器3长时间处于可持续工作的低温状态，便于实时牙周刮治的观察～可视化牙周治疗，极大的提高了效率，满足临床一次性牙周治疗的要求。

由于激光束发射的准直性，容易通过口镜、金属器械等进行反射，部分对肉眼有伤害性的高能量进入人眼，从而造成人眼的疲劳及伤害，故临床手术时，医生可选择佩戴与激光电磁波相对应的具有安全观察作用的紫色激光防护镜，如选择市场常见的蓝紫光防护镜，参数为：防护范围200～445nm、OD4的防护镜，亦可通过内窥镜、照相机等电子记录设备来观察记录影像，并在显示屏上间接观察，获得更精确的分析。

在本实施例中，为了获得最佳观察效果，建议降低诊室的整体照明度，增加荧光显示效果，增加检测灵敏性。

具体地，所述导光棒4的直线长度为70mm～90mm，该导光棒4距出光端口15-25mm处，做大于30°且小于90°的仰角弯折处理，出光端面为圆形，直径为3mm～8mm，该导光棒4转弯处后是全反射传导，最终使激光束出导光棒4出光端面后呈现锥形外展散射，在1～10cm的出口距离得到面积由小及大、能量密度由大及少的辐照光斑，医生可机动操作并调整辐照的面积、单位能量密度等，以获得最佳检测效果。同时外展的光束即使经辐照、折射、反射进入其它组织或溢出口腔进入诊室，会迅速降低能量量密度，减少对环境的激光污染，包括对操作医生和助手的肉眼伤害。

具体地，所述二极管激光器3产生紫色电磁波的波长为405nm。

具体地，所述二极管激光器3的功率在10mw～100mw之间。

在本实施例中，所述导光棒4出光端的外周面可拆卸套设有弹性材质的避震罩垫7，所述避震罩垫7优选黑色橡皮罩垫，黑色橡皮罩垫有助于减少激光器在投照移动中触碰牙齿或其它治疗器械的产生刚性震动的不适，亦可以做为稳固的直接支点，降低医生的疲劳。

临床使用时，为避免使用时出现交叉感染，优选地，所述壳体1和导光棒4的外侧，套设有至少一层便于更换的透明隔离保护套，隔离保护套优选防水超薄款式，这样既不影响热传导，又可以避免治疗中的水雾对二极管激光器的漏电影响。

综上所述，本实施例提供的一种用于辅助可视化牙周治疗的器械，用于实现牙周治疗手术的术前、术中、术后的牙冠、牙颈部和牙龈组织中的牙菌斑、牙结石、根面龋坏、游离牙菌斑可观察性。同时支持牙周治疗中的实时照明指引。满足临床要求：小巧耐用、操作简单、检测灵敏、费用低廉。

本检测方式也可用于检测牙齿的龋坏腐蚀、缺损隐裂、病变、陈旧充填或修复体、修复粘接剂残留、软垢附着情况，以及根管、口腔黏膜、颊、咽、舌等，产生的病变包括粉红荧光的各类荧光现象，帮助临床牙病诊断。包括治疗术前、术中、术后的诊断、引导、复查。

需要特别指出的是，本激光检测器械用于检测隐蔽的邻间龋坏/结石，和牙隐裂具有较佳效果，其原理是紫色激光具有强大的牙釉质穿透性，而牙本质则吸收紫光后产生绿色荧光，导致隐蔽黑暗的邻间龋坏/结石和牙隐裂在高度透亮区域和绿色荧光背景下，对比性增加，可肉眼观察。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种辅助可视化牙周治疗的器械，包括壳体(1)和内置于所述壳体(1)内的电源(2)、二极管激光器(3)及控制电路板(6)，所述壳体(1)外壁贯穿设置有激光器开关(31)，其特征在于：

还包括用于伸入被检测者口腔牙齿内外两侧的导光棒(4)，所述导光棒(4)安装在所述壳体(1)的前端面，该导光棒(4)可将二极管激光器(3)发出的紫色电磁波导射在目标牙齿的牙冠、牙颈部和牙龈组织表面。

2.根据权利要求1所述的一种辅助可视化牙周治疗的器械，其特征在于：所述二极管激光器(3)产生紫色电磁波的波长为405nm。

3.根据权利要求2所述的一种辅助可视化牙周治疗的器械，其特征在于：所述二极管激光器(3)的功率在10mw～100mw。

4.根据权利要求1所述的一种辅助可视化牙周治疗的器械，其特征在于：所述导光棒(4)的直线长度为70mm～90mm，该导光棒(4)距出光端口15-25mm处，做大于30°且小于90°的仰角弯折处理，所述出光切端为圆形，直径为3～8mm。

5.根据权利要求1所述的一种辅助可视化牙周治疗的器械，其特征在于：所述导光棒(4)外周面涂覆有深色遮光层。

6.根据权利要求1所述的一种辅助可视化牙周治疗的器械，其特征在于：

所述壳体(1)前端面贯穿装设有插槽结构体(5)，所述插槽结构体(5)的轴向中央具有激光输光孔(54)，所述导光棒(4)插设于所述插槽结构体(5)内。

7.根据权利要求6所述的一种辅助可视化牙周治疗的器械，其特征在于：

所述插槽结构体(5)包括内管(51)和套设于内管(51)外侧且与内管(51)一体设置的外管(52)，所述外管(52)与内管(51)之间形成用于夹设导光棒(4)进光端的环槽(53)。

8.根据权利要求1所述的一种辅助可视化牙周治疗的器械，其特征在于：临床使用时，所述壳体(1)和所述导光棒(4)的外侧包裹至少一层便于更换的透明隔离保护套。

9.根据权利要求1所述的一种辅助可视化牙周治疗的器械，其特征在于：所述电源(2)为充电电池。

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