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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Laserbestrahlungsspitze oder einen Laserbestrahlungskopf, ein Laserbestrahlungshandstück oder -handgerät mit dem Laserbestrahlungskopf, eine Laserbehandlungsvorrichtung mit dem Laserbestrahlungshandstück sowie ein Endelement für einen Laserbestrahlungskopf, welche die Laserbestrahlungsspitze oder den Laserbestrahlungskopf bildet. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Verbesserung eine Sprühmechanismus einer Behandlungseinrichtung zum Abstrahlen von Laserlicht während des Aussprühens eines Mischnebels aus Wasser und Luft.
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Technischer Hintergrund
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In jüngster Zeit wurden Laserbehandlungsvorrichtungen weit verbreitet im Gebiet zahnmedizinischer Untersuchungen eingesetzt. Eine Laserbehandlungsvorrichtung umfasst grundlegend eine Lasererzeugungseinrichtung, eine optische Leiteinrichtung zum Leiten oder Führen eines Laserstrahls, ein Handstück, welches mit einem Kopfende oder Spitzenende der optischen Leiteinrichtung verbunden ist, sowie einen Laserbestrahlungskopf oder eine Laserbestrahlungsspitze, welche an einem Spitzenende, Kopfende oder vordersten Ende des Handstücks angebracht sind. Die Lasererzeugungseinrichtung der Laserbehandlungsvorrichtung von Lasererzeugungseinrichtungen zum Erzeugen eines Laserstrahls verwenden zum Beispiel einen Er:YAG-Laser, einen Kohlenstoffdioxidlaser, ein Nd:YAG-Laser oder einen Halbleiterlaser. In jüngster Zeit wurde Er:YAG-Laserlicht mit einer hohen Absorptionsfähigkeit in Wasser eingesetzt, wobei ein Sprühmechanismus zum Aussprühen eines Mischnebels aus Wasser und Luft an einem Laserausstrahlungsbereich angebracht wurde, um dadurch hinsichtlich des Absorptionsverhaltens in Wasser Vorteile zu erzielen. Eine Laserbehandlungsvorrichtung mit einem Sprühmechanismus für einen Mischnebel aus Wasser und Luft ist in den Patentdokumenten 1 bis 4 offenbart.
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Patentdokument 1 offenbart eine zahnmedizinische Behandlungsvorrichtung zum Entfernen von Materialien von der Oberfläche von Zähnen mittels eines gepulsten Lasers. Dabei wird eine Flüssigkeitsschicht mit einer Schichtstärke von 10 bis 100 Mikrometern auf den Zähnen ausgebildet. Patentdokument 2 offenbart eine Laserbehandlungsvorrichtung, welche mit einem Handstück oder Handgerät ausgebildet ist zum Ausstrahlen von Licht eines Er:YAG-Lasers und zum Aussprühen eines gemischten Fluids aus einer Flüssigkeit und einem Gas auf einen Patienten, der mit dem Laser von einer Position hinter einem Aus- oder Abgabeende des Lasers zu bestrahlen ist. Patentdokument 3 offenbart eine Laserbehandlungsvorrichtung, welche eine zusätzliche Laserabsorption verhindert durch Einstellen einer Zeitvorgabe für das Aussprühen eines Mischnebels aus Wasser und Luft im Hinblick auf den Zeitpunkt des Ausstrahlens eines Laserpulses. Das Patentdokument 4 offenbart im Absatz [0004] eine optische Schneideinrichtung (Laserbehandlungsvorrichtung) zum Ausstrahlen von Nd:YAG-Laserlicht auf einen betroffenen Bereich, wobei Wasser und Luft in einer Mischkammer gemischt werden, die in einer Faserleitungsröhre um die Laserausstrahlung herum angeordnet ist und entlang der Leitungsröhre mittels einer Maschenschicht (mesh screen) vorgesehen ist. Patentdokument 4 offenbart das Vorsehen eines Programms zum Anpassen der Größe und der Geschwindigkeit von Flüssigkeitsteilchen derart, dass elektromagnetische Energie durch Dämpfungsluft (damp air) und/oder durch atomisierte Fluidteilchen absorbiert wird, um auflösende oder trennende Kräfte an die Haut zu übermitteln (Bezugnahme auf 5).
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Patentdokument 5 offenbart eine Vorrichtung zum Entfernen von Zahnkaries mittels eines Lasers mit einer Abgabeeinrichtung zum Zuführen von Kühlwasser zu einem Bestrahlungsbereich, welcher mit einem Laser behandelt wird, aber nicht zum Aussprühen eines Mischnebels aus Wasser und Luft.
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Zitatenliste
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Patentliteratur
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- PTL 1: WO90/22738
- PTL 2: Japanische Patentveröffentlichung (nicht geprüft) H07-51287
- PTL 3: Japanische Patentveröffentlichung (nicht geprüft) H08-154952
- PTL 4: Japanische Patentveröffentlichung (nicht geprüft) 2001-442
- PTL 5: Japanische Patentveröffentlichung (nicht geprüft) H10-57400
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Die in der PTL 1 offenbarte zahnmedizinische Behandlungsvorrichtung ist dazu ausgebildet, den Wirkungsgrad des Schneidens zu verbessern durch Ausbilden einer dünnen Wasserschicht auf der Zahnoberfläche, wenn eine Bestrahlung mit einem Pulslaser durchgeführt wird. Jedoch werden hierbei keine spezifischen Verfahren und Anordnungen zum Ausbilden der Wasserschicht offenbart.
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Die PTL 2 offenbart die stündliche Zuführmenge (hourly supply amount) von Flüssigkeit und Gas in Bezug auf ein Mischfluid aus einer Flüssigkeit und einem Gas pro Minute. Jedoch ist dabei unklar, ob das Mischfluid nach Art und Weise eines Nebels vorliegt. Tatsächlich besteht eine Unklarheit dahingehend, dass der Nebel einen großen Teilchendurchmesser besitzt und in Wasser absorbiert wird, bevor der Laser ein abzutragendes Objekt erreicht.
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Bei der PTL 3 sind eine Bestrahlung durch den Laser und ein Stopp des Sprühens in wohldefinierter Art und Weise zeitlich abzustimmen. Eine derartige Steuerung gestaltet sich schwierig. Die Bestrahlungspulssequenz bei einem therapeutischen Laser beträgt 1 bis 30 pps (Pulse pro Sekunde), so dass es äußerst schwierig ist, das Aussprühen mit einer derartigen Frequenz rechtzeitig zu stoppen. Falls eine zeitliche Abstimmung erfolgt, ist klar, dass im Hinblick auf die Geschwindigkeit des Lasers die Laserbestrahlung mit dem Sprühen bald Anschluss findet und der Laser nach alledem im Wasser absorbiert wird. Im Absatz [0004] der PTL 4 wird eine Maschenschicht für die Mischkammer zum Passieren der Mischung vorgesehen, wodurch eine Steigerung der Einzelteile unvermeidbar wird. Es kann eine Wand an der Außenseite der Kammer der Maschenschicht vorgesehen werden und die Mischung aus Wasser und Luft kann aus einer engen Ausgabeöffnung um eine Faserleitung herum ausgesprüht werden. Daher besteht die Gefahr, dass die Sprührichtung der Mischung nicht festgelegt werden kann und dass der Laser kaum das abzutragende Objekt erreicht. Zusätzlich ist eine kompliziert aufgebaute Vorrichtung notwendig, um die Größe und die Geschwindigkeit der Partikel zu programmieren. Dadurch wird die Vorrichtung verteuert und ihre Größe wird gesteigert.
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Die PTL 5 offenbart ein System zum Zuführen von Kühlwasser in der oben beschriebenen Form, jedoch kein Aussprühen eines Mischnebels aus Wasser und Luft. Daher ist eine Vorrichtung notwendig zum Ansaugen von Wasser, welches einem betroffenen Gebiet zugeführt wird, sodass der Betrieb zusätzlich zum Anstieg in der Größe und der Kosten bei der Vorrichtung verkompliziert wird. Insbesondere bei der zahnmedizinischen Untersuchung, hält der Zahnarzt, während der Zahnarzt ein Laserhandgerät in der Haupthand hält, die Lippen des Patienten mit der anderen Hand, um ein erweitertes Gesichtsfeld und Operationsgebiet zu erhalten, oder er beobachtet durch Reflektieren einer Fläche mittels eines Zahnspiegels in der anderen Hand, wodurch die Wahrnehmung erschwert wird. Wenn ein Saugmechanismus (ein Vakuumhandgerät) darüber hinaus gehandhabt werden muss, ist die Unterstützung durch einen Assistenten zum An- oder Absaugen und zum Entfernen abgetragener Objekte, von Speichel usw. notwendig. Zusätzlich leiden Patienten unter dem Einführen einer Mehrzahl von Handgeräten im Mund.
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Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben beschriebenen Probleme vorgeschlagen. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Laserbestrahlungskopf oder eine Laserbestrahlungsspitze, ein Laserbestrahlungshandgerät, eine Laserbehandlungsvorrichtung und ein Endelement für eine Laserbestrahlungsspitze oder einen Laserbestrahlungskopf zu schaffen, bei welchem ein Mischnebel aus Wasser und Luft besonders genau und eine dünne Wasserschicht auf einem abzutragenden Objekt ausgebildet werden, um dadurch die Möglichkeit einer effizienteren Abtragung zu erreichen.
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Lösung der Aufgabe
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Der Laserbehandlungskopf oder die Laserbehandlungsspitze (laser irradiation tip) gemäß der vorliegenden Erfindung ist ausgebildet mit einem Hauptteil (main body) oder Gehäuse und einem Spitzenendbereich oder Kopfendbereich (tip end portion), wobei das Hauptteil mit einem Handstück (hand piece) verbunden ist und therapeutisches Laserlicht (therapeutic laser) mit einem hohen Absorptionsvermögen (high absorbability) in Wasser ausstrahlt, wobei der Spitzenendbereich mit dem Hauptteil verbunden ist, wobei das Hauptteil der Laserbestrahlungsspitze eine optische Faser zum Leiten des therapeutischen Laserlichts, einen Wasserstrompfad und einen Luftstrompfad in paralleler Art und Weise aufweist, wobei der Spitzenendbereich der Laserbestrahlungsspitze einen Verbindungsbereich mit dem Hauptteil, einen Wasserleitpfad in Verbindung mit dem Wasserstrompfad des Hauptteils, einen Luftleitpfad in Verbindung mit dem Luftstrompfad des Hauptteils, einen Faserleitbereich (fiber guide portion), der in der Lage ist, einen Spitzenseitenbereich oder spitzen- oder kopfseitigen Bereich (tip side portion) der optischen Faser einzuführen, und eine Mischkammer für Wasser und Luft aufweist, wobei die optische Faser in den Faserführungsbereich eingeführt ist oder wird, um von einer vorderen Endfläche des Spitzenendbereichs der Laserbestrahlungsspitze hervorzustehen, wobei die Mischkammer für Wasser und Luft von einem konkaven Bereich gebildet wird, der sich auf der vorderen Endfläche des Spitzenendbereichs öffnet und sich auf die Seite des Hauptteils der Laserbestrahlungsspitze zu aus- oder einbeult, wobei Öffnungsbereiche des Spitzenendes (tip end open portions) des Wasserleitpfads und des Stromleitpfads an einen unteren Bereich oder Boden (bottom) des konkaven Bereichs angrenzen, wobei eine Querschnittsfläche des konkaven Bereichs größer ist als die Gesamtfläche der Öffnungsbereiche des Spitzenendes, wobei Wasser vom Wasserleitpfad und Luft vom Luftleitpfad im konkaven Bereich gemischt werden und wobei Mischnebel aus Wasser und Luft parallel zum therapeutischen Laserlicht in einer Bestrahlungsrichtung des therapeutischen Laserlichts von einem Sprühende an einer Öffnung des konkaven Bereichs ausgesprüht wird.
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Das Hauptteil oder der Hauptteil der Laserbestrahlungsspitze gemäß der vorliegenden Erfindung können gebildet werden von einem gekrümmten stabförmigen Körper. Zusätzlich kann die Menge an durch den Wasserleitpfad fließenden oder strömenden Wassers 1,0 bis 20,0 Millimeter pro Minute betragen. Die Menge an durch den Luftleitpfad strömender Luft kann 0,5 bis 15,0 Liter pro Minute betragen. Die Tiefe des konkaven Bereichs vom Sprühende aus kann 0,5 bis 1,5 Millimeter betragen. Darüber hinaus kann der Spitzenendbereich oder Kopfendbereich der Laserbestrahlungsspitze oder des Laserbestrahlungskopfes ein anderes Element außer dem Hauptteil der Laserbestrahlungsspitze oder des Laserbestrahlungskopfes sein. Der Verbindungsbereich kann ein Befestigungsbereich oder Montagebereich sein, der in der Lage ist, den Spitzenendbereich am Hauptteil anzubringen oder von diesem zu entfernen.
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Das Laserbestrahlungshandstück oder -handgerät gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Handstückhauptteil, welches in der Lage ist, mit den Fingern gehandhabt zu werden, einen Laserstrahlleitpfad zum Leiten eines therapeutischen Laserlichts mit hoher Absorptionsfähigkeit in Wasser, eine Wasserleitung und eine Luftleitung aufweist und dass die oben beschriebene Laserbestrahlungsspitze im Handstückhauptteil derart angebracht ist, dass die optische Faser, die für die Laserbestrahlungsspitze ausgebildet ist, der Wasserstrompfad und der Luftstrompfad mit dem Laserstrahlleitpfad, der Wasserleitung bzw. der Luftleitung verbunden sind.
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Eine Laserbehandlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist ausgebildet mit einem Laseroszillator zum Oszillieren therapeutischen Laserlichts mit hoher Absorptionsfähigkeit in Wasser, einem Laserübertrager zum Übertragen des therapeutischen Laserlichts, einem Wasserabgabekreis, einem Luftabgabekreis und dem oben beschriebenen Laserbestrahlungshandstück.
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Das Endelement für die Laserbestrahlungsspitze oder den Laserbestrahlungskopf gemäß der vorliegenden Erfindung ist ausgebildet mit einem Montagebereich, der in der Lage ist, an ein Hauptteil einer Laserbestrahlungsspitze angebracht oder von dieser entfernt zu werden, mit einer optischen Faser zum Leiten therapeutischen Laserlichts mit hoher Absorptionsfähigkeit in Wasser, einem Wasserstrompfad und einem Luftstrompfad in paralleler Art und Weise, mit einem Wasserleitpfad, welcher mit dem Wasserstrompfad kommuniziert, mit einem Luftleitpfad, welcher mit dem Luftstrompfad kommuniziert, mit einem Faserleitbereich, der in der Lage ist, einen Spitzenseitenbereich der optischen Faser einzuführen, und mit einer Mischkammer für Wasser und Luft, wobei die optische Faser in den Faserführungsbereich eingeführt ist oder wird, um von einer vorderen Endfläche des Spitzenendbereichs der Laserbestrahlungsspitze hervorzustehen, wobei die Mischkammer für Wasser und Luft von einem konkaven Bereich gebildet wird, der sich auf der vorderen Endfläche des Spitzenendbereichs öffnet und sich auf die Seite des Hauptteils der Laserbestrahlungsspitze zu aus- oder einbeult, wobei Öffnungsbereiche des Spitzenendes des Wasserleitpfads und des Stromleitpfads an einen unteren Bereich oder Boden des konkaven Bereichs angrenzen, wobei eine Querschnittsfläche des konkaven Bereichs größer ist als die Gesamtfläche der Öffnungsbereiche des Spitzenendes, wobei Wasser vom Wasserleitpfad und Luft vom Luftleitpfad im konkaven Bereich gemischt werden und wobei Mischnebel aus Wasser und Luft parallel zum therapeutischen Laserlicht in einer Bestrahlungsrichtung des therapeutischen Laserlichts von einem Sprühende an einer Öffnung des konkaven Bereichs ausgesprüht wird.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Bei der Laserbestrahlungsspitze oder dem Laserbestrahlungskopf, dem Laserbestrahlungshandstück oder dem Laserbestrahlungshandgerät, der Laserbehandlungsvorrichtung und dem Endelement für eine Laserbestrahlungsspitze oder einem Laserbestrahlungskopf gemäß der vorliegenden Erfindung erreicht der durch den Laseroszillator der Laserbehandlungsvorrichtung erzeugte Laserstrahl die am Hauptteil des Laserbestrahlungshandstück oder -handgeräts angebrachte Laserbestrahlungsspitze oder den Laserbestrahlungskopf über den Lasertransmitter oder Laserübertrager und den Lichtleitpfad, der oder die im Laserbestrahlungshandstück oder Laserbestrahlungshandgerät aufgenommen ist bzw. sind. Der Laserstrahl, welcher die Laserbestrahlungsspitze erreicht hat, wird an die optische Faser übertragen, die im Hauptteil der Laserbestrahlungsspitze vorgesehen und ausgebildet ist, passiert den Faserleitbereich oder -führungsbereich am Endbereich oder Kopfendbereich der Laserbestrahlungsspitze oder des Laserbestrahlungskopfes und wird auf ein Zielobjekt vom Spitzenende oder äußersten Ende der optischen Faser, die am vorderen Ende des Spitzenendbereiches der Laserbestrahlungsspitze hervorsteht, ausgestrahlt. Aus dem Wasserabgabekreis der Laserbehandlungsvorrichtung ausgegebenes Wasser erreicht die am Hauptteil des Laserbestrahlungshandstücks angebrachte Laserbestrahlungsspitze über die Wasserleitung, die im Laserbestrahlungshandstück aufgenommen ist. Das Wasser, welches die Laserbestrahlungsspitze erreicht, fließt durch die Mischkammer für Wasser und Luft, die später erwähnt wird, über den Wasserstrompfad des Hauptteils der Laserbestrahlungsspitze und dem Wasserleitpfad am Spitzenendbereich der Laserbestrahlungsspitze. Vom Luftabgabekreis der Laserbehandlungsvorrichtung ausgegebene Luft erreicht über die Luftleitung, die im Laserbestrahlungshandstück vorgesehen ist, die am Hauptteil des Laserbestrahlungshandstücks angebrachte Laserbestrahlungsspitze. Die Luft, welche die Laserbestrahlungsspitze erreicht, fließt durch die Mischkammer für Wasser und Luft, die später erwähnt wird, über den Flussstrompfad des Hauptteils der Laserbestrahlungsspitze und den Luftleitpfad am Spitzenendbereich der Laserbestrahlungsspitze.
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Die Mischkammer für Wasser und Luft wird von einem konkaven Bereich gebildet, der sich an der vorderen Endfläche des Spitzenendbereichs der Laserbestrahlungsspitze (Spitzenendelement) öffnet und sich auf die Seite des Hauptteils der Laserbestrahlungsspitze ein-/auswölbt, wobei Spitzenöffnungen des Wasserleitpfads und des Stromleitpfads an den Boden des konkaven Bereichs angrenzen, sodass Wasser und Luft gemischt werden, welche von jeder Spitzenöffnung in den konkaven Bereich strömen. Der Querschnittsbereich oder die Querschnittsfläche des konkaven Bereichs ist so ausgebildet, dass sie größer sind als der Gesamtbereich oder die Gesamtfläche der Spitzenöffnungen, sodass Fluiddruckwerte des Wassers und der Luft, die von den Spitzenöffnungen strömen im konkaven Bereich absinken. Im Ergebnis davon werden Wasserteilchen verfeinert und mit der Luft gemischt. Dadurch wird ein gleichmäßiger Mischnebel (uniform mixed mist) aus Wasser mit kleinen Partikeln und Luft (nachfolgend als Wasser/Luft-Mischnebel bezeichnet) gebildet. Der Wasser/Luft-Mischnebel wird im Wesentlichen parallel zum therapeutischen Laser in der Ausstrahlungsrichtung des therapeutischen Lasers vom Sprühende an der Öffnung des konkaven Bereichs ausgesprüht. Da der Wasser/Luft-Mischnebel einen gleichförmigen Nebel aus kleinen Wasserteilchen aufweist und zusätzlich im Wesentlichen parallel zum therapeutischen Laser versprüht wird, wird verhindert, dass der vom Spitzenende der optischen Faser ausgestrahlte Laserstrahl im Nebel absorbiert wird, bevor das zu bestrahlende Objekt erreicht. Falls das zu bestrahlende Objekt ein abzutragendes Objekt ist, zum Beispiel Zähne, wird dadurch die Abtragungswirksamkeit oder -effektivität mit einer wirksamen Verminderung der Laserausgabe verbessert. Der Wasser/Luft-Mischnebel schlägt sich an der Oberfläche des zu bestrahlenden Objekts nieder und bildet eine dünne Wasserschicht, sodass die Energie des Lasers absorbiert und verteilt werden kann um dadurch eine wirksame Transpiration oder Verdunstung (transpiration) (Abtragung, Schneiden) zu erreichen. Darüber hinaus bildet der versprühte Wasser/Luft-Mischnebel keine Wasserstropfen auf der Oberfläche des zu bestrahlenden Objekts, sodass es nicht notwendig ist, Wasserstropfen abzusaugen und zu entfernen, wodurch der Aufwand für den Operateur und Belastungen für den Patienten vermieden werden.
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Wenn das Hauptteil oder der Hauptteil der Laserbestrahlungsspitze oder des Laserbestrahlungskopfes von einem gekrümmten stabförmigen Körper oder Teil gebildet wird, kann auf die betroffene Fläche oder den betroffenen Bereich (Zähne) zugegriffen werden, ohne dass die Einblicknahme durch den Operateur durch das Handstück im Fall einer zahnmedizinischen Untersuchung behindert wird, wenn Handteile oder Handstücke in die enge Mundhöhle eingeführt werden.
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Wenn die Menge des durch den Leitpfad des Hauptteils der Laserbestrahlungsspitze fließende Menge an Wasser so eingestellt wird, dass sie 1,0 bis 20,0 Milliliter pro Minute beträgt, die Menge an Luft, die durch den Luftleitpfad strömt, so eingestellt wird, dass sie 0,5 bis 15,0 Liter pro Minute beträgt, und die Tiefe des konkaven Bereichs, welche die Mischkammer bildet, so eingestellt ist, dass sie 0,5 bis 1,5 Millimeter vom Sprühende beträgt, können am besten geeignete Sprühbedingungen für den Wasser/Luft-Mischnebel in der oben beschriebenen Form erhalten werden. Wenn die Wassermenge geringer ist als 1,0 Millimeter pro Minute und wenn die Luftmenge geringer ist als 0,5 Liter pro Minute, werden die Wassertropfen zu groß und die Sprühbedingung für den Nebel ist dann geeignet, gestört zu werden oder zu pulsieren. Wenn andererseits die Wassermenge größer ist als 20,0 Milliliter pro Minute und wenn die Luftmenge größer ist als 15,0 Liter pro Minute, werden Wasser und Luft wieder in geeigneter Art und Weise gemischt. Die Sprühbedingungen für den Nebel ist dann gestört, die Sprührichtung des Nebels ist dann nicht mehr parallel zum therapeutischen Laserstrahl und die Sprührichtung kann dann geneigt sein. Wenn die Tiefe des konkaven Bereichs geringer ist als 0,5 Millimeter, werden Wasser und Luft nicht gut vermischt. Wenn die Tiefe des konkaven Bereichs größer ist als 1,5 Millimeter, werden Wasser und Luft nicht geeignet gemischt, Wassertropfen können dann größer werden, die Sprühbedingung für den Nebel wird dann nicht im Wesentlichen parallel zum therapeutischen Laserstrahl und die Sprührichtung kann dann geneigt sein.
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Wenn der Spitzenendbereich oder Kopfendbereich der Laserbestrahlungsspitze oder des Laserbestrahlungskopfes ein anderes Element ist außer dem Hauptteil der Laserbestrahlungsspitze und der Verbindungsbereich der Montagebereich ist, der in der Lage ist den Spitzenendbereich am oder vom Hauptteil anzubringen bzw. zu entfernen, ist die oben beschriebene Sprühfunktion für den Wasser/Luft-Mischnebel in der Lage, später an einer bestehenden Laserbestrahlungsspitze oder einem bestehenden Laserbestrahlungskopf angebracht zu werden, der als solcher nicht in der Lage ist, einen Wasser/Luftmischnebel zu versprühen, und die Laserbestrahlungsspitze oder der Laserbestrahlungskopf sind in der Lage, bei vielen Untersuchungen vorzugsweise angewandt zu werden. Wenn verschiedene Arten von Laserspitzen hergestellt werden, zum Beispiel Laserspitzen oder Laserköpfe mit konkaven Bereichen unterschiedlicher Größe (Querschnittsfläche, Tiefe usw.) und wenn Laserspitzen oder Laserköpfe mit unterschiedlichen Durchmessern der Spitzenendöffnungen der Wasserleitpfade und Luftleitpfade vorliegen, kann eine Laserbehandlung ausgeführt werden, während ein Wasser/Luft-Mischnebel ausgesprüht wird, der geeignet ist für die oben beschriebene Untersuchung, und zwar durch Auswählen einer der oben beschriebenen Laserspitzen oder Laserköpfe. Zusätzlich steht es dem Operateur frei, ein Handstück oder Handgerät und entsprechende Behandlungsverfahren auszuwählen.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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1 ist eine schematische Gesamtansicht einer zahnmedizinischen Laserbehandlungsvorrichtung bei einer Ausführungsform der Laserbehandlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
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2 ist eine teilweise geschnittene vergrößerte Ansicht des Bereichs ”A” aus 1.
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3 ist eine Vorderansicht der Laserbestrahlungsspitze, die am Laserbestrahlungshandstück der zahnmedizinischen Laserbehandlungsvorrichtung anzubringen ist.
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4 ist eine vergrößerte Ansicht, und zwar betrachtet aus der Richtung des Pfeiles ”B” aus 2.
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5 ist eine fragmentarische vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie C-C aus 5.
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6 zeigt ein Balkendiagramm, welches den Zusammenhang darstellt der Abtragungsmenge und des Abstandes zwischen dem Spitzenende oder äußersten Ende der Laserbestrahlungsspitze und dem zu bestrahlenden Objekt, wenn die Fläche oder Oberfläche des zu bestrahlenden Objekts mittels der Laserbestrahlungsspitze gemäß der vorliegenden Erfindung abgetragen wird und zwar verglichen mit einer herkömmlichen Laserbestrahlungsspitze.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Ausführungsformen der Laserbestrahlungsspitze oder des Laserbestrahlungskopfes, des Laserbestrahlungshandstücks oder Laserbestrahlungshandgeräts mit der Laserbestrahlungsspitze oder dem Laserbestrahlungskopf, die Laserbestrahlungsvorrichtung und das Endelement für die Laserbestrahlungsspitze oder den Laserbestrahlungskopf gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend auf der Grundlage der Zeichnungen erläutert. Eine Laserbestrahlungsvorrichtung 1 gemäß 1 ist eine zahnmedizinische Laserbehandlungsvorrichtung, bei welcher ein Laseroszillator 11 (laser oscillator) einen Laser oder Laserstrahl oszilliert, welcher ein hohes Absorptionsvermögen im Wasser besitzen. Es ist ein Wasserabgabekreis 12 vorgesehen, welcher Wasser (manchmal mit normaler Salzlösung) abgibt, sowie ein Luftabgabekreis 13, welcher Luft (manchmal mit einem inerten Gas) abgibt. Diese Einrichtungen sind am Hauptteil oder Gehäuse 10 der Laservorrichtung ausgebildet, welche Laufrollen (caster) aufweisen. Der durch den Laseroszillator 11 ausgebildete Laserstrahl (Laser) wird an ein zahnmedizinisches Laserbestrahlungshandstück oder -handgerät 2 übertragen, welches später erläutert wird, und zwar mittels eines Laserübertragers oder Lasertransmitters 11a. Die Laserbehandlungsvorrichtung 1 besitzt einen flexiblen Schlauch 3, welcher den Laserstrahl vom Laseroszillator 11, Wasser vom Wasserabgabekreis 12 und Luft vom Luftabgabekreis 13 zuführt, welche vom Hauptteil oder Gehäuse 10 der Vorrichtung versorgt werden, und zwar an das zahnmedizinische Laserbestrahlungshandstück 2 außerhalb des Hauptteils oder Gehäuses 10 der Vorrichtung. Vorgesehen ist auch ein Einstell-/Bedienbereich 14 (setting/operating portion) sowie eine Anzeige 15, die auf einer oberen Vorderfläche des Hauptteils oder Gehäuses 10 der Vorrichtung angeordnet sind. Des Weiteren ist eine Fußsteuerung 16 (foot controller) mit dem Hauptteil der Gehäuse 10 der Vorrichtung verbunden. Der flexible Schlauch weist Bündel von Laserstrahlführungs- oder -leitteilen 11b auf, die mit dem Laserübertrager 11a des Laseroszillators 11 verbunden sind. Eine Wasserversorgungsleitung 12a ist mit dem Wasserabgabekreis 12 verbunden. Eine Luftversorgungsleitung 13a ist mit dem Luftabgabekreis 13 verbunden. Sämtliche sind mit dem Basisbereich des zahnmedizinische Laserbestrahlungshandstücks oder -handgeräts 2 verbunden. Der Einstell-/Bedienbereich 14 weist einen Bedienknopf, ein Touchpanel, einen Drehknopf und dergleichen derart auf, dass Bestrahlungsbedingungen des Laserstrahls, eine Sprühmenge von Wasser oder Luft, das Sprühen selbst und dergleichen eingestellt oder betrieben werden können. Die Anzeige 15 weist eine Flüssigkristalltafel (LCD) und dergleichen auf und zeigt die eingestellten Bestrahlungsbedingungen und dergleichen an. Die Fußsteuerung 16 ist ein Schalter zum Betreiben oder Bedienen der Bestrahlung mittels des Laserstrahls oder zum Bedienen oder Betätigen der Wasser- oder Luftversorgung und wird mittels des Fußes des Operateurs bedient. Darüber hinaus weisen der Hauptteil oder das Gehäuse der Laservorrichtung eine Kühleinrichtung für den Laseroszillator auf, welche am Laseroszillator 11 angebracht ist, sowie eine elektrische Stromversorgung (diese sind in der Figur nicht dargestellt).
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Der Wasserabgabekreis 12 besitzt einen Behälter oder Tank zum Aufnehmen von Wasser, zum Beispiel in Form gereinigten Wassers oder in Form normaler Salzlösungen, und gibt Wasser an die Wasserversorgungsleitung 12a mittels eines Pumpmechanismus ab. Der Luftabgabekreis 13 ist ausgebildet, Druckluft oder inertes Gas unter Druck zu erzeugen, welches an die Luftversorgungsleitung 13a auszugeben ist. Ein Gebläse oder ein Kompressor wird zum Erzeugen von Luft verwendet. Ein Gasbehälter oder Gaszylinder, der mit komprimiertem inerten Gas gefüllt ist, wird zum Erzeugen des inerten Gases verwendet.
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Der Laser oder das Laserlicht, die mittels des Laseroszillators 11 erzeugt werden, bilden einen therapeutischen Laser oder ein therapeutisches Laserlicht mit einem hohen Absorptionsvermögen in Wasser, zum Beispiel in Zusammenhang mit einem Er-YAG-Laser, einem Co2-Laser, einem Er.Cr:YSGG-Laser und einem Ho:YAG-Laser. Der vom Laseroszillator 11 erzeugte Laserstrahl wird zum zahnmedizinischen Laserbestrahlungshandstück 2 mittels des Laserübertragers 11a und mittels des Laserleitteils oder Laserführungsteils 11b übertragen. Das Laserleitteil 11b kann gebildet werden von einer optischen Voll- oder Hohlfaser (Wellenleiter), welche im flexiblen Schlauch aufgenommen ist. Ein Übertrager oder Transmitter vom Manipulatortyp (manipulator-type transmitter); Mehrverbindungstransmitter (multiple-joint transmitter) kann anstelle des flexiblen Schlauches 3 verwendet werden.
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Das zahnmedizinische Laserbestrahlungshandstück oder -handgerät 2 der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist einen Basisbereich 20A, welcher mit dem flexiblen Schlauch 3 verbunden ist, einen Griffbereich 20B (barrel portion:Trommelbereich), welcher mit dem Verbindungsbasisbereich 20A verbunden ist, um durch die Hände des Operateurs ergriffen und gehandhabt zu werden, ein Hauptteil 20 des Handstücks mit einem Kopfbereich 20C, der sich von der Seite des vordersten Endes oder der Spitzenseite des Griffbereichs 20B erstreckt, und eine zahnmedizinische Laserbestrahlungsspitze 4 auf, die lösbar am Kopfbereich 20C angebracht ist. Ein Verbindungsbereich des flexiblen Schlauchs 3 und der Verbindungsbasisbereich 20A des Hauptteils oder Gehäuses 20 des Handstücks ist mit einem lösbaren Verbindungsbereich ausgebildet. Bei einer derartigen Verbindung sind das Laserstrahlleitteil 11b, die Wasserversorgungs- oder -zuführleitung 12a und die Luftversorgungs- oder -zuführleitung 13a im flexiblen Schlauch 3 mit Basisendbereichen eines Laserstrahlleitpfads 21, einer Wasserleiten 22 bzw. einer Luftleitung 23, die später erwähnt werden, im Hauptteil oder Gehäuse 20 des Handstücks verbunden. Im Ergebnis davon ist das Laserstrahlleitteil 11b im flexiblen Schlauch 3 optisch verbunden mit dem Laserstrahlleitpfad 21 im Hauptteil oder Gehäuse 20 des Handstücks. Die Wasserversorgungsleitung 12a in der flexiblen Leitung 3 ist wasserdicht verbunden mit der Wasserleitung 22 im Hauptteil oder Gehäuse 20 des Handstücks. Die Luftversorgungsleitung 13a im flexiblen Schlauch 3 ist luftdicht verbunden mit der Luftleitung 23 im Hauptteil oder Gehäuse 20 des Handstücks.
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Der Verbindungsbereich des Hauptteils oder Gehäuses 20 des Handstücks und die zahnmedizinische Laserbestrahlungsspitze 4 werden im Detail unter Bezugnahme auf die 2 und 3 erläutert. Wie in 2 dargestellt ist, besitzt das Hauptteil oder Gehäuse 20 des Handstücks eine zylindrische Hauptröhre 20a, die sich vom Griffbereich 20B zum Kopfbereich 20C erstreckt. Des Weiteren ist ein äußerer Hülsenbereich 20b vorgesehen, der außen an der zylindrischen Hauptröhre 20a angepasst ist. Der Laserstrahlleitpfad 21 wird gebildet von einem hohlen oder einem Vollwellenleiter (optische Faser) und ist konzentrisch ausgebildet im Hauptteil oder Gehäuse 20 des Handstücks entlang der Längsrichtung. Der Spitzenendbereich oder der äußerste Endbereich des Laserstrahlleitpfads 21 wird gehaltert mittels einer Hülse 24, die in einen Trägerring 24a eingeführt ist, der konzentrisch in der Hauptröhre 20a eingepasst ist, um gehaltert zu werden. Das Spitzenende eines Gewindebefestigungselements 24b, welches im Trägerring 24a eingeschraubt ist, ist mit einer Umfangsausnehmung 24c ausgerichtet, die um die Hülse 24 herum vorgesehen ist, wodurch die Hülse 24 derart positioniert ist oder wird, dass sie relativ zum Trägerring 24a fixiert ist. Der Trägerring 24a ist in einem bestimmten Abstand in der Hauptröhre 20a angeordnet, um im Inneren angepasst zu sein, und wird getragen oder gehaltert mittels eines Abstandskragenelements 20d (spacer collar member) mittels eines röhrenartigen Halteelements 20c, welches im Spitzenendbereich der Hauptröhre 20a eingeschraubt ist. Ein äußerstes Ende oder Spitzenende 21a des Laserstrahlleitpfads 21, der in der Hülse 24, die zu haltern ist, eingeführt ist, grenzt an eine optische Sammellinse 25 (drum lens:Fresnellinse, Gürtellinse) an, die durch das Halteelement 20c gehaltert wird.
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Die Wasserleitung 22 und die Luftleitung 23 sind mit einer engen Röhre ausgebildet. Die Spitzenendbereiche werden durch das Halteelement 20c gehaltert und stehen in Verbindung mit einer Wasserverbindungsleitung 22a bzw. einer Luftverbindungsleitung 23a, die für das Halteelement 20c vorgesehen und ausgebildet sind. Ein Spitzenhalter 26 oder Kopfhalter 26 ist am Halteelement 20c angebracht und in einem angepassten Zustand befestigt und gehaltert, wenn eine Sechskantmutter 27 an einem Spitzenendbereich eines äußeren Hülsenbereichs 20b angeschraubt ist. Der Spitzenhalter oder Kopfhalter 26 ist ein Hohlröhrenteil. Ein konzentrisch ausgebildeter innerer Röhrenbereich 26a ist ein Verbindungsbereich zum lösbaren Verschrauben eines Spitzenhauptteils 5, welches die später zu beschreibende zahnmedizinische Laserbestrahlungsspitze 4 bildet. Eine Wasserverbindungsleiten 22b und eine Luftverbindungsleitung 23b sind an einer Röhrenwand des Spitzenhalters 26 ausgebildet. Wenn der Spitzenhalter 26 am Halterelement 20c angebracht und befestigt wird, sind die Wasserverbindungsleiten 22b und die Luftverbindungsleitung 23b mit der Wasserverbindungsleiten 22a bzw. der Luftverbindungsleitung 23a mittels Umfangsausnehmungen oder Umfangsnuten verbunden, die an dem Umfangsbereich des Spitzenhalters 26 ausgebildet sind. Die Spitzenendbereiche der Verbindungsleiten 22b, 23b sind auf den inneren Röhrenbereich 26a des Spitzenhalters 26 zu geöffnet ausgebildet. Ein Innengewindebereich 26b zum Einschrauben und Verbinden mit dem Spitzenhauptteil 5 ist im Innenröhrenbereich 26a des Spitzenhalters 26 ausgebildet.
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In 2 sind zur Vereinfachung im selben Schnitt die Wasserleitung 22 und die Luftleitung 23, die Wasserverbindungsleitung 22a und die Luftverbindungsleitung 23a, die Wasserverbindungsleitung 22b und die Luftverbindungsleitung 23b, das Befestigungsgewindeelement 24b usw. dargestellt. Jedoch müssen diese Elemente an geeigneten Stellen in Blickrichtung des Umfangs der Auslegungsform derart vorgesehen sein, dass sie nicht einander überschneiden. Die Luftkommunikationsleitung 23a kann so ausgebildet sein, dass sie sich zum Einführen von Kühlluft um die optische Sammellinse 25 und das Spitzenende 21a des Laserstrahlführungspfads 21 herum verzweigt, um die Nachbarschaft dort herunterzukühlen und Fremdteilchen, die am Spitzenende 21a des Laserstrahlleitpfads 21 anhaften zu entfernen, nämlich im Hinblick auf eine Einfallsfläche und einer Ausgangsfläche der optischen Sammellinse 25 oder einer Basisendfläche 55a der optischen Faser 55, die später beschrieben wird. Falls der Laserstrahlführungs- oder -leitpfad 21 im Hauptteil des Gehäuses 20 des Handstücks hohl ausgebildet ist, kann die optische Sammellinse 25 heruntergekühlt und von Fremdteilchen im Bereich der optischen Faser 55 befreit werden und zwar durch Einbringen von Luft in den Laserstrahlleitpfad 21.
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Ein Anschlussbereich 51 in Form eines Bambussprosses oder Bambusrohrs, ein Bereich nach Art einer Mehrfachstufe, der mit dem inneren Röhrenbereich 26a des Spitzenhalters 26 zu verschrauben und zu verbinden ist, und ein gerändelter Drehknopf 52 zum Verschrauben des Anschlussbereichs 51 sind einstückig oder einteilig an einem Verbindungsbereich des Hauptteils 5 mit Kopfbereich 20C des Hauptteils oder Gehäuses 20 des Handstücks oder Handgeräts ausgebildet. Ein Außengewindebereich 51a, der mit dem Innengewindebereich 26b zu verschrauben ist, ist an einem Umfangsbereich des Anschlussbereichs 51 ausgebildet. Eine gewalzte oder gefräste Fläche oder Oberfläche 51b ist an einem Teil des Außengewindebereichs 51a vorgesehen. Eine Lücke ist ausgebildet zwischen dem Außengewindebereich 51a und dem Innengewindebereich 26b, die miteinander zu verschrauben sind, und zwar durch Ausbilden der gewalzten oder gefrästen Fläche oder Oberfläche 51b. Auch ist dort ein Lufteinlass 51c vorgesehen. Wenn der Anschlussbereich 51 (plug portion) verschraubt ist und verbunden ist mit dem Spitzenhalter 26, ist der Lufteinlass 51c so ausgebildet, dass er ausgerichtet ist mit der Luftverbindungsleitung 23b die mit dem Luftstrompfad 54 (siehe 5) in einer äußeren Leitung oder Röhre 50, die später beschrieben wird, über den Anschlussbereich 51 in Verbindung steht, ausgerichtet. Ein Wassereinlass 51d ist an einem Bereich des Umfangs des Anschlussbereichs 51 ausgebildet, und zwar in der axial gegenüberliegenden Richtung des Lufteinlasses 51c. Wenn der Anschlussbereich 51 verschraubt und verbunden ist mit dem Spitzenhalter 26, ist der Wassereinlass 51d ausgebildet, mit der Wasserverbindungsleitung 22b ausgerichtet und mit dem Wasserstrompfad 53 (siehe 5), der später beschrieben wird, in der äußeren Leitung 50 mittels des Anschlussbereichs 51 verbunden zu sein. Drei O-Ringe 51e... (siehe 2) zum Isolieren von Luftverbindungsbereichen und Wasserverbindungsbereichen sind am Umfang des Verbindungsbereichs 51 mittels O-Ringnuten oder -ausnehmungen 51f... (siehe 3) derart vorgesehen, dass eine Luftverbindung über den Lufteinlass 51c luftdicht wird und dass eine Wasserverbindung über den Wassereinlass 51d wasserdicht wird. Die Basisendfläche 55a der optischen Faser 55 grenzt an die Lichtausgabefläche der Sammellinse 25 an, um eine optische Verbindung des Laserstrahls mittels der Sammellinse 25 auszuführen.
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Die Laserbestrahlungsspitze 4 der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 4 und 5 im Detail erläutert. Die Laserbestrahlungsspitze 4 weist das Spitzenhauptteil 5 aus einem gekrümmten stabförmigen Teil oder Element 6 der Laserbestrahlungsspitze (der Spitzenendbereich der Spitze) auf, welches lösbar am Spitzenendbereich des Hauptteils 5 angebracht ist. Das Spitzenhauptteil 5 weist die gekrümmte Außenleitung 50, eine Zwischenleitung 50a, die koaxial in der Innenleiten 50 vorgesehen ist, und eine Innenleitung 50b auf, die koaxial in der Zwischenleitung 50a ausgebildet ist. Die vorderste Seite oder Spitzenseite der Leitung 50a erstreckt sich so, dass sie vom äußersten Ende der Zwischenleitung 50a hervorsteht, die äußerste Seite der Innenleitung 50b erstreckt sich derart, dass sie vom äußersten Ende oder Spitzenende der Zwischenleitung 50a hervorsteht. Der Anschlussbereich 51 und der gerändelte Drehknopf 52 sind einstückig oder einteilig mit der äußeren Leitung 50 ausgebildet. Eine ringförmige Lücke zwischen der Außenleitung 50 und der Zwischenleitung 50a bildet den Luftstrompfad 54. Eine ringförmige Lücke zwischen der Zwischenleitung 50a und der inneren Leitung oder Innenleitung 50b bildet den Wasserstrompfad 53. Ein innerer Röhrenbereich der Innenleitung 50b bildet den Faserleitpfad oder Faserführungspfad 56. Die optische Faser 55, der Wasserstrompfad 53 und der Luftstrompfad 54, die im Faserleitpfad 56 eingeführt sind oder werden, sind koaxial ausgebildet und im Wesentlichen parallel zum Spitzenhauptteil 5 ausgebildet. Der Einsteckbereich oder Anschlussbereich 51 und der gerändelte Drehknopf 52 des Spitzenhauptteils 5 sind einstückig oder einteilig ausgebildet mit Metall (rostfreier Stahl, nickelplattiertes Messing) oder Harz. Die Außenleitung 50 ist aus Metall (rostfreier Stahl, Messing oder dergleichen), Keramiken, Harz oder dergleichen und besitzt einen Außendurchmesser von 1,0 bis 3,0 Millimeter. Das Material und die Dimensionierungen sind optional ausgewählt und im Hinblick auf das Material und die Dimensionierung der umgebenden Elemente und der Notwendigkeit im Hinblick auf eine Sterilisation bei hohen Temperaturen. Im Hinblick auf eine Anwendung bei einer Spitze oder einem Kopf, die angebracht sind an einem Handgerät oder Handstück vom Kontratyp (contra-typ handpiece), ist der Außendurchmesser der Außenleitung 50 in der Lage, größer als 3,0 Millimeter zu sein.
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Das Endelement 6 der Laserbestrahlungsspitze (der Spitzenendbereich der Laserbestrahlungsspitze) ist lösbar angebracht am Spitzenendbereich des Spitzenhauptteils 5. Das Endelement 6 der Laserbestrahlungsspitze, welches hohl und näherungsweise in der Form eines Zylinders ausgebildet ist, wird in den Figuren gebildet von einem Spitzgussteil 60 aus einem Harz oder dergleichen und besitzt einen Befestigungs- oder Montagebereich 61 (Verbindungsbereich), der lösbar ist im Hinblick auf die Außenleitung 50 des Spitzenhauptteils 5 mittels äußeres Aufpressen (external press-fit). Ein innerer Leitungsbereich oder Röhrenbereich des ausgeformten Teils oder Körpers 60 weist einen Innenröhrenbereich 60a mit großem Durchmesser auf, dessen Innendurchmesser näherungsweise gleich ist zu oder geringfügig kleiner ist als der Außendurchmesser der Außenleitung oder Außenröhre 50, wobei ein innerer Röhrenbereich oder Leitungsbereich 60b mit einem mittleren Durchmesser vorgesehen ist, dessen Innendurchmesser näherungsweise gleich ist zu dem Außendurchmesser der Zwischenleitung oder Zwischenröhre, sowie einen Innenröhrenbereich oder Innenleitungsbereich 60c mit geringem Durchmesser, dessen Innendurchmesser näherungsweise gleich ist zu dem Außendurchmesser der Innenrohre oder Innenleitung 50. Der Innenleitungsbereich oder Innenröhrenbereich 60a mit großem Durchmesser, der Innenleitungsbereich oder Innenröhrenbereich 60b mit mittlerem Durchmesser und der Innenleitungsbereich oder Innenröhrenbereich 60c mit geringem Durchmesser sind konzentrisch ausgebildet zu einer axialen Mittel Lo des ausgeformtem Teils oder Körpers 60 sowie in gestufter Art und Weise vom Befestigungs- oder Anbringungsbereich 51 zur vorderen Endfläche oder Endoberfläche 62 hin. Wenn das Spitzenelement 6 der Laserbestrahlungsspitze am Spitzenhauptteil 5 angebracht ist, ist der Innenröhrenbereich 60a mit großem Durchmesser unter Druck auf die Außenröhre oder Außenleitung 50 angebracht oder angepasst, der Innenleitungsbereich 60b mit mittlerem Durchmesser ist dann luftdicht an der Zwischenleitung oder Zwischenröhre 50a angebracht und der Innenröhrenbereich oder Innenleitungsbereich 60c mit geringem Durchmesser ist wasserdicht an der Innenröhre oder Innenleitung 50b angepasst oder angebracht. Ein Teil des ausgeformten Körpers 60 korrespondiert zum Innenleitungsbereich oder Innenröhrenbereich 60a von großem Durchmesser und bildet im Wesentlichen den Befestigungsbereich oder Montagebereich 61.
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Wenn das Endelement 6 der Laserbestrahlungsspitze im Hauptteil 5 angebracht ist, ist die Innenleitung 50b des Spitzenhauptteils 5 am inneren Röhren- oder Leitungsbereich 60c mit geringem Durchmesser angebracht und erstreckt sich, um das Endelement 6 der Laserbestrahlungsspitze, nämlich den ausgeformten Teil 60 zu durchdringen, und zwar entlang der axialen Mitte Lo, und um aus der vorderen Endfläche 62 hervorzustehen. Der Faserleitbereich oder Faserführungsbereich 56, der gebildet wird durch den inneren Röhrenbereich der inneren Leitung 50b, erreicht das Endelement 6 der Laserbestrahlungsspitze und bildet auch den Faserleitbereich des Endelements 6 der Laserbestrahlungsspitze. Die in den Faserleitbereich 56 einzuführende optische Faser 55 steht auch vom äußerten Ende oder Spitzenende des Faserleitbereichs 56 hervor. Ein äußeres Teil oder ein äußerer Körper eines hervorstehenden Bereichs der optischen Faser 55, welche als Hülse bezeichnet ist oder werden entfernt um ein Kernmaterial 55b freizulegen, welches gebildet wird von einem Kern und einer Deckschicht oder einem Kern alleine. Die optische Faser 55 wird konzentrisch mit dem Endelement 6 der Laserbestrahlungsspitze gehalten. Die Spitzenendfläche 55c des Kernmaterials 55b bildet ein Ausgangsende oder ein Ausgabeende des Laserstrahls.
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Ein gestufter Bereich des inneren Röhrenbereichs 60c von geringem Durchmesser und des inneren Röhrenbereichs 60b mit mittleren Durchmesser des ausgeformten Teils 60 ist mit einem Wassersack oder einer Wassertasche 63a ausgebildet, welche in Verbindung steht mit dem Wasserstrompfad 53. Ein Wasserleitpfad 63 ist parallel zur axialen Mitte Lo zum Wassersack 63a zur vorderen Endfläche 62 ausgebildet. Ein gestufter Bereich des inneren Röhrenbereichs 60b vom mittleren Durchmesser und des inneren Röhrenbereichs 60a von großem Durchmesser ist mit einer Wassertasche oder einem Wassersack 64a ausgebildet, welche in Verbindung stehen mit dem Luftstrompfad 54. Ein Luftleitpfad 64 erstreckt sich parallel zur axialen Mitte Lo von der Lufttasche oder dem Luftsack 64a zur vorderen Endfläche 62 und ist oder wird in der Nachbarschaft des Wasserleitpfads 63 ausgebildet. Der ausgeformte Teil 60 besitzt einen konkaven Bereich 65, der sich an der vorderen Endfläche 62 öffnet und sich auf das Spitzenhauptteil 5 ein-/ausbeult. Offene Bereiche 63b, 64b des Spitzenendes oder äußersten Endes des Wasserleitpfads 63 und des Luftleitpfads 64 grenzen an einem Bodenbereich 65a des konkaven Bereichs 65 an. Der offene Bereich des konkaven Bereichs 65 bildet ein Sprühende 65b, welches später erläutert wird, im Hinblick auf den Wasser-/Luft-Mischnebel. Eine Tiefe ”D” des konkaven Bereichs 65 vom Sprühende 65b beträgt 0,5 bis 1,5 Millimeter. Ein derartiger konkaver Bereich 65 bildet eine Mischkammer für Wasser und Luft (nachfolgend mit dem Bezugszeichen 65 bezeichnet). Falls die Tiefe ”D” größer wird als 1,5 Millimeter durch Steigern des Luftdrucks, so ist es möglich, einen geeigneten Nebel auszusprühen, obwohl dabei kleinere Störungen verursacht werden.
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Der Querschnittsbereich oder die Querschnittsfläche des konkaven Bereichs 65 (die Dimension der Oberflächenfläche senkrecht zur axialen Mitte Lo) wird so ausgebildet, dass sie größer ist als die gesamte Dimensionierung der offenen Bereiche 63b, 64b des Spitzenendes des Wasserleitpfads 63 und des Luftleitpfads 64. Dies bedeutet insbesondere, dass die Dimensionierung des offenen Bereichs 63b des Spitzenendes des Wasserleitpfads 63 so ausgebildet ist, dass sie im Bereich 0,0079 bis 3,14 Quadratmillimeter (0,1–2 Millimeter im Durchmesser) beträgt. Die Dimensionierung des offenen Bereichs 64b des Spitzenendes des Luftleitpfads 64 wird so ausgebildet, dass sie im Bereich 0,0079 bis 3,14 Quadratmillimeter (0,1–2 Millimeter im Durchmesser) beträgt. In der Figur ist die Dimensionierung des offenen Bereichs 63b des Spitzenendes des Wasserleitpfads 63 größer als die Dimensionierung des offenen Bereichs 64b des Spitzenendes des Luftleitpfads 64. Jedoch kann es auch umgekehrt sein. Die offene Dimensionierung des Sprühendes 65b (Querschnittsbereich oder Querschnittsfläche des konkaven Bereichs 65) wird so ausgebildet, dass sie im Bereich 0,35 bis 20 Quadratmillimeter liegt.
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Es wird nun erläutert, wie der Vorgang des Abtragens oder des Entfernens von Karies usw. bei Zähnen unter Verwendung der oben beschriebenen zahnmedizinischen Laserbehandlungsvorrichtung 1 erfolgt. Der Wasserabgabekreis 12 und der Luftabgabekreis 13 werden durch den Einstell-/Bedienbereich 14 des Laservorrichtungshauptteils 10 derart gesteuert, dass die durch den Wasserleitpfad 63 strömende Wassermenge einen Wert im Bereich von 1,0 bis 20,0 Milliliter pro Minute beträgt. Die im Luftleitpfad 64 strömende Luftmenge beträgt 0,5 bis 15,0 Liter pro Minute. Die Laserausgabe des Laseroszillators 11 wird so gesteuert, dass ein geeignetes Abtragen und Entfernen erfolgen kann. Ein Operateur oder Bediener ergreifet den Griffbereich 20B des Laserbestrahlungshandgeräts 2 mit seiner Hand, führt die Laserbestrahlungsspitze oder den Laserbestrahlungskopf 4 in die Mundhöhle (nicht dargestellt) eines Patienten ein und führt die Spitzenendfläche 55c der optischen Faser 55 nahe an die Oberfläche eines zu behandelnden Zahns (nicht dargestellt) heran. Das Spitzenhauptteil 5 der Laserbestrahlungsspitze 4 wird gebildet von einem gekrümmten, schmalen und stabförmigen Körper, sodass die in Einblicknahme durch den Operateur oder Bediener nicht behindert wird und auf den zu behandelnden Zahn einfach zugegriffen werden kann. Der Operateur bedient die Fußsteuerung 16 mit seinem Fuß oder drückt verschiedener Schalter (nicht dargestellt), die am Laserbestrahlungshandgerät 2 ausgebildet sind, mit seinem Finger und führt eine Bestrahlung durch mittels des Laserstrahls aus dem Ausgabeende oder Abgabeende auf einen zu behandelnden Zahn. Gleichzeitig werden der Wasserabgabekreis 12 und der Luftabgabekreis 13 in Betrieb gesetzt, damit Wasser und Luft in die Wasser-Luft-Mischkammer 65 über den Wasserleitpfad 63 in den Luftleitpfad 64 strömt, sodass Wasser und Luft in der Mischkammer 65 gemischt werden und dann ein Wasser-/Luft-Mischnebel parallel zur Ausstrahlungsrichtung des Laserlichts ausgespült wird.
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Der Querschnittsbereich oder die Querschnittsfläche der Wasser-Luft-Mischkammer 65 (konkaver Bereich) sind so ausgebildet, dass sie größer sind als der Gesamtbereich oder die Gesamtfläche der offenen Ausdehnung der offenen Bereiche 63b, 64b des Spitzenendes, sodass Flussdruckwerte des Wassers und der Luft, welche in der Wasser-Luft-Mischkammer 65 strömen, reduziert wird und Wasser durch die Wirkung der Luft verteilt oder verkleinert wird, während es die Mischkammer 65 passiert, um dadurch in gleichförmiger Art und Weise einen Wasser-/Luft-Mischnebel aus kleinen Wasserpartikeln zu erzeugen. Der Wasser-/Luft-Mischnebel wird vom Sprühende 65b in einem Sprühmuster ”we” gemäß 3 ausgesprüht. Das Sprühmuster ”we” weist einen gleichförmigen Nebel kleiner Wasserteilchen auf und erstreckt sich näherungsweise parallel zu einem Bestrahlungsmuster ”L” des von der Spitzenendfläche 55c der optischen Faser 55 ausgestrahlten Laserstrahls, sodass eine Absorption des Laserstrahls im Wasser-/Luft-Mischnebel vor dem Eintreffen des Laserstrahls am zu behandelnden Zahn verhindert wird. Im Ergebnis davon wird die Wirksamkeit des Abtragens verbessert und die Laserausgabe oder -abgabe wird wirkungsvoll reduziert.
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6 ist ein Graph bestätigender Resultate, welcher einen Zusammenhang zeigt zwischen der Abtragungsmenge mittels Laserbestrahlung und dem Abstand (Spitzenendabstand) zwischen dem Spitzenende der Spitze und der Oberfläche des zu bestrahlenden Körpers, wenn der Laser ausgestrahlt wird, während der Wasser-/Luft-Mischnebel auf einen Pseudozahn gesprüht wird (zu bestrahlendes Objekt). Das Umrissbalkendiagramm beschreibt den Fall, dass eine herkömmliche Laserbestrahlungsspitze ohne Mischkammer für Wasser und Luft gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Das punktierte Balkendiagramm beschreibt den Fall, dass die Laserbestrahlungsspitze gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird. In beiden Fällen sind der Lasertyp, die Laserausgabe und die Mengen an Wasser und Luft dieselben. Der Spitzenendabstand wird geändert zu 0,5 Millimeter, 1,0 Millimeter und 2,0 Millimeter. Die Abtragungsmenge im Sinne eines Volumens wird gemessen, nachdem für eine bestimmte Zeit bestrahlt wurde. Die Messung wird fünfmal pro Spitzenendabstand durchgeführt und es wird der Mittelwert dargestellt.
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Aus 6 ergibt sich, dass die Abtragungsfähigkeit der Laserbestrahlungsspitze gemäß der vorliegenden Erfindung um das 1,2 fache verbessert wird, und zwar verglichen mit der herkömmlichen Spitze beim Abstand von 0,5 Millimetern, 1,0 Millimeter zwischen dem Spitzenende der Spitze und dem zu bestrahlenden Objekt. Das bedeutet, dass verhindert wird, dass der Laser im Wasser-/Luft-Mischnebel absorbiert wird, bevor er das zu bestrahlende Objekt erreicht. In dem Bestätigungstest wurde herausgefunden, dass sich der Wasser-/Luft-Mischnebel an der Oberfläche des zu bestrahlenden Objekts anhaftet und dort eine dünne Wasserschicht bildet, wenn die Laserbestrahlungsspitze gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Es wurde bestätigt, dass die Bestätigungsergebnisse bestätigen, dass die Laserenergie absorbiert und verteilt wird und dass eine wirkungsvolle Evaporation (Abtragen) ausgeführt wird. Zusätzlich ergibt sich, dass der ausgesprühte Wasser-/Luft-Mischnebel keine Wassertropfen auf der Oberfläche des zu bestrahlenden Objekts bildet, sodass es nicht notwendig ist, diese Wassertropfen abzusaugen und zu entfernen.
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Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wurde eine zahnmedizinische Laserbehandlungsvorrichtung beispielhaft beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine derartige Vorrichtung beschränkt. Vielmehr kann die vorliegende Vorrichtung bei anderen Laserbehandlungsvorrichtungen eingesetzt werden. Bei der Ausführungsform wird eine Wasser-/Luft-Mischkammer 65 bei der Laserbestrahlungsspitze 4 eingesetzt. Jedoch kann auch eine Mehrzahl von Mischkammern vorgesehen werden, die um die axiale Mitte Lo der optischen Faser herum angeordnet ist. Die Gestalt der Wasser-/Luft-Mischkammer 65 (die Gestalt betrachtet von der Richtung des Pfeils ”B” in 2) ist nicht auf die Gestalt in der Figur beschränkt. Vielmehr kann diese kreisförmig, rechteckig, oval oder dergleichen ausgebildet sein. Das Endelement 6 der Laserbestrahlungsspitze ist lösbar am Spitzenhauptteil 5 mittels Kompression angebracht. Sie kann jedoch auch mittels einer Schraube montiert sein oder werden. Das Mittel kompressionslösbar eingeführte Endelement 6 der Laserbestrahlungsspitze ist vorteilhaft zu angewendet werden bei bestehenden Laserbestrahlungsspitzen. Darüber hinaus kann anstelle des lösbaren Endelements 6 für die Laserbestrahlungsspitze ein Teil der Laserbestrahlungsspitze derart ausgebildet sein, dass der Spitzenendbereich der Spitze angeklebt ist, um mittels eines Klebeagens an der äußeren Leitung 50 einstückig oder einteilig angebracht zu sein, welche den Spitzenhauptteil 5 bildet. Alternativ dazu kann der Spitzenendbereich einteilig oder einstückig mit der äußeren Leitung 50 ausgebildet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Laserbehandlungsvorrichtung
- 11
- Laseroszillator
- 11a
- Laserübertrager, Lasertransmitter
- 12
- Wasserabgabekreis
- 13
- Luftabgabekreis
- 2
- Laserbestrahlungshandstück, Laserbestrahlungshandgerät
- 21
- Laserstrahlleitpfad, Leitstrahlführungspfad
- 22
- Wasserleitung
- 23
- Luftleitung
- 4
- Laserbestrahlungsspitze, Laserbestrahlungskopf
- 5
- Spitzenhauptteil, Kopfhauptteil
- 6
- Endelement des Laserbestrahlungsspitze (Spitzenendbereich, Kopfendbereich)
- 53
- Wasserstrompfad
- 54
- Luftstrompfad
- 55
- Optische Faser
- 56
- Faserleitbereich, Faserführungsbereich
- 61
- Befestigungsbereich, Montagebereich (Verbindungsbereich)
- 62
- Vordere Endfläche
- 63
- Wasserleitpfad
- 63a
- Öffnungsbereich des Spitzenendes
- 64
- Luftleitpfad
- 64a
- Öffnungsbereich des Spitzenendes
- 65
- Wasser-Luft-Mischkammer (konkaver Bereich)
- 65a
- Bodenbereich
- 65b
- Sprühende
