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Die Erfindung betrifft ein Lichthärtgerät gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs und eine entsprechende Verwendung, insbesondere in der Zahnmedizin.
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Lichthärtgeräte, die insbesondere für das Aushärten von Dentalmaterial geeignet sind, sind in zahlreichen Ausführungsformen bekannt geworden. Derartige Lichthärtgeräte weisen Strahlungsquellen auf, deren Leistungsspektren an das Aushärten angepasst sind.
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Beim Stand der Technik gemäß der
DE 198 25 021 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen von Karies, Plaque, Konkrementen oder bakteriellen Befall an Zähnen bekannt, wobei mit Hilfe einer Lichtquelle eine Anregungsstrahlung erzeugt wird, die auf einen zu untersuchenden Zahn gerichtet wird und dort eine Fluoreszenzstrahlung hervorruft. Diese wird mit einer Erfassungseinrichtung erfasst und ausgewertet.
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Diese Vorrichtungen sind von herkömmlichen Lichthärtgeräten räumlich getrennt und erlauben lediglich die alleinige Verwendung als Erkennungsvorrichtung ohne Härtfunktion.
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Es ist eine medizinische beziehungsweise zahnmedizinische Behandlungsleuchte mit einem Gehäuse sowie mehreren LED-Lichtquellen vorgeschlagen worden, die reversibel lösbar mit Energieversorgungsmittels für die LED-Lichtquellen verbunden sind.
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Nachteiligerweise müssen nebenbei Lichtquellen manuell mechanisch ausgetauscht werden, wenn eine Anpassung an eine andere Behandlungsaufgabe ausgeführt werden soll.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein, insbesondere dentaltechnisches, Lichthärtgerät gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, derart bereitzustellen, dass dieses auf einfache Weise zusätzlich ein Erkennen von künstlichem Material und/oder krankhaften Veränderungen wie Karies, Plaque, Konkrementen oder bakteriellem Befall an einer Gewebeoberfläche, insbesondere an Zähnen ausführbar macht. Die Kombination soll einfach, wirksam und kostengünstig ausführbar sein.
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Diese Aufgabe wir durch ein Lichthärtgerät gemäß Anspruch 1 und eine Verwendung gemäß Anspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist es vorgesehen, ein Lichthärtgerät zum Aushärten von Material Z, insbesondere in der Zahnmedizin, mit einer Strahlungsquelle zur Abgabe einer ein erstes Leistungsspektrum aufweisenden Lichtstrahlung eines Emissionswellenlängenbereichs mit einem Ultraviolett-Anteil zum Aushärten des Materials und einer Strahlzuführungseinrichtung zur Zuleitung der abgegebenen Lichtstrahlung zu einem Bestrahlungsort des Materials bereitzustellen, wobei eine Wellenlängenverlagerungseinrichtung das abgegebene erste Leistungsspektrum L1 umkehrbar in ein abgegebenes zweites Leistungsspektrum L2 verlagert, mit im Vergleich zum ersten Leistungsspektrum L1 größeren Emissionswellenlängen, zur Bestrahlung des Materials, und eine Erfassungseinrichtung mit einem im Vergleich zum zweiten Leistungsspektrum L2 größere Empfangswellenlängen aufweisenden Empfangswellenlängenbereich ein vom Bestrahlungsort des Materials empfangenes drittes Leistungsspektrum L3 zur Analyse des Materials erfasst.
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Das ultraviolette Licht für das Härten wird über eine Wellenlängenverlagerung zum langwelligeren Bereich in einen Bereich verschoben, dass sich beispielsweise Karies, Zahnstein, Komposit und dergleichen vom Hintergrund abheben. Ein aufwändiges mechanisches oder optisches Filtern, ein Ausblenden oder Dimmen kann vorteilhaft auf einfache Weise vermieden werden. Elektrische Leistungsverluste sind wirksam reduziert.
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Bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Wellenlängenverlagerungseinrichtung zur Erzeugung von Lichtstrahlung des zweiten Leistungsspektrums die der Strahlungsquelle zugeführte elektrische Leistung verkleinert, wobei das erste Leistungsspektrum, insbesondere im Ultraviolett-Anteil, ansteigend ist, dass kurzwellige Anteile des ersten Leistungsspektrums entfernbar sind.
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Erfindungsgemäß ist es zudem vorteilhaft, wenn die Eneinrichtung zur Erzeugung von Lichtstrahlung des zweiten Leistungsspektrums ein fotolumineszierendes, insbesondere ein fluoreszierendes, Material mit der Lichtstrahlung des ersten Leistungsspektrums bestrahlt oder beaufschlagt.
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Besonders günstig weist die Lichtstrahlung des ersten Leistungsspektrums Emissionswellenlängen im Bereich kleiner circa 780 nm, insbesondere kleiner circa 600 nm, mit einem Emissionsmaximum zwischen 400 nm und 480 nm und einem geringen Ultraviolett-Anteil kleiner 380 nm auf.
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Es ist vorteilhaft, wenn die Lichtstrahlung des zweiten Leistungsspektrums Emissionswellenlängen im Bereich größer circa 600 nm und kleiner circa 800 nm, insbesondere mit einem Infrarot-Anteil, und die Erfassungseinrichtung einen Empfangswellenlängenbereich zur Erfassung von Lichtstrahlung im Bereich von größer circa 800 nm bis kleiner circa 1000 nm aufweist.
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Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, wenn die Erfassungseinrichtung im dritten Leistungsspektrum eine mittels Fluoreszenz des Materials erzeugte Lichtstrahlung und damit Karies, Zahnstein, Plaque, Konkremente oder bakteriellen Befall von Zähnen und/oder eine mittels Rückstrahlung der Lichtstrahlung des zweiten Leistungsspektrums des Materials erzeugte Lichtstrahlung und damit Karies, Zahnstein, Plaque, Konkremente oder bakteriellen Befall von Zähnen erfassbar macht.
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In einer modifizierten Ausgestaltung ist es möglich, dass die Lichtstrahlung des zweiten Leistungsspektrums lediglich monochrome Emissionswellenlängen aufweist und die Erfassungseinrichtung im dritten Leistungsspektrum eine mittels Rückstrahlung der Lichtstrahlung des zweiten Leistungsspektrums des Materials erzeugte Lichtstrahlung, insbesondere bei verschiedenen Erfassungswinkeln, und damit künstliches Dentalmaterial, beispielsweise Komposit, erkennbar und von natürlichem Dentalmaterial unterscheidbar macht.
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Besonders günstig ist es, wenn das Lichthärtgerät als Handgerät ausgebildet, die Strahlungsquelle eine Halbleiter-Strahlungsquelle und die Strahlzuführungseinrichtung eine Strahlsammeleinrichtung, insbesondere ein Reflektor mit einer Sammellinse, zur Zuleitung der abgegebenen Lichtstrahlung zu dem Bestrahlungsort ist.
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Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen.
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Es zeigen:
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1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lichthärtgeräts;
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2 eine Darstellung zu einem ersten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Wellenlängeneinrichtung;
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3 eine Darstellung zu einem zweiten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Wellenlängenverlagerungseinrichtung;
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4 eine Darstellung von Leistungsspektren eines erfindungsgemäßen Lichthärtgeräts; und
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5 eine Darstellung von Verwendungen eines erfindungsgemäßen Lichthärtgeräts.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lichthärtgeräts 1. Das Lichthärtgerät 1 ist zum Aushärten von lichthärtbaren Material Z verwendet werden. Das Lichthärtgerät 1 weisst dazu eine Strahlungsquelle 3 zur Abgabe einer ein erstes Leistungsspektrum L1 aufweisenden Lichtstrahlung eines Emissionswellenlängenbereichs mit einem Ultraviolett-Anteil zum Aushärten des Materials auf. Ein Bereich des ersten Leistungsspektrums im sichtbaren Bereich kann zur Untersuchung des Materials Z mit dem Auge einer Bedienperson genutzt werden.
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Grundsätzlich weist das Lichthärtgerät 1 eine Strahlzuführungseinrichtung 5 zur Zuleitung der abgegebenen Lichtstrahlung zu einem Bestrahlungsort des Materials Z auf. Auf diese Weise kann das Material Z, das beispielsweise ein Zahn ist, wirksam mit Strahlung beaufschlagt werden. Zusätzlich ist für das Lichthärtgerät 1 eine Wellenlängenverlagerungseinrichtung 7a beziehungsweise 7b zur umkehrbaren Verlagerung des abgegebenen ersten Leistungsspektrums L1 in ein abgegebenes zweites Leistungsspektrum L2, mit dem im Vergleich zum ersten Leistungsspektrum größere Emissionswellenlängen zur Bestrahlung des Materials abgebbar sind, ausgebildet.
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Zudem ist für das Lichthärtgerät 1 eine Erfassungseinrichtung 9 mit einem im Vergleich zum zweiten Leistungsspektrum L2 größere Empfangswellenlängen aufweisenden Empfangswellenlängenbereich zur Erfassung einer vom Bestrahlungsort des Materials empfangenen, ein drittes Leistungsspektrum L3 aufweisenden Lichtstrahlung zur Analyse des Materials Z geschaffen.
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Die Erfassungseinrichtung 9 kann mittels dessen Empfangswellenlängenbereichs ein drittes Leistungsspektrum L3 einer mittels Fluoreszenz des Materials Z erzeugten und zum Lichthärtgerät 1 gesendeten Lichtstrahlung und damit Karies, Zahnstein, Plaque, Konkremente oder bakteriellen Befall von Zähnen erfassbar machen. Dazu kann eine nicht dargestellte interne eine Speichereinrichtung aufweisende Rechnereinrichtung erfasste Leistungsspektren L3 mit Vergleichsspektren vergleichen und entsprechende Vergleichsergebnisse ausgeben. Zusätzlich kann die Erfassungseinrichtung 9 im dritten Leistungsspektrum L3 eine mittels Rückstrahlung der Lichtstrahlung des zweiten Leistungsspektrums L2 des Materials Z erzeugte Lichtstrahlung zur Erkennung von Karies, Zahnstein, Plaque, Konkremente oder bakteriellen Befall von Zähnen analysieren. Die Lichtstrahlung des ersten Leistungsspektrums L1 und/oder zweiten Leistungsspektrums L2 kann gemäß einer alternativen Ausgestaltung lediglich monochrome Emissionswellenlängen derart aufweisen, dass die Erfassungseinrichtung 9 im dritten Leistungsspektrum L3 eine mittels Rückstrahlung der Lichtstrahlung des zweiten Leistungsspektrums L2 des Materials Z erzeugte Lichtstrahlung, insbesondere bei verschiedenen Erfassungswinkeln, und damit künstliches Dentalmaterial, beispielsweise Komposit, erkennbar und von natürlichem Dentalmaterial unterscheidbar machen kann.
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Das Lichthärtgerät 1 kann handführbar bereitgestellt sein, so dass die Strahlungsquelle 3, die Strahlzuführungseinrichtung 5, die Wellenlängenerlagerungseinrichtung 7a und/oder 7b und die Erfassungseinrichtung 9 in oder an einem Gehäuse gelagert sind. Die Strahlungsquelle 3 ist vorteilhaft eine Halbleiter-Strahlungsquelle, die einfach ansteuerbar ist. Die Strahlzuführungseinrichtung 5 kann eine Strahlsammeleinrichtung, insbesondere ein Reflektor und/oder eine Sammellinse und/oder ein Lichtleiter, zur Zuleitung der abgegebenen Lichtstrahlung zu dem Bestrahlungsort sein.
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Das Lichthärtgerät 1 kann mit einer abgegebenen Anregungsstrahlung im Wellenlängenbereich von größer als circa 620 nm emittieren, beispielsweise circa 780 nm, und kann eine Fluoreszenzstrahlung im Wellenlängenbereich größer als circa 800 nm erfassen. Beispielsweise mittels einer Anregungswellenlänge von 633 nm kann bei Erfassen einer reflektierten Wellenlänge von 900 nm Karies erkannt werden.
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2 stellt Graphen zu einem ersten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Wellenlängenverlagerungseinrichtung 7a dar. Die Graphen stellen Leistungsspektren in einem x-, y-Koordinatensystem dar. Die x-Achse stellt Strahlungswellenlängen in Nanometer nm und die y-Achse stellt Strahlungsleistungen in Watt dar. Die Wellenlängenverlagerungseinrichtung 7a erzeugt Lichtstrahlung lediglich des zweiten Leistungsspektrums L2, wenn die der Strahlungsquelle 3 zugeführte elektrische Leistung Pel gegenüber eines Anfangsmodus des Härtens verkleinert ist. Ist das von der Strahlungsquelle 3 erzeugte erste Leistungsspektrum L1 im Anfangsmodus im Wesentlichen, bevorzugt monoton, steigend, können kurzwelligere Anteile des ersten Leistungsspektrums L1 entfernt oder unterdrückt werden. Insbesondere kann ein Ultraviolett-Anteil wirksam verkleinert werden, wenn dort das erste Leistungsspektrum L1 steigend verläuft.
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2 zeigt, dass bei Verkleinerung der zugeführten elektrischen Leistung Pel zur Strahlungsquelle 3 diese das erste Leistungsspektrum L1 in Richtung zur x-Achse in das zweite Leistungsspektrum L2 parallel verlagert. Das erste Leistungsspektrum L1 beinhaltet hier das zweite Leistungsspektrum L2. Die der Strahlungsquelle 3 zugeführte elektrische Leistung Pel sollte dabei so gewählt sein, dass bei alleiniger Emission des zweiten Leistungsspektrums L2 deren Strahlungsleistung zur Bestrahlung und/oder Anregung des Materials Z und/oder zum Empfangen eines dritten Leistungsspektrums L3 vom Material Z ausreichend ist. Die Strahlungsleistung des ersten Leistungsspektrums L1 sollte zur Ausführung des Aushärtens und bei Bedarf zur Beleuchtung des Materials Z ausreichend sein.
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3 stellt Graphen zu einem zweiten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Wellenlängenverlagerungseinrichtung 7b dar. Die Graphen stellen analog zu der 2 Leistungsspektren in einem x-, y-Koordinatensystem dar. Die x-Achse stellt Strahlungswellenlängen in Nanometer nm und die y-Achse stellt Strahlungsleistungen in Watt dar. Die Wellenlängenverlagerungseinrichtung 7b erzeugt Lichtstrahlung lediglich des zweiten Leistungsspektrums L2, wenn die von der Strahlungsquelle 3 emittierte Lichtstrahlung des ersten Leistungsspektrums L1 ein fotolumineszierendes, insbesondere ein fluoreszierendes, Material F bestrahlt oder beaufschlagt. Dabei wird das Material F, das ebenso als ein Fluorophor bezeichnet werden kann, optisch, also durch die Absorption von Photonen, angeregt, wobei das Material F anschließend unter Aussenden von Licht mit einer größeren Wellenlänge oder größeren Wellenlängen als die Anfangswellenlänge(n) deaktiviert.
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3 zeigt, dass bei Beibehalten der zugeführten elektrischen Leistung Pel zur Strahlungsquelle 3 das bestrahlte Material F das erste Leistungsspektrum L1 in Richtung entlang der x-Achse in das zweite Leistungsspektrum L2 parallel verlagert. Das erste Leistungsspektrum L1 kann von dem zweiten Leistungsspektrum L2 getrennt sein. Alternativ können sich das erste Leistungsspektrum L1 und das zweite Leistungsspektrum L2 überschneiden. Die der Strahlungsquelle 3 zugeführte elektrische Leistung Pel sollte dabei so gewählt sein, dass die Strahlungsleistung zur Bestrahlung und/oder Anregung des Materials Z und/oder zum Empfangen eines dritten Leistungsspektrums L3 vom Material Z ausreichend ist. Die Strahlungsleistung des ersten Leistungsspektrums L1 sollte zur Ausführung des Aushärtens und zur Beleuchtung des Materials Z ausreichend sein.
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4 eine Darstellung von Leistungsspektren L1, L2, L3 in Bezug zu einem erfindungsgemäßen Lichthärtgerät 1. Die Graphen stellen analog zu den 2 und 3 Leistungsspektren in einem x-, y-Koordinatensystem dar. Die x-Achse stellt Strahlungswellenlängen in Nanometer nm und die y-Achse stellt Strahlungsleistungen in Watt dar. Die Lichtstrahlung des ersten Leistungsspektrums L1 kann Emissionswellenlängen im Bereich kleiner circa 780 nm oder kleiner circa 600 nm insbesondere kleiner circa 470 nm, mit einem Anteil kleiner 380 nm aufweisen.
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In diesem Härt-Modus kann das Material Z zusätzlich zum Härten mit den Augen analysiert werden. In einem Detektions-Modus kann die Lichtstrahlung des zweiten Leistungsspektrums L2 mit Emissionswellenlängen im Bereich größer circa 600 nm und kleiner circa 800 nm insbesondere mit einem Infrarot-Anteil größer 780 nm ausgesendet werden.
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Damit liegt das zweite Leistungsspektrum L2 auf der rechten Seite des ersten Leistungsspektrums L1. Die Erfassungseinrichtung 9 kann einen Empfangswellenlängenbereich zur Erfassung von Lichtstrahlung im Bereich von größer circa 800 nm bis kleiner circa 1000 nm aufweisen. Auf diese Weise kann die Erfassungseinrichtung ein drittes Leistungsspektrum L3 detektieren, und zwar aus verschiedenen Empfangswinkeln zum Material Z. Das dritte Leistungsspektrum L3 liegt auf der rechten Seite zum zweiten Leistungsspektrum L2.
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Das Lichthärtgerät 1 ermöglicht ein Unterscheiden von künstlicher und von natürlicher Zahnsubstanz mittels Überprüfens reflektierter Strahlung, insbesondere in verschiedenen Erfassungswinkeln, sowie eine Emission von sichtbarem und UV-Licht letzteres zum Beschleunigen eines Aushärtens.
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Für eine Fluoreszenzerfassung eignet sich insbesondere eine Emission im Bereich von 600 nm bis 800 nm und ein Erfassen im Bereich 800 nm bis 1000 nm. Es kann also IR-Licht im Bereich von größer 780 nm erfasst werden. 4 zeigt den Wellenlängenbereich von sichtbarem Licht zwischen circa 380 nm bis circa 780 nm. Zum Aushärten kann UV-Licht von ca. 420 nm genutzt werden. Zur Kompositerfassung eignet sich monochromes Licht, dessen unterschiedliches Reflexionsverhalten insbesondere bei verschiedenen Erfassungswinkeln bewertet wird.
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5 eine Darstellung von Verwendungen eines erfindungsgemäßen Lichthärtgeräts 1. Härtmodi zur Verwendung des Lichthärtgeräts 1 sind das Aushärten S1 und die Analyse mit den Augen S2 von Material Z, insbesondere in der Zahnmedizin, mittels einer Strahlungsquelle 3 zur Abgabe einer ein erstes Leistungsspektrum L1 aufweisenden Lichtstrahlung eines Emissionswellenlängenbereichs mit einem Ultraviolett-Anteil zum Aushärten des Materials und einem sichtbaren Lichtanteil, wobei eine Strahlzuführungseinrichtung 5 zur Zuleitung der abgegebenen Lichtstrahlung zu einem Bestrahlungsort des Materials ausgebildet ist.
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Ein Detektions-Modus dient zur weiteren Analyse S3 des Materials mittels einer Erfassungseinrichtung 9 mit einem im Vergleich zum zweiten Leistungsspektrum L2 größere Empfangswellenlängen aufweisenden Empfangswellenlängenbereich zur Erfassung einer vom Bestrahlungsort des Materials empfangenen, ein drittes Leistungsspektrum L3 aufweisenden Lichtstrahlung.
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Zum Umschalten auf eine jeweilige Verwendung S1, S2; S3 lagert eine Wellenlängenverlagerungseinrichtung 7a; 7b umkehrbar das abgegebene erste Leistungsspektrums L1 in ein abgegebenes zweites Leistungsspektrum L2, mit dem im Vergleich zum ersten Leistungsspektrum größere Emissionswellenlängen zur Bestrahlung des Materials Z abgebbar sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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