DE19803720A1

DE19803720A1 - Handstück für einen medizinischen Laser

Info

Publication number: DE19803720A1
Application number: DE19803720A
Authority: DE
Inventors: Shinji Kokubu
Original assignee: Individual
Current assignee: J Morita Manufaturing Corp
Priority date: 1997-01-31
Filing date: 1998-01-30
Publication date: 1998-08-13
Anticipated expiration: 2018-01-31
Also published as: DE19803720B4; US6162052A; JPH10211211A; JP3638191B2

Description

Die Erfindung betrifft ein von einer Bedienperson gehaltenes Handstück für einen Laser zur Verwendung z. B. bei Zahnbe handlungen.

Auf dem Gebiet der Zahnbehandlung wird z. B. eine Behandlung ausgeführt, bei der zur Vorbereitung eines Wurzelkanals ein Teil eines Zahns abgeschliffen wird. Bei der Vorbereitung eines Wurzelkanals wird ein rotierender Wurzelbohrer in den Wurzelkanal eingeführt, und es wird das Zahnbein an der Wand des Wurzelkanals abgeschliffen. Die Vorbereitung des Wurzel kanals wird z. B. mit dem Ziel ausgeführt, eine Infektions quelle zu beseitigen, die in ein Zahnbein-Kanälchen einge drungen ist. Bei der Vorbereitung eines Wurzelkanals muß das Zahnbein an der Wand mit einer Dicke entfernt werden, die in Umfangsrichtung konstant ist. Im allgemeinen verfügt ein Wurzelkanal über einen Querschnitt mit nahezu der Form einer langgestreckten Ellipse. Daher wird, wenn das Zahnbein unter Verwendung eines Wurzelbohrers kreisförmig abgeschlif fen wird, auch ein normaler Teil des Zahnbeins abgeschlif fen, der eigentlich nicht abgeschliffen werden müßte. Bei der Behandlung unter Verwendung eines Wurzelbohrers müssen die folgenden Prozesse ausgeführt werden: (1) Betäubung; (2) Öffnung der Zahnnerv-Kammer; (3) Ausschneiden des Zahnnervs; (4) Beseitigung von Bruchstücken im Wurzelkanal unter Ver wendung mehrerer Arten von Wurzelbohrern; (5) Bearbeitung des Vorderendes des Wurzelkanals unter Verwendung eines fei nen Wurzelbohrers; (6) Desinfizieren; (7) Trocknen und (8) Füllen mit Guttapercha, was zu Problemen dahingehend führt, daß die Behandlung schwierig auszuführen ist und daß sie viel Zeit benötigt. Bei einer derartigen Behandlung unter Verwendung eines Wurzelbohrers wurden in jüngerer Zeit hin sichtlich der Behandlung selbst große Fortschritte durch eine Kombination aus der Behandlung und einer Messung der Wurzelkanallänge oder dergleichen erzielt. Jedoch gibt es hinsichtlich der Grundtechnik, d. h. des Abschleifens unter Verwendung eines Wurzelbohrers, keinerlei Fortschritte. Un ter Zahnbehandlungen weist insbesondere die Vorbereitung eines Wurzelkanals Instabilitätsfaktoren auf, da es unmög lich ist, daß eine behandelnde Person die Behandlung aus führt, während sie visuell den Behandlungsort untersucht, weswegen die Vorbereitung eines Wurzelkanals als eine der schwierigsten Behandlungen angesehen wird.

Aus diesen Gründen wurde in jüngerer Zeit auf dem Gebiet der Zahnbehandlung eine Laserbehandlung unter Verwendung eines Laserstrahls entwickelt. Bei Behandlungen unter Verwendung eines Laserstrahls wird ein Laser-Handstück verwendet, das einen Hauptkörper und eine an diesem befestigte Lasersonde aufweist. Ein von einer Laserstrahlquelle emittierter Laser strahl wird von einem Emissions-Endabschnitt der Lasersonde emittiert. Bei einer Behandlung unter Verwendung eines La serstrahls können Verdampfungs- und Sterilisationsprozesse durch Bestrahlung mit dem Laserstrahl am Zahnbein und an weichem Gewebe (z. B. am Zahnfleisch, am Zahnnerv usw.) aus geführt werden.

Außer auf dem Gebiet von Zahnbehandlungen sind Behandlungen unter Verwendung von Laserstrahlen auch auf anderen Gebieten bekannt. Ein Beispiel für derartige Behandlungen ist die Be handlung von Pollinosis, bei der die Rinde des Nasenhohl raums mit einem Laserstrahl, wie dem Strahl eines CO₂-La sers, bestrahlt wird, um Verdampfung oder Koagulation auszu führen. Wenn bei einer derartigen Pollinosis-Behandlung die Bestrahlung in der falschen Richtung erfolgt, wird normales Gewebe zerstört. Daher bestehen bei derartigen Behandlungen schwere Gefahren abhängig von der Bestrahlungsrichtung. Ein Beispiel für eine Lasersonde, wie sie bei derartigen Laser behandlungen verwendbar ist, ist im Dokument JP-B2 4-54460 (1992) vorgeschlagen. Diese Lasersonde wird z. B. bei der Operation zum Verbinden von Blutgefäßen, die irrtümlich durchgetrennt wurden, innerhalb einer kurzen Zeitspanne ver wendet. Bei einer derartigen Operation werden durchgetrennte Abschnitte von Blutgefäßen stumpf aneinandergesetzt, und diese Abschnitte werden mit einem ringförmigen Laserstrahl von der Innenseite eines Blutgefäßes aus bestrahlt. Um einen derartigen Laserstrahl zu emittieren, weist der Emissions- Endabschnitt der Lasersonde Kreiskegelform auf. Der durch eine schräge Wandfläche des Emissions-Endabschnitts totalre flektierte Laserstrahl wird durch die andere schräge Wand fläche emittiert, die sich an der symmetrischen Position be findet, wodurch der Laserstrahl in Form einer Ringzone emit tiert wird. Gemäß dieser Konfiguration können stumpf anein andergesetzt Abschnitte von Blutgefäßen durch eine Bestrah lung miteinander verbunden werden.

Außerdem ist z. B. im Dokument JP-B2 61-40419 (1986) ein La sermesser offenbart. Bei einem Lasermesser ist der Emissi ons-Endabschnitt, durch den ein Laserstrahl emittiert wird, mit Kreiskegelform ausgebildet, und eine ebene Fläche mit kleinem Durchmesser ist am Vorderende dieses Emissions-End abschnitts vorhanden. Aufgrund dieser Konfiguration des Emissions-Endabschnitts wird ein Laserstrahl des Lasermes sers konzentrisch von der vorderen Endfläche des Emissions- Endabschnitts in axialer Richtung abgestrahlt, und dieser linear emittierte Laserstrahl wird zum Verdampfen lebenden Gewebes verwendet.

Die im Dokument JP-B2 4-54460 offenbarte Lasersonde wurde mit dem Ziel des Verbindens durchgetrennter Blutgefäße ent wickelt. Bei der Lasersonde wird daher ein Laserstrahl nur in Querrichtung vom Emissions-Endabschnitt mit Ringform emittiert, und er wird nicht wesentlich in den Richtungen nach vorne oder entlang der Achse emittiert. Wenn ein Laser strahl vom Emissions-Endabschnitt in der Richtung nach vorne oder entlang der Achse emittiert wird, werden normale Ab schnitte, die keine aneinandergesetzten Abschnitte von Blut gefäßen sind, durch den Laserstrahl bestrahlt, so daß diese normalen Abschnitte durch diese Bestrahlung nachteilig be einflußt werden. Daher soll die Lasersonde keinen Laser strahl nach vorne vom Emissions-Endabschnitt emittieren.

Beim im Dokument JP-B2 61-40419 offenbarten Lasermesser ist keine Fasersonde verwendet. Daher kann das Lasermesser nicht bei Behandlungen verwendet werden, bei denen es in einen en gen Raum einzuführen wäre, wie bei einer Zahnbehandlung. Außerdem wird aufgrund der Konfiguration für die Nutzung eines Lasermessers der Laserstrahl nach vorne, also in axia ler Richtung vom Emissions-Endabschnitt emittiert. Daher kann das Lasermesser keinen ringförmigen Laserstrahl in Querrichtung des Emissions-Endabschnitts emittieren.

Bei Zahnbehandlungen, z. B. einer Wurzelkanal-Behandlung, muß das Zahnbein an einem Ort, der in einen engen Raum zeigt, verdampft werden. Wenn z. B. eine Lasersonde im Fall einer Wurzelkanal-Vorbereitung in den Wurzelkanal eingeführt wird, steht der Emissions-Endabschnitt der Lasersonde genau der Wurzelspitze gegenüber. Wenn vom Emissions-Endabschnitt der Lasersonde ein ringförmiger Laserstrahl in Querrichtung emittiert wird, wie z. B. in JP-B2 4-54460 offenbart, können das Zahnbein an der Wand des Wurzelkanals an der Wurzelspit ze sowie der Zahnnerv am Scheitel der Zahnöffnung an der Wurzelspitze nicht durch den Laserstrahl bestrahlt werden. Daher können das Zahnbein an der Wand des Wurzelkanals an der Wurzelspitze sowie der Zahnnerv im Scheitel der Zahnöff nung nicht verdampft werden. Wenn ein Laserstrahl vom Emis sions-Endabschnitt einer Lasersonde in axialer Richtung, al so nach vorne emittiert wird, wie in JP-B2 61-40419 offen bart, können das Zahnbein an der Wand des Wurzelkanals an der Wurzelspitze sowie der Zahnnerv am Scheitel der Zahnöffnung verdampft werden, jedoch kann keine Verdampfung für den ge samten Umfang des Wurzelkanals ausgeführt werden. Unter die sen Umständen bestand auf dem Gebiet der Zahnbehandlung die dringende Forderung, ein Laser-Handstück mit einer Faserson de zu entwickeln, um es zu ermöglichen, das Zahnbein an der Wand eines Wurzelkanals im Bereich von der Öffnung des Wur zelkanals bis zu Öffnung am Zahnscheitel nach Bedarf zu ver dampfen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Handstück für einen medizinischen Laser zu schaffen, mit dem Material an einem engen Ort nach Bedarf verdampft werden kann, wobei vorzugsweise Anwendung bei Zahnbehandlungen möglich ist.

Diese Aufgabe ist durch das Handstück gemäß dem beigefügten Anspruch 1 gelöst.

Gemäß der Erfindung werden vom Emissions-Endabschnitt der Emissionsfaser ein erster Laserstrahl in axialer Richtung der Faser sowie ein zweiter Laserstrahl mit Ringform in ra dialer Richtung der Faser emittiert. Bei z. B. Zahnbehand lungen ist es möglich, wenn der Hauptkörper des Handstücks gehalten wird und der Emissions-Endabschnitt der Emissions faser in einen Wurzelkanal eingeführt wird, das Zahnbein an Orten zu verdampfen, die vor dem Emissions-Endabschnitt und an der Seite desselben liegen. Bei z. B. Behandlungen zur Vorbereitung eines Wurzelkanals können sogar das Zahnbein an der Wand des Wurzelkanals an der Wurzelspitze sowie der Zahnnerv in der Öffnung am Zahnscheitel durch den ersten La serstrahl verdampft werden, der in der axialen Richtung der Emissionsfaser emittiert wird. Da der zweite Laserstrahl ringförmig in radialer Richtung der Emissionsfaser abge strahlt wird, können das Zahnbein an der Wand des Wurzelka nals und der Zahnnerv am gesamten Umfang des Wurzelkanals im Bereich von der Öffnung des Wurzelkanals bis zur Wurzelspit ze nur durch Einführen der Sonde in den Wurzelkanal ver dampft werden. Da der Zahnnerv durch den zweiten Laserstrahl auf dieselbe Weise wie Bruchstücke des Wurzelkanals ver dampft werden kann, kann das Laser-Handstück auch zum Aus schneiden des Zahnnervs verwendet werden. Darüber hinaus werden in einem Wurzelkanal Zahnbein-Kanälchen ausgebildet, die sich in einer Richtung erstrecken, die nahezu rechtwink lig zum Wurzelkanal ist. Wenn der zweite Laserstrahl ring förmig in radialer Richtung der Emissionsfaser emittiert wird, kann auch das Innere eines derartigen Zahnbein-Kanäl chens mit dem zweiten Laserstrahl bestrahlt werden, um ste rilisiert zu werden.

Beim Handstück gemäß Anspruch 2 werden vom Emissions-Endab schnitt der Emissionsfaser ein erster Laserstrahl in axialer Richtung und ein zweiter Laserstrahl mit Ringform in radia ler Richtung der Emissionsfaser abgestrahlt. Dadurch kann das Handstück bevorzugt bei der obengenannten Zahnbehandlung verwendet werden.

Beim Handstück gemäß Anspruch 3 wird der vom Emissions-End abschnitt emittierte zweite Laserstrahl radial in einem Be reich emittiert, der sich von einer Richtung, die diagonal nach vorne in bezug auf die axiale Richtung ausgerichtet ist, bis zu einer Richtung erstreckt, die nahezu rechtwink lig zur axialen Richtung verläuft. Bei z. B. der Vorberei tung eines Wurzelkanals können das Zahnbein der Wand des Wurzelkanals und der Zahnnerv über den gesamten Umfang des Wurzelkanals nach Bedarf verdampft werden, und es können auch Zahnbein-Kanälchen mit dem Strahl bestrahlt werden.

Beim Handstück gemäß Anspruch 4 wird der vom Emissions-End abschnitt emittierte erste Laserstrahl in der axialen Rich tung emittiert, während der zweite Laserstrahl ringförmig in einer radialen Richtung emittiert wird, die nahezu recht winklig zur axialen Richtung verläuft. Ferner verfügt das Vorderende eines Wurzelbohrers, wie er bei einer Wurzelbe handlung verwendet wird, über einen Winkel von ungefähr 70°, was nahezu dem Winkel an der Spitze des Emissions-Endab schnitts entspricht. Daher kann sogar das bei einer Behand lung mit einem Wurzelbohrer geschaffene Vorderende durch den Laserstrahl bestrahlt werden.

Mit dem Handstück gemäß Anspruch 5 können z. B. bei der Vor bereitung eines Wurzelkanals das Zahnbein an der Wand des Wurzelkanals und der Zahnnerv am gesamten Umfang des Wurzel kanals nach Bedarf verdampft werden.

Mit dem Handstück gemäß Anspruch 6 kann z. B. bei der Vorbe reitung eines Wurzelkanals der gesamte Umfang des Vorderen des eines Zahnbohrers durch den Laserstrahl bestrahlt wer den.

Unter Verwendung der Handstücke gemäß den Ansprüchen 7 und 8 sind die Energiedichten des ersten und zweiten Laserstrahls nicht stark voneinander verschieden. Bei z. B. einer Zahnbe handlung kann dadurch das Zahnbein vor dem Emissions-Endab schnitt der Emissionsfaser sowie an dessen Seite auf unge fähr gleichmäßige Weise verdampft werden.

Beim Handstück gemäß Anspruch 9 kann die Elektrode als ein Kontaktanschluß eines Meßinstruments zum Messen des elek trischen Widerstands verwendet werden. Wenn ein anderer Kon taktanschluß, der gesondert vorhanden ist, mit einer vorbe stimmten Stelle im Mund in Kontakt gebracht wird und die Emissionsfaser in einen Wurzelkanal eingeführt wird, kann der Widerstand eines Abschnitts gemessen werden, der sich zwischen der Elektrode und dem anderen Kontaktabschluß über die Wurzelspitze erstreckt. Diese Widerstandsmessung ermög licht es, die Position des Emissions-Endabschnitts der Emis sionsfaser im Wurzelkanal zu erfassen.

Beim Handstück gemäß Anspruch 10 ist der Außendurchmesser der Emissionsfaser klein, weswegen sie sehr gut bei Zahnbe handlungen verwendet werden kann.

Andere und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Er findung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen deutlicher.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das schematisch die Konfigura tion einer Laser-Behandlungsvorrichtung zeigt; die mit einem Laser-Handstück gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung versehen ist;

Fig. 2 ist eine teilgeschnittene Vorderansicht, die eine La sersonde für das Laser-Handstück von Fig. 1 zeigt;

Fig. 3 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Emissions- Endabschnitts einer Emissionsfaser der Lasersonde von Fig. 2;

Fig. 4 ist eine vergrößerte Ansicht, die schematisch eine erste und eine zweite Emissionsfläche 23 und 24 des Kerns der Emissionsfaser sowie die Umgebungen dieser Flächen zeigt;

Fig. 5 ist eine vergrößerte Ansicht, die schematisch die zweite Emissionsfläche 24 des Kerns der Emissionsfaser und deren Umgebung zeigt;

Fig. 6 bis 11 sind Diagramme, die jeweils den Emissionsbe reich eines emittierten Laserstrahls für die Fälle zeigen, daß der Emissions-Endabschnitt der Emissionsfaser eine Spitze mit einem Winkel von 60°, 70°, 80°, 90°, 100° bzw. 54° aufweist;

Fig. 12 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, bei dem eine Emissionsfaser in einen Wurzelkanal 65 einge führt ist;

Fig. 13 ist eine perspektivische Ansicht, die den Kern einer Emissionsfaser gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel zeigt;

Fig. 14 ist eine Schnittansicht entlang der Linie XIV-XIV in Fig. 13;

Fig. 15 ist eine perspektivische Ansicht, die den Kern einer Emissionsfaser gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel zeigt;

Fig. 16 ist eine Schnittansicht entlang der Linie XVI-XVI in Fig. 15; und

Fig. 17 ist eine perspektivische Ansicht, die den Kern einer Emissionsfaser gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel zeigt.

Nachfolgend wird ein Laser-Handstück beschrieben, das ein Ausführungsbeispiel ist, wie es bei einer Zahnbehandlungs vorrichtung verwendet wird. Gemäß Fig. 1 umfaßt die darge stellte Laser-Behandlungsvorrichtung 60 im wesentlichen eine Laserstrahlquelle 61, einen Lichtführungspfad 62 und ein La ser-Handstück 63. Die Laserstrahlquelle 61 erzeugt einen im pulsförmigen Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 2,0 bis 4,0 µm, einer Ausgangsenergie von 1 bis 2500 mJ, einer Im pulsbreite von 1 ns bis 9 ms und einem Impulszyklus von 1 bis 200 pps. Der Laserstrahl wird über den Lichtführungspfad 62 zum Laser-Handstück 63 geführt.

Das Laser-Handstück 63 umfaßt einen Hauptkörper 13 und eine am Vorderende desselben austauschbar befestigte Fasersonde 10. Wenn die Fasersonde 10 am Hauptkörper 13 befestigt ist, ist der Lichtführungspfad 62 optisch mit einer Emissionsfa ser 12 gekoppelt. Der von der Laserstrahlquelle 61 zum Hand stück 63 über den Lichtführungspfad 62 geführte Laserstrahl tritt in das Eintrittsende der Emissionsfaser 12 der Sonde 10 ein, breitet sich durch dieselbe zu einem Emissions-End abschnitt 22 aus und wird dann von diesem auf die untenbe schriebene Weise emittiert.

Der durch die Laserstrahlquelle 61 erzeugte Laserstrahl wird leicht durch H₂O- und OH-Gruppen in lebendem Gewebe absor biert. Wenn lebendes Gewebe mit dem Laserstrahl bestrahlt wird, wird es am Bestrahlungsort wegen der Absorption und Verdampfung von H₂O- und OH-Gruppen unmittelbar zerstört. Bei einer derartigen Behandlung unter Verwendung eines La serstrahls kann eine vorbestimmte Behandlung in einem Zu stand ausgeführt werden, in dem der Patient praktisch keine Schmerzen erfährt. Wegen Bakterioclase und der Temperatur bei der Verdampfung von H₂O- und OH-Gruppen sowie aufgrund der Absorption von in Bakterien enthaltenen H₂O- und HO- Gruppen kann ein Sterilisationsprozeß ausgeführt werden. Daher können die Mengen der zur Sterilisation verwendeten Chemikalien auf sehr niedrige Werte verringert werden oder im wesentlichen weggelassen werden. Ferner kann die Zeit spanne zur Sterilisation verkürzt oder im wesentlichen be seitigt werden.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird nun die Lasersonde 10 be schrieben. Die dargestellte Lasersonde 10 besteht im wesent lichen aus einem Sondenkörper 11 und der durch diesen gehal tenen Emissionsfaser 12. Die Sonde 10 ist austauschbar am Hauptkörper 13 befestigt, und im Gebrauch wird sie aus meh reren Arten von Sonden abhängig von der Art der aus zuführen den Behandlung ausgeführt.

Der Sondenkörper 11 umfaßt eine Befestigungseinheit 14, die am Hauptkörper 13 zu befestigen ist, sowie ein Innen- und ein Außenrohr 15 und 16, die sich koaxial bogenförmig ausge hend von der Befestigungseinheit 14 erstrecken. Die Emissi onsfaser 12 ist durch das Innenrohr 15 geführt, um durch dieses gehalten zu werden. An der Befestigungseinheit 14 sind Verbindungs-Strömungspfade 17 und 18 ausgebildet. Zwi schen der Faser 12 und dem Innenrohr 15 ist ein Zwischenraum 19 vorhanden. Dieser Zwischenraum 19 ist durch den Verbin dungs-Strömungspfad 17 geführt. Zwischen dem Innenrohr 15 und dem Außenrohr 16 ist ein Zwischenraum 20 ausgebildet.

Der Zwischenraum 20 ist durch den Verbindungs-Strömungspfad 18 geführt. Die Zwischenräume 19 und 20 sind an den Vorder enden des Innen- bzw. Außenrohrs 15 bzw. 16 offen. Der eine Verbindungs-Strömungspfad 17 ist mit einer Luftquelle (nicht dargestellt) verbunden, so daß Luft von dieser durch den Verbindungs-Strömungspfad 17 und den ringförmigen Zwischen raum 19 zum Laser-Bestrahlungsort ausgeblasen wird. Der an dere Verbindungs-Strömungspfad 18 steht mit einer Wasser quelle (nicht dargestellt) in Verbindung, so daß Wasser von dieser durch den Verbindungs-Strömungspfad 18 und den ring förmigen Zwischenraum 20 zum Laser-Bestrahlungsort ausgesto ßen wird. Im Gegensatz hierzu kann Wasser durch den Zwi schenraum 19 geliefert werden, während Luft durch den Zwi schenraum 20 geliefert wird. Auf diese Weise werden Wasser und Luft miteinander vermischt, um in Sprayform zum Laser- Bestrahlungsort abgestrahlt zu werden, oder es können, ab hängig von der Art der Behandlung, Luft oder Wasser unabhän gig abgestrahlt werden, wodurch die Verdampfung des Zahn beins beschleunigt werden kann. Dieses Abstrahlen wird aus den folgenden Gründen ausgeführt. Wenn Wasser unabhängig oder unter Vermischung mit Luft in Sprayform abgestrahlt wird, können die Absorptionseigenschaften von H₂O- und OH- Gruppen bei der Laser-Wellenlänge verbessert werden, die bei der Absorption und Verdampfung von H₂O- und OH-Gruppen er zeugte Wärme kann abgeführt werden, und es können bei der Zerstörung von Geweben erzeugte Rückstände entfernt werden.

Die Emissionsfaser 12 wird auf solche Weise gehalten, daß das nicht dargestellte Eintrittsende in der Befestigungsein heit 14 positioniert ist und sich geradlinig ausgehend vom Innenrohr 15 entlang der Achse des Vorderendes des Innen rohrs 15 erstreckt, so daß der Emissions-Endabschnitt 22 über das Vorderende des Innenrohrs 15 vorsteht. Der Weg L, über den der Emissions-Endabschnitt 22 vorsteht, ist z. B. auf 3 bis 25 mm, vorzugsweise auf 10 mm oder mehr, einge stellt, und er kann abhängig von der Art der auszuführenden Behandlung zweckdienlich ausgewählt werden. Der Emissions- Endabschnitt 22 umfaßt einen ersten Abschnitt, der in Kreiskegelform, mit der Spitze nach vorne, ausgebildet ist, und einen zweiten Abschnitt, der am Vorderende des ersten Abschnitts liegt. Der erste Abschnitt bildet eine erste Emissionsfläche 23 mit Kreiskegelform, während der zweite Abschnitt eine zweite Emissionsfläche 24 bildet, die am Kreiskegel-Vorderende der ersten Emissionsfläche 23 zusam menhängend mit dieser ausgebildet ist. In der Emissionsfaser 12 tritt ein Laserstrahl in das Eintrittsende ein, und er wird von der ersten und zweiten Emissionsfläche 23 und 24 des Emissions-Endabschnitts 22 so emittiert, wie dies später beschrieben wird.

Fig. 3 ist eine vergrößerte Schnittansicht des Emissions- Endabschnitts 22 der Emissionsfaser 12 und der Umgebung die ses Emissions-Endabschnitts. Gemäß Fig. 3 verfügt die Emis sionsfaser 12 über einen zentralen Kern 30, einen am Außen umfang des Kerns 30 angeordneten Mantel 31, eine erste Um kleidung 32, die am Außenumfang des Mantels 31 angeordnet ist, eine zweite Umkleidung 33, die am Außenumfang der ers ten Umkleidung 32 angeordnet ist, sowie eine Elektrode 34, die am Außenumfang der zweiten Umkleidung 33 angeordnet ist. Der Mantel 31 ist so ausgebildet, daß er die gesamte Außen umfangsfläche des zylindrischen Kerns 30 bedeckt. Die erste Umkleidung 32 ist so ausgebildet, daß sie den gesamten Außenumfang des Mantels 31 bedeckt. Die zweite Umkleidung 33 ist so ausgebildet, daß sie den gesamten Außenumfang der ersten Umkleidung 32 bedeckt. Die Elektrode 34 ist so ausge bildet, daß sie den gesamten Außenumfang der zweiten Um kleidung 33 bedeckt. Alternativ kann die Elektrode 34 auf einem Teil der zweiten Umkleidung ausgebildet sein, um Li nien- oder Bandform aufzuweisen. Wenn die zweite Umkleidung 33 aus einem elektrisch leitenden Material besteht, kann die Elektrode 34 weggelassen werden. In diesem Fall kann auch die erste Umkleidung 32 weggelassen werden.

Damit der Emissions-Endabschnitt 22 der Emissionsfaser 12 in einen engen Raum eingeführt werden kann, wird der Außen durchmesser derselben so gewählt, daß er im Bereich von 100 bis 2000 µm liegt. Beim Ausführungsbeispiel ist der Außen durchmesser des Kerns 30 auf ungefähr 200 µm eingestellt, während derjenige der Emissionsfaser 12 auf ungefähr 300 µm eingestellt ist, so daß die Sonde vorzugsweise bei Zahnbe handlungen verwendet werden kann. Der Kern 30 besteht z. B. aus Quarzglas. Der Mantel 31 besteht aus einem Material mit einem anderen Brechungsindex als dem des Kerns 30, wie aus einem Glasmaterial. Die erste Umkleidung 32 besteht aus einem hochpolymeren Material wie einem Siliconharz, und die zweite Umkleidung 33 besteht aus einem metallischen Material wie Aluminium, um ein Zerbrechen der Emissionsfaser 12 zu verhindern. Alternativ kann die zweite Umkleidung 33 aus einem hochpolymeren Material wie Teflon bestehen. Die Elek trode 34 wird dadurch hergestellt, daß die Außenumfangsflä che der zweiten Umkleidung 33 mit Gold plattiert wird. An stelle einer Goldplattierung kann ein Film oder ein Draht aus einem anderen elektrisch leitenden Material ausgebildet werden. Beim Ausführungsbeispiel ist die Emissionsfaser 12 als fünfschichtige Struktur ausgebildet. Wie oben beschrie ben, kann die Emissionsfaser 12 eine drei- bis fünfschichti ge Struktur aufweisen. Die Emissionsfaser 12 mit fünfschich tiger Struktur umfaßt den Kern 30, den Mantel 31, die erste und die zweite Umkleidung 32 und 33 sowie die Elektrode 34. Das Vorderende der Faser ist mit Kreiskegelform ausgebildet.

Selbst wenn die Faser in einen engen Raum wie z. B. einen Wurzelkanal eingeführt wird, verhakt sie nicht, mit dem Er gebnis, daß sie leicht in einen Zahnnerv oder dergleichen eingeführt werden kann. Beim Ausführungsbeispiel ist, hin sichtlich der Anordnung der Elektrode 34 und der Emissions faser 12, die Umkleidung so ausgebildet, daß sie zwei schichtige Struktur aufweist. Wenn keine Elektrode 34 vor handen ist, kann die Emissionsfaser 12 dreischichtige Struk tur aus dem Kern 30, dem Mantel 31 und der ersten Umkleidung 32 aufweisen. Bei einer Emissionsfaser 12 dieser Art ist die erste Umkleidung 32 nicht immer erforderlich und kann daher weggelasen werden.

In der Emissionsfaser 12 wird ein vom Eintrittsende her ein tretender Laserstrahl, wie ein solcher von einem ErYAg (Er bium-Yttrium-Aluminium-Granat) mit einer Wellenlänge von 2,94 µm zum Emissions-Endabschnitt 22 geführt, wobei er an der Grenze zwischen dem Kern 30 und dem Mantel 31 reflek tiert wird, und dann wird er von der ersten und zweiten Emissionsfläche 23 und 24 emittiert. Diese beiden Emissions flächen sind am Vorderende des Kerns 30 ausgebildet. Der La serstrahl breitet sich im Kern 30 aus und wird dann am Vor derende desselben emittiert. Gemäß dem Vorstehenden muß am Vorderende der Emissionsfaser 12 nur der Kern 30 mit ver jüngter Form ausgebildet sein, während die anderen Komponen ten, also der Mantel 31, die erste und zweite Umkleidung 32 und 33 sowie die Elektrode 34 so ausgebildet sein können, daß sie eine Endfläche aufweisen, die rechtwinklig zur op tischen Achse C oder zur Achse des Kerns 30 (anders gesagt, zur Emissionsfaser 12) verläuft, wie dies durch gestrichelte Linien 35 veranschaulicht ist.

Wie oben beschrieben, verfügt die erste Emissionsfläche 23 über ein Vorderende mit sich verjüngender Form, nämlich mit der Form eines Kreiskegels. Durch die erste Emissionsfläche wird ein Teil des Laserstrahls nach außen und in Querrich tung emittiert, um einen Bestrahlungsring über den gesamten Umfang in bezug auf die optische Achse C, die mit der Achse des Kerns 30 zusammenfällt, zu erzeugen. Anders gesagt, kann ein Teil des am Eintrittsende der Emissionsfaser 12 eintre tenden Lichts z. B. in einen in Fig. 3 dargestellten Bereich A1 emittiert werden. Wie oben beschrieben, hängt die zweite Emissionsfläche 24 mit der ersten Emissionsfläche 23 zusam men und bildet am Vorderende eine vorbestimmte Form, beim Ausführungsbeispiel Kugelform. Durch die zweite Emissions fläche wird der restliche Teil des Laserstrahls mit Kreis form entlang der optischen Achse C nach vorne emittiert. An ders gesagt, kann der restliche Teil des am Eintrittsende der Emissionsfaser 12 eintretenden Lichts z. B. in den in Fig. 3 dargestellten Bereich A2 in einer die optische Achse C enthaltenden Ebene emittiert werden. Der in den Bereich A2 emittierte Laserstrahl enthält hauptsächlich das von der zweiten Emissionsfläche 24 emittierte Licht, und teilweise enthält er auch Licht, das von der ersten Emissionsfläche 23 nach vorne emittiert wurde. Auf diese Weise wird von der Emissionsfaser 12 ein Laserstrahl, wie er am Eintrittsende der Emissionsfaser eintritt, als erster Laserstrahl in der Richtung der optischen Achse C, d. h. in axialer Richtung der Emissionsfaser 12, und auch als zweiter Laserstrahl mit Ringform nach außen in Querrichtung und radial in bezug auf die Emissionsfaser 12 emittiert.

Fig. 4 ist eine vergrößerte Ansicht, die schematisch die Um gebung der ersten und zweiten Emissionsfläche 23 und 24 des Kerns 30 der Emissionsfaser 12 zeigt. Wie es in Fig. 4 dar gestellt ist, wird zum Emittieren eines Laserstrahls in Querrichtung von der ersten Emissionsfläche 23 vorzugsweise der Laserstrahl ein Mal durch eine Grenzebene 39 zwischen dem Kern 30 und dem Außenraum 38 in der ersten Emissionsflä che 23 reflektiert und dann an einer Position, die dem Re flexionspunkt gegenüberliegt, von der ersten Emissionsfläche 23 in den Außenraum 38 emittiert. Der Laserstrahl, der die erste Emissionsfläche 23 erreicht, wird durch die Grenzebene 39 totalreflektiert, wenn die Bedingungen vorliegen, daß der Einfallswinkel an der Grenzebene 39 in bezug auf die Normale 40 auf derselben nicht kleiner als der kritische Winkel Φ0 [Grad] der Grenzebene 39 ist. Der kritische Winkel Φ0 ist wie folgt gegeben:

sinΘ0 = n0/n1 . . .(1),

wobei n0 der Brechungsindex des Außenraums 38 ist, während n1 derjenige des Kerns 30 ist.

Der sich im Kern 30 ausbreitende Laserstrahl erreicht die erste Emissionsfläche 23, wobei er durch die Grenzebene 43 zwischen dem Kern 30 und dem Mantel 31 totalreflektiert wird. Der Laserstrahl wird durch die Grenzebene 43 dann to talreflektiert, wenn der Eintrittswinkel an der Grenzebene 43 in bezug auf die Normale 44 auf derselben nicht kleiner als der kritische Winkel Φ1 [Grad] der Grenzebene 43 ist. Der kritische Winkel Φ1 ist wie folgt gegeben:

sinΦ1 = n2/n1 . . .(2),

wobei n2 der Brechungsindex des Mantels 31 ist.

Hinsichtlich des Laserstrahls, der die erste Emissionsfläche 23 erreicht, ist der Laserstrahl, der die Grenzebene 39 un ter dem kleinsten Winkel in bezug auf die Normale 40 er reicht, ein Laserstrahl, der sich unter Reflexion durch die Grenzebene 43 zwischen dem Kern 30 und dem Mantel 31 mit dem kleinsten Winkel in bezug auf die Normale 44 der Grenzebene 43 ausbreitet und dann die erste Emissionsfläche 23 er reicht, d. h. ein Laserstrahl, der sich ausbreitet, wobei er durch die Grenzebene 43 mit dem kritischen Winkel Φ1 reflek tiert wird und dann die erste Emissionsfläche 23 erreicht. Aus dem Vorstehenden ist erkennbar, daß ein Laserstrahl, der sich so ausbreitet, daß er durch die Grenzebene 43 mit dem kritischen Winkel Φ1 reflektiert wird, um die erste Emissionsfläche 23 zu erreichen und in die Grenzebene 39 einzutreten, durch diese ein Mal totalreflektiert wird.

Wenn ein Laserstrahl durch die Grenzebene 43 unter dem kri tischen Winkel Φ1 und dann durch die Grenzebene 39 unter dem kritischen Winkel Φ0 reflektiert wird, ist der Winkel Θ [Grad] der Spitze der ersten Emissionsfläche 23 durch den folgenden Ausdruck gegeben:

Φ1 - Θ/2 = Φ0 . . .(3).

Genauer gesagt, ist, da die Summe aus den Innenwinkeln eines Dreiecks 180 Grad beträgt, der durch die optische Achse C und die Normale 40 gebildete Winkel α1 [Grad] durch den fol genden Ausdruck gegeben:

α1 = 90 Ws Θ/2 . . .(4).

Ferner ist, da die Summe aus den Innenwinkeln eines Dreiecks 180° beträgt, der Winkel α2 [Grad], der durch eine parallel zur optischen Achse C verlaufende Linie, die durch den Ein trittspunkt P1 des Laserstrahls in die Grenzebene 39 ver läuft, und den Laserstrahl gebildet wird, wie folgt gegeben:

α2 = 90 - Φ1 . . .(5).

Da innere Wechselwinkel einander gleich sind, wird der fol gende Ausdruck erhalten:

α1 = Φ0 + α2 . . .(6).

Aus den Gleichungen (4) bis (6) wird die Gleichung (3) er halten. Daher kann, wenn der Winkel der Spitze der ersten Emissionsfläche 23 so ausgewählt wird, daß er nicht größer als der die Gleichung (3) erfüllende Winkel Θ an der Spitze ist, ein Laserstrahl, der die erste Emissionsfläche 23 er reicht, ein Mal durch die Grenzebene 39 totalreflektiert werden. Im Ergebnis kann der Laserstrahl von der ersten Emissionsfläche 23 in Querrichtung auf z. B. den Bereich A1 emittiert werden. Die Bedingungen, unter denen ein die erste Emissionsfläche 23 erreichender Laserstrahl durch die Fläche total-transmittiert wird, d. h. diejenigen, bei denen der Laserstrahl nicht ringförmig in Querrichtung emittiert wird, sind solche, bei denen Licht, das kaum zum die erste Emissi onsfläche 23 erreichenden Laserstrahl durchläuft, d. h. Licht, das nahezu parallel zur optischen Achse C ist, durch die Fläche hindurchgestrahlt wird. Wenn diese Bedingungen erfüllt sind, wird sich in der Emissionsfaser 12 ausbreiten des Licht nicht ringförmig in Querrichtung emittiert, son dern es wird total-transmittiert, um entlang der optischen Achse C emittiert zu werden.

Wenn angenommen wird, daß der Außenraum 38 mit Luft gefüllt ist, der Kern 30 aus Quarz besteht und der Mantel 31 aus Quarz mit zugesetztem F (Fluor) besteht, gelten die folgen den Werte: n0 = 1, N1 = 1,458, N2 = 1,443, kritischer Winkel Φ0 = 43,30 Grad sowie kritischer Winkel Φ1 = 81,77 Grad. Da bei hat der Winkel Θ der Spitze den Wert 76,94 Grad. Wenn der Winkel der Spitze der ersten Emissionsfläche 23 nicht größer als 76,94 Grad ausgewählt wird, kann ein die erste Emissionsfläche 23 erreichender Laserstrahl ein Mal durch die Grenzfläche 39 totalreflektiert wird, um in Querrichtung emittiert zu werden. Wenn der Winkel der Spitze der ersten Emissionsfläche 23 nicht kleiner als 93,4 Grad ausgewählt wird, kann ein die erste Emissionsfläche 23 erreichender La serstrahl durch diese Fläche total-transmittiert werden. In diesem Fall wird der Laserstrahl von der ersten Emissions fläche 23 nicht ringförmig in Querrichtung emittiert, son dern er wird von ihr in der Richtung der optischen Achse C emittiert, mit dem Ergebnis, daß eine Bestrahlung nur zur Vorderseite der Emissionsfaser 12 hin erfolgt.

Wenn der Außenraum 38 mit Wasser gefüllt ist, hat n0 den Wert 1,33, und der kritische Winkel Φ0 beträgt 65,81 Grad. Dabei hat der Winkel Θ der Spitze den Winkel 31,92 Grad. Wenn der Winkel der Spitze der ersten Emissionsfläche 23 nicht größer als 31,92 Grad ausgewählt wird, kann ein die erste Emissionsfläche 23 erreichender Laserstrahl durch die Grenzebene 39 totalreflektiert werden, um in Querrichtung emittiert zu werden.

Wie oben beschrieben, ist die zweite Emissionsfläche 24 ku gelförmig, und eine virtuelle Kugel, die die zweite Emis sionsfläche 24 enthält, ist so ausgebildet, daß sie tangen tial an die erste Emissionsfläche 23 über den gesamten Um fang in bezug auf die optische Achse C anschließt. Anders gesagt, fällt in einer virtuellen Ebene, die die optische Achse C enthält, die Tangente an der zweiten Emissionsfläche 24 am Grenzpunkt P2 zwischen der ersten und zweiten Emis sionsfläche 23 und 24 mit der ersten Emissionsfläche 23 zu sammen. Die Oberfläche S1 des Kerns 30 an einer Schnittstel le 46, die die Grenzlinie zwischen der ersten und zweiten Emissionsfläche 23 und 24 enthält und rechtwinklig zur opti schen Achse C verläuft, ist wie folgt gegeben:

S1 = π × (r × sinα3) . . .(7),

wobei r der Krümmungsradius der zweiten Emissionsfläche 24 ist und α der Winkel [Grad] ist, der durch die optische Ach se C und die durch den Grenzpunkt P2 verlaufende Normale, die rechtwinklig auf der zweiten Emissionsfläche 24 steht, gebildet ist. Da die Summe aus den Innenwinkeln eines Drei ecks 180 Grad beträgt, ist der Winkel α3 durch die folgende Gleichung gegeben:

α3 = 90 - Θ/2 . . .(8).

Wenn angenommen wird, daß der Laserstrahl, der unter Aus breitung im Kern 30 der Emissionsfaser 12 geführt wird, gleichmäßige Intensitätsverteilung aufweist, ist davon aus zugehen, daß das Intensitätsverhältnis des Laserstrahls, der die zweite Emissionsfläche 24 erreicht und dann durch diese zum Außenraum 38 emittiert wird, zum gesamten Laser strahl nahezu den Wert wie das Schnittflächenverhältnis S1/S0 hat, wobei S1 die Fläche an der Schnittstelle mit der Grenzlinie zwischen der ersten und der zweiten Emissionsflä che 23 und 24 ist, während S0 die Schnittfläche des gesamten Kerns 30 ist. Wenn der Radius des Kerns 30 durch R bezeich net wird, hat die Schnittfläche S0 des gesamten Kerns 30 den folgenden Wert:

S0 = π × R² . . .(9).

Demgemäß ist das Verhältnis S1/S0 der Schnittflächen wie folgt gegeben:
Daher kann der Intensitätsanteil des durch die zweite Emis sionsfläche 24 emittierten Laserstrahls abhängig vom Krüm mungsradius r der zweiten Emissionsfläche 24 geändert wer den. Abhängig vom Behandlungsort werden die Frequenzen der durch die erste und zweite Emissionsfläche 23 und 24 emit tierten Laserstrahlen, die zur Verdampfung des Zahnbeins oder dergleichen beitragen, der Krümmungsradius r der zwei ten Emissionsfläche 24 und das Emissionsverhältnis der durch die erste und zweite Emissionsfläche 23 und 24 emittierten Laserstrahlen so ausgewählt, daß gute Bearbeitung erzielt wird.

Z. B. wird zur Vorbereitung eines Wurzelkanals der durch die zweite Emissionsfläche 24 emittierte Laserstrahl nur an der Wurzelspitze benötigt. Daher wird die Intensität des durch die zweite Emissionsfläche 24 emittierten Laserstrahls im Bereich von 1 bis 20%, vorzugsweise 5 bis 10%, derjenigen des gesamten, am Eintrittsende eintretenden Laserstrahls ausgewählt. Demgegenüber wird die Intensität des radial mit Ringform durch die erste Emissionsfläche 23 abgestrahlten Laserstrahls so gewählt, daß sie im Bereich von 80 bis 99%, vorzugsweise 85 bis 95%, derjenigen des gesamten, am Eintrittsende eintretenden Laserstrahls liegt. Auf diese Weise verfügen der axial emittierte erste Laserstrahl sowie der radial mit Ringform emittierte zweite Laserstrahl über verschiedene Intensitäten. Jedoch wird der durch die zweite Emissionsfläche 24 emittierte Laserstrahl nach vorne auf die optische Achse C konvergiert, weswegen in der Nähe der opti schen Achse hohe Energie erzielbar ist. Daher kann die Ener giedichte des ersten Laserstrahls nahezu mit derjenigen des zweiten Laserstrahls zur Übereinstimmung gebracht werden. Im Ergebnis kann das Zahnbein vor dem Emissions-Endabschnitt 22 der Emissionsfaser 12 sowie an dessen Seite nahezu gleich mäßig verdampft werden.

Fig. 5 ist eine vergrößerte Ansicht, die schematisch die Um gebung der zweiten Emissionsfläche 24 des Kerns 30 der Emis sionsfaser 12 zeigt. Unter Bezugnahme auf Fig. 5 wird die Konvergenz des über die zweite Emissionsfläche 24 emittier ten Laserstrahls betrachtet. Wenn ein Laserstrahl in die Grenzebene 39 zwischen dem Kern 30 und dem Außenraum 38 in der zweiten Emissionsfläche 34 unter einem Winkel ω1 [Rad] in bezug auf die optische Achse C eintritt, ist der Winkel ω2 (Rad), wie er durch die optische Achse C und die Normale 50 auf der zweiten Emissionsfläche 24, die durch den Ein fallswinkel P10 des Laserstrahls auf die Grenzebene 39 läuft, gebildet ist, wie folgt gegeben:

ω2 = sin^-1 (h/r) . . .(11),

wobei h der Abstand zwischen dem Einfallspunkt P10 und der optischen Achse C in der Richtung rechtwinklig zur letzteren ist. Der Winkel ω3 [Rad], wie er durch die optische Achse C und den Laserstrahl gebildet wird, der an der Grenzebene 39 reflektiert und durch die zweite Emissionsfläche 24 emit tiert wird, ist wie folgt gegeben:

ω3 = tan^-1 (h/D1) . . .(12),

wobei D1 der Abstand zwischen dem Eintrittspunkt P10 und dem Schnittpunkt P11 zwischen dem emittierten Laserstrahl und der optischen Achse C in der Richtung parallel zu dieser ist.

Da die Summe der Innenwinkel eines Dreiecks 180 Grad be trägt, werden der Eintrittswinkel λ1 [Rad] und der Emissi onswinkel λ0 [Rad] des Laserstrahls an der Grenzebene 39 in bezug auf die Normale 50 durch die folgenden Gleichungen er halten:

λ1 = ω2 - ω1 . . .(13)

λ0 = ω2 + ω3 . . .(14).

Da sinλ1 × n1 = sinλ0 x n0 gilt, wird das Folgende erhal ten:

λ0 = sin^-1 {(n1/n0) × sinλ1} . . .(15).

Aus den Gleichungen (13) bis (15) wird ω3 durch die folgende Gleichung erhalten:

ω3 = λ0 - ω2
= sin^-1 {(n1/n0) × sinλ1} - ω2
= sin^-1 {(n1/n0) × sin(ω2- ω1)} - ω2 . . .(16).

Aus den Gleichungen (11), (12) und (16) ergibt sich der Ab stand D1 wie folgt:

wobei die Winkel ω1, ω2 und ω3 in Radian ausgedrückt sind.

Wenn der Eintrittspunkt P10 des Laserstrahls in die Grenzebe ne 39 mit dem Grenzpunkt zwischen der ersten und zweiten Emissionsfläche 23 und 24 übereinstimmt, sind die Winkel ω1 und ω2 durch die folgenden Gleichungen gegeben:

ω2 = α3 . . .(18)

ω1 = α2 . . .(19).

Im Ergebnis ist der Winkel ω2 der spitze Winkel, unter dem der Laserstrahl ein Mal durch die erste Emissionsfläche 23 totalreflektiert wird, und es gilt die folgende Beziehung hinsichtlich des größten Winkels Θ der Spitze der ersten Emissionsfläche 23:

ω2 = (π/180) × {90 - (Θ/2)} . . .(20).

Wenn angenommen wird, daß sich der Laserstrahl unter Refle xion durch die Grenzebene 43 zwischen dem Kern 30 und dem Mantel 31 unter dem kritischen Winkel Φ1 ausbreitet, ist der Winkel ω1 wie folgt gegeben:

ω1 = (π/180) × (90 - Φ1) . . .(21).

Daher ist der Abstand D1 durch den folgenden Ausdruck gege ben:

Ferner ist der Abstand ΔD zwischen dem Eintrittspunkt P10 und dem Vorderende der zweiten Emissionsfläche 64 in der Richtung parallel zur optischen Achse C wie folgt gegeben:

ΔD = r - (r × cosω2) . . .(23).

Der Abstand D2 zwischen dem Vorderende der zweiten Emissi onsfläche 24 und dem Eintrittspunkt P11 ist wie folgt gege ben:

D2 = D1 - ΔD . . .(24).

Aus dem Obigen ergibt sich das Folgende, wenn der Außenraum 38 mit Luft gefüllt ist und der Winkel Θ der Spitze der ers ten Emissionsfläche 23 den Wert 76,94 Grad hat:

D2 = 1,010 r - 0,622 r = 0,388 r . . .(25).

Wenn der Außenraum 38 mit Wasser gefüllt ist und der Winkel Θ der Spitze der ersten Emissionsfläche 23 den Wert 31,92 Grad hat, gilt das Folgende:

D2 = 3,653 r - 0,274 r = 3,379 r . . .(26).

Auf diese Weise kann z. B. der Abstand D2 zwischen dem Vor derende der zweiten Emissionsfläche 24 und dem Brennpunkt P11 unter Verwendung des Krümmungsradius r der zweiten Emis sionsfläche 24 ausgedrückt werden.

Fig. 6 ist ein Diagramm, das ein Emissionsmuster zeigt, wie es dann erhalten wird, wenn der Durchmesser des Kerns 600 µm beträgt, der Winkel Θ1 der Spitze der ersten Emissionsfläche 23 den Wert 60 Grad hat und der Krümmungsradius r der zwei ten Emissionsfläche 24 den Wert 30 µm hat. Wenn die erste und die zweite Emissionsfläche 23 und 24 auf die obenbe schriebene Weise ausgebildet sind, wird der zweite Laser strahl von der ersten Emissionsfläche 23 in den Bereich AI emittiert, in dem die Beleuchtungsform ringförmig ist, und der zwischen dem innersten Bereichswinkel j10 von 64 Grad und dem äußersten Bereichswinkel j11 von 92 Grad liegt, und der erste Laserstrahl wird von der zweiten Emissionsfläche 24 zum Bereich A2 emittiert, der nahezu kreisförmig ist und in dem Bereichswinkel j12 den Wert 7 Grad hat.

Fig. 7 ist ein Diagramm, das ein Emissionsmuster zeigt, wie es dann erhalten wird, wenn der Durchmesser des Kerns 600 µm beträgt, der Winkel Θ2 der Spitze der ersten Emissionsfläche 23 den Wert 70 Grad hat und der Krümmungsradius r der zwei ten Emissionsfläche 24 den Wert 30 µm hat. Wenn die erste und die zweite Emissionsfläche 23 und 24 auf die obenbe schriebene Weise ausgebildet sind, wird der zweite Laser strahl von der ersten Emissionsfläche 23 in den Bereich A1 emittiert, in dem die Beleuchtungsform ringförmig ist, und der zwischen dem innersten Bereichswinkel j20 von 84 Grad und dem äußersten Bereichswinkel j21 von 111 Grad liegt, und der erste Laserstrahl wird von der zweiten Emissionsfläche 24 zum Bereich A2 emittiert, der nahezu kreisförmig ist und in dem Bereichswinkel j22 den Wert 8 Grad hat.

Fig. 8 ist ein Diagramm, das ein Emissionsmuster zeigt, wie es dann erhalten wird, wenn der Durchmesser des Kerns 600 µm beträgt, der Winkel Θ3 der Spitze der ersten Emissionsfläche 23 den Wert 80 Grad hat und der Krümmungsradius r der zwei ten Emissionsfläche 24 den Wert 30 µm hat. Wenn die erste und die zweite Emissionsfläche 23 und 24 auf die obenbe schriebene Weise ausgebildet sind, wird der zweite Laser strahl von der ersten Emissionsfläche 23 in den Bereich A1 emittiert, in dem die Beleuchtungsform ringförmig ist, und der zwischen dem innersten Bereichswinkel j30 von 180 Grad und dem äußersten Bereichswinkel j31 von 227 Grad liegt, und der erste Laserstrahl wird von der zweiten Emissionsfläche 24 zum Bereich A2 emittiert, in dem die Beleuchtungsform ringförmig ist und der zwischen dem innersten Bereichswinkel j32 von 15 Grad und dem äußersten Bereichswinkel j33 von 26 Grad existiert.

Fig. 9 ist ein Diagramm, das ein Emissionsmuster zeigt, wie es dann erhalten wird, wenn der Durchmesser des Kerns 600 µm beträgt, der Winkel Θ4 der Spitze der ersten Emissionsfläche 23 den Wert 90 Grad hat und der Krümmungsradius r der zwei ten Emissionsfläche 24 den Wert 30 µm hat. Wenn die erste und die zweite Emissionsfläche 23 und 24 auf die obenbe schriebene Weise ausgebildet sind, wird der zweite Laser strahl von der ersten Emissionsfläche 23 in den Bereich A1 emittiert, in dem die Beleuchtungsform ringförmig ist, und der zwischen dem innersten Bereichswinkel j40 von 194 Grad und dem äußersten Bereichswinkel j41 von 240 Grad liegt, und der erste Laserstrahl wird von der zweiten Emissionsfläche 24 zum Bereich A2 emittiert, in dem die Beleuchtungsform ringförmig ist und der zwischen dem innersten Bereichswinkel j42 von 12 Grad und dem äußersten Bereichswinkel j43 von 29 Grad existiert.

Fig. 10 ist ein Diagramm, das das Emissionsmuster zeigt, wie es dann erhalten wird, wenn der Durchmesser des Kerns 600 µm beträgt, der Winkel Θ5 der Spitze der ersten Emissionsfläche 23 den Wert 100 Grad hat und der Krümmungsradius r der zwei ten Emissionsfläche 24 den Wert 30 µm hat. Wenn die erste und die zweite Emissionsfläche 23 und 24 auf die obenbe schriebene Weise ausgebildet sind, wird von der ersten und zweiten Emissionsfläche 23 und 24 ein einzelnes Lichtbündel in den Bereich A1 emittiert, in dem die Beleuchtungsform ringförmig ist, und der zwischen dem innersten Bereichswin kel j50 von 10 Grad und dem äußersten Bereichswinkel j51 von 25 Grad existiert. Auf diese Weise wird, wenn der Winkel der Spitze der ersten Emissionsfläche 23 größer als 93,4 Grad ist, der zweite Laserstrahl nicht wesentlich in Querrichtung und radial vom Emissions-Endabschnitt 22 der Emissionsfaser 12 abgestrahlt, sondern Licht wird nur vom Emissions-Endab schnitt 22 in axialer Richtung der Emissionsfaser 12 nach vorne emittiert.

Fig. 11 ist ein Diagramm, das das Emissionsmuster zeigt, wie es dann erhalten wird, wenn der Durchmesser des Kerns 600 µm beträgt, der Winkel Θ6 der Spitze der ersten Emissionsfläche 23 den Wert 54 Grad hat und der Krümmungsradius r der zwei ten Emissionsfläche 24 den Wert 30 µm hat. Wenn die erste und die zweite Emissionsfläche 23 und 24 auf die obenbe schriebene Weise ausgebildet sind, wird von der ersten und zweiten Emissionsfläche 23 und 24 ein einzelnes Lichtbündel in den Bereich A1 emittiert, in dem die Beleuchtungsform ringförmig ist, und der zwischen dem innersten Bereichswin kel j60 von 45 Grad und dem äußersten Bereichswinkel j61 von 60 Grad existiert. Auf diese Weise ist, wenn der Winkel der Spitze der ersten Emissionsfläche 23 kleiner als 60 Grad ist, die Menge des nach vorne vom Emissions-Endabschnitt 22 der Emissionsfaser 12 emittierten Lichts extrem verringert, und Licht wird vom Emissions-Endabschnitt 22 nur in einer Richtung emittiert, die diagonal nach vorne in bezug auf die radiale Richtung der Emissionsfaser 12 ausgerichtet ist.

Wenn der Durchmesser des Kerns der Emissionsfaser 12 unge fähr 200 bis 600 µm beträgt, werden Emissionsmuster, die ähnlich den in den Fig. 6 bis 11 dargestellten ist, für die selben Winkel der Spitze erhalten, wenn der Krümmungsradius r der zweiten Emissionsfläche 24 im Bereich von 5 bis 100 µm liegt.

Wie oben beschrieben, wird, wenn der Winkel der Spitze der ersten Emissionsfläche 23 der Emissionsfaser 12 auf 60 bis 93 Grad eingestellt ist, ein am Eintrittsende eintretender Laserstrahl teilweise als erster Laserstrahl vom Emissions endabschnitt in radialer Richtung nach vorne emittiert, und teilweise als zweiter Laserstrahl mit Ringform in radialer oder Querrichtung. Wenn der erste, nach vorne abzustrahlende Laserstrahl sowie der zweite, in Querrichtung abzustrahlende Laserstrahl als Strahlen zur Laserbehandlung verwendet wer den, wie dies später im einzelnen beschrieben wird, können diese Strahlen insbesondere auf dem Gebiet von Zahnbehand lungen verwendet werden, z. B. zum Sterilisieren eines Wur zelkanals, zum Verdampfen eines Zahnnervs, zur Behandlung einer Wurzelspitze und als Abdichtungsmöglichkeit für einen Spalt. Wenn der Winkel der Spitze auf 60 bis 90 Grad einge stellt ist, wird der zweite Laserstrahl vom Emissions-Endab schnitt 22 der Emissionsfaser 12 in den Bereich von 45 bis 90 Grad in bezug auf die Achse abgestrahlt, wie es in den Fig. 6 bis 9 dargestellt ist. Z. B. können bei der Vorberei tung eines Wurzelkanals das Zahnbein der Wand des Wurzelka nals und der Zahnnerv über den gesamten Umfang des Wurzelka nals verdampft werden. Wenn der Winkel der Spitze auf 70 bis 90 Grad eingestellt ist, wird der zweite Laserstrahl in na hezu rechtwinkliger Richtung abgestrahlt, wodurch der Laser strahl auch in Zahnbein-Kanälchen eindringen kann, die in einer Richtung rechtwinklig zur Wand des Wurzelkanals ausge bildet sind. Daher kann auch eine Sterilisierung infizierter Wurzelkanäle in vollem Umfang ausgeführt werden. Wenn vor einer Laserbehandlung eine Behandlung mit einem Zahnbohrer ausgeführt wird, wird der Winkel der Spitze vorzugsweise auf 70 bis 80 Grad eingestellt. Im Ergebnis dieser Einstellung entspricht der Winkel der Spitze nahezu dem spitzen Winkel eines Wurzelbohrers, wie er bei der Behandlung verwendet wurde, so daß der Vorderendabschnitt gemäß der Behandlung mit dem Wurzelbohrer mit dem Laserstrahl bestrahlt werden kann. Wenn der Winkel der Spitze auf 80 bis 90 Grad einge stellt wird, wird der erste Laserstrahl vom Emissions-Endab schnitt 22 mit Ringform in axialer Richtung abgestrahlt, weswegen der erste Laserstrahl eine Bestrahlung unter Auf weitung unter einem bestimmten Winkel ausführt. Dann kann z. B. bei der Vorbereitung eines Wurzelkanals der gesamte Umfang am Vorderende des Wurzelbohrers durch den Laserstrahl bestrahlt werden.

Die Laser-Behandlungsvorrichtung 60 mit dem Laser-Handstück 63, an dem die Sonde 10 befestigt ist, kann auf die folgende Weise bei Zahnbehandlungen verwendet werden. Z. B. wird das Laser-Handstück 63 von der behandelnden Person gehalten, die Emissionsfaser 12 der Sonde 10 wird in einen Wurzelkanal 65, wie in Fig. 12 dargestellt, eingeführt, und die Wand 66 des Wurzelkanals, die in den Wurzelkanal 65 zeigt, wird durch einen Laserstrahl bestrahlt, um dadurch das Zahnbein der Wand 66 des Wurzelkanals zu verdampfen. Zahnbein-Kanälchen 102 erstrecken sich in der Wand des Wurzelkanals in recht winkliger Richtung. Auch diese Zahnbein-Kanälchen 102 können mit dem Laserstrahl bestrahlt werden, so daß eine Sterili sierung infizierter Wurzelkanäle ausgeführt werden kann. Wenn die Sonde 10 bei Zahnbehandlungen verwendet wird, kann der erste Laserstrahl in bezug auf den Emissions-Endab schnitt 22 der Emissionsfaser 12 nach vorne emittiert wer den, und der zweite Laserstrahl kann in Querrichtung in be zug auf den Emissions-Endabschnitt 22 emittiert werden, und das Zahnbein kann am bestrahlten Ort durch den ersten und zweiten Laserstrahl verdampft werden. Wenn die Sonde 10 zum Verdampfen des Zahnbeins des Wurzelkanals 65 verwendet wird, wird die Länge der Einführung in den Wurzelkanal, d. h. das Stück L, mit dem der Emissions-Endabschnitt 22 vorsteht, auf z. B. 3 mm oder mehr, im allgemeinen auf ungefähr 3 bis 25 mm eingestellt. Im Fall einer Behandlung eines Wurzelka nals wird z. B. das vorstehende Stück auf ungefähr 15 bis 20 mm ausgewählt. Daher kann der Emissions-Endabschnitt 22 ausreichend bis in die Nähe einer Wurzelspitze 68 eingeführt werden, so daß die Behandlung des Wurzelkanals in vorteil hafter Weise ausgeführt werden kann. Die Emissionsfaser 12 ist elastisch verformbar. Selbst wenn z. B. der Wurzelkanal 65 gebogen ist, kann daher die Emissionsfaser entlang der Form desselben bis zur Wurzelspitze 68 eingeführt werden. Um das Einführen der Emissionsfaser 12 zu erleichtern, kann vorab ein Loch unter Verwendung eines kleinen Wurzelbohrers hergestellt werden.

Bei der obengenannten Vorbereitung eines Wurzelkanals wird die Laserstrahlung ab der Öffnung des Wurzelkanals auf den verdampfbaren Bereich beschränkt, da der Wurzelkanal 65 schmal ist, und demgemäß muß die Emissionsfaser 12 der Son de 10 in den Wurzelkanal 65 eingeführt werden, um das Zahn bein der Wand 66 des Wurzelkanals zu verdampfen. In der Son de 10 kann der Laserstrahl gleichmäßig als zweiter Laser strahl in Querrichtung von der ersten Emissionsfläche 23 der Emissionsfaser 12 emittiert werden. Daher kann die Emissi onsfaser 12 von der Öffnung des Wurzelkanals her eingeführt werden, und ein Laserstrahl wird emittiert, während die Fa ser in den Richtungen X1 und X2 bewegt wird, entlang denen sich der Wurzelkanal 65 erstreckt, wodurch das Zahnbein der Wand 66 des Wurzelkanals über den gesamten Umfang des Wur zelkanals 65 und im Bereich von der Öffnung des Wurzelkanals bis in die Nähe der Wurzelspitze 68 verdampft werden kann. Ferner kann, da der Laserstrahl als erster Laserstrahl auch durch die zweite Emissionsfläche 24 nach vorne gestrahlt werden kann, das Zahnbein der Wand 66 des Wurzelkanals auch an der Wurzelspitze 68 verdampft werden. Auf diese Weise kann auch bei einer Behandlung der Wand 66 des Wurzelkanals, die in den engen Wurzelkanal 65 zeigt, wo die Richtung des Emissions-Endabschnitts 22 der Emissionsfaser 12 nicht leicht ausgewählt werden kann, die Behandlung nach Bedarf dadurch ausgeführt werden, daß die Emissionsfaser 12 in den Wurzelkanal 65 eingeführt wird.

Wenn eine Emissionsfaser 12 verwendet wird, bei der, wie dies in den Fig. 8 und 9 dargestellt ist, die Emissionsrich tung für den radial von der ersten Emissionsfläche 23 emit tierten Bereich A1 mehr nach hinten als der Emissions-Endab schnitt 22 ausgerichtet ist, können Verdampfungsrückstände des Zahnbeins und des Gewebes des Zahnnervs, wie durch die Bestrahlung mit dem Laserstrahl erzeugt, dadurch von der Mündung des Öffnungskanals nach außen ausgeworfen werden, daß der Emissions-Endabschnitt 22 auf solche Weise bewegt wird, daß er vom Abschnitt mit der Wurzelspitze zur Öffnung des Wurzelkanals hin hochgezogen wird. Wenn eine Kombination aus einer Einstrahlung eines Laserstrahls und Wasserzufüh rung verwendet wird, wird der Laserstrahl im Wasser im Wur zelkanal absorbiert, so daß dort ein Kavitationseffekt er zeugt wird. Im Ergebnis können ein Beseitigen von Verdamp fungsrückständen und ein Reinigungsvorgang auch im Wurzel kanal erfolgen.

Wenn eine Zahnbehandlung unter Verwendung eines Laserstrahls auf diese Weise ausgeführt wird, kann das Zahnbein verdampft werden, um die Infektionsquelle und dergleichen zu beseiti gen, und es kann auch ein Sterilisationsprozeß ausgeführt werden. Auch können die Verdampfung des Zahnbeins und der Sterilisationsprozeß mit Vorteil an der Wurzelspitze ausge führt werden. Darüber hinaus ist es möglich, wenn eine Be handlung unter Verwendung eines Laserstrahls auf diese Weise ausgeführt wird, das Auftreten apikaler Periodontitis und dergleichen zu verhindern.

Die herkömmliche Behandlung mit einem Wurzelbohrer an einer Wurzelspitze kann ein genaues Loch in der Wurzelspitze aus bilden. Wenn ein derartiges Loch hergestellt wird, können verschiedene Störungen, wie Entzündungen, auftreten. Demge genüber wird bei einer Bestrahlungsbehandlung mit einem La serstrahl selbst dann, wenn durch diesen ein Loch in der Wurzelspitze erzeugt wird, nur ein dünner Teil der Oberflä chenschicht des mit einem Loch versehenen Teils der Wurzel spitze modifiziert und verdampft, was in sterilisiertem Zu stand erfolgt, und es werden keine Schäden wie Abschaben von Gewebe durch einen Wurzelbohrer oder dergleichen erzeugt. Auch aus diesem Gesichtspunkt ist daher die Behandlung durch Laserbestrahlung sehr sicher.

Die erste Emissionsfläche 23 des Emissions-Endabschnitts 22 der Emissionsfaser 12 ist mit Kreiskegelform ausgebildet. Gemäß dieser Konfiguration kann ein Laserstrahl in Umfangs- und Querrichtung in bezug auf die optische Achse 10 mit gleichmäßiger oder nahezu gleichmäßiger Intensitätsvertei lung von der ersten Emissionsfläche 23 emittiert werden. Da her können Teile des Zahnbeins, die vom Emissions-Endab schnitt 22 der Emissionsfaser 12 nahezu gleich weit beab standet sind, mit gleichmäßiger oder nahezu gleichmäßiger Dicke verdampft werden. Da z. B. das Zahnbein, das einem nahezu zylindrischen Raum zugewandt ist, mit nahezu gleich mäßiger Dicke verdampft werden kann, kann das Laser-Hand stück mit Vorteil verwendet werden.

Wie oben beschrieben, ermöglicht es die Ausbildung der zwei ten Emissionsfläche 24 mit Kugelform, daß der von dieser zu emittierende Laserstrahl konvergiert wird. Daher kann selbst dann, wenn der Intensitätsanteil des von der zweiten Emissi onsfläche 24 emittierten Laserstrahls klein ist, wie oben beschrieben, die Intensität am Bestrahlungsort erhöht wer den. Z. B. ist bei der Vorbereitung eines Wurzelkanals der Intensitätsanteil des Laserstrahls, der hauptsächlich zum Verdampfen des der Wurzelspitze 28 zugewandten Zahnbeins er forderlich ist, klein, so daß der Laserstrahl wirkungsvoll genutzt wird und eine schnelle und wirkungsvolle Behandlung ausgeführt wird, wobei der Laserstrahl auch in Vorwärtsrich tung mit ausreichender Intensität emittiert werden kann. Ferner kann die Konvergenz den Durchmesser des Lichtflusses verringern, so daß das Zahnbein, das einem Raum mit winzi gem Durchmesser, wie dem Loch 69 in der Wurzelspitze, zuge wandt ist, zufriedenstellend verdampft wird. Darüber hinaus verhindert die Ausbildung der zweiten Emissionsfläche 24 mit Kugelform, daß weiches Gewebe des Patienten beschädigt wird, und zwar selbst dann, wenn das Vorderende der Emissi onsfaser 12 mit weichem Gewebe in Kontakt gebracht wird. Die Emissionsfaser 12 kann leicht in einem Zustand bewegt wer den, in dem das Vorderende derselben in Kontakt mit hartem oder weichem Gewebe des Patienten steht.

Die aus einem elektrisch leitenden Material bestehende Elek trode 34 ist am Umfang der Emissionsfaser 12 angeordnet. Diese Elektrode 34 kann als Elektrode für ein Wurzelkanal- Meßinstrument 71 verwendet werden, das den zwischen der Elektrode 34 und einem mit dieser gepaarten Kontaktanschluß fließenden Strom mißt, um den elektrischen Widerstand zwi schen den paarweise zugeordneten Elektroden zu erhalten, wo durch die Länge des Wurzelkanals auf Grundlage des elektri schen Widerstands gemessen werden kann. Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, wird die andere Elektrode, oder eine Mund elektrode 70, die gesondert vorhanden ist, mit einem vorbe stimmten Ort im Mund, z. B. der Lippe, in Kontakt gebracht, und die Emissionsfaser 12 wird in den Wurzelkanal 65 einge führt. Dann wird der Widerstand des Teils gemessen, der sich zwischen der Wurzelkanalelektrode 34 und der Mundelektrode 70 über die Wurzelspitze 68 erstreckt, wodurch die Position des Emissions-Endabschnitts 22 der Emissionsfaser 12 im Wur zelkanal 65 erfaßt werden kann. Daher kann das Zahnbein am zu verdampfenden Ort mit der korrekten Menge verdampft wer den, und die Behandlung kann schnell, leicht und genau aus geführt werden. Die Wurzelkanalelektrode 34 ist am gesamten Umfang der Emissionsfaser 12 vorhanden. In diesem Fall kann der elektrische Leitungszustand der Gewebe im Mund zwischen der Wurzelkanalelektrode 34 und der Mundelektrode 70 leicht erhalten werden. Daher kann die Behandlung ausgeführt wer den, während auf einfache Weise die Position des Emissions- Endabschnitts 22 der Emissionsfaser 12 erfaßt wird.

Fig. 13 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch einen Kern 30a einer Emissionsfaser 12a bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, und Fig. 14 ist eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XIV-XIV in Fig. 13. Diejenigen Komponenten, die solchen beim obenbeschriebe nen Ausführungsbeispiel entsprechen, sind mit denselben Be zugszahlen gekennzeichnet, und ihre Beschreibung wird wegge lassen. Nachfolgend werden nur anders ausgebildete Komponen ten beschrieben. Beim Ausführungsbeispiel ist die erste Emissionsfläche 23 des Kerns 30a der Emissionsfaser 12a in Form eines elliptischen Kegels ausgebildet, wobei der Quer schnitt rechtwinklig zur optischen Achse C elliptische Form aufweist. Gemäß dieser Konfiguration wird der zweite Laser strahl, der in Querrichtung ringförmig emittiert wird, von der ersten Emissionsfläche 23 mit ungleichmäßiger Intensi tätsverteilung abgestrahlt, in der sich die Intensität mit Intervallen von ungefähr 90 Grad in Umfangsrichtung in bezug auf die optische Achse C ändert. Gemäß Fig. 14 kann z. B. der Laserstrahl mit einer Intensitätsverteilung emittiert werden, bei der die Intensität in den vertikalen Richtungen relativ hoch ist, während sie in den Querrichtungen relativ niedrig ist. Daher kann das Zahnbein an Orten, die vom Emis sions-Endabschnitt 22 der Emissionsfaser 12a um einen Ab stand beabstandet sind, der sich mit Intervallen von unge fähr 90 Grad ändert, mit gleichmäßiger oder nahezu gleichmä ßiger Dicke verdampft werden. Da z. B. das Zahnbein, das einem nahezu elliptischen, zylindrischen Raum, wie dem Wur zelkanal 65, zugewandt ist, mit nahezu gleichmäßiger Dicke verdampft werden kann, kann in diesem Fall das Laser-Hand stück mit Vorteil verwendet werden.

Fig. 15 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch einen Kern 30b einer Emissionsfaser 12b gemäß noch einem an deren Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, und Fig. 16 ist eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XVI-XVI von Fig. 15. Komponenten, die solchen des obenbeschriebenen Aus führungsbeispiels entsprechen, sind mit denselben Bezugszah len gekennzeichnet, und ihre Beschreibung wird weggelassen. Nachfolgend werden nur anders ausgebildete Komponenten be schrieben. Beim Ausführungsbeispiel ist die erste Emissions fläche 23 des Kerns 30b der Emissionsfaser 12b in Form einer regelmäßigen quadratischen Pyramide ausgebildet, wobei die Schnittfläche rechtwinklig zur optischen Achse C quadrati sche Form aufweist. Gemäß dieser Konfiguration wird der zweite Laserstrahl, der in Querrichtung ringförmig emittiert wird, von der ersten Emissionsfläche 23 mit ungleichmäßiger Intensitätsverteilung emittiert, wobei sich die Intensität mit Intervallen von ungefähr 45 Grad in der Umfangsrichtung in bezug auf die optische Achse C ändert. In Fig. 16 kann z. B. der Laserstrahl mit einer Intensität emittiert werden, die in den vertikalen und horizontalen Richtungen relativ hoch ist, während sie in schrägen Richtungen relativ niedrig ist, die gegenüber den vertikalen Richtungen um ungefähr 45 Grad in Uhrzeiger- und in Gegenuhrzeigerrichtung winkelmäßig versetzt sind. Daher kann Zahnbein an Orten, die vom Emissi ons-Endabschnitt 22 der Emissionsfaser 12b um einen Abstand entfernt sind, der sich mit Intervallen von ungefähr 45 Grad ändert, mit gleichmäßiger oder nahezu gleichmäßiger Dicke verdampft werden.

Die erste Emissionsfläche 23 muß nicht die Form einer re gelmäßigen quadratischen Pyramide aufweisen, sondern sie kann eine andere regelmäßige Vieleckpyramiden-Form aufwei sen, wobei ein Querschnitt rechtwinklig zur optischen Achse C die Form eines regelmäßigen Vielecks hat, oder es kann sich um die Form einer anderen vieleckigen Pyramide handeln, wobei ein Querschnitt rechtwinklig zur optischen Achse C die Form eines verzerrten Vielecks hat. Wenn das Zahnbein an Or ten, die vom Emissions-Endabschnitt 22 der Emissionsfaser 12b um einen Abstand entfernt sind, der sich in Umfangsrich tung ändert, zu verdampfen ist, kann, wenn die erste Emissi onsfläche so ausgewählt wird, daß sie eine ungefähre Viel eckpyramiden-Form, die der Abstandsänderung entspricht, auf weist, das Zahnbein an derartigen Orten mit gleichmäßiger oder nahezu gleichmäßiger Dicke verdampft werden. Auf diese Weise kann, abhängig von der Form eines Raums, das dem Raum zugewandte Zahnbein mit gleichmäßiger oder nahezu gleichmä ßiger Dicke verdampft werden. Daher kann das Laser-Handstück mit Vorteil verwendet werden.

Fig. 17 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch einen Kern 30c einer Emissionsfaser 12c bei noch einem ande ren Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt. Komponenten, die solchen des obenbeschriebenen Ausführungsbeispiels ent sprechen, sind mit denselben Bezugszahlen gekennzeichnet, und ihre Beschreibung wird weggelassen. Nachfolgend werden nur anders ausgebildete Komponenten beschrieben. Beim Aus führungsbeispiel ist die erste Emissionsfläche 23 des Kerns 30c der Emissionsfaser 12c mit exzentrischer Kreiskegelform mit einer Achse 80 ausgebildet, die einen Winkel ß zur opti schen Achse C bildet, so daß ein Querschnitt rechtwinklig zur Achse C, die in bezug auf die optische Achse C geneigt ist, Kreisform aufweist. Gemäß dieser Konfiguration kann der zweite Laserstrahl in Umfangsrichtung in bezug auf die Achse emittiert werden, die zur optischen Achse C schräg steht, z. B. in den in Fig. 17 dargestellten Querrichtungen Y1 und Y2. Daher kann Zahnbein einer Wand, die so geneigt ist, daß sie von der Achse eines Raums beabstandet ist, wenn eine Be wegung vom Anfang des Raums bis zu dessen Vorderende er folgt, leicht verdampft werden.

Die Form der ersten Emissionsfläche 23, die exzentrisch in bezug auf die optische Achse C ist, muß keine Kreiskegel form aufweisen, sondern sie kann die Form eines exzentri schen, elliptischen Kegels aufweisen, wobei ein Querschnitt rechtwinklig zur Achse 80 elliptische Form aufweist, oder es kann die Form eines regelmäßigen vieleckigen Pyramiden stumpfs vorliegen, wobei ein Querschnitt rechtwinklig zur Achse 80 die Form eines regelmäßigen Vielecks aufweist. Fer ner kann die erste Emissionsfläche die Form einer anderen Vieleckpyramide aufweisen, wobei ein Querschnitt rechtwink lig zur Achse 80 die Form eines verzerrten Vielecks auf weist. Gemäß dieser Konfiguration kann die erste Emissions fläche 23 abhängig von einem Raum, in den der zu behandelnde Ort zeigt, mit verjüngter Form ausgebildet werden, und das Zahnbein an einem solchen Ort kann entsprechend der Form des Raums mit gleichmäßiger oder nahezu gleichmäßiger Dicke ver dampft werden. Daher kann das dem Raum zugewandte Zahnbein abhängig von der Form desselben mit ungefähr gleichmäßiger Dicke verdampft werden, so daß das Laser-Handstück mit Vor teil verwendbar ist.

Zusätzlich zur Form der ersten Emissionsfläche 23 kann auch diejenige der zweiten Emissionsfläche 24 abhängig vom Be handlungsort gewählt werden. Z. B. kann die zweite Emissi onsfläche eine ebene Form aufweisen, die rechtwinklig zur optischen Achse C verläuft, oder eine ebene Fläche, die in bezug auf eine Ebene rechtwinklig zur optischen Achse C ge neigt ist, oder es kann eine andere gekrümmte Form vorlie gen. Die obenbeschriebenen Ausführungsformen bilden nur Bei spiele. Die Formen der ersten und zweiten Emissionsfläche 23 und 24, die Materialien, Strukturen und Abmessungen der Emissionsfasern 12, 12a, 12b, 12c und dergleichen können ab hängig vom Behandlungsort zweckdienlich gewählt werden. Der Laser ist nicht auf einen Er-YAG-Laser beschränkt, sondern es kann ein Ho-YAG (Holmium-Yttrium-Aluminium-Granat)-Laser oder dergleichen verwendet werden. Wenn die Bestrahlung mit einem Laserstrahl in einem engen Raum wie einem Hohlraum eines Zahnnervs ausgeführt wird, kann die Gefahr bestehen, daß der Temperaturanstieg in einem solchen Raum zu Schwie rigkeiten führt. Das Problem eines derartigen Temperaturan stiegs kann unter Verwendung eines Er-YAG-Lasers aus den folgenden Gründen überwunden werden. Wenn Gewebe durch einen Er-YAG-Laser bestrahlt werden, werden sie durch Absorption und Verdampfung des Laserstrahls hinsichtlich H₂O- und OH- Gruppen zerstört. Daher besteht hinsichtlich der Teile, in denen die Temperatur durch die Absorption des Laserstrahls in den Geweben erhöht wird, einhergehend mit zerstörten Spä nen eine Streuung, mit dem Ergebnis, daß die im Gewebe ver bleibende Wärmemenge auf ein sehr niedriges Niveau verrin gert ist. Ein Temperaturanstieg kann auch durch Einstrahlen nur von Wasser oder eines Gemischs aus Wasser und Luft in Sprayform deutlich unterdrückt werden.

Alternativ kann die Emissionsfaser 12 eine optische Faser sein, bei der eine Zwischenschicht mit einem Brechungsindex unter dem des Mantels 31 zwischen dem Kern 30 und dem Mantel 31 ausgebildet ist; der Kern 30 kann eine Brechungsindex- Verteilung aufweisen, gemäß der der Brechungsindex im zen tralen Teil niedriger als im umgebenden Teil ist; der Bre chungsindex des Mantels 31 kann niedriger als derjenige im zentralen Teil des Kerns 30 sein; und der Brechungsindex kann sich an der Grenze zwischen dem Kern 30 und der Zwi schenschicht sowie zwischen der Zwischenschicht und dem Man tel 31 stark ändern. Wenn ein Laserstrahl in einen Kern 30 mit einer Brechungsindex-Verteilung eintritt, bei der der Brechungsindex im zentralen Teil niedriger als in der Umge bung ist, ist die Energiedichte-Verteilung des emittierten Laserstrahls in der radialen Richtung des Kerns 30 nahezu gleichmäßig. Daher kann die Energiedichte-Verteilung des emittierten Laserstrahls beim Hindurchleiten durch die Emis sionsfaser 12 im Bereich, der der gesamten Fläche des Kerns 30 entspricht, extrem vergleichmäßigt werden. Im Emissions- Endabschnitt 22 der Emissionsfaser 12 mit einer derartigen Konfiguration ist die Energie nicht örtlich in der Nähe der optischen Achse C konzentriert. Selbst wenn Komponenten aus lebendem, hartem Gewebe am Emissions-Endabschnitt 22 der op tischen Faser anhaften, d. h. an den Emissionsflächen 23 und 24, wird der gesamte Emissions-Endabschnitt 22 der Emissi onsfaser 12 nahezu gleichmäßig erwärmt. Daher kann, wenn le bendes, hartes Gewebe durch die Laser-Behandlungsvorrichtung zu verdampfen ist, selbst dann, wenn Komponenten des leben den, harten Gewebes am Emissions-Endabschnitt 22 der opti schen Faser anhaften, der zentrale Teil des Emissions-Endab schnitts 22 der Emissionsfaser 12 an einem Abschälen oder einer Beschädigung zu ausgesparter Form geschützt werden. Auch werden bei einem beschädigten Emissions-Endabschnitt 22 der Emissionsfaser 12 die gesamten Emissionsflächen 23 und 24 der Emissionsfaser 12 nahezu gleichmäßig beschädigt. Da her kann verhindert werden, daß eine Verringerung der Ver dampfungsfähigkeit aufgrund örtlicher Wärmeerzeugung an den Emissionsflächen 23 und 24 der Emissionsfaser 12 auftritt.

Ferner ist die Emissionsfaser 12 als dreischichtige Struktur konfiguriert, bei der die Zwischenschicht zwischen dem Kern 30 und dem Mantel 31 ausgebildet ist. Der Brechungsindex des Mantels 31 ist niedriger als der in zentralen Teilen des Kerns 30, und der Brechungsindex der Zwischenschicht ist niedriger als der des Kerns 31. Bei dieser Brechungsindex- Verteilung der gesamten Emissionsfaser 12 ändert sich der Brechungsindex an der Grenze zwischen dem Kern 30 und der Zwischenschicht sowie zwischen der Zwischenschicht und dem Mantel 31 stark. Es ist bevorzugt, daß ein Laserstrahl, wie er bei einer Laser-Behandlungsvorrichtung zum Behandeln von lebendem, hartem Gewebe verwendet wird, eine Energiedichte- Verteilung aufweist, die in radialer Richtung eines Quer schnitts des Kerns 30 im Emissions-Endabschnitt 22 der Emis sionsfaser 12 gleichmäßig ist. Wenn die Zwischenschicht zwi schen den Kern 30 und den Mantel 31 eingefügt ist, ändert sich die Energiedichte des durch den Kern 30 der Emissions faser 12 geführten Laserstrahls stark an solchen Orten, die Grenzen zwischen dem Kern und dem Mantel und der Zwischen schicht entsprechen. Daher wird verhindert, daß Energie in Abschnitte ausleckt, die der Zwischenschicht und dem Mantel 31 entsprechen, mit dem Ergebnis, daß die Energieverluste des vom Emissions-Endabschnitt 22 der Emissionsfaser 12 emittierten Laserstrahls verringert sind. Demgemäß kann der Energiepegel des in den Kern 30 der Emissionsfaser 12 ein tretenden Laserstrahls um einen Pegel verringert werden, der dem verringerten Verlust entspricht.

Vorstehend wurden Ausführungsbeispiele beschrieben, bei de nen das Handstück bei der Herstellung eines Wurzelkanals verwendet wird, jedoch kann das Handstück z. B. bei den fol genden Behandlungen verwendet werden: Abszeßbehandlung auf zahnmedizinischem Gebiet, d. h. Behandlung, bei der Eiter entfernt wird, der sich in einem Periapex-Bereich angesam melt hat; bei der Amputation eines Zahnnervs; bei der Be strahlung einer Wand in einem engen Raum hinsichtlich Polli nosis auf dem Gebiet der Hals-Nasen-Ohren-Medizin; bei der Zerstörung von Steinen auf dem Gebiet endoskopischer Behand lung. Ferner kann das Handstück bei anderen Behandlungen verwendet werden, wie bei der Verdampfung eines Knochens oder eines Knorpels, beim Beseitigen von Klumpen in Blutge fäßen sowie beim Durchtrennen und Verdampfen weichen Gewebes in den Verdauungsorganen.

Claims

1. Handstück (63) für einen medizinischen Laser, gekenn zeichnet durch:

- einen Hauptkörper (13) und eine an diesem befestigte La sersonde (10), die eine Emissionsfaser (12) aufweist, wobei ein durch eine Laserstrahlquelle (61) erzeugter Laserstrahl von einem Emissions-Endabschnitt (22) der Emissionsfaser ab gestrahlt wird;
- wobei dieser Emissions-Endabschnitt kegelförmig ausgebil det ist und von ihm ein erster Laserstrahl in axialer Rich tung der Emissionsfaser und ein zweiter Laserstrahl mit Ringform in radialer Richtung der Emissionsfaser abgestrahlt werden.

2. Handstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel der Spitze des Emissions-Endabschnitts (22) der Emissionsfaser (12) im Bereich von 60 bis 93 Grad liegt.

3. Handstück nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel der Spitze des Emissions-Endabschnitts (22) der Emissionsfaser (12) im Bereich von 60 bis 90 Grad liegt.

4. Handstück nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel der Spitze des Emissions-Endabschnitts (22) der Emissionsfaser (12) im Bereich von 70 bis 80 Grad liegt.

5. Handstück nach einem der vorstehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der vom Emissions-Endabschnitt (22) der Emissionsfaser (12) emittierte zweite Laserstrahl in radialer Richtung nahezu rechtwinklig zur Achse der Emis sionsfaser abgestrahlt wird.

6. Handstück nach einem der vorstehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der vom Emissions-Endabschnitt (22) der Emissionsfaser (12) abgestrahlte erste Laserstrahl ringförmig in axialer Richtung der Emissionsfaser abge strahlt wird.

7. Handstück nach einem der vorstehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß 1 bis 20% des in die Emissions faser (12) eintretenden Laserstrahls als erster Laserstrahl vom Emissions-Endabschnitt (22) abgestrahlt werden, während 80 bis 99% des Laserstrahls als zweiter Laserstrahl vom Emissions-Endabschnitt abgestrahlt werden.

8. Handstück nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß 5 bis 15% des in die Emissionsfaser (12) eintretenden La serstrahls als erster Laserstrahl vom Emissions-Endabschnitt (22) abgestrahlt werden, während 85 bis 95% des Laser strahls als zweiter Laserstrahl vom Emissions-Endabschnitt abgestrahlt werden.

9. Handstück nach einem der vorstehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß am Außenumfang der Emissionsfaser (12) eine Elektrode (34) aus elektrisch leitendem Material vorhanden ist.

10. Handstück nach einem der vorstehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Emissionsfaser (12) einen Außendurchmesser von 100 bis 2000 µm aufweist und die Laser sonde (10) eine Sonde für Zahnbehandlungen ist.