DE3713512C2 - Laserhandstück - Google Patents

Laserhandstück

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Description

Die Erfindung betrifft ein Laserhandstück mit einem Handstückkörper, zu dem ein Laserstrahl von einer Laserquelle übermittelt wird, und mit einem Kopfteil, innerhalb dessen über eine Gelenkwelle ein Reflektor zum Umlenken des Laserstrahls schwenkbar gelagert ist.
Bei einem bekannten Laserhandstück dieser Art (JP-GM 57-163253) ist die Gelenkwelle auf der einen Seite des Kopfteils des Laserhandstücks herausgeführt, und auf dem herausgeführten Gelenkwellenende ist ein Stellrad befestigt. Wenn das Kopfteil für eine medizinische Behandlung, insbesondere eine zahnärztliche Behandlung, z. B. in die enge Mundhöhle eingeführt wird, stellt das Stellrad ein Hindernis dar. Außerdem ist die Handhabung relativ schwierig. Um den Laserstrahl innerhalb der Mundhöhle auf eine bestimmte Stelle zu richten, muß der Zahnarzt entweder bei in die Mundhöhle eingeführtem Kopfteil in die Mundhöhle hineingreifen und dort das Stellrad betätigen, bis der Laserstrahl den Zielpunkt trifft, oder das Kopfteil muß aus der Mundhöhle herausgezogen werden, um dann das Stellrad zu verstellen. Die erste Alternative ist in einer engen Mundhöhle nicht oder nur schwierig durchzuführen. Bei der zweiten Alternative kann der Zahnarzt nicht unmittelbar beobachten, ob die vorgenommene Verstellung den Laserstrahl auf den beabsichtigten Zielpunkt treffen läßt. Die Verstellung muß daher gegebenenfalls in umständlicher Weise mehrfach vorgenommen werden, wobei jedesmal das Kopfstück in die Mundhöhle hineinzubringen und aus dieser wieder herauszuziehen ist. Gleichwohl ist keine Gewähr dafür gegeben, daß der Laserstrahl die Zielstelle exakt trifft.
Es ist ferner ein optisches Bronchoskop bekannt (US-PS 3 096 756), bei dem von einer Lampe emittiertes Licht auf ein reflektierendes Prisma trifft, dessen Träger um eine Gelenkwelle verschwenkbar angeordnet ist. Ein gegen Axialbewegungen gesicherter Drehring steht in Gewindeeingriff mit einer gegen Drehung gesicherten, axial verschiebbaren Steuerhülse, die ihrerseits über Koppelglieder mit dem Prismenträger verbunden ist. Durch Drehen des Drehringes verursachte Axialverschiebungen der Steuerhülse werden von den Koppelgliedern in eine Schwenkbewegung des Prismenträgers umgesetzt, um den Winkel einzustellen, unter dem der von dem Prisma reflektierte Lichtstrahl abgestrahlt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Laserhandstück zu schaffen, bei dem der Laserstrahl über einen Applikator unter einem einstellbaren Winkel bequem und genau auf eine jeweils gewünschte Stelle appliziert werden kann.
Ausgehend von einem Laserhandstück der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
  • - auf den Außenumfang des Handstückkörpers eine entlang der Achse des Handstückkörpers hin- und herbewegbare Steuerhülse aufgesetzt ist,
  • 1- am Handstückkörper Koppelglieder angebracht sind, die eine Verschiebebewegung der Steuerhülse in eine Schwenkbewegung des Reflektors um die Gelenkwelle umsetzen,
  • - mit dem Kopfteil über die Gelenkwelle ferner ein Applikatorträger schwenkbar verbunden ist, der einen Applikator in Form eines der Lichtführung dienenden optischen Elements trägt, und
  • - der Applikatorträger mit der Steuerhülse über am Handstückkörper angebrachte Koppelglieder derart in Verbindung steht, daß bei einer Verschiebebewegung der Steuerhülse der Applikatorträger eine Schwenkbewegung um einen Winkel ausführt, der näherungsweise doppelt so groß wie der jeweilige Schwenkwinkel des Reflektors ist.
Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Laserhandstück ist gewährleistet, daß der Applikator mit dem Strahlengang des vom Reflektor umgelenkten Laserstrahls ständig genau ausgerichtet bleibt, auch wenn während der Behandlung der Abstrahlwinkel des Laserstrahls geändert wird. Der Abstrahlwinkel des Laserstrahls läßt sich jederzeit problemlos ändern.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform eines Laserhandstücks nach der Erfindung,
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt entsprechend Fig. 1, der das Handstück in einer anderen Arbeitsstellung veranschaulicht,
Fig. 4 einen Längsschnitt durch ein Handstück gemäß einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 5 eine schematische Darstellung des Verstellmechanismus der Ausführungsformen gemäß den Fig. 1 bis 4 und
Fig. 6 eine schematische Darstellung des Verstellmechanismus gemäß einer weiter abgewandelten Ausführungsform der Erfindung.
Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 bis 6 handelt es sich um ein Kontakt-Winkelhandstück. Dabei sind in einem Kopfteil 2 über eine Gelenkwelle 21 ein Reflektorträger 30 und zusätzlich ein Applikatorträger 6 derart schwenkbar abgestützt, daß sie um unterschiedliche Winkel um die Achse der Gelenkwelle 21 gedreht werden können. Ein Reflektor 3 zum Umlenken eines Laserstrahls ist mit dem Reflektorträger 30 über einen Schraubring 35 verbunden. Ein ovaler, konischer Behandlungs-Applikator 60 oder eine Kondensorlinse (nicht veranschaulicht) ist in dem Applikatorträger 6 über Stellschrauben (Schraubringe) 62 und 63 gehalten. Der Applikator 60 oder die Linse kann über den Applikatorträger 6 mit dem Strahlengang des von dem Reflektor 3 umgelenkten Laserstrahls genau ausgerichtet werden.
Der Reflektor 3 ist bei dem in den Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispiel prismenförmig gestaltet. Er wird von dem Schraubring 35 gehalten, der in eine Lichtaustrittsöffnung 300 im unteren Teil des Reflektorträgers 30 eingeschraubt ist. Als Reflektor 3 ist vorliegend ein konkaver Spiegel vorgesehen. Es kann aber auch mit einem ebenen Spiegel gearbeitet werden. Ferner kann eine optische Linse, ein Linsensystem oder dergleichen falls erforderlich zwischen dem Reflektor 3 und einer optischen Faser 7 sitzen. Über die optische Faser 7 wird der Laserstrahl übertragen. Die optische Faser 7 ist mit einer Ummantelung 71 versehen und verläuft koaxial durch den Handstückkörper 1 hindurch zu einer (nicht dargestellten) Laserquelle. Das Ende der Faser 7 steht dem Reflektor 3 im Kopfteil 2 gegenüber.
Über einen Auslaß 8 wird ein für die Dentalbehandlung benötigtes aktives Fluid, beispielsweise Wasser, ausgetragen. Der Auslaß 8 ist mit dem Schieber 5 fest verbunden und macht die Hin- und Herbewegung des Schiebers 5 mit. Die Zuleitung des aktiven Fluids erfolgt über einen Zuleitungskanal 81, und das Fluid wird über den Auslaß 8 strahlartig auf die Behandlungsstelle gerichtet. An dem offenen Raum um die optische Faser 7 herum kann ein Gasdurchlaß vorgesehen sein, um die Behandlungsstelle und den Reflektor 3 zu kühlen und zu verhindern, daß der Reflektor 3 durch Rauch oder Dampf beschlagen wird, der von der Behandlungsstelle ausgeht.
Eine Steuerhülse 4 umgreift den Außenumfang des Handstückkörpers 1 und steht mit diesem über einen Gewindeabschnitt 40 im Eingriff. Wenn die Steuerhülse 4 gegenüber dem Handstückkörper 1 gedreht wird, bewegt sich die Steuerhülse 4 entlang der Achse des Körpers 1 hin und her. Die Steuerhülse 4 übergreift mit ihrem hinteren Ende einen Schiebering 43 und ist mit diesem über einen Gewindeabschnitt fest verbunden. Der Schiebering 43 umgreift den Außenumfang des Handstückkörpers 1 und kann bei einem Verstellen der Steuerhülse 4 entlang der Achse des Körpers 1 hin- und herbewegt werden.
Der die Hin- und Herbewegung bewirkende Mechanismus ist nicht auf die in den Fig. 1 bis 3 veranschaulichte Abbildung beschränkt. Ein entlang der Achse des Handstückkörpers 1 verschiebbarer Schieber 5 ist in dem Handstückkörper 1 eingebaut und mit der Steuerhülse 4 über einen Mitnehmer 52 verbunden, der in eine Umfangsnut 42 der Steuerhülse eingreift, so daß bei einer Verstellung der Steuerhülse 4 der Schieber 5 hin- und herbewegt wird. Das vordere Ende des Schiebers 5 ist mit dem Reflektorträger 30 und dem Applikatorträger 6 über Koppeleinrichtungen 31 bzw. 61 verbunden. Bei einer Verstellbewegung des Schiebers 5 werden der Reflektorträger und der Applikatorträger um die Gelenkwelle 21 gedreht. Die durch Drehen der Steuerhülse 4 erzwungene Winkeländerung des Applikatorträgers 6 ist so eingestellt, daß sie zweimal so groß wie diejenige des Reflektorträgers 30 ist.
Entsprechend den Fig. 1 bis 3 ist die Gelenkwelle 21 am vorderen Ende von Trägerarmen 11 schwenkbar abgestützt, die an dem Handstückkörper 1 seitlich vorstehen. Der Reflektorträger 30 und der Applikatorträger 6 sind ihrerseits auf der Gelenkwelle 21 drehbar gelagert. Am vorderen Ende des Schiebers 5 befindet sich ein Langloch oder Schlitz 51, das bzw. der die Achse des Schiebers 5 rechtwinklig schneidet. Parallel zu der Gelenkwelle 21 verlaufende Stifte 31a und 61a sind an dem Reflektorträger 30 bzw. dem Applikatorträger 6 fest angebracht. Diese Stifte bilden die oben erwähnten Koppeleinrichtungen 31 bzw. 61, und sie greifen beide in den Schlitz 51 ein. Der Abstand des Stifts 31a von der Gelenkwelle 21 ist doppelt so groß wie der Abstand des Stifts 61a von der Gelenkwelle 21. Wenn daher der Schieber 5 entsprechend Fig. 5 zurückgeschoben wird, werden die Stifte 31a und 61a von dem Schlitz 51 nach hinten mitgenommen. Die Stifte 31a, 61a schwenken dabei entgegen dem Uhrzeigersinn um die Gelenkwelle 21, während sie in der Längsrichtung des Schlitzes 51 gleiten. Der umgelenkte Laserstrahl geht von einer Richtung l₁ in eine Richtung l₂ über. Weil der Drehwinkel β des Stifts 61a näherungsweise doppelt so groß wie der Drehwinkel α des Stifts 31a ist, werden der Applikator 60 bzw. andere mit dem Applikatorträger 6 verbundene Bauteile mit dem Strahlengang des reflektierten Laserstrahls l₂ nahezu exakt ausgerichtet. Dies ist darauf zurückzuführen, daß sich der Winkel des reflektierten Laserstrahls um das Doppelte des Verstellwinkels des Reflektors 3 ändert, wenn der Reflektor 3 gedreht wird, um in fest vorgegebener Richtung einfallendes Laserlicht umzulenken.
In der Arbeitsstellung gemäß Fig. 1 wird der Laserstrahl nahezu rechtwinklig umgelenkt. Die Oberfläche des Reflektors 3 steht zu dem Ende der optischen Faser 7 unter einem Winkel von 45°, und der Applikator 60 und zugehörige Teile stehen unter einem Winkel von näherungsweise 90° mit Bezug auf die Achse des Handstückkörpers 1, so daß der reflektierte Laserstrahl l₁ unter einem Winkel von näherungsweise 90° mit Bezug auf den einfallenden Laserstrahl emittiert wird. Wenn der Schieber 5 durch Verstellen der Steuerhülse 4 zurückgeschoben wird, werden der Reflektorträger 30 und der Applikatorträger 6 gemäß Fig. 3 entgegen dem Uhrzeigersinn um die Gelenkwelle 21 geschwenkt. Die Winkeländerung des Applikatorträgers 6 ist zweimal so groß wie diejenige des Reflektorträgers 30. Infolgedessen läuft der reflektierte Laserstrahl l₂ durch den Applikator 60 hindurch, der auf dem Applikatorträger 6 montiert ist. Es versteht sich, daß durch Vorbewegen der Steuerhülse 4 der Laserstrahl auch in entgegengesetzter Richtung verstellt werden kann.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 wird die Gelenkwelle 21 von einem in den Handstückkörper 1 eingeschraubten Kopfgehäuse 20 abgestützt. Der Reflektorträger 30 und der Applikatorträger 6 werden von dem Gehäuse 20 abgedeckt. Im Falle der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 3 lassen sich der Reflektorträger 30 und der Applikatorträger 6 leicht warten und überprüfen. Da diese Träger jedoch freiliegen, müssen ihre Oberflächen geglättet, d. h. ihre Kanten abgerundet werden, um Verletzungen auszuschließen, wenn das Handstück für eine medizinische Behandlung in die Mundhöhle eingeführt wird. Dagegen ist eine Glättung der Oberflächen von Reflektorträger 30 und Applikatorträger 6 im Falle der Ausführungsform gemäß Fig. 4 nicht notwendig, wo diese Träger von dem Gehäuse 20 abgedeckt sind. Außerdem sind dabei der Reflektorträger 30 und der Applikatorträger 6 wesentlich weniger der Gefahr von Beschädigungen und Verschmutzung ausgesetzt. Aufbau und Funktionsweise der Ausführungsform gemäß Fig. 4 entsprechen im übrigen denjenigen der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 ist eine Schwenkwelle 22 an dem Kopfteil 2 befestigt. Ein Stift 61b ist am oberen Teil des Applikatorträgers 6 angebracht. Der Stift 61b und die Schwenkwelle 22 sind über Koppelglieder 33 und 34 von gleicher Länge miteinander verbunden. Die Koppelglieder 33, 34 stehen untereinander über einen Verbindungsstift 31b derart in Verbindung, daß der von den Koppelgliedern eingeschlossene Winkel geändert werden kann. Der Stift 61b greift in ein lotrechtes Langloch oder einen Schlitz 51 am Ende des Schiebers 5 ein, während der Verbindungsstift 31b in einem Schlitz 32 verschiebbar geführt ist, der entlang der Achse des Reflektorträgers 30 verläuft. In diesem Fall stellen der Verbindungsstift 31b und der Stift 61b die oben erwähnten Koppeleinrichtungen 31 und 61 dar. Wenn der Schieber 5 zurückgeschoben wird, wie dies in Fig. 6 mit unterbrochenen Linien angedeutet ist, wird der Stift 61b über den Schlitz 51 zurückgezogen und um die Gelenkwelle 21 geschwenkt. Der Stift 31b gleitet in den Schlitz 32 und dreht sich um die Gelenkwelle 21. Infolgedessen werden sowohl der Reflektorträger 30 als auch der Applikatorträger 6 um die Gelenkwelle 21 gedreht. Dabei liegt der Stift 31b stets auf der Mittellinie des gleichschenkeligen Dreiecks, das von dem Stift 61b, der Gelenkwelle 21 und der Schwenkwelle 22 gebildet wird. Infolgedessen ist die Änderung des Winkels β des Stifts 61b näherungsweise zweimal so groß wie die Änderung des Winkels α des Stifts 31b. Dementsprechend wird der Applikatorträger 6 um einen doppelt so großen Winkel wie der Reflektorträger 30 verschwenkt, und der Applikator 60 sowie zugehörige Teile werden mit dem Strahlengang des reflektierten Laserlichts genau ausgerichtet.
Bei den erläuterten Ausführungsformen stehen die zur Verstellung des Reflektors benutzten Bauteile nicht von der Außenseite des Kopfteils 2 vor. Das Handstück kann daher problemlos in die enge Mundhöhle eingeführt und aus dieser wieder herausgezogen werden. Die Bestrahlungsrichtung des Laserstrahls läßt sich während der Behandlung durch Verstellen der in Abstand von dem Kopfteil 2 liegenden Steuerhülse 4 ändern. Weil ferner der Applikatorträger 6 zusammen mit dem Reflektorträger 30 verschwenkt wird, ist der auf dem Applikatorträger 6 sitzende Applikator mit dem Strahlengang des reflektierten Laserstrahls ständig genau ausgerichtet. Der Winkel des Laserstrahls läßt sich daher während der Behandlung jederzeit problemlos ändern. Der Laserstrahl läßt sich wirkungsvoll nutzen. Das Handstück ist in Umfangsrichtung besonders kompakt.

Claims (6)

1. Laserhandstück mit einem Handstückkörper, zu dem ein Laserstrahl von einer Laserquelle übermittelt wird, und mit einem Kopfteil, innerhalb dessen über eine Gelenkwelle ein Reflektor zum Umlenken des Laserstrahls schwenkbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - auf den Außenumfang des Handstückkörpers (1) eine entlang der Achse des Handstückkörpers hin- und herbewegbare Steuerhülse (4) aufgesetzt ist,
  • - am Handstückkörper (1) Koppelglieder (52, 5, 31) angebracht sind, die eine Verschiebebewegung der Steuerhülse (4) in eine Schwenkbewegung des Reflektors (3) um die Gelenkwelle (21) umsetzen,
  • - mit dem Kopfteil (2) über die Gelenkwelle (21) ferner ein Applikatorträger (6) schwenkbar verbunden ist, der einen Applikator (60) in Form eines der Lichtführung dienenden optischen Elements trägt, und
  • - der Applikatorträger (6) mit der Steuerhülse (4) über am Handstückkörper (1) angebrachte Koppelglieder (5, 51, 61) derart in Verbindung steht, daß bei einer Verschiebebewegung der Steuerhülse (4) der Applikatorträger (6) eine Schwenkbewegung um einen Winkel ausführt, der näherungsweise doppelt so groß wie der jeweilige Schwenkwinkel des Reflektors (3) ist.
2. Laserhandstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (3) und der Applikatorträger (6) mit der Steuerhülse (4) über einen die Hin- und Herbewegung der Steuerhülse mitmachenden Schieber (5) verbunden sind, der am Handstückkörper (1) entlang der Achse des Handstückkörpers verschiebbar angebracht ist.
3. Laserhandstück nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (3) von einem Reflektorträger (30) gehalten ist, der mit dem Kopfteil (2) über die Gelenkwelle (21) schwenkbar verbunden ist und daß der obere Teil des Reflektorträgers (30) sowie der obere Teil des Applikatorträgers (6) mit dem Schieber (5) jeweils über eine Koppeleinrichtung (31, 51 bzw. 51, 61) in Verbindung stehen.
4. Laserhandstück nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Teil des Reflektorträgers (30) und des Applikatorträgers (6) befestigte Stifte (31a bzw. 61a) in ein Langloch oder einen Schlitz (51) am vorderen Ende des Schiebers (5) eingreifen, wobei der Abstand des mit dem Reflektorträgers verbundenen Stifts (31a) von der Gelenkwelle (21) doppelt so groß wie der Abstand des mit dem Applikatorträger verbundenen Stifts (61a) von der Gelenkwelle ist.
5. Laserhandstück nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schwenkwelle (22) mit dem Kopfteil (2) verbunden ist, ein Stift (61b) an dem oberen Teil des Applikatorträgers (6) befestigt ist, zwei Koppelglieder (33, 34) von gleicher Länge zwischen dem Stift (61b) und der Schwenkwelle (22) angeordnet und untereinander über einen Verbindungsstift (31b) derart gelenkig verbunden sind, daß der von den beiden Koppelgliedern eingeschlossene Winkel geändert werden kann, der Stift (61b) in ein Langloch oder einen Schlitz (51) am vorderen Ende des Schiebers (5) eingreift und der Verbindungsstift (31b) mit einem Schlitz (32) gleitbeweglich in Verbindung steht, der sich entlang der Achse des Reflektorträgers (30) erstreckt.
6. Laserhandstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Handstückkörper (1) eine den Laserstrahl übertragende optische Faser (7) eingebaut ist, deren Ende dem Reflektor (3) gegenübersteht.
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