DE68918068T2

DE68918068T2 - Vorrichtung zum Schneiden oder Verdampfen von Material und verschiedenen Stoffen unter Anwendung der Laserwirkung.

Info

Publication number: DE68918068T2
Application number: DE68918068T
Authority: DE
Inventors: Medical Technology Inc Laser
Original assignee: Laser Medical Technology Inc
Current assignee: Laser Medical Technology Inc San Clemente Cali
Priority date: 1988-12-21
Filing date: 1989-12-20
Publication date: 1995-05-11
Anticipated expiration: 2009-12-21
Also published as: US5188532A; US5118293A; FR2640537A1; DE68918068D1; ATE110948T1; US5169318A; EP0375578A1; EP0375578B1; US5151031A; FR2640537B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schneiden oder Verdampfen von verschiedenen Materialien und Stoffen, wie beispielsweise Haut, Email, Holz, usw. Nach einem vorteilhaften, jedoch nicht einschränkenden Anwendungsbeispiel ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung die Behandlung von Karies und das Zerschneiden von Zahnbein. Bei dieser Anwendung ermöglicht der Erfindungsgegenstand insbesondere die Erkennung von Karies, die Eliminierung oder Ausschabung pathologischer Gewebe sowie das äußerst präzise Zerschneiden des Zahnbeins und des Zahnschmelzes mit Hilfe eines Laserstrahlenbündels. Bei Anwendungen dieser Art scheint sich das Zurückgreifen auf den Laser als äußerst interessant zu erweisen, denn insbesondere dank der Verwendung von Lichtleitfasern kann der Laserstrahl auf eine sehr kleine Oberfläche konzentriert werden, so daß er auf diese Weise mit den bei Zahnbehandlungen vorliegenden größenmäßigen Einschränkungen kompatibel ist. Außerdem können Laser-Behandlungen ohne Anästhesie durchgeführt werden.
Wenn auch eine bestimmte Anzahl von Apparaten dieser Art bereits angeboten worden ist, so ist ihr praktischer Nutzen keinesfalls erwiesen, insbesondere aufgrund der Tatsache, daß selbst die leistungsstärksten der bereits angebotenen Vorrichtungen nur unter beschränkten und sehr präzise definierten Bedingungen nützlich sind.
Die beim bekannten Stand der Technik gegenwärtig auftretenden Probleme hinsichtlich des Laser-Einsatzes in der Zahnheilkunde betreffen hauptsächlich
- 1) die Wellenlänge und Energie-Absorption durch die betroffenen Gewebe;
- 2) die Auswirkungen auf das Zahnorgan oder auf die umgebenden Gewebe durch verschiedene Parameter, wie beispielsweise:
- a) Intensität;
- b) Impulsdauer;
- c) Wiederholungsrate.
Beispielsweise ist ein Verfahren und ein Apparat (US-A- 3.821.510) zum Schneiden von verschiedenen Materialien, einschließlich Zahnschmelz, mittels eines Laserstrahles bekannt, der von einem Neodym- oder anderem Laser erzeugt und gleichzeitig mit einer gashaltigen Kühlflüssigkeit auf das Material angewendet wird.
Jedenfalls können mit Hilfe des in diesem Dokument beschriebenen Verfahrens und Apparats keine Zahngewebe geschnitten werden, wie beispielsweise Zahnschmelz oder Zahnbein, ohne daß schädliche Nebenwirkungen auf die umgebenden Gewebe bedingt durch den Einsatz von Laserstrahlen hervorgerufen werden, deren beschriebene Eigenschaften keinen sauberen und präzisen Schnitt im Gewebe ermöglichen, und aufgrund der Verwendung einer gashaltigen Kühlflüssigkeit, deren Wirkung nicht ausreichend ist, um der Wärmeausdehnung in dem die Strahlen-Anwendungszone umgebenden Bereich effizient entgegenzuwirken.
Man hat tatsächlich festgestellt, daß, wenn eine spezielle Wellenlänge einen wirklichen Schneideeffekt auf den Zahnschmelz oder das Zahnbein ausüben kann, die praktische Anwendung der Strahlen auf dieser Wellenlänge für Zahnbehandlungen in hohem Maße von der Form abhängt, in der die Strahlen verwendet werden, und zwar hinsichtlich Energiemenge, Impulsdauer und Impulsfrequenz. Genauer hat man festgestellt, daß die Versuche zur Anwendung dieser Strahlen in Form von Impulsen mit erhöhter Energie und kurzer Dauer eine örtlich sehr begrenzte Temperatursteigerung erzeugen, die sich in einer differenzierenden thermischen Dilatation äußert und mechanische Schäden am Zahn sowie vaskuläre Verletzungen des Zahnfleischgewebes verursacht. Umgekehrt haben Impulse mit geringer Energie und langer Dauer eine allgemeinere Erwärmung des Zahns zur Folge, was dem Patienten Unbehagen verursacht und aufgrund der Wärme zu Schäden der Pulpa führt.
Der Zahn und seine Umgebung setzen sich aus harten Geweben (Zahnschmelz, Zahnbein) und den Schleimhäuten zusammen, die diesen Zahn umgeben.
Der Zahnschmelz und das Zahnbein bestehen aus:
- einem mineralischen Element, dem Hydroxyapatit, das in amorphem Zustand im Zahnbein und in kristalliner Form im Zahnschmelz vorliegt;
- organischen Elementen oder Geweben und Wasser.
Die anwendbaren Wellenlängen werden direkt von den Bestandteilen der verschiedenen Gewebe beeinflußt, die jeweils verschieden auf die Laserstrahlen reagieren.
Hydroxyapatit
- absorbiert die von CO&sub2;-Lasern erzeugten Laserstrahlen mit Wellenlängen zwischen 9 um und 11 um;
- absorbiert gleichfalls Laserstrahlen mit Wellenlängen zwischen 0,50 um und 1,06 um, die geeigneterweise von YAG-Lasern erzeugt werden.
Der im kristallinen Zustand vorliegende Zahnschmelz absorbiert aufgrund seiner optischen Eigenschaften und Reflexionsfähigkeit diese verschiedenen Wellenlängen wesentlich weniger gut.
Das Zahnbein enthält einen organischen Prozentsatz in der Größenordnung von 40% mit hohem Wasseranteil, wobei dieser organische Prozentsatz sich bei Kariesbefall beträchtlich erhöht.
Die Absorption von verschiedenen Wellenlängen durch das Zahngewebe wird daher von der Absorption der abgegebenen Energie durch seinen wasserhaltigen Bestandteil beeinflußt. Je größer die Absorption der Energie durch das Wasser ist, desto geringer ist die zur Verfügung stehende Energie für die Absorption durch die anderen Komponenten.
Die von CO&sub2;-Lasern erzeugte Wellenlänge, die größtenteils von Wasser absorbiert wird, ist hinsichtlich mineralischer Gewebe praktisch inaktiv.
Die von YAG-Neodym- oder ND YAG-Lasern erzeugte Wellenlänge von 1,06 um, die von Wasser nur wenig absorbiert wird, ist daher bei mineralischem Gewebe aktiver, und infolgedessen ist auch ihr Schneideeffekt in mineralisierten Geweben wesentlich höher.
Die Wellenlänge von 0,532 um, die in Wasser transparent ist, wird von diesem nicht absorbiert, so daß die Strahlen nur dann bei mineralisierten Geweben ihre Wirkung entfalten können, wenn eine ausreichend hohe und damit gefährliche Energie eingesetzt wird.
Die organischen Gewebe oder vaskulären Gewebe werden wesentlich von der Absorption der verschiedenen Wellenlängen durch Wasser und Hämoglobin beeinflußt.
Die Strahlen mit der von CO&sub2;-Lasern abgegebenen Wellenlänge schneiden organische Gewebe aufgrund ihrer Absorption durch Wasser.
Die von YAG-Lasern erzeugten Strahlen mit einer Wellenlänge von 1,06 um haben mit relativ hohen, jedoch von Wasser nicht absorbierten Intensitäten auf organische Gewebe keinerlei Schneidewirkung.
Die Wellenlänge von 0,532 um, die vom Hämoglobin gut absorbiert wird, schneidet vaskuläre oder weiche Gewebe.
Andererseits wird die Absorption von verschiedenen Wellenlängen beträchtlich durch die Farbe beeinflußt. Dabei
- ist die vom CO&sub2;-Laser erzeugte Wellenlänge bei Schwarz durchlässig;
- wird die vom ND YAG-Laser erzeugte Wellenlänge von Schwarz in hohem Maß absorbiert.
Die in der Zahnheilkunde verwendeten CO&sub2;-Laser weisen beschränkte Indikationen auf, denn ihre Wellenlänge wird vom Zahnschmelz und dem Zahnbein gut absorbiert, ihre Wirkung wird jedoch durch die durch Wasser bedingte Konkurrenz abgelenkt. Die hohen Intensitäten, die zum Schneiden dieser Gewebe erforderlich wären, wären sehr gefährlich, da sie die organischen Gewebe betreffen könnten.
Die YAG-Laser werden jedoch noch nicht zum Einsatz in der Zahnheilkunde angeboten, da sie nur unter ganz präzise bestimmten Bedingungen aktiv sein können.
In der Medizin ist der Einsatz von YAG-Lasern bekannt, die im Dauer-, also nicht im Impulsbetrieb arbeiten; allerdings ist ihr Einsatz bei Eingriffen in Zahnschmelz und Zahnbein enttäuschend.
Der Einsatz von Impuls-Lasern, die mit Nanosekunden-Impulsen arbeiten und eine mehr oder weniger hohe Energie bei mehr oder weniger raschen Impulswiederholungen aufweisen, ist ebenfalls bekannt. Der Vorteil zeigt sich anhand der Tatsache, daß es möglich ist, die Schußfrequenz sowie die bei jedem Schuß abgegebene Energie zu regulieren, und zwar insbesondere in Abhängigkeit von der thermischen Leitfähigkeit der mineralischen Gewebe.
Die Indikationen dieser Laser-Typen sind jedoch beschränkt, da
- die mit hoher Energie gepulsten Laser eine für die lebendige Pulpa nachteilige Schockwelle erzeugen und zu Ablösungsphänomenen der Verbindung Zahnschmelz/Zahnbein sowie zu Haarrissen führen, die sich ebenfalls infolge der thermischem Schwankungen zeigen, die sich in Ausdehnung und Zusammenziehen in der Nähe des Schußbereichs äußern.
Des weiteren sind verschiedene YAG-Laser bekannt, die im Millisekunden-Bereich (100 bis 200) arbeiten, jedoch in der Zahnheilkunde nicht eingesetzt werden können, denn nachdem die thermische Ausbreitung wesentlich höher ist, empfiehlt es sich, mit einer niedrigen Wiederholfrequenz zu arbeiten (2 Hz), wodurch der Laser nur geringfügig aktiv wäre, wenn eine erträgliche Temperatur aufrechterhalten werden soll.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Nachteilen der oben erläuterten Situation abzuhelfen, indem die Schneideenergie und damit die thermische Auswirkung reguliert werden, indem spezifische Parameter für die Laserstrahlen vorgesehen und Anwendungsmittel eingesetzt werden, die die gewählte Effizienz des Laserstrahls nicht beeinflussen.
Gemäß der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird für Kariesbehandlungen und zum Schneiden von Zahnbein ein spezieller Laser vom Typ YAG eingesetzt, der folgende Merkmale aufweist:
- Wellenlänge in der Größenordnung von 1,06 um oder in der Größenordnung von 0,532 um;
- Abgabe einer gepulsten Energie zwischen 0 und 250 mJ und vorzugsweise zwischen 10 und 50 Mill&ijlig;oule (mJ);
- Taktleistung oder Schußfrequenz in der Größenordnung von 50 Hz;
- Impulslängen oder Impulse zwischen 100 und 300 Mikrosekunden.
Die aufgrund der Energie Zufuhr zu den Zahngeweben verursachte Erwärmung wird durch eine Kühlflüssigkeit, wie beispielsweise ein auf den Schußbereich gesprühtes Luft/Wasser- Gemisch, kontrolliert, wobei das für die Wellenlänge durchlässige Wasser die Schneidwirkung des Lasers auf die harten Gewebe nicht beeinträchtigt.
Schließlich kann man die zugeführte Energie reduzieren, indem die Bildung eines Plasmas über der Schneidezone induziert wird, wobei eine schwarze Färbung verursacht wird, welche die Laser-Energie vollständig absorbiert.
Gemäß einem weiteren Merkmal umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Handstück zur Anwendung des Laserstrahls, das vorteilhafterweise in einer Form ausgeführt ist, die an die klassischen Gegenwinkel erinnert, die häufig in der Zahnheilkunde verwendet werden, wobei dieser Apparat einen länglich geformten Hohlkörper umfaßt, wobei eines seiner Enden einen Kopf bildet oder so gestaltet ist, daß es einen Kopf bildet, in den eine Fokussierungseinrichtung eingebaut ist, in die das Ende einer Lichtleitfaser einmündet, die im Körper positioniert ist und die Weiterleitung des Laserstrahls bis zur Fokussierungseinrichtung ermöglicht, wobei dieser Kopf so ausgebildet ist, daß er ein auswechselbares Anwendungsinstrument aufnimmt, das das Handstück vervollständigt und aus einer flexiblen Lichtleitfaser gebildet wird, von welcher ein Teil aus dem Kopf herausragt; die Fokussierungseinrichtung ist so ausgerichtet, daß der fokussierte Laserstrahl auf das innere Ende der auswechselbaren Lichtleitfaser gelenkt wird, wenn diese eingesetzt ist.
Der Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung hat insbesondere den Vorteil, daß die effiziente Verwendung von Lasern des Typs YAG zur Durchführung von Schnitten oder zum Verdampfen von verschiedenen Materialien und Stoffen ermöglicht wird, (zum Beispiel und in vorteilhafter Weise bei der Erkennung und Beseitigung von Karies und dem Schneiden von gesundem Zahnbein), insbesondere in kanalförmigen Hohlräumen wie beispielsweise Zahnkanälen.
Die vorgenannten sowie weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile gehen noch besser aus der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen hervor, wobei:
die Fig. 1 eine Längsschnittansicht und schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, die ein erstes Ausführungsbeispiel eines Handstücks zeigt, das die Anwendung fokussierter Energie auf Eingriffs-Oberflächen sowie das Aufsprühen eines Wasser/Luft-Kühlgemischs ermöglicht.
die Fig. 2 eine Längsschnittansicht und schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines solchen Handstücks ist.
Bei der Beschreibung vorteilhafter, jedoch keineswegs einschränkender Beispiele der Verwendung und der Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird auf diese Zeichnungen Bezug genommen.
Diese Vorrichtung ist insbesondere aufgrund der Tatsache bemerkenswert, daß das Verdampfen oder Schneiden von Materialien, wie beispielsweise die Erkennung und Beseitigung von Karies und das Schneiden des gesunden Zahnbeins mittels eines spezifischen Lasers des Typs YAG vorgenommen wird, der folgende Original-Merkmale aufweist:
- eine Wellenlänge in der Größenordnung von 1,060 um oder in der Größenordnung von 0,532 um;
- eine Abgabeleistung einer gepulsten Energie zwischen 0 und 250 mJ und vorzugsweise zwischen 10 und 50 Mill&ijlig;oule (mJ);
- eine Taktleistung oder Schußfrequenz in der Größenordnung von 50 Hz;
- Impulslängen oder Impulse zwischen 100 und 300 Mikrosekunden.
Die Impulslänge von 100 bis 300 Mikrosekunden ist lang genug, um zu verhindern, daß das zu behandelnde Gewebe thermischen Schocks ausgesetzt wird, aber auch kurz genug, um die Auswirkungen der Erwärmung effizient unter Kontrolle halten zu können.
Zum Einsatz der Erfindung muß der Laserstrahl auf einen Punkt in der Größenordnung von 200 bis 600 Mikron im Eingriffsbereich fokussiert bzw. konzentriert werden, wodurch der Energietransport in das Innere der Kanäle mit geringem Durchmesser (zum Beispiel: Zahnkanäle) mittels Lichtleitfasern erfolgen kann, die diesen Durchmesser aufweisen.
Andererseits ist die Wärmeausdehnung dank der Zufuhr einer Kühlflüssigkeit, wie beispielsweise eines Luft/Wasser-Gemischs, vorteilhafterweise begrenzt, wobei die Zufuhr gleichzeitig mit den Schüssen erfolgt, und wobei deren Leistung proportional zum Absorptionskoeffizienten des Wassers eingestellt wird, der
- bei einer Wellenlänge von 1,06 um 0,500 beträgt und
- bei einer Wellenlänge von 0,532 um 0,003 beträgt.
Der entmineralisierte, undurchsichtige Zahnschmelz sowie das pathologische Zahnbein werden am Fokussierungspunkt oder kurz nach dem Fokussierungspunkt durch die Bildung eines Plasmas verdampft, das zur Erhöhung des Schnittpunktes neigt, wodurch die angewendete Energie um 10 bis 20 Mill&ijlig;oules reduziert werden kann.
Die bei der Beseitigung von Karies gemachten Erfahrungen haben gezeigt, daß die ausgeprägtere Absorption durch das pathologische Zahnbein zum Teil auf eine Veränderung der Färbung aufgrund des Kariesbefalls zurückzuführen war.
Um den Schnitt am gesunden Zahnbein durchzuführen, wurde für den Einsatz der Erfindung vorgesehen, die Schnittzone einzuschwärzen, zum Beispiel in vorteilhafter Weise mit Hilfe einer mit einem Klebstoff vermischten schwarzen Graphitspitze, wodurch die vorzeitige Beseitigung des Schwärzungsprodukts durch das während des Schneidens aufgesprühte Luft/Wasser-Gemisch verhindert wird.
In diesem Fall sind die Schußmerkmale mit den für die Beseitigung von pathologischem Zahnbein vorher beschriebenen Merkmalen identisch.
Um eine übermäßige Erwärmung während des Schneidens zu vermeiden, wird vorteilhafterweise eine Mischung aus Luft und Wasser auf den Eingriffsbereich unter folgenden Drücken aufgesprüht: Luft: etwa 2 bar Umgebung/ Wasser: 1 Liter/Stunde. In diesem Fall ist die Erwärmung vergleichbar mit den Vitalfunktionen einer Zahnpulpa.
Der in der Vorrichtung eingesetzte erfindungsgemäße Laser kann aus einem ausschließlich für das Schneiden harter Gewebe vorgesehenen Laser bestehen. Seine Wellenlänge beträgt dann 1,06 um. Bei dieser Wellenlänge und mit den vorgenannten Intensitäten hat die Welle keinerlei Schneidewirkung auf die Schleimhäute.
Es besteht die Möglichkeit, einen Frequenzverdoppler mittels einer sehr einfachen optischen Einrichtung einzusetzen, die die Verdopplung der Wellenlänge eines YAG-Lasers mit einer Wellenlänge von 1,06 um erlaubt, um diese auf 0,532 zu bringen, wobei diese Einrichtung nur bei chirurgischen Eingriffen an den Schleimhäuten eingesetzt wird, da die Wellenlänge von 0,532 um sehr gut von Hämoglobin absorbiert wird.
Die Erfindung betrifft des weiteren eine Vorrichtung, die ein Handstück umfaßt, mit dem der Laserstrahl geführt und der fokussierte Strahl auf einen Auftreffpunkt auf einer Zahnwand oder Zahnbeinwand gerichtet werden kann, beispielsweise im Inneren eines Wurzelkanals.
Dieses Handstück umfaßt einen länglich geformten Hohlkörper 1, der als Griffstiel ausgebildet sein kann. Dieser Körper 1 kann geradlinig (Fig. 1) oder gekrümmt (Fig. 2) sein.
Im Inneren des in diesem Körper ausgesparten Raums 1a ist eine Lichtleitfaser 2 positioniert, die von einer rohrförmigen Auflage oder Hülse 3 umgeben ist.
In vorteilhafter und bevorzugter Weise ist eine Leitung 4 ebenfalls im Inneren des Körpers 1 installiert oder ausgespart, und zwar parallel oder im wesentlichen parallel zur Lichtleitfaser 2.
Das Handstück umfaßt des weiteren ein Arbeitskopf 5, der beispielsweise durch Aufschrauben auf eines der Enden des Körpers 1 befestigt oder durch eine entsprechende Gestaltung (Fig. 2) oder Anordnung (Fig. 1) des Endes gebildet werden kann.
In das Innere dieses Arbeitskopfes ist eine optische Fokussierungseinrichtung 6 eingebaut, die gemäß Fig. 1 von einem konvergenten Spiegel gebildet wird, der von einer mittels Aufschrauben auf den Kopf 5 befestigten Auflage getragen wird, und die gemäß Fig. 2 von einer in den Kopf eingeschraubten Sammellinse gebildet wird.
Der Kopf 5 ist so ausgebildet, daß er die Aufnahme eines auswechselbaren optischen Anwendungs-Instrumentes 8 ermöglicht, das aus einer flexiblen Lichtleitfaser besteht. Der Kopf 5 ist beispielsweise mit einem Innengewinde 5a versehen, das die Befestigung der flexiblen Lichtleitfaser 8 mittels Einschrauben ermöglicht, deren Befestigungsende 8a direkt mit einem Gewinde oder mit einer Halterung mit Gewinde 9 versehen sein kann.
Die flexiblen Lichtleitfasern 8 sind dazu geeignet, eine Funktion zu erfüllen, die mit derjenigen der gegenwärtig in der Zahnheilkunde verwendeten Feilen der mechanischen Gegenwinkel vergleichbar ist. Sie können eine zylindrische oder konische Form aufweisen, die an diejenige der Feilen erinnert. Wenn sie auf dem Kopf 5 angebracht sind, erstrecken sie sich mit dem größten Teil ihrer Gesamtlänge über den Kopf hinaus, um in das Innere der Zahnkanäle eindringen zu können, wobei sie sich deren Formgebung anpassen.
Diese Fasern weisen vorteilhafterweise eine Durchmesser in der Größenordnung von 20 bis 60 Hundertstel Millimeter auf und besitzen eine Kegelform in der Größenordnung von 32 Hundertstel Millimeter auf einer Strecke von 16 Millimetern.
Das Ende der Lichtleitfaser 2 zur Weiterleitung des Laserstrahls mündet in die Fokussierungseinrichtung 6.
Gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Ende der Lichtleitfaser 2 so ausgerichtet, daß der Laserstrahl R auf den konvergenten Spiegel gelenkt wird, der dessen Umwandlung in einen konvergentes Strahlenbündel R1 und die Reflexion dieses konvergenten Bündels in Richtung auf das innere Ende der Anwendungs-Lichtleitfaser 8 ermöglicht, die die Weiterleitung des fokussierten Strahls bis in die Nähe ihres freien Endes gestattet, an dem sich der Brennpunkt 0 befindet.
Gemäß dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Ende der Lichtleitfaser 2 so ausgerichtet, daß der Laserstrahl auf die Sammellinse 6 gelenkt wird, die seine Umwandlung in ein konvergentes Strahlenbündel R1 ermöglicht, das auf das innere Ende der Anwendungs-Lichtleitfaser 8 gerichtet ist.
Daraus geht hervor, daß die flexible Lichtleitfaser 8 die Weiterleitung des Laserstrahls in das Innere der Zahnkanäle ermöglicht, einschließlich bis zu den Enden der gekrümmten Wurzeln.
Die Wellenlänge von 0,532 um ermöglicht das Schneiden von Pulpageweben und die Koagulierung von Blutungen.
Die Wellenlänge von 1,060 um ermöglicht die Erweiterung der Kanalwände.
Die Wellenlänge von 0,532 um ermöglicht in wasserhaltiger Umgebung die Erzeugung einer Kavitation zur Reinigung der Wände.
Die zur Zufuhr der Kühlflüssigkeit, wie beispielsweise eines Luft/Wasser-Gemischs, zum Arbeitskopf 5 vorgesehene Leitung 4 umfaßt ein gekrümmtes Ende 4a, das so in Richtung des unteren Teils der flexiblen Lichtleitfaser 8 ausgerichtet ist, daß ein Aufsprühen dieses Gemischs auf den Eingriffsbereich möglich ist.
Die Emissionsquelle umfaßt beispielsweise eine monochromatische Lichtquelle 21, wie zum Beispiel einen YAG ND-Laser, der Strahlen mit einer Wellenlänge von 1,06 um erzeugt, und die an eine Steuer-Energiequelle 22 angeschlossen ist, welche ausreichende Impulse liefert, damit die Quelle 21 Lichtimpulse erzeugt, die mit den gewünschten Parametern konform sind.
Gemäß einer weiteren, für die Erfindung charakteristischen Anordnung gleitet eine Platine 23, die den Laserstrahl so beeinflussen kann, daß sie seine Frequenz verdoppelt, über die Quelle 21 und ist mit einem Manövriergriff 42 einstückig ausgebildet, der ihr Gleiten zwischen der in Fig. 1 dargestellten Position, wo die Platine 23 in den Lichtweg zwischen der Quelle 21 und der Faser 2 eingeschoben ist, und der rückgesetzten Position ermöglicht, wo die Platine 32 den Lichtweg nicht mehr schneidet. Dank dieser einfachen Anordnung kann mit dem Handstück ein Strahl von 1,06 um oder von 0,532 um so auf den Eingriffsort angewendet werden, daß eine einzige Laserquelle ausreicht, um die Behandlungen selektiv entweder mit der einen oder der anderen vorgenannten Wellenlänge des Strahls durchzuführen.
Aus der vorhergehenden Ausführung geht hervor, daß der erfindungsgemäße Apparat bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung allgemein aufgrund der Tatsache bemerkenswert ist, daß dieser Apparat ein Mittel zur Erzeugung eines Laserstrahls mit einer Längenwelle umfaßt, die eine stärkere Absorption durch Hydroxyapatit als durch Wasser ermöglicht; ein mit dem Erzeugungsmittel wie dem vorgenannten verbundenes Mittel erzeugt eine Impulsfolge des erzeugten Strahls, wobei diese Impulse eine Energiemenge, eine Impulslänge und eine Impulsfrequenz aufweisen, die so gewählt sind, daß Zahngewebe ohne nachfolgende schädliche Nebenwirkungen geschnitten werden können;
und ein Mittel, das die Konzentrierung des Strahls auf einen ausreichend kleinen Punkt des Gewebes ermöglicht, um dessen Zerschneiden herbeizuführen.
Im Vorgenannten wurde eine sehr interessante Anwendungsmöglichkeit bei Zahnbehandlungen beschrieben, wobei jedoch betont wird, daß der vorher beschriebene Apparat ebenfalls in vorteilhafter Weise bei der Vorbereitung und dem Anpassen von Zahnprothesen sowie beim Schneiden oder dem Verdampfen von verschiedenen Materialien und Stoffen eingesetzt werden kann, bei denen große Präzision erforderlich ist.

Claims

1. Vorrichtung zum Schneiden von Zahngeweben, insbesondere Zahnschmelz und Zahnbein unter Verwendung von Laserstrahlen, umfassend:

- ein Mittel (22) zur Erzeugung einer Reihe von Strahlenimpulsen, die mit einem Energieniveau, einer Impulsdauer und einer Impulsfrequenz erzeugt werden, die geeignet zum Schneiden von Zahngewebe gewählt sind;

- ein Mittel (6), um die Strahlenimpulse auf einen Punkt des Zahngewebes zu konzentrieren, der ausreichend klein ist, um dessen Zerschneiden zu bewirken; dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung

- ein Mittel (21) zur Erzeugung von Laserstrahlen mit einer Wellenlänge umfaßt, die stärker von Hydroxyapatit als von Wasser absorbiert wird; und

- Mittel (20, 4, 4a), um zumindest während eines Teils der Zeit, in der die Strahlen auf das Zahngewebe konzentriert sind, eine Mischung aus Luft und Wasser in den Bereich des Schneidepunktes zu sprühen, so daß diese Strahlenimpulse das Zahngewebe schneiden können, ohne schädliche Nebenwirkungen zu verursachen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen speziellen Laser vom Typ DAG umfaßt und in Kombination damit folgende Merkmale aufweist:

- eine Wellenlänge der Größenordnung von 1,060 um oder der Größenordnung von 0,532 um;

- eine Emissionsleistung einer gepulsten Energie zwischen 0 und 250 Milli-Joules und bevorzugt zwischen 10 und 50 mJ;

- eine Taktleistung oder Schußfrequenz in der Größenordnung von 50 Hz;

- Impulslängen oder Impulse zwischen 100 und 300 Mikrosekunden.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, die des weiteren ein Handstück mit einem länglich geformten Hohlkörper (1) umfaßt, wobei eines seiner Enden einen Kopf (5) bildet oder so gestaltet ist, daß es einen Kopf (5) bildet, in den eine optische Fokussierungseinrichtung (6) eingebaut ist, in die das Ende einer Lichtleitfaser (2) einmündet, die im Körper (1) positioniert ist und die Weiterleitung des Laserstrahls bis zur Fokussierungseinrichtung (6) ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Kopf (5) so ausgebildet ist, daß er ein das Handstück vervollständigendes auswechselbares Anwendungsinstrument aufnimmt, das aus einer flexiblen Lichtleitfaser (8) gebildet wird, wobei eines ihrer Enden aus dem Kopf herausragt; wobei die Fokussierungseinrichtung (6) so ausgerichtet ist, daß der fokussierte Laserstrahl auf das innere Ende der auswechselbaren Lichtleitfaser gelenkt wird, wenn diese eingesetzt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die flexiblen Anwendungs-Lichtleitfasern (8) eine konische Form aufweisen, um im Inneren der Zahnkanäle eine Funktion auszuüben.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie optische Mittel (23, 24) umfaßt, die eine Modifizierung der Wellenlänge der Strahlen ermöglichen, so daß von einer einzigen Strahlenquelle aus von einer Wellenlänge von 1,060 um zu einer Wellenlänge von 0,532 um und umgekehrt übergangen werden kann.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Handstück mit einer Leitung (4) versehen ist, welche die Zufuhr der Kühlflüssigkeit zum Arbeitskopf (5) des Handstücks ermöglicht, wobei diese Leitung ein gekrümmtes Ende (4a) aufweist, das auf den inneren Teil der flexiblen, im Arbeitskopf positionierten Anwendungs-Lichtleitfaser (8) hin ausgerichtet ist.