FR2720927A1

FR2720927A1 - Laser dental handpiece.

Info

Publication number: FR2720927A1
Application number: FR9506691A
Authority: FR
Inventors: Wilhelm Brugger
Original assignee: Dentalwerk Buermoos GmbH; BUERMOOS DENTALWERK
Current assignee: Dentalwerk Buermoos GmbH; BUERMOOS DENTALWERK
Priority date: 1994-06-13
Filing date: 1995-06-07
Publication date: 1995-12-15
Also published as: ATA117494A; DE19520787A1; AT401467B; JPH08154952A

Abstract

L'invention concerne une pièce à main dentaire (1) avec laquelle l'enlèvement des tissus ou des matières des dents a lieu au moyen d'un rayon laser pulsé, en particulier d'un rayon d'un laser à erbium ou au néodyme, avec une pulvérisation d'eau et d'air pour refroidir l'emplacement de travail. L'invention est caractérisée par le fait que l'on interrompt la pulvérisation pendant un intervalle de temps prédéterminé immédiatement avant chaque impulsion laser, et au moins jusqu'à la terminaison de l'impulsion laser considérée, afin d'éviter une absorption du rayon laser par la pulvérisation.The invention relates to a dental handpiece (1) with which the removal of tissue or material from the teeth takes place by means of a pulsed laser beam, in particular a beam of an erbium or neodymium laser. , with a spray of water and air to cool the work site. The invention is characterized by the fact that the sputtering is interrupted for a predetermined time interval immediately before each laser pulse, and at least until the termination of the laser pulse considered, in order to avoid absorption of the ray. laser spraying.

Description

La présente invention se rapporte à une pièce à main dentaire, dansThe present invention relates to a dental handpiece, in

laquelle l'enlèvement des tissus ou des matières des dents a lieu au moyen d'un rayon laser pulsé, en particulier un rayon d'un laser à holmium, erbium ou néodyme, et qui est pourvu d'une pulvérisation d'eau et d'air the removal of tissue or tooth material takes place by means of a pulsed laser beam, in particular a radius of a holmium, erbium or neodymium laser, which is provided with a spray of water and 'air

pour refroidir l'emplacement de travail. to cool the work area.

Au cours des dernières années, on utilise de plus en plus de telles pièces à main, et elles présentent. en fonction du domaine d'application, des avantages différents par rapport à des pièces à main dentaires mécaniques In recent years, more and more such handpieces have been used, and they present. depending on the area of application, different advantages over mechanical dental handpieces

(appareils de perçage ou de fraisage). (drilling or milling devices).

Lors des travaux dans la région de la bouche et des mâchoires, il est absolument nécessaire de procéder à un refroidissement de l'emplacement de travail au moyen d'un brouillard d'eau, qu'on appelle également When working in the area of the mouth and jaws, it is absolutely necessary to cool the work area with a water mist, also called

pulvérisation d'eau et d'air.spray water and air.

Dans le cas des pièces à main dentaires à laser, on utilise habituellement des lasers à erbium, holmium ou néodyme, ce qui a des raisons physiologiques et physiques. En particulier, le laser à erbium, que l'on préfère pour des raisons multiples au laser à néodyme, fonctionne à une longueur d'onde vis-à-vis de laquelle l'eau présente un maximum d'absorption. Ce qui signifie que lorsque le rayon laser tombe sur un emplacement de travail mouillé, l'énergie principale du laser est utilisée à vaporiser l'eau, en raison de quoi non seulement le temps de travail est prolongé et les opérations sont rendues plus difficiles, mais ce qui entraîne également le risque d'ébullition et de brûlures dans la région de In the case of dental laser handpieces, erbium, holmium or neodymium lasers are usually used for physiological and physical reasons. In particular, the erbium laser, which is preferred for multiple reasons to the neodymium laser, operates at a wavelength with respect to which the water has an absorption maximum. This means that when the laser beam falls on a wet work site, the main energy of the laser is used to vaporize the water, because of which not only the working time is prolonged and the operations are made more difficult, but this also causes the risk of boiling and burning in the area of

l'emplacement de travail par la vapeur ainsi produite. the working place by the steam thus produced.

Pour des raisons différentes, qui n'ont rien à voir avec l'invention, on ne fait pas fonctionner les lasers en continu, mais en cadence ou par impulsions, et l'on utilise le plus souvent une fréquence d'impulsions d'environ 10 Hz. et on l'utilise en pratique des fréquences qui vont jusqu'à environ 30 Hz. On ne procède pas sous des fréquences sensiblement plus For different reasons, which have nothing to do with the invention, the lasers are not operated continuously, but in rhythm or pulse, and most often a pulse frequency of about 10 Hz. And it is used in practice frequencies which go up to about 30 Hz. It does not proceed under substantially higher frequencies.

élevées.high.

i L'invention se raccroche à ces paramètres de fonctionnement, et prévoit, pour éviter l'absorption indésirée du rayon laser par l'eau présente, que la pulvérisation soit interrompue au moins pendant un intervalle de temps avant chaque impulsion laser et au moins jusqu'à la terminaison de The invention clings to these operating parameters, and provides, in order to avoid unwanted absorption of the laser beam by the water present, that the spray is interrupted at least for a time interval before each laser pulse and at least until 'to the termination of

l'impulsion laser concernmee.the laser pulse concerned.

Grâce à cette mesure, on atteint que pendant l'intervalle de temps entre la terminaison de la pulvérisation et le début de l'impulsion laser la quantité d'eau totale présente dans la région de travail soit sensiblement écoulée Thanks to this measurement, it is achieved that during the time interval between the termination of the spraying and the beginning of the laser pulse the total amount of water present in the working region is substantially elapsed.

ou évaporée, ou qu'elle soit chassée par soufflage. or evaporated, or blown away.

Dans une forme de réalisation particulièrement préférée, on prévoit que le jet d'air que l'on utilise pour former la pulvérisation continue à être soufflé en continu. Grâce à ceci, on accélère encore le séchage de la région de travail et la conduite d'amenée d'air dans la pièce à main est libre de In a particularly preferred embodiment, it is expected that the air stream that is used to form the spray continues to be continuously blown. Thanks to this, the drying of the working region is further accelerated and the air supply pipe in the handpiece is free from

toutes structures intégrées et de toutes soupapes. all integrated structures and all valves.

Dans une forme de réalisation particulièrement préférée, on prévoit que la conduite d'alimentation en eau dans le dispositif d'alimentation de la pièce à main à laser, qui se trouve la plupart du temps dans la région du fauteuil de traitement, soit raccordée à l'alimentation en eau, ou bien en soit séparée, sous la commande du dispositif de régulation pour le laser. Ceci se produit de préférence au moyen d'une soupape d'interruption dans la conduite d'alimentation d'eau de pulvérisation, et peut en particulier se produire au moyen de soupapes à commutation rapide et à actionnement électromagnétique disponibles dans le commerce, ce qui permet lors d'une modification du mode de fonctionnement des lasers de modifier conjointement automatiquement le fonctionnement de pulvérisation. Pour les soupapes, on peut également utiliser ce qu'on appelle des soupapes actives qui non seulement ourTent ou ferment passivement une conduite, In a particularly preferred embodiment, it is anticipated that the water supply line in the laser handpiece supply device, which is most often in the area of the treatment chair, is connected to the water supply, or separately, under the control of the regulating device for the laser. This preferably occurs by means of an interruption valve in the spray water supply line, and can in particular occur by means of commercially available fast switching and electromagnetic actuating valves. allows when changing the operating mode of the lasers to automatically change the spray operation. For the valves, it is also possible to use so-called active valves which not only pass or close passively a pipe,

mais qui assurent en plus la montée ou la chute en pression. but which also ensure the rise or fall in pressure.

Dans une réalisation avantageuse de l'invention, on prévoit dans la pièce à main à laser une soupape anti-retour chargée par un ressort, de préférence au voisinage de la chambre de formation de la pulvérisation, et que la conduite d'alimentation en eau entre la soupape à commutation rapide et la soupape anti-retour soit mise simultanément à l'air lors de la séparation par rapport à l'alimentation en eau, et devienne par conséquent sans pression. Grâce à cette mesure, on atteint une fermeture extrêmement précise de l'alimentation d'eau vers la chambre de pulvérisation, grâce à In an advantageous embodiment of the invention, there is provided in the laser handpiece a spring-loaded non-return valve, preferably in the vicinity of the spray-forming chamber, and the water supply line between the quick-change valve and the check valve is simultaneously vented when separating from the water supply, and therefore become pressureless. Thanks to this measurement, the water supply to the spray chamber is extremely precisely closed thanks to

quoi on évite de manière fiable toute apparition de gouttelettes retardées. which reliably prevents any occurrence of delayed droplets.

Dans une réalisation avantageuse. la soupape à fermeture rapide est combinée avec la soupape de mise à l'air sous la forme d'une soupape a In an advantageous embodiment. the quick-closing valve is combined with the vent valve in the form of an air valve

quatre voies et trois positions.four lanes and three positions.

L'invention est représentée plus en détail dans les dessins ci-joints, dans lesquels: la figure I montre le tronçon de tête d'une pièce à main à laser selon l'invention; et la figure 2 est un diagramme qui montre la pulvérisation et le The invention is shown in more detail in the accompanying drawings, in which: FIG. 1 shows the head section of a laser handpiece according to the invention; and Figure 2 is a diagram that shows the spray and the

fonctionnement du laser pendant le temps. laser operation for the time.

Dans la tête 2 d'une pièce à main à laser I est prévu un système optique 3 pour le rayon laser, qui est finalement renvoyé au moyen d'un guide d'ondes 4 en direction de l'emplacement de travail. Pour refroidir l'emplacement de travail, on utilise une pulvérisation qui est constituée In the head 2 of a laser handpiece there is provided an optical system 3 for the laser beam, which is finally returned by means of a waveguide 4 towards the working place. To cool the work area, a spray is used which consists of

d'un mélange d'air et d'eau.a mixture of air and water.

A cet effet, on fait passer une conduite d'air 5 et une conduite d'eau 6 jusque dans la région de tête de la pièce à main à laser. Les deux fluides amenés via les deux conduits se mélangent par turbulence dans une zone de mélange 7 et sortent via une ouverture de sortie 8 en direction de la For this purpose, an air line 5 and a water line 6 are passed into the head region of the laser handpiece. The two fluids brought via the two ducts mix by turbulence in a mixing zone 7 and exit via an outlet opening 8 towards the

région de travail.working area.

La conduite d'alimentation d'air 5 débouche ici directement dans la zone de turbulence 7, et l'air peut s'écouler en continu. La conduite d'alimentation en eau 6 est refermée par une soupape anti-retour 9 chargée par un ressort, tant que la pression qui règne dans la conduite 6 The air supply line 5 opens here directly into the turbulence zone 7, and the air can flow continuously. The water supply line 6 is closed by a spring-loaded non-return valve 9, as long as the pressure prevailing in the pipe 6

n'est pas suffisante pour surmonter la force du ressort 10. is not sufficient to overcome the force of the spring 10.

La pièce à main à laser I est reliée à son extrémité éloignée de la tête, qui n'est pas représentée à la figure. à un tuyau d'alimentation tel qu'on le connaît des pièces à main dentaires traditionnelles. Le tuyau d'alimentation mène à une unité d'alimentation qui est agencée la plupart du temps dans le fauteuil de traitement, ou à sa proximité. Dans le cas présent, on prévoit dans cette unité d'alimentation entre l'alimentation en eau et le tuyau d'alimentation une soupape à commutation rapide, qui relie la conduite de façon pulsée avec l'alimentation en eau, et ceci uniquement The laser handpiece I is connected to its end remote from the head, which is not shown in the figure. to a supply pipe as known from traditional dental handpieces. The supply pipe leads to a feeding unit which is arranged most of the time in the treatment chair, or in its vicinity. In this case, there is provided in this feeding unit between the water supply and the supply pipe a quick-change valve, which connects the pipe in a pulsating manner with the water supply, and this only

avec un décalage de phase correspondant vis-à-vis de l'impulsion laser. with a corresponding phase shift vis-à-vis the laser pulse.

Pendant les périodes pendant lesquelles on n'établit aucune liaison, la conduite d'eau 6 est amenée à une pression nulle dans la région de l'unité d'alimentation, par exemple au moyen de la soupape précitée à quatre voies et trois positions. Grâce à cette caractéristique, la fermeture de la soupape anti-retour 9 a lieu extrêmement rapidement et immédiatement During the periods during which no connection is established, the water pipe 6 is brought to zero pressure in the region of the feed unit, for example by means of the aforesaid four-way and three-position valve. With this feature, the closure of the check valve 9 takes place extremely quickly and immediately

après la séparation par rapport à l'alimentation en eau. after separation from the water supply.

Grâce à l'air qui continue à s'écouler en permanence, tout reste d'humidité est chassé hors de la région de la chambre de turbulence 7, et après une durée de transition extrêmement courte la pulvérisation d'eau et d'air As the air continues to flow continuously, any moisture remains is driven out of the region of the turbulence chamber 7, and after an extremely short transition time the water and air spray

devient un courant d'air qui assiste au séchage de la zone de travail. becomes a draft that assists in drying the work area.

Uniquement après un intervalle de temps prédéterminé se produit l'impulsion laser, et à la fin de celle-ci l'unité d'alimentation raccorde à nouveau la conduite d'eau 6 avec l'alimentation en eau, grâce à quoi la soupape anti-retour 9 s'ouTe. et en une période de transition très courte, Only after a predetermined time interval does the laser pulse occur, and at the end thereof the power unit again connects the water pipe 6 with the water supply, whereby the anti-flow valve -return 9 to go. and in a very short transition period,

le courant d'air devient une pulvérisation d'eau et d'air. the air stream becomes a spray of water and air.

Ce processus se répète sous la commande de l'unité de commande du laser, indépendamment de l'utilisateur. de sorte que même lors d'une modification des conditions de fonctionnement du laser, il s'effectue simultanément une modification correspondante du fonctionnement de la pulvérisation d'eau. Il est bien entendu possible de ne pas activer la pulvérisation d'eau et d'air après chaque impulsion laser, mais par exemple uniquement après chaque seconde ou après chaque troisième impulsion laser. Grâce à ceci, on peut assurer que chaque seconde ou troisième impulsion laser tombe sur un emplacement de travail qui soit séché de la meilleure façon possible. Comme on le voit à la figure 2. qui représente en pourcentage l'intensité maximum du rayon laser L et l'intensité de pulvérisation S en fonction du temps T, les impulsions de pulvérisation S sont situées entre les impulsions laser L extrêmement courtes, que l'on ne peut illustrer que par This process is repeated under the control of the laser control unit, regardless of the user. so that even when changing the operating conditions of the laser, it simultaneously performs a corresponding change in the operation of the water spray. It is of course possible not to activate the water and air spraying after each laser pulse, but for example only after every second or after each third laser pulse. With this, it can be ensured that every second or third laser pulse falls on a work site that is dried in the best possible way. As can be seen in FIG. 2, which represents as a percentage the maximum intensity of the laser beam L and the intensity of spraying S as a function of time T, the sputtering pulses S lie between the extremely short laser pulses L, which it can only be illustrated by

des traits.features.

La figure 2 montre des pauses de longueurs différentes avant les impulsions laser, afin d'atteindre un séchage fiable de l'emplacement de travail. De préférence, les interruptions de la pulvérisation représentent de I à 95%, de préférence de 20% à 80%o de la durée de fonctionnement de Figure 2 shows pauses of different lengths before the laser pulses, in order to achieve reliable drying of the working location. Preferably, the interruptions in sputtering represent from 1 to 95%, preferably from 20% to 80%, of the operating time of

la pièce à main.the handpiece.

Il est important que l'impulsion laser soit située le plus possible vers la fmin de la pause de pulvérisation, puisque de cette manière l'emplacement de travail est refroidi et séché le mieux possible. Dans le sens de l'invention, la pulvérisation est "interrompue" jusqu'à la fin de l'impulsion laser, même lorsqu'elle a déjà été activée pendant l'impulsion laser (c'est-à-dire que la soupape d'interruption relie déjà à nouveau la conduite d'alimentation en eau 6 avec l'alimentation en eau), puisque par comparaison avec la durée de l'impulsion laser, la pulvérisation a besoin d'une longue durée pour parvenir jusqu'à la zone de travail. On peut prévoir ce type de fonctionnement lorsqu'il peut s'accommoder avec l'exactitude de It is important that the laser pulse is located as close as possible to the fmin of the spray pause, since in this way the working place is cooled and dried as well as possible. In the sense of the invention, the spraying is "interrupted" until the end of the laser pulse, even when it has already been activated during the laser pulse (i.e. interruption already connects again the water supply line 6 with the water supply), since in comparison with the duration of the laser pulse, the spray needs a long time to reach the zone working. This type of operation can be expected when it can be accommodated with the accuracy of

régulation de l'appareil.regulating the device.

Il est également avantageux d'utiliser la pulvérisation pulsée selon l'invention dans le cas d'un laser à néodvme, même si la capacité d'absorption vis-a-vis de la longueur d'onde de ce type de laser n'est pas It is also advantageous to use the pulsed spraying according to the invention in the case of a neodymium laser, even if the absorption capacity vis-à-vis the wavelength of this type of laser is not

aussi prononcé que dans le cas de la longueur d'onde des lasers à erbium. as pronounced as in the case of the wavelength of erbium lasers.

L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation illustré, mais elle peut faire l'objet de différentes variantes. Il n'est pas nécessaire de procéder à des explications particulières quant au fait que le guidage du rayon laser peut avoir lieu d'une autre manière que dans l'exemple illustré, et de même, la partie qui assure l'alimentation de la pulvérisation peut être réalisée d'une autre manièere. Ainsi, au lieu de la soupape anti-retour 9 analogue à un opercule de valve. on peut utiliser un mécanisme du type à clapet, et lorsque ceci est désiré pour quelques raisons que ce soit, on The invention is not limited to the exemplary embodiment illustrated, but may be subject to different variants. It is not necessary to make specific explanations as to whether the guidance of the laser beam can be carried out in another way than in the example illustrated, and likewise the part which ensures the feeding of the spray can be done in another way. Thus, instead of the non-return valve 9 similar to a valve cover. a flapper-type mechanism can be used, and where this is desired for any reason,

peut également prévoir une interruption du soufflage d'air. can also provide an interruption of the air blowing.

Claims

claims

1. Dental handpiece (1), with which the removal of tissue or tooth materials takes place by means of a pulsed laser beam, in particular a radius of a holmium laser. erbium or neodymium, comprising a water supply line (6) and an air supply line (5) for forming a water and air spray for cooling the working place, characterized in that there is provided in the water supply line (6) an interruption valve which can be actuated by the control of the laser and interrupts the power supply.

in water when actuated.

2. Dental handpiece (1). according to claim 1, characterized in that a non-return valve (9) is provided in the region of the spray outlet (8) in the water supply line (6),

this valve being subjected to the action of a spring (10).

3. Dental handpiece (1) according to claim 2, characterized in that there is provided between the non-return valve (9) and the interruption valve a vent valve which is actuated by the control of the laser and which puts at zero pressure the water supply line (6) when actuated.

4. A method of using a dental handpiece according to any one of

Claims 1 to 3. characterized in that the spraying of water and

of air is interrupted for a predetermined time interval, at least immediately before each laser pulse and at least until

termination of the laser pulse considered.

5. Method according to claim 4. characterized in that the spraying is interrupted for 5 to 95%. and preferably for 20 to 50% of the

service time of the handpiece.