WO1990011729A1 - Medical hand-piece - Google Patents

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WO1990011729A1
WO1990011729A1 PCT/EP1990/000518 EP9000518W WO9011729A1 WO 1990011729 A1 WO1990011729 A1 WO 1990011729A1 EP 9000518 W EP9000518 W EP 9000518W WO 9011729 A1 WO9011729 A1 WO 9011729A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
handpiece
button
treatment beam
marking element
treated
Prior art date
Application number
PCT/EP1990/000518
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German (de)
French (fr)
Inventor
Rudolf Steiner
Ulrich Keller
Raimund Hibst
Original Assignee
Aesculap Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aesculap Ag filed Critical Aesculap Ag
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/18—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
    • A61B18/20—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser
    • A61B18/201—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser with beam delivery through a hollow tube, e.g. forming an articulated arm ; Hand-pieces therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C1/00—Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design
    • A61C1/0046—Dental lasers

Definitions

  • the invention relates to a medical handpiece, in particular for dental medicine, with an outlet opening for an electromagnetic treatment beam, which is focused by optical means in the handpiece outside the outlet opening.
  • Medical handpieces of this type can be used to apply electromagnetic radiation to a body part to be treated, for example with the radiation from a treatment laser. It is known, for example, that tooth substance can be removed by a pulsed Er: YAG laser (R. Hibst et al in "Laser in Medicine and Surgery” - MZV-Verlag 4: 163-165 (1988)).
  • the treatment beam is normally focused outside of a handpiece, and the tissue to be removed is destroyed in this focus area. Difficulties arise when the treatment beam is invisible, as is the case with most treatment processes. Although it is known to then make this radiation visible by means of a pilo beam, the treating person, even when using a pilot beam, cannot determine where the focal point of the treatment beam is, in which the treatment effect is greatest by far is.
  • a medical handpiece which is characterized by a marking element, the position of which relative to the handpiece changes as a function of the distance between the outlet opening of the handpiece and the surface of the body part to be treated, the change in position changing the position of the handpiece Size of the marking element or the position of a marking actuated by the marking element changes relative to the handpiece.
  • Such a marker element regularly shows the treating person the exact distance of the outlet opening of the handpiece from the surface of the body part to be treated, and from this the treating person can easily estimate where the focal plane of the treatment beam is located.
  • a specific position of the marking element represents the positioning of the focal plane directly on the surface of the delenden body part, each change in the position of the marking element shows the treating person how far above or below the surface of the body part to be treated is the focal plane of the treatment beam.
  • the marking element is a button which rests on the surface of the body part to be treated and is displaceably mounted on the handpiece and is resiliently pressed away from the handpiece.
  • This button is thus held resiliently in the system on the surface of the body part to be treated.
  • the person performing the treatment can determine from the displacement of the button relative to the handpiece how the distance between the handpiece and the surface shifts. This is also a measure of the respective position of the focal plane of the treatment beam.
  • the button carries a pointer that moves along a scale on the handpiece when the button is moved. Conversely, it can also be provided that the button carries a scale that moves along a pointer on the handpiece when the button is moved.
  • the button is resiliently displaceable against a stop and ends in the focal plane of the treatment beam.
  • the treating person knows immediately that the end of the button coincides with the focal plane of the treatment beam if the button does not lie on the body surface.
  • the size of the shift thus directly shows the depth of the focal plane below the surface of the body part to be treated.
  • the button carries a foot that surrounds the treatment beam in a ring. The button also marks the lateral position of the treatment beam.
  • the marking element is a light projected onto the surface of the body part to be treated by a light which is not visible through a parallel bundle. Because the projected light beam is not parallel, the size of the projected image on the surface of the body part to be treated changes with the distance of the handpiece from this surface. This change in size is a measure of this distance for the person treating, so that the size can be used to estimate again how far the focal plane of the treatment beam is above or below the surface of the part of the body to be treated. It is advantageous if the treatment beam and the visible light for projecting the image are focused by the same optical elements.
  • the projected image may be the treatment beam um ⁇ imaging circle whose size on the surface of the treated body part * with the depth of the focal plane of the treatment beam changes. At the same time, this circle indicates the area of impact of the treatment beam, so that the person treating the patient can also position it sideways.
  • FIG. 1 a perspective view of a partially broken open dental handpiece with a mechanical button for determining the distance
  • Figure 2 a sixth view of the front part of the
  • FIG. 3 shows a longitudinal sectional view of a further preferred exemplary embodiment of a medical handpiece with an optical marking element
  • Figure 4 is a perspective view of the rear portion of the handpiece of Figure 3 as seen from the plane 4-4 in Figure 3;
  • Figure 5 is an enlarged side view of the
  • FIG. 6 a view similar to FIG. 5 when the treatment beam is focused in the interior of the tooth below the tooth surface.
  • a handpiece with a handle 1 and an L-shaped housing 2 which connects to the handle 1 with one leg 3, while the second leg 4 protrudes vertically downward at the end facing away from the handle 1.
  • a light guide not shown in the drawing, which can be connected at a connection point 5 of the handle 1 to a light guide, also not shown in the drawing, for example a glass fiber cable, via which a treatment beam is supplied.
  • This treatment beam can be a laser beam, for example the pulsed radiation of an ErrYAG laser with a wavelength of 2.94 micrometers is particularly favorable for dental treatment.
  • the treatment beam brought about by the light guide arranged in the handle 1 is collected by a convex lens 6 arranged on the handle end of the housing 2 and via a deflecting mirror 7 arranged at 45 ° to both legs 3 and 4 through the exit opening 8 trained open end of the leg 4 led out of the housing 2 and focused outside the housing 2 in a focal point 9.
  • the focal point 9 is normally a few millimeters from the outlet opening 8, for example between 10 and 20 millimeters.
  • a rod-shaped button 10 is slidably mounted parallel to the direction of the treatment beam 11. This rod-shaped button 10 is pressed away from the housing by a spring 12 until the further movement is limited by a stop 13 (FIG. 2). In the most extended position (shown in solid lines in FIG. 2), the free end of the button 10 is located in the focal plane of the treatment beam 11.
  • the button 10 carries at its free end a foot 14 which surrounds the treatment beam 11 in a ring, and which is thus in the position in which the stop 13 is the other Movement of the button 10 prevents exactly the focal point 9 of the treatment beam 11 is marked.
  • the handpiece is placed on the tooth surface in such a way that the foot 14 rests on this surface.
  • This inevitably results in the treatment beam, which is generally invisible, being focused precisely in the tooth surface, so that in this area, a very intensive and locally limited irradiation of the tooth material and thus evaporation of the tooth material can take place in this area.
  • the treating person can also position the focal point of the treatment beam 11 in planes below the surface of the tooth 15. To achieve this, it is sufficient to position the handpiece at a smaller distance above the surface of the tooth 15.
  • the button 10 is inevitably moved against the action of the spring 12, so that the focal point 9 is then just as far below the plane of the foot 14 and thus the surface of the tooth as the button 10 is moved against the action of the spring 12.
  • This displacement of the button relative to the housing 2 can be monitored in a simple manner, for example by means of a scale 16 on the rod-shaped part of the button 10, which indicates the displacement of the button relative to the housing relative to a fixed part of the housing 2.
  • the button could carry a pointer element which moves along a scale fixed to the housing when the button is displaced.
  • the person performing the treatment can easily estimate from the displacement of the button, which is always supported on the surface of the body part to be treated, how deep below this surface of the body part to be treated is the focal plane of the treatment beam. although the treatment beam itself is not visible.
  • the foot 14 of the treating person surrounding the treatment beam additionally shows the exact lateral position of the treatment beam.
  • the mechanical button is replaced by an optical marking element 20 in the form of a ring concentrically surrounding the treatment beam 11.
  • the handpiece like that in FIGS. 1 and 2, comprises a handle 21 and an L-shaped housing 22 with legs 23 or 24 which are perpendicular to one another.
  • a central light guide 25 arranged in the handle 21 guides the treatment beam, which, like the exemplary embodiment in FIGS. 1 and 2, exits the housing through a convex lens 26 and a deflecting mirror 27 through an outlet opening 28 and is focused at a focal point 29 outside the housing.
  • the central light guide 25 is concentrically surrounded by a larger number of optical fibers 30, which are arranged in a ring overall. Visible light directed through it is likewise bundled by the convex lens 26 and, after being deflected at the deflecting mirror 27, emerges from the outlet opening 28.
  • This marking beam is focused due to the different refraction of the convex lens 26 (dispersion) depending on the wavelength.
  • the focal point 29 in a further focal point 32.
  • the marking beam 31 is expanded again accordingly and projects an image of the ring-shaped optical fibers 30 into this plane, that is to say an image concentrically surrounding the treatment beam 33 , visible ring.
  • the size of the ring projected onto a surface changes with the distance of this surface from the outlet opening 28.
  • This effect is used in this preferred embodiment of a handpiece to treat the patient Person to display the position of the treatment beam and the focal point of the treatment beam.
  • the ring-shaped optical marking element In the focal plane defined by the focal point 29 of the treatment beam 33, the ring-shaped optical marking element has a certain size, which is an indication to the person treating the patient that the image of the ring is located exactly in the focal plane of the treatment beam.
  • the ring-shaped optical marking element is projected onto the surface of the tooth and can be observed there by the person treating it.
  • this ring increases, this is an indication that the focal plane of the treatment beam is arranged above the surface of the tooth; if the ring is reduced, as shown in FIG. 6, this is for the treating person Indicates that focus 32 is below the surface of the tooth.
  • the respective size of the ring-shaped optical marking element 20 is thus a measure for the treating person for the immersion of the treatment beam and for the depth of the focal plane below the surface of the tooth to be treated. Since the marking element is always on the surface of the tooth, it also indicates the position of the invisible treatment beam. This arrangement has the advantage over the arrangement of FIGS. 1 and 2 that no parts restricting the view are arranged between the outlet opening and the tooth, so that the treating person is given a clear view of the treatment area.

Abstract

In order to be able to determine at all times the position of a treatment beam, even if the beam is invisible, and in particular the position of the focal point of the beam, a medical hand-piece is proposed with an exit aperture for a treatment beam of electromagnetic radiation, the beam being focussed on the far side of the exit aperture by means of optical means in the hand-piece. The hand-piece is characterized by a marker element whose position relative to the hand-piece changes as a function of the distance of the exit aperture from the surface of the part of the body being treated, the size of the marker element, or the location of a marker manipulated by the marker element relative to the hand-piece, changing as a result of this change in position.

Description

B E S C H R E I B U N G DESCRIPTION
MEDIZINISCHES HANDSTÜCKMEDICAL HANDPIECE
Die Erfindung betrifft ein medizinisches Handstück, insbe¬ sondere für die Dentalmedizin, mit einer Austrittsöffnung für einen elektromagnetischen Behandlungsstrahl, der durch op- tische Mittel im Handstück außerhalb der Austrittsöffnung fokussiert wird.The invention relates to a medical handpiece, in particular for dental medicine, with an outlet opening for an electromagnetic treatment beam, which is focused by optical means in the handpiece outside the outlet opening.
Derartige medizinische Handstücke können verwendet werden, um ein zu behandelndes Körperteil mit einer elektromagne¬ tischen Strahlung zu beaufschlagen, beispielsweise mit der Strahlung eines Behandlungslasers. So ist es bekannt, daß Zahnsubstanz durch einen gepulsten Er:YAG-Laser abgetragen werden kann (R. Hibst et al in "Laser in Medicine and Surgery" - MZV-Verlag 4: 163-165 (1988)).Medical handpieces of this type can be used to apply electromagnetic radiation to a body part to be treated, for example with the radiation from a treatment laser. It is known, for example, that tooth substance can be removed by a pulsed Er: YAG laser (R. Hibst et al in "Laser in Medicine and Surgery" - MZV-Verlag 4: 163-165 (1988)).
Bei derartigen Geräten wird der Behandlungsstrahl norma¬ lerweise außerhalb eines Handstücks fokussiert, und in diesem Fokusbereich erfolgt die Zerstörung des zu beseiti¬ genden Gewebes. Schwierigkeiten ergeben sich dann, wenn der Behandlungs¬ strahl unsichtbar ist, wie dies bei den meisten Behand¬ lungsverfahren der Fall ist. Es ist zwar bekannt, diese Strahlung dann durch einen Pilo strahl sichtbar zu machen, jedoch kann die behandelnde Person auch bei Verwendung ei¬ nes Pilotstrahles nicht feststellen, wo sich der Brenn¬ punkt des Behandlungsstrahls befindet, in dem die Behand¬ lungswirkung weitaus am größten ist.In such devices, the treatment beam is normally focused outside of a handpiece, and the tissue to be removed is destroyed in this focus area. Difficulties arise when the treatment beam is invisible, as is the case with most treatment processes. Although it is known to then make this radiation visible by means of a pilo beam, the treating person, even when using a pilot beam, cannot determine where the focal point of the treatment beam is, in which the treatment effect is greatest by far is.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes medizi¬ nisches Handstück so zu verbessern, daß die behandelnde Person auch wahrend der Betätigung, wenn also beispiels¬ weise in der Tiefe eines Körperteils unter der Oberfläche dieses Körperteils eine Behandlung erfolgt, feststellen kann, wo sich die Brennebene des Behandiungsstrahls befin¬ det, wo also die Behandlung am effektivsten stattfindet.It is an object of the invention to improve a generic medical handpiece in such a way that the treating person can determine where the treatment is, even during the operation, for example when a treatment is being carried out in the depth of a part of the body below the surface of this part of the body Focal plane of the treatment beam is located, ie where the treatment takes place most effectively.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein medizinisches Handstück gelöst, das gekennzeichnet wird durch ein Mar¬ kierelement, dessen Lage relativ zum Handstück sich in Ab¬ hängigkeit vom Abstand der Austrittsöffnung des Handstücks von der Oberfläche des zu behandelnden Körperteils ändert, wobei sich durch die Lageänderung die Größe des Markier¬ elementes oder die Position einer von dem Markierelement betätigten Markierung relativ zum Handstück ändert.This object is achieved according to the invention by a medical handpiece, which is characterized by a marking element, the position of which relative to the handpiece changes as a function of the distance between the outlet opening of the handpiece and the surface of the body part to be treated, the change in position changing the position of the handpiece Size of the marking element or the position of a marking actuated by the marking element changes relative to the handpiece.
Durch ein solches Markxerelement wird der behandelnden Person regelmäßig der genaue Abstand der Austrittsöffnung des Handstücks von der Oberfläche des zu behandelnden Körperteils angezeigt, und daraus kann die behandelnde Person ohne weiteres abschätzen, wo sich die Brennebene des Behandlungsstrahls befindet. Eine bestimmte Position des Markierelementes repräsentiert die Positionierung der Brennebene unmittelbar auf der Oberfläche des zu behan- delnden Körperteils, jede Veränderung der Position des Markierelementes zeigt der behandelnden Person an, wie weit über beziehungsweise unterhalb der Oberfläche des zu behandelnden Körperteils sich die Brennebene des Behand¬ lungsstrahls jeweils befindet.Such a marker element regularly shows the treating person the exact distance of the outlet opening of the handpiece from the surface of the body part to be treated, and from this the treating person can easily estimate where the focal plane of the treatment beam is located. A specific position of the marking element represents the positioning of the focal plane directly on the surface of the delenden body part, each change in the position of the marking element shows the treating person how far above or below the surface of the body part to be treated is the focal plane of the treatment beam.
Es ist dabei gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungs¬ form vorgesehen, daß das Markierelement ein auf der Ober¬ fläche des zu behandelnden Körperteils aufliegender Taster ist, der am Handstück verschiebbar gelagert und federnd vom Handstück weggedrückt wird. Dieser Taster wird somit federnd in der Anlage an der Oberfläche des zu behandeln¬ den Körperteils gehalten. Die behandelnde Person kann an der Verschiebung des Tasters relativ zum Handstück fest¬ stellen, wie sich der Abstand des Handstücks von der Oberfläche verlagert. Dies ist zugleich ein Maß für die jeweilige Position der Brennebene des Behandlungsstrahls.According to a first preferred embodiment, it is provided that the marking element is a button which rests on the surface of the body part to be treated and is displaceably mounted on the handpiece and is resiliently pressed away from the handpiece. This button is thus held resiliently in the system on the surface of the body part to be treated. The person performing the treatment can determine from the displacement of the button relative to the handpiece how the distance between the handpiece and the surface shifts. This is also a measure of the respective position of the focal plane of the treatment beam.
Es ist dabei günstig, wenn der Taster einen Zeiger trägt, der sich bei Verschiebung des Tasters längs einer Skale am Handstück verschiebt. Es kann auch umgekehrt vorgesehen sein, daß der Taster eine Skale trägt, die sich bei einer Verschiebung des Tasters längs eines Zeigers am Handstück bewegt.It is advantageous if the button carries a pointer that moves along a scale on the handpiece when the button is moved. Conversely, it can also be provided that the button carries a scale that moves along a pointer on the handpiece when the button is moved.
Besonders günstig ist es, wenn der Taster federnd gegen einen Anschlag verschiebbar ist und dabei in der Brennebe¬ ne des Behandlungsstrahls endet. Somit weiß die behandeln¬ de Person sofort, daß das Ende des Tasters mit der Brenn¬ ebene des Behandlungsstrahls übereinstimmt, wenn der Ta¬ ster nicht auf der Körperoberfläche aufliegt. Sobald der Taster relativ zum Handstück verschoben wird, zeigt die Größe der Verschiebung damit direkt die Tiefe der Brenn¬ ebene unter der Oberfläche des zu behandelnden Körper¬ teils. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Taster einen den Behandlungsstrahl ringförmig umgebenden Fuß trägt. Damit wird durch den Taster außerdem die seitliche Lage des BehandlungsStrahls markiert.It is particularly expedient if the button is resiliently displaceable against a stop and ends in the focal plane of the treatment beam. Thus the treating person knows immediately that the end of the button coincides with the focal plane of the treatment beam if the button does not lie on the body surface. As soon as the button is shifted relative to the handpiece, the size of the shift thus directly shows the depth of the focal plane below the surface of the body part to be treated. It is particularly advantageous if the button carries a foot that surrounds the treatment beam in a ring. The button also marks the lateral position of the treatment beam.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorge¬ sehen, daß das Markierelement ein durch ein nicht paralle¬ les Bündel sichtbaren Lichtes auf die Oberfläche des zu behandelnden Körperteils projiziertes Bild ist. Dadurch, daß das projizierte Lichtbündel nicht parallel ist, ändert sich die Größe des projxzierten Bildes auf der Oberfläche des zu behandelnden Körperteils mit dem Abstand des Hand¬ stücks von dieser Oberfläche. Diese Größenänderung ist für die behandelnde Person ein Maß für diesen Abstand, so daß durch die Größe wieder abgeschätzt werden kann, wie weit sich die Brennebene des Behandlungsstrahls über bezie¬ hungsweise unter der Oberfläche des zu behandelnden Kör¬ perteils befindet. Es ist dabei vorteilhaft, wenn der Behandlungsstrahl und das sichtbare Licht zur Projektion des Bildes durch dieselben optischen Elemente fokussiert werde .In a further preferred embodiment it is provided that the marking element is a light projected onto the surface of the body part to be treated by a light which is not visible through a parallel bundle. Because the projected light beam is not parallel, the size of the projected image on the surface of the body part to be treated changes with the distance of the handpiece from this surface. This change in size is a measure of this distance for the person treating, so that the size can be used to estimate again how far the focal plane of the treatment beam is above or below the surface of the part of the body to be treated. It is advantageous if the treatment beam and the visible light for projecting the image are focused by the same optical elements.
Das projizierte Bild kann ein den Behandlungsstrahl um¬ gebender Kreis sein, dessen Größe auf der Oberfläche des zu behandelnden*Körperteils sich mit der Tiefe der Brennebene des Behandlungsstrahls ändert. Dieser Kreis zeigt gleichzeitig das Auftreffgebiet des Behandlungs¬ strahls an, so daß die behandelnde Person auch eine seitliche Positionierung vornehmen kann.The projected image may be the treatment beam um¬ imaging circle whose size on the surface of the treated body part * with the depth of the focal plane of the treatment beam changes. At the same time, this circle indicates the area of impact of the treatment beam, so that the person treating the patient can also position it sideways.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsfor¬ men der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen: Figur 1: eine perspektivische Ansicht eines teilwei¬ se aufgebrochen dargestellten Dentalhand¬ stückes mit einem mechanischen Taster zur Abstandsbestimmung;The following description of preferred embodiments of the invention serves in conjunction with the drawing for a more detailed explanation. Show it: FIG. 1: a perspective view of a partially broken open dental handpiece with a mechanical button for determining the distance;
Figur 2: eine Sextenansicht des vorderen Teils desFigure 2: a sixth view of the front part of the
Handstücks mit einem als Taster ausgebilde¬ ten Markierelement in unterschiedlichen Po¬ sitionen;Handpiece with a marking element designed as a button in different positions;
Figur 3: eine Längsschnittansicht eines weiteren be¬ vorzugten Ausführungsbeispiels eines medi¬ zinischen Handstücks mit einem optischen Markierungselemen ;FIG. 3 shows a longitudinal sectional view of a further preferred exemplary embodiment of a medical handpiece with an optical marking element;
Figur 4: eine perspektivische Ansicht des hinteren Teils des Handstücks der Figur 3 von der Ebene 4-4 in Figur 3 aus gesehen;Figure 4 is a perspective view of the rear portion of the handpiece of Figure 3 as seen from the plane 4-4 in Figure 3;
Figur 5: eine vergrößerte Seitenansicht des vomFigure 5 is an enlarged side view of the
Handstück der Figur 3 bestrahlten Bereiches bei einer Fokussierung des Behandlungs¬ strahls auf der Oberfläche eines Zahnes und3 of the irradiated area when the treatment beam is focused on the surface of a tooth and
Figur 6: eine Ansicht ähnlich Figur 5 bei einer Fo¬ kussierung des Behandlungsstrahls im Inne¬ ren des Zahnes unterhalb der Zahnoberfläche.FIG. 6: a view similar to FIG. 5 when the treatment beam is focused in the interior of the tooth below the tooth surface.
In Figur 1 ist ein Handstück mit einem Griff 1 und einem L-förmigen Gehäuse 2 dargestellt, welches sich mit einem Schenkel 3 an den Griff 1 anschließt, während der zweite Schenkel 4 an dem dem Griff 1 abgewandten Ende senkrecht nach unten absteht. Im Inneren des Griffs 1 befindet sich ein in der Zeichnung nicht dargestellter Lichtleiter, der an einer Anschlußstelle 5 des Griffs 1 mit einem in der Zeichnung ebenfalls nicht dargestellten Lichtleiter ver¬ bunden werden kann, beispielsweise einem Glasfaserkabel, über welches ein Behandlungsstrahl zugeführt wird. Die¬ ser Behandlungsstrahl kann ein Laserstrahl sein, bei¬ spielsweise ist für die Zahnbehandlung besonders günstig die gepulste Strahlung eines ErrYAG-Lasers mit einer Wel¬ lenlänge von 2,94 Mikrometern.In Figure 1, a handpiece with a handle 1 and an L-shaped housing 2 is shown, which connects to the handle 1 with one leg 3, while the second leg 4 protrudes vertically downward at the end facing away from the handle 1. Inside the handle 1 is a light guide, not shown in the drawing, which can be connected at a connection point 5 of the handle 1 to a light guide, also not shown in the drawing, for example a glass fiber cable, via which a treatment beam is supplied. This treatment beam can be a laser beam, for example the pulsed radiation of an ErrYAG laser with a wavelength of 2.94 micrometers is particularly favorable for dental treatment.
Der durch den im Griff 1 angeordneten Lichtleiter herange¬ führte Behandlungsstrahl wird durch eine am griff ahen En¬ de des Gehäuses 2 angeordnete Konvexlinse 6 gesammelt und über einen zu beiden Schenkeln 3 und 4 unter 45° angeord¬ neten Umlenkspiegel 7 durch das als Austrxttsöffnung 8 ausgebildete offene Ende des Schenkels 4 aus dem Gehäuse 2 herausgeführt und außerhalb des Gehäuses 2 in einem Brenn¬ punkt 9 fokussiert. Der Brennpunkt 9 liegt normalerweise einige Millimeter von der Austrittsöffnung 8 entfernt, beispielsweise zwischen 10 und 20 Millimeter.The treatment beam brought about by the light guide arranged in the handle 1 is collected by a convex lens 6 arranged on the handle end of the housing 2 and via a deflecting mirror 7 arranged at 45 ° to both legs 3 and 4 through the exit opening 8 trained open end of the leg 4 led out of the housing 2 and focused outside the housing 2 in a focal point 9. The focal point 9 is normally a few millimeters from the outlet opening 8, for example between 10 and 20 millimeters.
An der Außenseite des Gehäuses 2 ist ein stabförmiger Ta¬ ster 10 parallel zur Richtung des BehandlungsStrahls 11 verschieblich gelagert. Dieser stabförmige Taster 10 wird durch eine Feder 12 vom Gehäuse weggedrückt, bis die wei¬ tere Bewegung durch einen Anschlag 13 (Figur 2) begrenzt wird. In der am weitesten ausgeschobenen Position (in Fi¬ gur 2 mit ausgezogenen Linien dargestellt) befindet sich das freie Ende des Tasters 10 in der Brennebene des Be¬ handlungsstrahls 11.On the outside of the housing 2, a rod-shaped button 10 is slidably mounted parallel to the direction of the treatment beam 11. This rod-shaped button 10 is pressed away from the housing by a spring 12 until the further movement is limited by a stop 13 (FIG. 2). In the most extended position (shown in solid lines in FIG. 2), the free end of the button 10 is located in the focal plane of the treatment beam 11.
Der Taster 10 trägt an seinem freien Ende einen den Behandlungsstrahl 11 ringförmig umgebenden Fuß 14, der somit in der Stellung, in der der Anschlag 13 die weitere Bewegung des Tasters 10 verhindert, genau den Brennpunkt 9 des Behandlungsstrahls 11 markiert.The button 10 carries at its free end a foot 14 which surrounds the treatment beam 11 in a ring, and which is thus in the position in which the stop 13 is the other Movement of the button 10 prevents exactly the focal point 9 of the treatment beam 11 is marked.
Zur Behandlung eines Körperteils, beispielsweise zum Ent¬ fernen kariösen Materials aus einem Zahn, wird das Hand¬ stück so auf die Zahnoberfläche aufgelegt, daß der Fuß 14 auf dieser Oberfläche anliegt. Dabei ergibt sich zwangs¬ läufig, daß der in der Regel unsxchtbare Behandlungsstrahl genau in der Zahnoberfläche fokussiert wird, so daß in diesem Bereich innerhalb des ringförmigen Fußes 14 eine sehr intensive und lokal begrenzte Bestrahlung des Zahn¬ materials und damit eine Verdampfung desselben erfolgen kann.To treat a part of the body, for example to remove carious material from a tooth, the handpiece is placed on the tooth surface in such a way that the foot 14 rests on this surface. This inevitably results in the treatment beam, which is generally invisible, being focused precisely in the tooth surface, so that in this area, a very intensive and locally limited irradiation of the tooth material and thus evaporation of the tooth material can take place in this area.
Beim Fortschreiten der Entfernung des Zahnmaterials kann die behandelnde Person den Brennpunkt des Behandlungs- Strahls 11 auch in Ebenen unterhalb der Oberfläche des Zahnes 15 positionieren. Um dies zu erreichen, genügt es, das Handstück in geringerem Abstand über der Oberfläche des Zahnes 15 zu positionieren. Dabei wird zwangsläufig der Taster 10 gegen die Wirkung der Feder 12 verschoben, so daß der Brennpunkt 9 dann genauso weit unter der Ebene des Fußes 14 und damit der Oberfläche des Zahnes sich befindet, wie der Taster 10 gegen die Wirkung der Feder 12 verschoben ist. Diese Verschiebung des Tasters gegenüber dem Gehäuse 2 läßt sich in einfacher Weise überwachen, beispielsweise durch eine Skale 16 auf dem stabförmigen Teil des Tasters 10, die gegenüber einem festen Teil des Gehäuses 2 die Verschiebung des Tasters gegenüber dem Gehäuse anzeigt. Umgekehrt wäre es auch möglich, daß der Taster ein Zeigerelement trägt, das sich bei der Verschie¬ bung des Tasters längs einer gehäusefesten Skale bewegt. In jedem Fall kann die behandelnde Person aus der Ver¬ schiebung des Tasters, der sich immer auf der Oberfläche des zu behandelnden Körperteils abstützt, ohne weiteres abschätzen, wie tief unterhalb dieser Oberfläche des zu behandelnden Körperteils sich die Brennebene des Behand¬ lungsstrahls jeweils befindet, obwohl der Behandlungs¬ strahl selber nicht sichtbar ist. Außerdem zeigt der den Behandlungsstrahl umgebende Fuß 14 der behandelnden Person zusätzlich die genaue seitliche Position des Behandlungs- Strahls an.As the removal of the tooth material progresses, the treating person can also position the focal point of the treatment beam 11 in planes below the surface of the tooth 15. To achieve this, it is sufficient to position the handpiece at a smaller distance above the surface of the tooth 15. The button 10 is inevitably moved against the action of the spring 12, so that the focal point 9 is then just as far below the plane of the foot 14 and thus the surface of the tooth as the button 10 is moved against the action of the spring 12. This displacement of the button relative to the housing 2 can be monitored in a simple manner, for example by means of a scale 16 on the rod-shaped part of the button 10, which indicates the displacement of the button relative to the housing relative to a fixed part of the housing 2. Conversely, it would also be possible for the button to carry a pointer element which moves along a scale fixed to the housing when the button is displaced. In any case, the person performing the treatment can easily estimate from the displacement of the button, which is always supported on the surface of the body part to be treated, how deep below this surface of the body part to be treated is the focal plane of the treatment beam. although the treatment beam itself is not visible. In addition, the foot 14 of the treating person surrounding the treatment beam additionally shows the exact lateral position of the treatment beam.
Bei dem in den Figuren 3 bis 6 beschriebenen Ausführungs- beispiel ist der mechanische Taster ersetzt durch ein op¬ tisches Markierelement 20 in Form eines den Behandlungs¬ strahl 11 konzentrisch umgebenden Ringes. Das Handstück umfaßt bei diesem Ausführungsbeispiel ebenso wie das der Figuren 1 und 2 einen Griff 21 sowie ein L-förmiges Gehäu¬ se 22 mit senkrecht aufeinanderstehenden Schenkeln 23 be¬ ziehungsweise 24. Ein im Griff 21 angeordneter, zentraler Lichtleiter 25 führt den Behandlungsstrahl zu, der ebenso wie beim Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 über eine Konvexlinse 26 und einen Umlenkspiegel 27 durch eine Aus- trittsöffnung 28 aus dem Gehäuse austritt und außerhalb des Gehäuses in einem Brennpunkt 29 fokussiert wird.In the exemplary embodiment described in FIGS. 3 to 6, the mechanical button is replaced by an optical marking element 20 in the form of a ring concentrically surrounding the treatment beam 11. In this exemplary embodiment, the handpiece, like that in FIGS. 1 and 2, comprises a handle 21 and an L-shaped housing 22 with legs 23 or 24 which are perpendicular to one another. A central light guide 25 arranged in the handle 21 guides the treatment beam, which, like the exemplary embodiment in FIGS. 1 and 2, exits the housing through a convex lens 26 and a deflecting mirror 27 through an outlet opening 28 and is focused at a focal point 29 outside the housing.
Der zentrale Lichtleiter 25 ist bei diesem Ausführungsbei- spiel konzentrisch umgeben von einer größeren Anzahl von Lichtleitfasern 30, die insgesamt ringförmig angeordnet sind. Durch sie hindurch geleitetes, sichtbares Licht wird ebenfalls durch die Konvexlinse 26 gebündelt und tritt nach Umlenkung am Umlenkspiegel 27 aus der Austrittsöff¬ nung 28 aus. Dabei erfolgt eine Fokussierung dieses MarkierungsStrahles infolge der wellenlängenabhängig unterschiedlichen Brechung der Konvexlinse 26 (Dispersion) oberhalb des Brennpunktes 29 in einem weiteren Brennpunkt 32. In der durch den Brennpunkt 29 definierten Brennebene ist der Markierungsstrahl 31 dementsprechend wieder auf¬ geweitet und projiziert in diese Ebene ein Bild der ring¬ förmig angeordneten Lichtleitfasern 30, das heißt einen den Behandlungsstrahl 33 konzentrisch umgebenden, sichtbaren Ring.In this exemplary embodiment, the central light guide 25 is concentrically surrounded by a larger number of optical fibers 30, which are arranged in a ring overall. Visible light directed through it is likewise bundled by the convex lens 26 and, after being deflected at the deflecting mirror 27, emerges from the outlet opening 28. This marking beam is focused due to the different refraction of the convex lens 26 (dispersion) depending on the wavelength. above the focal point 29 in a further focal point 32. In the focal plane defined by the focal point 29, the marking beam 31 is expanded again accordingly and projects an image of the ring-shaped optical fibers 30 into this plane, that is to say an image concentrically surrounding the treatment beam 33 , visible ring.
Dadurch, daß der Markierungsstrahl 31 außerhalb des Gehäu¬ ses 22 divergent ausgebildet ist, ändert sich die Größe des auf eine Fläche projizierten Ringes mit dem Abstand dieser Fläche von der Austrittsöffnung 28. Dieser Effekt wird bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel eines Handstücks ausgenutzt, um der behandelnden Person die Po¬ sition des BehandlungsStrahls und des Brennpunktes des Be¬ handlungsstrahls anzuzeigen. In der durch den Brennpunkt 29 des Behandlungsstrahls 33 definierten Brennebene hat das ringförmige, optische Markierelement eine bestimmte Größe, die für die behandelnde Person ein Hinweis darauf ist, daß sich das Bild des Ringes genau in der Brennebene des Behandlungsstrahls befindet. Bei der Behandlung eines Zahnes beispielsweise wird das ringförmige optische Mar¬ kierelement auf die Oberfläche des Zahnes projiziert und kann dort von der behandelnden Person beobachtet werden. Vergrößert sich dieser Ring, so ist dies ein Hinweis da¬ für, daß die Brennebene des BehandlungsStrahls oberhalb der Oberfläche des Zahnes angeordnet ist, bei einer Ver¬ kleinerung des Ringes, wie es in Figur 6 dargestellt ist, ist dies für die behandelnde Person ein Hinweis darauf, daß sich der Brennpunkt 32 unterhalb der Oberfläche des Zahnes befindet. Die jeweilige Größe des ringförmigen op¬ tischen Markierelementes 20 ist für die behandelnde Person somit ein Maß für das Eintauchen des Behandlungsstrahls und für die Tiefe der Brennebene unter der Oberfläche des zu behandelnden Zahnes. Da das Markierelement sich immer auf der Oberfläche des Zahnes befindet, zeigt es zusätz¬ lich auch die Lage des unsichtbaren BehandlungsStrahlen¬ bündels an. Diese Anordnung hat gegenüber der Anordnung der Figuren 1 und 2 den Vorteil, daß keine die Sicht beschränkenden Teile zwischen Austrittsöffnung und Zahn angeordnet sind, so daß für die behandelnde Person die freie Sicht auf den Behandlungsbereich erhalten bleibt. Due to the fact that the marking beam 31 is divergent outside the housing 22, the size of the ring projected onto a surface changes with the distance of this surface from the outlet opening 28. This effect is used in this preferred embodiment of a handpiece to treat the patient Person to display the position of the treatment beam and the focal point of the treatment beam. In the focal plane defined by the focal point 29 of the treatment beam 33, the ring-shaped optical marking element has a certain size, which is an indication to the person treating the patient that the image of the ring is located exactly in the focal plane of the treatment beam. When treating a tooth, for example, the ring-shaped optical marking element is projected onto the surface of the tooth and can be observed there by the person treating it. If this ring increases, this is an indication that the focal plane of the treatment beam is arranged above the surface of the tooth; if the ring is reduced, as shown in FIG. 6, this is for the treating person Indicates that focus 32 is below the surface of the tooth. The respective size of the ring-shaped optical marking element 20 is thus a measure for the treating person for the immersion of the treatment beam and for the depth of the focal plane below the surface of the tooth to be treated. Since the marking element is always on the surface of the tooth, it also indicates the position of the invisible treatment beam. This arrangement has the advantage over the arrangement of FIGS. 1 and 2 that no parts restricting the view are arranged between the outlet opening and the tooth, so that the treating person is given a clear view of the treatment area.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H EP A T E N T A N S P R Ü C H E
Medizinisches Handstück, insbesondere für die Dental¬ medizin, mit einer Austrittsöffnung für einen elek¬ tromagnetischen Behandlungsstrahl, der durch optische Mittel im Handstück außerhalb der Austrittsöffnung fokussiert wird, gekennzeichnet durch ein Markierel¬ ement (10; 20), dessen Lage relativ zum Handstück sich in Abhängigkeit vom Abstand der Austrittsöffnung (8; 28) des Handstücks von der Oberfläche des zu be¬ handelnden Körperteils ändert, wobei sich durch die Lageänderung die Größe des Markierelementes (20) oder die Position einer von dem Markierelement (10) betä¬ tigten Markierung relativ zum Handstück ändert.Medical handpiece, in particular for dental medicine, with an outlet opening for an electromagnetic treatment beam, which is focused by optical means in the handpiece outside the outlet opening, characterized by a marking element (10; 20), the position of which is relative to the handpiece depending on the distance of the outlet opening (8; 28) of the handpiece from the surface of the body part to be treated, the size of the marking element (20) or the position of a marking actuated by the marking element (10) changing due to the change in position changes relative to the handpiece.
2. Handstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Markierelement ein auf der Oberfläche des zu behandelnden Körperteils aufliegender Taster (10) ist, der am Handstück verschiebbar gelagert ist und federnd vom Handstück weggedrückt wird. 2. Handpiece according to claim 1, characterized in that the marking element is a button (10) lying on the surface of the body part to be treated, which is slidably mounted on the handpiece and is resiliently pushed away from the handpiece.
3. Handstück nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Taster (10) einen Zeiger trägt, der sich bei Verschiebung des Tasters (10) längs einer Skale am Handstück verschiebt.3. Handpiece according to claim 2, characterized in that the button (10) carries a pointer which moves when the button (10) is moved along a scale on the handpiece.
4. Handstück nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Taster (10) eine Skale (16) trägt, die sich bei einer Verschiebung des Taaters (10) längs eines Zeigers am Handstück bewegt.4. Handpiece according to claim 2, characterized in that the button (10) carries a scale (16) which moves when the Taater (10) is moved along a pointer on the handpiece.
Handstück nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Taster (10) federnd gegen ei¬ nen Anschlag (13) verschiebbar ist und dabei in der Brennebene des Behandlungsstrahls (11) endet.Handpiece according to one of claims 2 to 4, characterized in that the button (10) is resiliently displaceable against a stop (13) and ends in the focal plane of the treatment beam (11).
Handstück nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Taster (10) einen den Behand¬ lungsstrahl (11) ringförmig umgebenden Fuß (14) trägt.Handpiece according to one of claims 2 to 5, characterized in that the button (10) carries a foot (14) which surrounds the treatment beam (11) in a ring.
Handstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Markierelement ein durch ein nichtparalleles Bündel sichtbaren Lichtes (31) auf die Oberfläche des zu behandelnden Körperteils projiziertes Bild (20) ist. Handpiece according to claim 1, characterized in that the marking element is an image (20) projected onto the surface of the body part to be treated, which light is visible through a non-parallel bundle.
8. Handstück nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Behandlungsstrahl (33) und der Markierungs¬ strahl (31) durch dieselben optischen Elemente (26) fokussiert werden.8. Handpiece according to claim 7, characterized in that the treatment beam (33) and the marker beam (31) are focused by the same optical elements (26).
9. Handstück nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das projizierte Bild (20) ein den Be¬ handlungsstrahl (33) umgebender Kreis ist. 9. Handpiece according to claim 7 or 8, characterized gekenn¬ characterized in that the projected image (20) a Be¬ treatment beam (33) surrounding circle.
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