DE3911853C3 - Medizinisches Handstück - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem medizinischen Handstück, insbe­ sondere für die Dentalmedizin, mit einer Austrittsöffnung für einen elektromagnetischen Behandlungsstrahl, der durch optische Mittel im Handstück außerhalb der Austrittsöffnung fokussiert wird, mit einem auf der Oberfläche des zu behan­ delnden Körperteils aufliegenden Taster.

Derartige medizinische Handstücke können verwendet werden, um ein zu behandelndes Körperteil mit einer elektromagneti­ schen 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)).

Bei derartigen Geräten wird der Behandlungsstrahl normaler­ weise außerhalb eines Handstücks fokussiert, und in diesem Fokusbereich erfolgt die Zerstörung des zu beseitigenden 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 Pilotstrahl sichtbar zu machen, jedoch kann die behandelnde Person auch bei Verwendung eines Pilotstrahles die Position des Brennpunktes nicht zu­ verlässig feststellen, wenn sich der Brennpunkt des Behand­ lungsstrahles unterhalb der Oberfläche des zu behandelnden Körperteils befindet.

Es sind Handstücke bekannt, die mit feststehenden Tastern ausgerüstet sind. Auf diese Weise kann der Abstand des Handstückes von der zu behandelnden Oberfläche definiert eingestellt werden, indem der Taster an die Oberfläche an­ gelegt wird (US-PS 38 65 113; EP-B1-00 33 958). Allerdings gelingt es damit nicht, die Lage des Brennpunktes auch dann zu bestimmen, wenn unterhalb der Oberfläche Gewebe abgetra­ gen werden soll, wie dies zum Beispiel bei der Zahnbehandlung notwendig ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes medizini­ sches Handstück so zu verbessern, daß die behandelnde Per­ son auch während der Betätigung, wenn also beispielsweise in der Tiefe eines Körperteils unter der Oberfläche dieses Körperteils eine Behandlung erfolgt, feststellen kann, wo sich die Brennebene des Behandlungsstrahls befindet, wo al­ so die Behandlung am effektivsten stattfindet.

Diese Aufgabe wird bei einem medizinischen Handstück der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Taster am Handstück verschiebbar gelagert ist und federnd vom Handstück weggedrückt wird.

Dieser Taster wird somit federnd in der Anlage an der Oberfläche des zu behan­ delnden Körperteils gehalten. Die behandelnde Person kann an der Verschiebung des Tasters relativ zum Handstück fest­ stellen, wie sich der Abstand des Handstücks von der Ober­ fläche verlagert. Dies ist zugleich ein Maß für die jewei­ lige Position der Brennebene des Behandlungsstrahls.

Diese Konstruktion ist nicht vergleichbar mit Meßinstrumenten, mit denen die Tiefe von Zahnkavitäten bestimmt werden kann, denn bei diesen bekannten Vorrichtungen werden die Handstücke relativ zur Zahnoberfläche in einem konstanten Abstand gehalten, während ein Tastfühler gegenüber dem Handstück in die auszulotende Zahnkavität verschoben wird (US 3,058,225 und US 3,559,292).

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es 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.

Besonders günstig ist es, wenn der Taster federnd gegen einen Anschlag verschiebbar ist und dabei in der Brennebene des Behandlungsstrahls endet. Somit weiß die behandelnde Person sofort, daß das Ende des Tasters mit der Brennebene des Behandlungsstrahls übereinstimmt, wenn der Taster nicht auf der Körperoberfläche aufliegt. Sobald der Taster relativ zum Handstück verschoben wird, zeigt die Größe der Verschiebung damit direkt die Tiefe der Brennebene unter der Oberfläche des zu behandelnden Körperteils.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Taster einen den Behandlungsstrahl ringförmig umgebenden Fuß trägt. Da­ mit wird durch den Taster außerdem die seitliche Lage des Behandlungsstrahls markiert.

Es ist bei Laserhandstücken auch bekannt, den Auftreffbereich der Laserstrahlung auf der Zahnoberfläche durch sichtbares Licht zu markieren (DE 29 10 760 C2). Sichtbares Markierungslicht und Behandlungsstrahlung werden dabei in derselben Ebene fokussiert und vollständig deckungsgleich geführt, so daß bei der Entfernung der Zahnoberfläche durch den Behandlungsstrahl im zentralen Strahlbereich keine Fläche vorhanden ist, auf die der Markierungsstrahl projiziert werden kann. Es ist daher für die behandelnde Person nicht möglich, den Abstand des Handstücks von der Zahnoberfläche zuverlässig festzustellen.

Demgegenüber liegt der Erfindung auch hier die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes medizinisches Handstück so zu verbessern, daß die behandelnde Person auch während der Betätigung, wenn also beispielsweise in der Tiefe eines Körperteils unter der Oberfläche dieses Körperteils eine Behandlung erfolgt, feststellen kann, wo sich die Brennebene des Behandlungsstrahls befindet, wo also die Behandlung am effektivsten stattfindet.

Die genannte Aufgabe wird auch durch ein medizinisches Handstück, insbesondere für die Dentalmedizin, mit einer Austrittsöffnung für einen elektromagnetischen Behandlungsstrahl, der durch optische Mittel im Handstück außerhalb der Austrittsöffnung fokussiert wird, und für einen Markierungsstrahl aus einem nichtparallelen Bündel sichtbaren Lichtes, der ein Bild auf die Oberfläche des zu behandelnden Körperteils projiziert, gelöst, das erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß das projizierte Bild ein den Behandlungsstrahl umgebender Kreis ist.

Dadurch, daß das projizierte Lichtbündel nicht parallel ist, ändert sich die Größe des projizierten Kreises auf der Oberfläche des zu behandelnden Körperteils mit dem Abstand des Handstückes von dieser Oberfläche. Diese Größen­ änderung ist für die behandelnde Person ein Maß für diesen Abstand, so daß durch die Größe abgeschätzt werden kann, wie weit sich die Brennebene des Behandlungsstrahls über beziehungsweise unter der Oberfläche des zu behandelnden Körperteils befindet. Der Kreis zeigt außerdem gleichzeitig das Auftreffgebiet des Behandlungsstrahls an, so daß die behandelnde Person auch eine seitliche Positionierung vornehmen kann.

Es ist dabei vorteilhaft, wenn der Behandlungsstrahl und das sichtbare Licht zur Projektion des Bilds durch dieselben optischen Elemente fokussiert werden.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines teilwei­ se aufgebrochen dargestellten Dentalhand­ stückes mit einem mechanischen Taster zur Abstandsbestimmung;

Fig. 2 eine Seitenansicht des vorderen Teils des Handstücks mit einem als Taster ausgebilde­ ten Markierelement in unterschiedlichen Po­ sitionen;

Fig. 3 eine Längsschnittansicht eines weiteren be­ vorzugten Ausführungsbeispiels eines medi­ zinischen Handstücks mit einem optischen Markierungselement;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des hinteren Teils des Handstücks der Fig. 3 von der Ebene 4-4 in Fig. 3 aus gesehen;

Fig. 5 eine vergrößerte Seitenansicht des vom Handstück der Fig. 3 bestrahlten Bereiches bei einer Fokussierung des Behandlungs­ strahls auf der Oberfläche eines Zahnes und

Fig. 6 eine Ansicht ähnlich Fig. 5 bei einer Fo­ kussierung des Behandlungsstrahls im Inne­ ren des Zahnes unterhalb der Zahnoberfläche.

In Fig. 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 Er:YAG-Lasers mit einer Wel­ lenlänge von 2,94 Mikrometern.

Der durch den im Griff 1 angeordneten Lichtleiter herange­ führte Behandlungsstrahl wird durch eine am griffnahen 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 Austrittsöffnung 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 5 und 20 Millimeter.

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 (Fig. 2) begrenzt wird. In der am weitesten ausgeschobenen Position (in Fig. 2 mit ausgezogenen Linien dargestellt) befindet sich das freie Ende des Tasters 10 in der Brennebene des Be­ handlungsstrahls 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.

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 unsichtbare 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.

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.

Bei dem in den Fig. 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 Fig. 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 Fig. 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.

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.

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 Fig. 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 Fig. 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.

Claims (7)

1. Medizinisches Handstück, insbesondere für die Dentalmedi­ zin, mit einer Austrittsöffnung für einen elektromagne­ tischen Behandlungsstrahl, der durch optische Mittel im Handstück außerhalb der Austrittsöffnung fokussiert wird, mit einem auf der Oberfläche des zu behandelnden Körper­ teils aufliegenden Taster, dadurch gekennzeichnet, daß der Taster (10) am Handstück verschiebbar gelagert ist und federnd vom Handstück weggedrückt wird.

2. Handstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Taster (10) einen Zeiger trägt, der sich bei Ver­ schiebung des Tasters (10) längs einer Skale am Handstück verschiebt.

3. Handstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Taster (10) eine Skale (16) trägt, die sich bei einer Verschiebung des Tasters (10) längs eines Zeigers am Handstück bewegt.

4. Handstück nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Taster (10) federnd gegen einen Anschlag (13) verschiebbar ist und dabei in der Brennebene des Behandlungsstrahls (11) endet.

5. Handstück nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Taster (10) einen den Behandlungsstrahl (11) ringförmig umgebenden Fuß (14) trägt.

6. Medizinisches Handstück, insbesondere für die Dentalmedizin, mit einer Austrittsöffnung für einen elektromagnetischen Behandlungsstrahl, der durch optische Mittel im Handstück außerhalb der Austrittsöffnung fokussiert wird, und für einen Markierungsstrahl aus einem nichtparallelen Bündel sichtbaren Lichts, der ein Bild auf die Oberfläche des zu behandelnden Körperteils projiziert, dadurch gekennzeichnet, daß das projizierte Bild (20) ein den Behandlungsstrahl (33) umgebender Kreis ist.

7. Handstück nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Behandlungsstrahl (33) und der Markierungsstrahl (31) durch dieselben optischen Elemente (26) fokussiert werden.