Brevet FR2660852A1 — publié le 19911018

La présente invention a pour objet un instrument dentaire pour le traitement des caries et la chirurgie buccale, du type comportant une source d'émission d'un faisceau laser, ledit rayonnement laser étant amené par fibre optique au travers de l'instrument dentaire jusqu'à la zone à traiter. Dans ce qui suit on décrira spécifiquement un instrument dentaire mettant en oeuvre un rayonnement laser. On comprendra que ceci n'est nullement limitatif ; les principes décrits pourront également être utilisés en chirurgie. Le but recherché est d'obtenir l'ablation indolore de tissus durs ou mous (dentine, cément, pulpe...). Pour cela il est nécessaire de provoquer la vaporisation, voire la sublimation de ceux-ci sans que ladent subisse une élévation de température donc absorbe une quantité d'énergie ou de puissance notable. Les lasers actuellement utilisés en dentisterie sont pourvus d'un dispositif de conducteur de lumière qui se termine par une pièce à main permettant l'utilisation en bouche du faisceau laser. Ces pièces à main sont d'un emploi peu pratique car elles sont trop volumineuses, ce qui nuit fortement à l'accessibilité en bouche, particulièrement pour les travaux de fond de bouche. De plus, ces lasers sont en général commandés par un dispositif programmé qui ne permet pas, sans interruption du traitement, au praticien d'adapter parfaitement les paramètres de travail de laser aux effets qu'il constate en opérant. Enfin, l'acquisition d'un laser pour un praticien représente un investissement élevé, qu'il n'est actuellement pas possible de répartir sur plusieurs cabinets dans le cas des cabinets de groupe, sauf en déplaçant l'ensemble de l'équipement laser d'un cabinet à l'autre. L'invention a pour objet de remédier à ces inconvénients des instruments dentaires à laser de l'art antérieur Conformément à l'invention, ce résultat est obtenu avec un instrument dentaire pour le traitement des caries et de la chirurgie buccale, du type comportant une source d'émission d'un faisceau laser, ledit rayonnement laser étant amené par fibre optique au travers de l'instrument dentaire jusqu'à la zone à traiter, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de commande permettant à l'utilisateur de faire varier à volonté e cours d'intervention au moins l'un des paramètres d'émission du faisceau laser choisi dans le groupe comprenant : le déclenchement du ou des tirs laser, l'énergie du faisceau laser, la fréquence des tirs. Selon un mode pratique de mise en oeuvre, lesdits moyens de commande sont réunis par exemple dans une pédale, commandée au pied par l'utilisateur, du type à simple, double ou triple action. Pour une transmission optimale du faisceau laser, l'instrument dentaire comportera un manche et une tête qui sont raccordés selon des axes sécants de manière rotative sur un connecteur dans lequel débouche la fibre optique amenant le faisceau laser à partir de la source. Il faut également déterminer les paramètres de la source d'émission du laser en fonction des critères suivants - intervention indolore - temps d'intervention sur une carie de 30" à 1'30 - bonne interaction laser-tissus - excellente fiabilité générale de l'équipement Les paramètres du laser de base sont de préférence dans les intervalles suivants - puissance crête : 500 W à 10 KW - longueur d'impulsion : 10 Ils à 200 gs - fréquence de tir : 0,5 Hz à 30 Hz Ils pourront être obtenus à partir d'un laser à milieu actif solide excité ou pompé par flash(es). Le milieu actif du laser peut être un cristal dopé ou un verre dopé. Le tableau ci-après indique la nature du matériau avec son ou ses éléments dopants ainsi que la longueur d'onde ou plage de longueurs d'onde émises Milieu actif Longueur d ondes e nm Nd : YAG 1064 Cr : Nd : YAG 1060 Er : YAG 2940 Ho : YAG 2060 Cr :Nd : GSGG 1060 Cr : Nd : GGG 1060 Er : Nd : LiYF4 850 - 1047 - 1053 Nd : YAP 1060 Alexandrite 710 - 800 Nd : verre phosphate 1053,5 Nd : verre silicate 1053 - 1061 On reprendra les caractéristiques ci-après qui ne seront pas décrites plus en détail car elles appartiennent à la technique connue de l'homme de l'art pour les lasers. Selon une caractéristique importante de l'invention, l'instrument dentaire peut comporter en plus de la source de faisceau laser au moins une source supplémentaire de lumière choisie dans le groupe suivant et permettant une ou des fonctions supplémentaires telles que stérilisation, photopolymérisation de matériaux en bouche - source de lumière verte centrée sur environ 540 nm pour la stérilisation obtenue par tête laser à colorant - source de lumière incohérente de 540 nm environ constituée d'une lampe à arc court et d'un filtre servant également à la stérilisation - source de lumière bleue pour la photopolymérisation centrée sur 460nm obtenue par la même lampe à arc court et un filtre passe-bande - source de lumière incohérente dont on utilise à la fois les bandes centrées sur environ 540 nm et environ 460 nm servant aux deux fonctions ci-dessus. Les quatre sources seront alimentées de façon préférentielle par l'électronique du laser ci-dessus. Enfin et selon une caractéristique essentielle de l'invention, l'instrument dentaire comportera un moyen permettant de connecter la même source laser à au moins deux instruments différents et permettant l'utilisation en temps partagé de ceux-ci par autant d'utilisateurs différents. Le temps partagé sera soi supérieur à 1 9urée d' ntervention sur un patient, soit inférieur à la période de tir. Il permettra l'utilisation en multicabinet du laser et diminuera l'investissement par cabinet. On prévoiera alors un moyen de communication de l'utilisation du faisceau laser par les utilisateurs. Ce moyen comporte également une sécurité de fonctionnement dans l'utilisation en multicabinet. Enfin, par souci de sécurité, l'instrument dentaire conforme à l'invention comportera un moyen de sécurité pour qu'il ne puisse y avoir émission laser en position de repos de celui-ci. On explicitera l'invention à l'aide de la description ci-après, faite en référence aux dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif, dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe horizontale d'une pièce à main spécifique à l'utilisation d'un laser - la figure 2 est une vue schématique en coupe d'un système de renvoi du faisceau laser à 900 à partir de la source - la figure 3 est une variante de la figure 2 - la figure 4 est une variante de mise en oeuvre pour une utilisation multicabineet avec vue de dessus 4A. On ne redécrira pas dans tout ce qui suit les éléments ayant trait au laser proprement dit et à son fonctionnement. Les données indiquées précédemment et la nature du laser sont suffisamment explicites pour l'homme de l'art. En suivant le trajet du faisceau laser à sa sortie du résonateur par le miroir de couplage t1) celui-ci est dévié à 900 par un miroir réfléchissant laser (2) (minimum 98 % de réflexion) et transparent pour le spectre visible (minimum 40 % de transmission). Il est focalisé, par une lentille ou un doublet (3) convergent, traité anti-reflets pour la longueur d'onde du laser, sur la face d'entrée de la fibre optique (4). La fibre, équipée d'un connecteur genre SMA, est rendue solidaire d'un dispositif de réglage pourvu de trois degrés de liberté en translation orthogonaux. Le système permet le réglage de la face d'entrée de la fibre optique et le blocage en position avec des précisions inférieures à 0,02 mm dans le plan de la face de la fibre et inférieures à 0,1 mm dans l'axe longitudinal de la fibre. Le réglage en position de la fibre optique se fait par un opérateur au moyen d'un système optique auxiliaire et amovible. Dans le cas des systèmes multi-fibres le miroir (2) de renvoi à 900 vers la fibre est mobile selon un axe vertical. L'avantage du déplacement selon un axe contenu par le plan du miroir est que l'on autorise deux types de défauts - réglage du capteur de fin de course de façon à délivrer un signal apparaissant avant la fin de course mécanique - le tir laser peut être déclenché avant que le miroir soit immobile et en butée mécanique. Ce dispositif est représenté à la figure 2 avec un guidage linéaire sur rails (5) à billes t6) ou rouleaux cylindriques. Le guidage linéaire doit permettre une précision de guidage extrème du miroir, de l'ordre de 1 à 2' d'angle. Dans la variante de la figure 3, le guidage est effectué en rotation sur des roulements à billes (7) selon un axe (8) perpendiculaire au plan du miroir, le miroir étant supporté par une platine rotative (9). Dans la variante de la figure 4, le miroir (2) est un miroir tournant au moyen par exemple d'un moteur pas à pas ou d'un scanner. Il peut ainsi orienter le faisceau laser vers n'importe quelle fibre optique (4) pour une utilisation en multicabinet. Le laser sera commandé de la manière suivante. On pourra utiliser une pédale variable simple action. Le déplacement angulaire d'un curseur ou du plateau supérieur autour d'un axe vertical de la pédale agit sur un potentiomètre qui commande la variation d'énergie. En variante pour une pédale variable double action, on prévoit en outre le déplacement angulaire autour d'un axe horizontal agissant sur un deuxième potentiomètre qui commande la variation de fréquence. Pour permettre un travail aussi bien en position assise que debout, la pédale est de construction robuste et de faible hauteur à la verticale du talon de l'opérateur. La fibre optique (4) est reliée par un connecteur non représenté à une fibre optique (10) traversant le manche t11) d'une pièce à main (12) représentée à la figure 1. T, tette 13) de la pièce à main comporte - une lentille d'entrée (14) - un prisme ou miroir plan (15), - une lentille de sortie (16) Le rayonnement laser est ainsi amené précisément en sortie de tête vers la zone à traiter. De préférence, la tête (13) sera montée rotative en (17) sur le manche (11). Intérieurement le manche et la tête comporteront des passages d'air de refroidissement. La lentille (16) pourra être changeable (et jetable), ou éventuellement protégée, en raison des produits de sublimation et de carbonisation qui peuvent venir s'y déposer. Selon une variante de mise en oeuvre, la sortie de tête comportera un prisme optique (18) avec fibre optique (19) en particulier pour descendre et intervenir dans un canal dentaire. On prévoiera également de préférence que les têtes soient interchangeables afin de permettre de faire varier les éléments suivants - distances, - angles d'attaque, - focales, - fibre optique de contact consommable Selon une variante avantageuse de mise en oeuvre, l'instrument comportera un système de pointage injecté dans la fibre optique en lumière visible émise par une diode laser d'une puissance suffisante pour induire un effet supplémentaire antalgique antiinflammatoire visant à accélérer la cicatrisation. De plus on pourra prévoir que la tête sera équipée d'un dispositif selon la demande de brevet 89 00635 déposée au nom de MICRO MEGA pour limiter la remontée de produits de sublimation et de carbonisation, du type à effet COANDA. REVENDICATIONS 1. Instrument dentaire pour le traitement des caries et la chirurgie buccale, du type comportant une source d'émission d'un faisceau laser, ledit rayonnement laser étant amené par fibre optique au travers de l'instrument dentaire (12) jusqu'à la zone à traiter, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de commande permettant à l'utilisateur de faire varier à volonté en cours d'intervention au moins l'un des paramètres d'émission du faisceau laser choisi dans le groupe comprenant : le déclenchement du ou des tirs laser, énergie du faisceau laser, la fréquence des tirs. 2. Instrument dentaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande sont réunis dans une pédale commandée au pied par l'utilisateur, du type à simple, double ou triple action. 3. Instrument dentaire selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte un manche (11) et une tête (13) qui sont raccordés selon des axes sécants de manière rotative sur un connecteur dans lequel débouche la fibre optique amenant le faisceau laser à partir de la source. 4. Instrument dentaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte en plus de la source de faisceau laser au moins une source supplémentaire choisie dans le groupe suivant et permettant une ou des fonctions supplémentaires telles que stérilisation, photopolymérisation de matériaux en bouche - source de lumière verte centrée sur environ 540 nm pour la stérilisation obtenue par tête laser à colorant - source d lumière incohérente de 540 nm environ consti;Üée ur.e lampe à arc court et d'un filtre servant également à la stérilisation - source de lumière bleue pour la photopolymérisation centrée sur 460 nm obtenue par la même lampe à arc court et un filtre passe-bande - source de lumière incohérente émettant à la fois dans les bandes centrées sur environ 540 nm et environ 460 nm servant aux deux fonctions ci-dessus. 5. Instrument dentaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen permettant de connecter la même source laser à au moins deux instruments différents et permettant l'utilisation en temps partagé de ceux-ci par autant d'utilisateurs différents. 6. Instrument dentaire selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de communication de l'utilisation du faisceau laser par les utilisateurs. 7. Instrument dentaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte en sortie de résonateur u miroir de couplage (1) qui dévie à 900 le faisceau laser par miroir réfléchissant laser (2) de réflexion minimum 98 X et transparent pour le spectre visible avec au minimum 40 % de transmission, ledit faisceau étant focalisé par une lentille ou un doublet (3) convergent, traité anti-reflets pour la longueur d'onde du laser, sur la face d'entrée de la fibre optique (4). 8. Instrument dentaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la fibre, équipée d'un connecteur genre SMA, est rendue solidaire d'un dispositif de réglage pourvu de trois degrés de liberté en translation orthogonaux, le système permettant le réglage de la face d'entrée de la fibre optique et le blocage en position avec des précisions inférieures à 0,02 mm dans le plan de la face de la fibre et inférieures à 0,1 mm dans l'axe longitudinal de la fibre. 9. Instrument dentaire selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que le miroir (2) de renvoi à 900 vers la fibre est mobile pour un système multifibre. 10. Instrument dentaire selon la revendication 9, caractérisé en ce que le miroir est déplacé par un guidage linéaire sur rails (5) à billes (6) ou rouleaux cylindriques. 11. Instrument dentaire selon la revendication 9, caractérisé en ce que le miroir est déplacé en rotation sur des roulements à billes t7) selon un axe (8) perpendiculaire au plan du miroir, le miroir étant supporté par une platine rotative t9). 12. Instrument dentaire selon la revendication 9, caractérisé en ce que le miroir (2) est un miroir tournant au moyen d'un moteur pas à pas ou d'un scanner. 13. Instrument dentaire selon l'une quelconque des revendications 2 à 12, caractérisé en ce que le pied de commande est de type simple action, le déplacement angulaire d'un curseur ou du plateau supérieur autour d'un axe vertical de la pédale agissant sur un potentiomètre qui commande la variation d'énergie. 14. Instrument dentaire selon la revendication 13, caractérisé en ce que le déplacement angulaire autour d'un axe horizontal agit sur un deuxième potentiomètre qui commande la variation de fréquence. 15. Instrument dentaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que la tête (13) de la pièce à main comporte - une lentille d'entrée t14) ~ - un prisme ou miroir plan (15) - une lentille de sortie (16) 16. Instrument dentaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que la tête (13) est montée rotative en (17) sur le manche (Il). 17. Instrument dentaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de sécurité pour qu'il ne puisse y avoir émission laser en position de repos de celui-ci. 18. Instrument dentaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que la lentille (16) est montée changeable. 19. Instrument dentaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisé en ce que la lentille (16) est protégée contre les produits de sublimation et de carbonisation. 20. Instrument dentaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 19, caractérisé en ce que la tête est équipée d'un dispositif à effet COANDA. 21. Instrument dentaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 20, caractérisé en ce que la sortie de tête comporte un prisme optique (18) avec fibre optique (19) pour intervention dans un canal dentaire. 22. Instrument dentaire selon l'une quelconque des reedications 1 à 21, caractérisé en ce que les têtes sont interchangeables pour faire varier les éléments suivants - distances - angles d'attaque - focales - fibre optique de contact consommable 23. Instrument dentaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 22, caractérisé en ce qu'il comporte un système de pointage injecté dans la fibre optique en lumière visible émise par une diode laser d'une puissance suffisante pour induire un effet supplémentaire antalgique anti inflammatoire visant à accélérer la cicatrisation.