Brevet FR2720927A1 — publié le 19951215

La présente invention se rapporte à une pièce à main dentaire, dans 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 pour refroidir l'emplacement de travail. 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 (appareils de perçage ou de fraisage). 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 pulvérisation d'eau et d'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 l'emplacement de travail par la vapeur ainsi produite. 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 élevées. 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 l'impulsion laser concernmee. 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 ou évaporée, ou qu'elle soit chassée par soufflage. 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 toutes structures intégrées et de toutes soupapes. 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, mais qui assurent en plus la montée ou la chute en pression. 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 quoi on évite de manière fiable toute apparition de gouttelettes retardées. 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 quatre voies et trois 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 fonctionnement du laser pendant le temps. 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 d'un mélange d'air et d'eau. 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 région de travail. 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 n'est pas suffisante pour surmonter la force du ressort 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 avec un décalage de phase correspondant vis-à-vis de l'impulsion laser. 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 après la séparation par rapport à l'alimentation en eau. 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 devient un courant d'air qui assiste au séchage de la zone de travail. 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, le courant d'air devient une pulvérisation d'eau et d'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 des traits. 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 la pièce à main. 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 régulation de l'appareil. 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 aussi prononcé que dans le cas de la longueur d'onde des lasers à erbium. 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 peut également prévoir une interruption du soufflage d'air. Revendications 1. 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 un rayon d'un laser à holmium. erbium ou néodyme, comportant une conduite d'alimentation en eau (6) et une conduite d'alimentation en air (5) pour former une pulvérisation d'eau et d'air afin de refroidir l'emplacement de travail, caractérisée en ce qu'il est prévu dans la conduite d'alimentation en eau (6) une soupape d'interruption susceptible d'être actionnée par la commande du laser, et qui interrompt l'alimentation en eau lors de son actionnement. 2. Pièce à main dentaire (1). selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'il est prévu une soupape anti-retour (9) agencée dans la région de la sortie (8) de la pulvérisation dans la conduite d'alimentation en eau (6), cette soupape étant soumise à l'action d'un ressort (10). 3. Pièce à main dentaire (1), selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'il est prévu entre la soupape anti-retour (9) et la soupape d'interruption une soupape de mise à l'air qui est actionnée par la commande du laser et qui met à pression nulle la conduite d'alimentation en eau (6) lors de son actionnement. 4. Procédé d'utilisation d'une pièce à main dentaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 3. caractérise en ce que la pulvérisation d'eau et d'air est interrompue pendant un intervalle de temps prédéterminé, au moins immédiatement avant chaque impulsion laser et au moins jusqu'à la terminaison de l'impulsion laser consideree. 5. Procédé selon la revendication 4. caractérisé en ce que la pulvérisation est interrompue pendant 5 à 95%. et de préférence pendant 20 à 50% du temps de service de la pièce à main.