(57)【要約】レーザベースの歯科治療システムがまた、オペレータに、異なるデバイスの間で切り替えることを要求せずに、その治療の間、治療部位の撮像を提供する。レーザビーム送達サブシステムおよび撮像システムは、治療部位から反射された光が撮像システムに向かって伝搬する経路の少なくとも一部が、レーザビームが伝搬する経路の少なくとも一部と略同一であるように、結合される。随意に、その診断のために治療部位の候補に光を指向することができる、および／または撮像のために適切な光を治療部位に提供する、照射システムもまた、治療システムと一体化される。
2016512158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯科治療部位を撮像するための装置であって、
レーザビームをレーザ光源から歯科治療部位まで指向するための検流計制御式光学サブシステムであって、前記レーザビームは、光軸に沿って指向される、検流計制御式光学サブシステムと、
前記レーザ光源の場所と異なる場所に位置付けられる撮像システムであって、（ｉ）ビューアと、（ｉｉ）光線を前記治療部位から受信するように適合される撮像光学サブシステムとを備え、前記光線は、前記ビューアへの送達のために、実質的に、前記光軸に沿って、かつ前記検流計制御式光学サブシステムを介して進行する、撮像光学サブシステムと、
を備える、装置。
【請求項２】
前記撮像光学サブシステムは、調節可能焦点レンズ機構を備え、前記ビューア内に受信される画像の焦点を調節する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記調節可能焦点レンズ機構は、電動のレンズスタックおよび液体レンズのうちの少なくとも１つを備える、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記ビューアは、カメラを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記検流計制御式光学サブシステムは、第１の検流計制御式ミラーおよび第２の検流計制御式ミラーを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記撮像光学サブシステムは、前記第１の検流計制御式ミラーおよび第２の検流計制御式ミラーのうちの１つから反射される光線を受信するように適合される、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記第１の検流計制御式ミラーは、光透過性ミラーを備え、前記撮像光学サブシステムは、前記光透過性ミラーを通して通過する光線を受信するように適合される、請求項５に記載の装置。
【請求項８】
光を前記治療部位に指向するための照射システムをさらに備え、前記照射システムは、第１の光源を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記第１の光源は、実質的に単色光の光源を備える、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記実質的に単色光の光源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）およびレーザダイオード（ＬＤ）のうちの少なくとも１つを備える、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記実質的に単色光は、約６００−７００ｎｍおよび約３７５−４７５ｎｍのうちの１つのピーク波長範囲を有する、請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
前記第１の光源は、光透過性要素を備える、請求項８に記載の装置。
【請求項１３】
前記光透過性要素は、フレネルレンズを備える、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記第１の光源は、そこからの光が前記検流計制御式光学サブシステムを介して前記治療部位に指向するように位置する、請求項８に記載の装置。
【請求項１５】
前記検流計制御式光学サブシステムは、検流計制御式ミラーを備え、前記第１の光源は、そこからの光が前記検流計制御式ミラーに反射するように位置する、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記検流計制御式光学サブシステムは、光透過性要素を備え、前記第１の光源は、そこからの光が前記光透過性要素を通して通過するように位置する、請求項１４に記載の装置。
【請求項１７】
前記第１の光源は、そこからの光が前記検流計制御式光学サブシステムから独立して前記治療部位に指向するように位置する、請求項８に記載の装置。
【請求項１８】
前記照射システムは、第２の光源を備える、請求項８に記載の装置。
【請求項１９】
歯科治療部位を撮像するための装置であって、
第１のビームスプリッタと、
レーザビームをレーザ光源から歯科治療部位まで指向するための検流計制御式光学サブシステムであって、前記レーザビームは、前記第１のビームスプリッタを介して、かつ光軸に沿って指向される、レーザビームと、
前記レーザ光源の場所と異なる場所に位置付けられる撮像システムであって、（ｉ）ビューアと、（ｉｉ）光線を前記治療部位から受信するように適合される撮像光学サブシステムとを備え、前記光線は、前記ビューアへの送達のために、実質的に、前記光軸に沿って、かつ前記第１のビームスプリッタを介して進行する、撮像システムと、
光を前記治療部位に指向するための照射システムであって、実質的に単色光の第１の光源を備える、照射システムと、
を備える、装置。
【請求項２０】
前記撮像光学サブシステムは、調節可能焦点レンズ機構を備え、前記ビューア内に受信される画像の焦点を調節する、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記調節可能焦点レンズ機構は、電動のレンズスタックおよび液体レンズのうちの少なくとも１つを備える、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記ビューアは、カメラを備える、請求項１９に記載の装置。
【請求項２３】
前記検流計制御式光学サブシステムは、第１の検流計制御式ミラーおよび第２の検流計制御式ミラーを備える、請求項１９に記載の装置。
【請求項２４】
前記第１の検流計制御式ミラーは、光透過性ミラーを備える、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記実質的に単色光の第１の光源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）およびレーザダイオード（ＬＤ）のうちの少なくとも１つを備える、請求項１９に記載の装置。
【請求項２６】
前記実質的に単色光は、約６００−７００ｎｍおよび約３７５−４７５ｎｍのうちの１つのピーク波長範囲を有する、請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記第１の光源は、光透過性要素を備える、請求項１９に記載の装置。
【請求項２８】
前記光透過性要素は、フレネルレンズを備える、請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記第１の光源は、そこからの光が前記検流計制御式光学サブシステムから独立して前記治療部位に指向するように位置する、請求項１９に記載の装置。
【請求項３０】
前記照射システムは、第２の光源を備える、請求項１９に記載の装置。
【請求項３１】
第２のビームスプリッタをさらに備え、
前記レーザビームは、前記第２のビームスプリッタから独立して前記歯科治療部位に指向され、
前記撮像光学サブシステムは、それによって受信された前記光線が前記第２のスプリッタを介して進行するように位置し、
前記照射システムは、そこからの光を前記第２のスプリッタを介して進行するように位置する、請求項１９に記載の装置。
【請求項３２】
レーザ治療のための歯の部位を識別する方法であって、
実質的単色光源を使用して、歯科治療のための候補部位を照射するステップであって、ハンドピースを介して通過する光は、治療のために、それを通して、かつそのレーザビームの光軸に沿って通過するために適合される、ステップと、
撮像システムにおいて、前記治療部位の候補から反射され、前記ハンドピースの光軸に沿って進行する、光線によって形成された画像を生成するステップと、
前記生成された画像内において、前記実質的単色光源のピーク波長と異なる波長を有する受信された光線に対応する領域を識別するステップと、
レーザ治療のための前記歯の部位として、前記識別された領域を設計するステップと、
を含む、方法。
【請求項３３】
前記ハンドピースを介してレーザビームを前記指定された歯の部位に指向するステップであって、前記レーザビームが、（ｉ）前記撮像システムの場所と異なる場所に位置付けられる光源によって生成され、（ｉｉ）前記ハンドピースの光軸に沿って実質的に進行する、ステップと、
をさらに含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
レーザを使用して、歯の部位を治療する方法であって、
検流計制御式光学サブシステムを介して、かつその光軸に沿ったハンドピースを介して、レーザビームを指定された歯の部位に指向するステップと、
撮像システムにおいて、前記指定された歯の部位から反射された光線によって形成される画像を生成するステップであって、前記反射された光線は、前記ハンドピースの光軸に沿って、かつ前記検流計制御式光学サブシステムを介して進行する、ステップと、
を含む、方法。
【請求項３５】
前記レーザビームがオンであり、前記指定された歯の部位に指向されるとき、前記検流計制御式光学サブシステムを治療位置に維持するステップと、
前記レーザビームがオフであるとき、前記検流計制御式光学サブシステムをパーク位置に維持するステップと、
をさらに含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
明白な持続的画像をビューアに提示するために、前記治療位置とパーク位置との間で前記検流計制御式光学サブシステムを切り替えるステップをさらに含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記切り替えるステップは、少なくとも１５Ｈｚにおいて生じる、請求項３６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の引用）
本願は、２０１３年３月１５日に出願され、“Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｉｍａｇｉｎｇ，  Ｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ，  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ，  ａｎｄ  Ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ”と題された、米国仮特許出願第６１／７９３，０５９号に対する優先権の利益を主張するものであり、その開示の全体は、参照により本明細書中に援用される。
【０００２】
本発明は、概して、撮像および診断に関し、特に、一体化された口腔内の撮像および治療に関する。
【背景技術】
【０００３】
長年、歯科オペレータは、歯科オペレータが治療された部位を視認することができるように、口の内側の領域の画像を反射させるために、患者の口腔内に挿入されることができる、ハンドヘルド歯科用ミラーを使用している。この技術は、いくつかの不利点を有する。第１に、多くの場合、治療された部位の画像を反射させるために、歯科用ミラーを適切な位置に保持することが困難である。第２に、適切な光が、オペレータが治療された部位を検査することができるように、口腔内に歯科用ミラーによる光の反射のために治療部位に指向されることを確実にすることが困難である可能性がある。別の不利点は、歯科用ミラー内に見られる画像が、例えば、治療について議論するために、他の人々、例えば、患者、同僚、歯科助手、または学生と容易に共有されることができないことである。
【０００４】
いくつかのこれらの問題を軽減するために、口腔内カメラが、一般的に、口の歯および／または他の領域の写真を取得するために使用される。任意の要求または推奨される治療は、そのような写真を使用して、患者および／または他者に伝達あるいは説明されることができる。光学顕微鏡法もまた、例えば、その診断および／または検査を補助するために、治療部位内の拡大表示およびその上の集束に使用されてもよい。光蛍光および光反射率を含む、異なる光撮像技術もまた、罹患虫歯組織の検出および識別のために使用されてもよい。
【０００５】
電子ビデオ内視鏡は、典型的には、例えば、画像をモニタに捕捉かつ移送するために、小型カメラ、電荷結合素子（ＣＣＤ）、および光ファイバを使用する。そのようなビデオ内視鏡は、概して、種々のサイズで利用可能であるが、それらは、典型的には、それらが体腔または外科的開口部の中に挿入されることができるように、かなり小さく、管状である。いくつかの内視鏡は、適切な光を提供し、撮影される部位を照射する、端部に位置する光源を含む。典型的なビデオ内視鏡は、具体的には、歯科用途のために設計されず、故に、概して、そのような用途のために好適ではない。例えば、その管形状に起因して、不可能ではないが、ビデオ内視鏡を使用して、歯の舌側面を視認することが非常に困難である。
【０００６】
種々の口腔内カメラデバイスは、単に、撮像デバイスであり、したがって、それらは、従来のバリまたはレーザデバイス等の歯科治療デバイスと、互換性があるように使用されなければならない。レーザベースのデバイスを使用して、治療手技を実施する歯科医は、典型的には、直接、または従来のハンドヘルドミラーを介して、治療部位を視認することに依拠する。直接視認することは、多くの場合、ぎこちなく、手技を正確かつ効率的に実施するために、歯科医に適切な視力または十分な明確性を提供していない。標準的歯科用ミラー、または、さらに口腔内カメラ等の視認ツールの使用は、歯科医が、多くの場合、治療デバイスと視認デバイスとの間で切り替えなければならないため、多くの場合、非実用的である。患者およびオペレータに対する不便性に加えて、頻繁な切替は、レーザビームが治療されない患者の体の一部または他の人に不注意に指向され得るため、レーザデバイスを用いた場合、潜在的に有害である可能性がある。治療の間、歯科用ミラーが使用される場合、ミラーがレーザビームを反射させ得るため、レーザビームへの不要な暴露の危険性もまた存在する。
【０００７】
歯の健康、例えば、歯の虫歯、プラーク、またはバクテリア感染の存在は、視覚検査によって、またはＸ線を使用することによって、判定されることができる。視覚検査とともに、満足のいく結果が、多くの場合、上記に説明されるように、ある歯領域を検査かつ診断することが困難であるため、達成されることができない。Ｘ線は、虫歯および他の歯の疾患を突き止める際、非常に効果的である可能性があるが、その潜在的に有害な効果に起因して、Ｘ線は、典型的には、診断の初期段階の間、好まれない。
【０００８】
歯の中の虫歯、プラーク、および／またはバクテリア感染の判定のためのいくつかの非接触診断デバイスが、事実上単色光源で歯を照射する。そのような照射に応答して、蛍光放射線が、歯の腐敗組織内に位置するバクテリアによって励起される。蛍光スペクトルは、歯の健康領域と疾患領域との間の明確な差異を明示することができる。したがって、歯または組織の健康部分が、歯または組織の疾患部分と区別されることができる。単色光源を用いた歯の照射に応答して、反射される光の差異もまた、健康組織を疾患組織と区別するために、使用されることができる。エナメル質内の水分含有量に対して典型的な疾患組織の有意に高水分含有量が、例えば、エナメル質からの反射または他の非疾患組織に対して、そのような疾患組織から光の反射の変化をもたらす可能性がある。
【０００９】
視認／撮像デバイス同様に、診断デバイスもまた、治療のために好適ではなく、故に、治療デバイスとともに、反復的に使用されなければならない。上記に説明されるように、デバイスの頻繁な交換が患者の不快感を増加させる可能性があり、安全上の懸念をもたらし得るため、歯科オペレータは、通常、治療を開始する前に、治療部位を検査するが、治療の間、視認および／または診断デバイスを使用した検査を最小限にする、またはそれを行わない。これは、歯科オペレータの能力を有意に制限し、部分的に完了した治療の効果を査定し得る。また、いくつかの事例では、これらの付加的部位が、治療手技の一部が完了した後のみに、可視になるため、治療が必要とされ得る、歯または組織の付加的部位の発見を妨害する、またはそれを遅延させる可能性がある。多くの場合、治療の効果を査定する能力は、意図されず、かつ望ましくない治療またはアブレーションを最小限にするように、レーザベースの治療において重要である。システムおよび方法は、したがって、便利かつ安全な様式において、レーザベースの治療を実施しながら、歯科オペレータに視力の改善、十分な明確性、および適切な視野を提供することが必要とされる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
レーザベースの治療および撮像のシステムの種々の実施形態では、撮像サブシステムの１つまたはそれを上回る構成要素は、その治療の間の歯の部位の査定が促進されるような様式において、治療サブシステムの１つまたはそれを上回る構成要素に結合される、かつ／またはそれと一体化される。これは、部分的に、その画像を表す治療部位から反射される光が伝搬する経路の少なくとも一部が、治療のためのレーザビームが伝搬する経路の少なくとも一部と略同一であるように、撮像サブシステムを構成することによって、達成される。したがって、撮像は、治療および撮像のための異なるデバイスを内外で交換すること必要とせずに、治療とほぼ同時に実施されることができる。
【００１１】
いくつかの実施形態はまた、照射サブシステムを含む。オペレータの頭部または関節式アーム上に搭載される光源からの光が、治療および／または撮像デバイスによって妨害される可能性がある。しかしながら、治療および撮像システムと一体化される照射システムからの光は、そのシステムの構成要素によって有意に妨害されない。したがって、照射システムは、撮像の品質を向上させることができる。加えて、または代替として、照射サブシステムは、主に、単色、または狭域スペクトル光源、例えば、青色光または赤色光を含むことができ、これは、そのような部位の任意の疾患部分を検出するように、治療される候補部位、または少なくとも部分的に治療された部位に指向されることができる。
【００１２】
したがって、一側面では、歯科治療部位を撮像するための装置が、光学サブシステムおよび撮像システムを含む。検流計制御式光学サブシステムは、レーザビームをレーザ光源から歯科治療部位まで指向するために適合される。レーザビームは、光軸に沿って指向される。撮像システムは、レーザ光源の場所と異なる場所に位置付けられ、（ｉ）ビューアと、（ｉｉ）撮像光学サブシステムとを含む。撮像光学サブシステムは、ビューアへの送達のために、光線が、実質的に、光軸に沿って、かつ検流計制御式光学サブシステムを介して進行した後に、光線を治療部位から受信するように適合される。
【００１３】
撮像光学サブシステムは、調節可能焦点レンズ機構を含み、ビューア内に受信された画像の焦点を調節し、および／または画像を拡大してもよい。調節可能焦点レンズ機構は、電動のレンズスタックおよび／または液体レンズを含んでもよい。ビューアは、カメラを含んでもよい。種々の実施形態では、検流計制御式光学サブシステムは、第１の検流計制御式ミラーおよび第２の検流計制御式ミラーを含む。撮像光学サブシステムは、第１の検流計制御式ミラーおよび第２の検流計制御式ミラーのうちの任意の１つから反射される光線を受信するように適合されてもよい。第１の検流計制御式ミラーは、光透過性ミラーを含んでもよく、撮像光学サブシステムは、光透過性ミラーを通して通過する光線を受信するように適合されてもよい。
【００１４】
いくつかの実施形態では、本装置は、光を治療部位に指向するための照射システムを含む。照射システムは、発光ダイオード（ＬＥＤ）およびレーザダイオード（ＬＤ）等の実質的に単色光の１つまたはそれを上回る光源を含む、第１の光源を含んでもよい。実質的に単色光は、約６００−７００ｎｍまたは約３７５−４７５ｎｍのいずれかのピーク波長範囲を有してもよい。第１の光源は、フレネルレンズ等の光透過性要素を含んでもよい。
【００１５】
いくつかの実施形態では、第１の光源は、そこからの光が、検流計制御式光学サブシステムを介して治療部位に指向されるように位置する。検流計制御式光学サブシステムは、検流計制御式ミラーを含んでもよく、第１の光源は、そこからの光が検流計制御式ミラーに反射するように位置してもよい。検流計制御式光学サブシステムはまた、光透過性要素を含んでもよく、第１の光源は、そこからの光が光透過性要素を通して通過するように、位置することができる。いくつかの実施形態では、第１の光源は、そこからの光が検流計制御式光学サブシステムから独立して治療部位に指向されるように位置する。照射システムはまた、例えば、白色光、広域スペクトル光、および／あるいは狭域スペクトルまたは実質的に単色光の第２の光源を含んでもよい。
【００１６】
別の側面では、歯科治療部位を撮像するための装置が、第１のビームスプリッタと、レーザビームをレーザ光源から歯科治療部位まで指向するための検流計制御式光学サブシステムとを含む。レーザビームは、第１のビームスプリッタを介して、かつ光軸に沿って、指向される。本装置はまた、レーザ光源の場所と異なる場所に位置付けられる撮像システムを含む。撮像システムは、（ｉ）ビューアと、（ｉｉ）撮像光学サブシステムとを含む。撮像光学サブシステムは、ビューアへの送達のために、光線が、実質的に光軸に沿って、かつ第１のビームスプリッタを介して進行した後に、光線を治療部位から受信するように適合される。本装置はまた、光を治療部位に指向するための照射システムを含む。照射システムは、例えば、実質的に単色光または白色光の第１の光源を含む。
【００１７】
撮像光学サブシステムは、調節可能焦点レンズ機構を含み、ビューア内に受信された画像の焦点を調節してもよい。調節可能焦点レンズ機構は、電動のレンズスタックおよび液体レンズの１つまたはそれを上回るものを含んでもよい。いくつかの実施形態では、ビューアは、カメラを含む。検流計制御式光学サブシステムは、第１の検流計制御式ミラーおよび第２の検流計制御式ミラーを含んでもよい。第１の検流計制御式ミラーは、光透過性ミラーを含んでもよい。
【００１８】
いくつかの実施形態では、第１の光源は、実質的に単色光源であって、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザダイオード（ＬＤ）、またはその両方を含んでもよい。実質的に単色光は、約６００−７００ｎｍまたは約３７５−４７５ｎｍのピーク波長範囲を有してもよい。第１の光源はまた、光透過性要素、例えば、フレネルレンズを含んでもよい。第１の光源は、そこからの光が検流計制御式光学サブシステムから独立して治療部位に指向されるように位置してもよい。照射システムは、第２の光源（例えば、白色光、広域スペクトル光、および／あるいは狭域スペクトルまたは実質的に単色光の光源）を含んでもよい。
【００１９】
いくつかの実施形態では、本装置は、第２のビームスプリッタを含む。レーザビームは、第２のビームスプリッタから独立して歯の治療部位に指向されてもよい。撮像光学サブシステムは、それによって受信される光線が第２のスプリッタを介して進行するように位置してもよい。照射システムは、同様に、そこからの光が第２のスプリッタを介して進行するように位置する。
【００２０】
別の側面では、レーザ治療のための歯の部位を識別する方法は、実質的単色光源を使用して、歯科治療のための候補部位を照射するステップを含む。光は、治療のために、それを通して、かつそのレーザビームの光軸に沿って通過するために適合される、ハンドピースを介して通過される。本方法はまた、撮像システムにおいて、治療部位の候補から反射され、ハンドピースの光軸に沿って進行する、光線によって形成された画像を生成するステップを含む。さらに、本方法は、生成された画像内において、実質的単色光源のピーク波長と異なる波長を有する受信された光線に対応する領域を識別するステップと、レーザ治療のための歯の部位として識別された領域を設計するステップとを含む。いくつかの実施形態では、本方法はさらに、ハンドピースを介してレーザビームを指定された歯の部位に指向するステップを含む。レーザビームは、（ｉ）撮像システムの場所と異なる場所に位置付けられる光源によって生成され、（ｉｉ）実質的に、ハンドピースの光軸に沿って進行してもよい。
【００２１】
別の側面では、レーザを使用して、歯の部位を治療する方法は、その光軸に沿って、検流計制御式光学サブシステムを介して、かつハンドピースを介して、レーザビームを指定された歯の部位に指向するステップを含む。本方法はまた、撮像システムにおいて、反射された光線が、ハンドピースの光軸に沿って、かつ、検流計制御式光学サブシステムを介して、進行した後に、指定された歯の部位から反射された光線によって形成された画像を生成するステップを含む。本方法はまた、レーザビームがオンであり、指定された歯の部位に指向されるとき、検流計制御式光学サブシステムを治療位置に維持するステップと、レーザビームがオフであるとき、検流計制御式光学サブシステムをパーク位置に維持するステップとを含んでもよい。いくつかの実施形態では、本方法は、明白な持続的画像をビューアに提示するために、治療位置とパーク位置との間で検流計制御式光学サブシステムを切り替えるステップを含む。例えば、切り替えるステップは、少なくとも１５Ｈｚにおいて生じる可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
本発明は、添付の図面および付随の詳細な説明を考慮して、より明白になるであろう。その中に描写される実施形態は、限定としてではなく、実施例として提供され、同一参照番号は、概して、同一または類似する要素を指す。異なる図面では、同一または類似する要素は、異なる参照番号を使用して、参照されてもよい。図面は、必ずしも、縮尺通りではなく、代わりに、本発明の側面の例証に応じて、強調が置かれている。
【図１】図１は、一実施形態による、治療と治療される部位の撮像との両方のために適合される全体的レーザベースのシステムを描写する。
【図２】図２は、一実施形態による、撮像サブシステムと、レーザビームを指向するための光学サブシステムとの間の結合部を例証する。
【図３】図３は、一実施形態による、撮像サブシステムと、レーザビームを指向するための光学サブシステムとの間の別の結合部を例証する。
【図４】図４−６は、異なる実施形態による、光を治療部位に提供するための光源を描写する。
【図５】図４−６は、異なる実施形態による、光を治療部位に提供するための光源を描写する。
【図６】図４−６は、異なる実施形態による、光を治療部位に提供するための光源を描写する。
【図７】図７および図８は、異なる実施形態による、撮像、照射、およびビームガイダンスサブシステムの間の結合部を描写する。
【図８】図７および図８は、異なる実施形態による、撮像、照射、およびビームガイダンスサブシステムの間の結合部を描写する。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１を参照すると、レーザ光源が、関節式アームランチ１の中にレーザビームを指向することができる。ビームはさらに、関節式アーム２内に指向され、ランチに対向する端部でそこから出射してもよい。このレーザベースの歯科治療システムでは、主チャンバ３が、交換可能ハンドピース４に接続される。一実施形態は、可変速度フットペダル６を含み、レーザ光源および／または歯科システムの種々の他のパラメータを制御する。ユーザインターフェース（例えば、タッチスクリーン入力デバイス）および／またはモニタ５が、画像を表示することができ、フットペダル６の代わりに、またはそれに加えて、種々のシステムパラメータを制御するために使用されてもよい。
【００２４】
図２を参照すると、一実施形態では、歯科レーザシステムの主チャンバ３が、Ｘ検流計１２およびＹ検流計１３と、それぞれ、Ｘ検流計およびＹ検流計上に搭載される関連付けられたミラー１４およびミラー１５とを格納する。レーザビームは、軸２０にほぼ沿ってモジュールに入射し、Ｘ検流計１２およびＹ検流計１３のそれぞれのミラーに反射し、実質的に軸１７に沿ってハンドピース４を通して再指向され、転回ミラー１８に反射し、実質的に軸１９に沿ってハンドピースから出射する。この実施形態では、画像センサ１０、選択式フィルタ９、選択式流体レンズ８、レンズスタック７、および選択式焦点モータ１１を含む、カメラアセンブリ６は、カメラアセンブリがＸ検流計ミラー１４に反射される光を受信することができるように、主チャンバ３内に搭載される。代替として、または加えて、カメラアセンブリ１６が、Ｙ検流計反射ミラー１５に反射させる光を受信するように搭載されることができる。カメラアセンブリの両方は、歯科治療部位から反射される光線を受信し、軸１９に沿ってハンドピースに入射し、転回ミラー１８に反射し、光軸１７に沿ってハンドピース４を通して伝播し、それぞれのカメラアセンブリ内の画像センサに向かってＸ検流計１４ミラーおよび／またはＹ検流計ミラー１５に反射することができる。
【００２５】
検流計ミラー１４および検流計ミラー１５は、レーザ治療（例えば、アブレーション）の間、使用されない「パーク」位置に回転してもよい。パーク位置では、レーザビームは、典型的には、スイッチがオフである。治療がレーザを使用して実施されるとき、検流計ミラーは、選択されたパターンに従って、ここで、オンにされ、ミラー移動がさらにレーザビームを治療部位に送達するように制御されることができる「治療」位置に遷移してもよい。カメラアセンブリ６およびカメラアセンブリ１６は、画像捕捉が、検流計１２および検流計１３と、関連付けられたミラー１４およびミラー１５とがパーク位置にあるとき、生じ得るように、搭載される。レーザビームがオフであるとき、オペレータは、治療された部位が可視であるように、ハンドピースを移動させることによって、本システムを整合することができる。その後、オペレータは、ハンドピースを移動させずに、または視認、診断、または治療デバイスを交換することを必要とせずに、レーザビーム動作に切り替えることができる。本システムは、レーザ治療を中断せずに、部位が治療されるため、オペレータが略リアルタイムで治療部位を視認することができるように、「パーク」位置と「治療」位置との間で迅速に切り替えてもよい。これは、パーク位置と治療位置との間の切替率が、少なくとも１５Ｈｚ、２５Ｈｚ、３０Ｈｚ、５０Ｈｚ、および最大１００Ｈｚ、またはそれを上回る場合、達成されることができる。
【００２６】
図３は、その上に搭載される透過性光学系１４を伴うＸ検流計１２と、その上に搭載される反射ミラー１５を伴うＹ検流計１３とを格納する、レーザベースの歯科システムの主チャンバ３の実施形態を例証する。レーザビームは、軸２０に沿って主チャンバ３に入射し、Ｘ検流計１２の透過性光学系１４およびＹ検流計１３の反射ミラー１５に反射することができる。したがって、レーザビームは、実質的に軸１７に沿って、ハンドピース４を通して再指向される。レーザビームは、転回ミラー１８に反射してもよく、実質的に軸１９に沿って、ハンドピース４から出射してもよい。カメラアセンブリ１０が、透過性光学系１４の後方に搭載され、軸１９に沿ってハンドピース４に入射し歯科治療部位から反射される光線を受信し、転回ミラー１８に反射し、ハンドピース４を通して、かつ透過性光学系１４を通して、レーザ光軸１７に沿って伝播することができる。透過性光学系１４は、可視光に実質的に透過性であるが、例えば、約９μｍから最大約１１μｍまでの範囲のレーザ波長において反射される。この実施形態では、照射の光源は、図５に示されるように位置することができる。
【００２７】
カメラアセンブリ１０が、そのような光が透過性検流計ミラー１４を通って通過した後に、治療部位から反射される光を受信するため、カメラアセンブリは、検流計１２および検流計１３と、関連付けられた光学構成要素１４および１５とが治療位置にあるときでさえ、治療された部位の画像を捕捉することができる。したがって、パーク位置と治療位置との間で迅速に切り替えることが要求されず、オペレータは、部位がレーザ治療を中断せずに治療されるため、略リアルタイムで治療部位を視認することができる。
【００２８】
図４を参照すると、一実施形態では、レーザベースの歯科治療システムの主チャンバ４が、それぞれ、２つの検流計１２および検流計１３上に搭載される反射ミラー１４およびミラー１５を伴うＸ検流計１２およびＹ検流計１３を格納する。レーザビームは、軸２０に沿って主チャンバ３に入射し、ミラー１４およびミラー１５に反射し、軸１７に沿ってハンドピース４を通して指向されてもよい。レーザビームは、次いで、転回ミラー１８に反射し、軸１９に沿ってハンドピース４から出射してもよい。
【００２９】
光源２１は、レーザビームが光源２１を通って通過することを可能にする軸２０に略垂直に搭載される。光源２１からの光はまた、反射ミラー１４および反射ミラー１５に反射してもよく、軸１７に沿ってハンドピース４を通して伝搬し、転回ミラー１８に反射してもよく、軸１９に沿ってハンドピースから出射してもよい。光源２１は、レーザ、または発光ダイオード２２および発光ダイオード２３を含むことができる。ダイオード２２およびダイオード２３は、実質的に単波長（または狭域スペクトル）ダイオード、または多波長ダイオードであることができる。フレネルレンズ２４、または類似する光透過性要素もまた、例えば、迷放射線を最小限にする、または排除するために、光源内に含まれることができる。照射光源２１からの光が、実質的に、レーザビームのものと同一の経路に沿って、主チャンバ３およびハンドピース４を通って伝搬するため、光源２１からの光が、治療の間、治療部位を照射することができる。この実施形態では、撮像センサ、すなわち、カメラは、図２に示されるように位置してもよい。
【００３０】
図５に示されるレーザベースの歯科システムの実施形態が、概して、図４を参照して説明されるものに類似する。しかしながら、このシステムでは、光源２１は、レーザビームが光源２１を通って通過することを可能にする軸１７に略垂直に搭載される。したがって、光源２１からの光は、軸１７に沿ってハンドピース４を通して指向され、転回ミラー１８に反射してもよく、実質的に軸１９に沿ってハンドピース４から出射してもよい。光源２１は、狭域スペクトルレーザダイオードまたは発光ダイオード、および、随意に、フレネルレンズ、あるいは類似する光透過性要素を含むことができる。照射光源２１からの光が、実質的に、レーザビームのものと同一の経路に沿って、ハンドピース４を通して伝搬するため、光源２１からの光は、治療の間、治療部位を照射することができる。この実施形態では、撮像センサは、光学要素１５が透過性の可視光であり、レーザビームを反射させる場合、図２および／または図３に示されるように、位置することができる。
【００３１】
図６に描写されるレーザベースの歯科システムの別の実施形態が、図５を参照して説明されるものに類似する。この実施形態では、透過性光学系１４が、Ｘ検流計１２上に搭載され、反射ミラー１５が、Ｙ検流計１３上に搭載される。光源２１は、透過性光学系１４の後方に位置し、実質的に軸１７に沿って、それを通して光を発光することができる。したがって、照射光源２１からの光は、実質的に、レーザビームのものと同一の経路に沿って、ハンドピース４を通して伝搬することができ、治療の間、治療部位を照射することができる。透過性光学系１４は、例えば、可視光に実質的に透過性であるが、約９μｍから最大約１１μｍまでの範囲のレーザ波長において反射される。この実施形態では、画像センサは、透過性光学系１４および／または照射光源２１の後方に、位置することができる。
【００３２】
図７は、それぞれ、２つの検流計上に搭載される反射ミラー１４および反射ミラー１５を伴うＸ検流計１２およびＹ検流計１３を格納する、レーザベースの歯科システムの主チャンバ３の実施形態を描写する。レーザビームは、軸２０に沿って主チャンバ３に入射し、反射ミラー１４および反射ミラー１５に反射してもよく、軸１７に沿ってハンドピース４を通して指向されてもよい。レーザビームは、次いで、転回ミラー１８に反射し、軸１９に沿ってハンドピース４から出射してもよい。
【００３３】
画像センサ１０、選択式フィルタ９、選択式流体レンズ８、レンズスタック７、および選択式焦点モータ１１を含むカメラアセンブリが、ビームスプリッタ２７を通して通過する、またはそれに反射する治療部位から反射される光を受信するように搭載される。ビームスプリッタ２７は、その画像を表す治療部位から反射される可視光を再指向しながら、レーザビームと、随意に、マーキングレーザとを伝送することができる。そのような光は、軸１９に沿ってハンドピースに入射し、転回ミラー１８に反射し、光軸１７に沿って伝搬してもよく、画像センサ１０に向かって、光軸２８に沿ってビームスプリッタ２７に反射してもよい。照射システム３３が、レンズ３５を介して、光軸１７と非共線的に光源３４から光を発光することができる。照射光は、ハンドピース４を通して伝搬し、転回ミラー１８に反射してもよく、光軸１９に沿った折曲に伴って、治療部位に向かって伝搬してもよい。照射光は、上記に説明されるように、治療部位から反射されてもよく、次いで、画像センサ１０によって受信されてもよい。
【００３４】
図８は、２つのビームスプリッタ２７およびビームスプリッタ２９の使用ならびに照射光源の異なる構成を除き、図７を参照して説明されるものに類似する実施形態を描写する。図７を参照して上記に説明される実施形態におけるように、画像センサ１０は、軸２８に沿って、光がビームスプリッタ２７によって再指向された後に、治療部位から反射される光を受信する。その反射される光が、画像センサ１０に向かって、別のビームスプリッタ２９を通して通過する。光源３０が、光経路３１に沿って照射光を発光することができ、これは、ビームスプリッタ２９に反射し、光経路３２に沿って伝搬してもよい。照射光は、同様に、図７を参照して上記に説明されるように、再度、ビームスプリッタ２７に反射してもよく、次いで、治療部位に向かって伝搬してもよい。治療部位からの反射に応じて、その光は、上記に説明されるように、ビームスプリッタ２７によって反射され、ビームスプリッタ２９を通って通過した後に、画像センサ１０によって受信されることができる。いくつかの実施形態では、付加的ビームスプリッタは、広域スペクトル（例えば、約３８０ｎｍから最大約７６０ｎｍまで）白色光源、狭域スペクトル赤色光源、および狭域スペクトル青色光源等の異なるタイプの光源から、照射を提供するために追加されることができる。
【００３５】
蛍光または反射率を介して診断を促進するために、いくつかの実施形態における照射光源は、主単色または狭域スペクトル光源（例えば、レーザダイオードまたは発光ダイオード（ＬＥＤ））を含む。いくつかの実施形態では、照射光源は、約６００ｎｍから最大約７００ｎｍまでの範囲の赤色光を発光する。他の実施形態では、照射光源は、例えば、約３８０ｎｍから最大約４７５ｎｍまで、約３５０ｎｍから最大約４５０ｎｍまで、約３５０ｎｍから最大約４７５ｎｍまで、または約３７５ｎｍから最大約４７５ｎｍまでの範囲の青色光を発光することができる。この光が、検査される部位に向かって指向されるため、罹患部位および非罹患部位は、異なって蛍光を発し得る、および／または異なって光を反射させ得る。撮像システムは、これらの差異を捕捉し、オペレータおよび／または別の人が、それに基づいて、捕捉された画像を視認し、診断を実施することを可能にすることができる。画像は、治療に先立つだけではなく、治療の少なくとも一部が完了したときもまた、捕捉されることができるが、オペレータに、治療デバイスから診断／撮像デバイスに切り替えることを要求しない。有利には、オペレータは、部分的に完了した治療の有効性を査定する、および／または組織の新たに暴露される部分を評価することができる。
【００３６】
上記に説明される種々の実施形態は、１つまたはそれを上回る撮像デバイスを含む。撮像デバイスは、撮像デバイス上に歯の画像を捕捉することができる望遠レンズスタックに結合される、ＣＭＯＳまたはＣＣＤチップを含んでもよい。レンズスタックは、小さなモータ（例えば、スクィグルモータ）を含み、画像サイズおよび焦点を変更する、および／または拡大（例えば、ズームイン）画像または縮小（例えば、ズームアウト）画像を取得するように、レンズスタックの１つまたはそれを上回る要素を移動させる。モータは、典型的には、コントローラおよび増幅器を含み、モータ制御は、主システムプロセッサに連結されることができる。
【００３７】
いくつかの実施形態では、画像を調節するために、液体レンズが、使用されることができる。電圧変化が、レンズの形状および／またはサイズを変化させ、それによって、画像サイズおよび／または焦点を変化させることができる。電圧は、同様に、画像を拡大または縮小させるように調節されることができる。典型的には、液体レンズは、主プロセッサによって調節されることができる電圧差によって制御される。画像の焦点、サイズ、および／または拡大図を調節するように、レンズスタックのモータ位置、ならびに／あるいは液体レンズの圧力、サイズ、および／または形状を調節するための主プロセッサへのコマンドが、例えば、ジョイスティック、フットペダル、タッチスクリーン制御、または他の入力デバイスを使用して、遠隔に提供されることができる。
【００３８】
種々の実施形態では、治療部位の照射のために、対応する光源からの白色または広域スペクトル光は、光パイプまたは光ガイド内の全内部反射を介して、そのような治療部位に指向されることができる。照射光源は、典型的には、実質的に白色迷光が、最初に、歯に衝突し、それを照射することを伴わず、任意の画像センサに偶然に指向されないことを確実にするように適合される。いくつかの実施形態では、治療部位に指向されるマーキングレーザまたは照準レーザビームが、典型的には、例えば、治療レーザビームがアクティブ化されたとき衝突するであろう地点／領域を検証するために、治療レーザビームと共線的である。マーキングレーザビームは、約５３０ｎｍの波長を有する単色緑色レーザビームと、および／または約６５０ｎｍの波長を有する単色赤色レーザビームとであることができる。
【００３９】
タッチスクリーンディスプレイおよび／または他のコントローラであり得る、ユーザインターフェース（ＵＩ）５（図１に示される）を使用して、多様な硬組織および軟組織手技が、実施されてもよい。限定としてではなく、実施例として、オペレータが、ハンドピースを患者の口の中に挿入し、ＵＩ５または任意の他のモニタ上の硬組織または軟組織の画像を観察してもよい。種々の実施形態では、ＵＩ５上に表示される画像は、上記に説明されるように、１つまたはそれを上回る画像センサによって捕捉されてもよい。歯を視認しながら、ハンドピースは、着目部位（例えば、治療される部位）を視認するために位置付けられてもよい。ハンドピースを選択された位置に位置付けた後に、オペレータは、コントローラ（例えば、フットペダル６およびＵＩ５等）を使用して、カメラの倍率をアクティブ化してもよい。オペレータは、倍率の変更に基づいて、ハンドピースを移動させる、または再位置付けしてもよい。
【００４０】
オペレータはまた、フットスイッチ／ペダル６、タッチスクリーンＵＩ５等の好適な入力デバイスを介して、実質的に単色光（例えば、赤色光または青色光）を選択してもよい。実質的に単色光着目部位（例えば、治療部位の候補）に指向された後に、オペレータは、治療部位の候補における歯の虫歯または任意の他の症状の診断を補助するために、ユーザインターフェース５または別のモニタ上に、異なる蛍光を発せられた色合いおよび／または反射される光の変動を観察してもよい。着目領域は、異なる実質的に単色（例えば、赤色および青色）の下、観察されてもよい。
【００４１】
いったんオペレータが、治療のために部位を選択すると、レーザビームの動作パラメータは、例えば、ＵＩ５およびフットペダル６等を使用して、設定されてもよく、次いで、オペレータは、レーザビームをアクティブ化してもよい。硬組織または軟組織を治療しながら（例えば、焼灼する）、組織の画像は、上記に説明されるように、撮像システムを使用して捕捉され、リアルタイムまたは略リアルタイムで、オペレータおよび／または他の人材に提示されてもよい。レーザベースの治療手技が、少なくとも部分的に、完了したとき、オペレータは、レーザビームをオフにしてもよく、再度、組織を検査してもよい。視覚検査／倍率を介して、かつ／または実質的に単色光を指向し、蛍光および／または反射率を分析することによって、診断は、再度、実施されることができる。
【００４２】
治療の間、そのような検査および／または診断は、治療の残りを知らせることができ、オペレータは、したがって、治療を調節してもよい。例えば、１つまたはそれを上回るレーザビームパラメータが調節されてもよく、治療部位は、修正されることができ、および／または新しい部位は、治療のために識別されてもよい。オペレータは、次いで、さらなる治療のために、レーザビーム（例えば、付加的アブレーションおよび切開等）を再アクティブ化してもよい。視認、診断、および治療のこれらの代替またはインターリーブされたステップは、オペレータによって必要であると判定される度に、繰り返される可能性がある。２つまたはそれを上回るステップの任意の組み合わせが、器具を変更することを必要とせずに、患者の口内に単一のハンドピースを保持することによって、任意の順序で実施されることができる。
【００４３】
本発明は、特に、具体的な実施形態を参照して、示され、かつ説明されているが、形式的かつ詳細における種々の変更が、添付の請求項によって定義されるように、本発明の精神および範囲から逸脱せずに、本明細書において行われてもよいことが当業者によって理解されるであろう。本発明の範囲は、したがって、添付の請求項によって示され、請求項の均等物の意味および範囲内にある全ての変更は、したがって、包含されるものと意図される。
【図１】
2016512158.tif 000003
【図２】
2016512158.tif 000004
【図３】
2016512158.tif 000005
【図４】
2016512158.tif 000006
【図５】
2016512158.tif 000007
【図６】
2016512158.tif 000008
【図７】
2016512158.tif 000009
【図８】
2016512158.tif 000010
【国際調査報告】
2016512158.tif 000011
2016512158.tif 000012
2016512158.tif 000013
2016512158.tif 000014
2016512158.tif 000015