УСТРОЙСТВО, СИСТЕМА И СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЗУБОВ
DEVICE, SYSTEM AND METHOD OF TEETH PROCESSING

Область техники, к которой относится изобретение
Группа изобретений относится к устройствам, системам и способам, применяемым в стоматологии, а конкретно - при обработке корневых каналов.
Уровень техники
Традиционные технические приемы обработки корневых каналов имеют в своей основе просверливание вершины зуба насквозь (в случае коренных зубов) или сверление зуба со стороны языка или неба (в случае передних зубов), сопровождаемое удалением инфицированной пульпы. Затем корневой канал подвергают нескольким лечебным процедурам, включая экстирпацию (удаление) корневой пульпы, очищение канала, расширение канала и сглаживание его стенок путем удаления твердых выступов ткани, обработку канала с целью удаления инфицирующих патогенных микроорганизмов, промывку, высушивание и заполнение. Для получения информации о процессе требуется провести одно или несколько рентгенологических обследований. По меньшей мере, для нескольких из указанных процедур обычно используют стоматологические дрели, а также надфили для обработки внутренних поверхностей. Известны также лазеры, предназначенные для общей хирургии и стоматологии, причем иногда их используют для процедуры удаления материала.
В частности, в US 6162052 описан ручной лазерный инструмент, образованный основным корпусом и лазерным зондом, установленным на конце указанного корпуса. Лазерный зонд снабжен излучающим волоконным световодом, из выходного концевого участка которого излучается лазерный пучок, генерируемый соответствующим источником. Указанный участок сформирован в виде круглого конуса. Лазерный пучок, выходящий из излучающего концевого участка, состоит из первого пучка, испускаемого по оси световода, и второго пучка, который испускается в радиальном направлении, причем кольцеобразно по отношению к световоду.
В US 6458120 описана хирургическая лазерная система, объединяющая в себе набор лазерных диодов, связанный посредством волоконно-оптического кабеля с ручным хирургическим зондом. Зонд содержит лазерную головку, которая генерирует лазерный пучок, используемый для хирургической абляции ткани, производимой через одноразовую насадку на зонд, вводимую внутрь глаза. Указанная насадка изготовлена из короткой секции оптического волокна. Охлаждение лазерной головки проводят за счет дополнительно подаваемой воды и системы термоэлектрического охлаждения, встроенной в рукоятку.
В US 6679837 описан медицинский хирургический или стоматологический прибор, использующий освещение светом лазера и позволяющий оперирующим хирургам, а также посторонним лицам наблюдать ход операции. Указанный прибор содержит волоконный световод, испускающий из своего переднего конца лазерное излучение, рукоятку для удерживания указанного световода, относительно большую камеру и отражающую поверхность, на которую падает свет. Указанная поверхность, изготовленная в виде единого целого с рукояткой, обращена, по меньшей мере, к участку, освещаемому лазерным излучением, и пространственно отделена от него. Кроме того, в установке имеются средство формирования изображения, формирующее изображение на основе света, воспринимаемого через указанную поверхность, по меньшей мере, освещаемого участка, отображающее средство, предназначенное для воспроизведения результирующего изображения, полученного от указанного средства формирования изображения, а также нагнетающее средство, которое нагнетает воздух к требуемому участку перед указанной отражающей поверхностью, на которую падает свет. В общем плане можно указать и на другие известные системы, формирующие изображение, например на описанный в US 6013025 миниатюризированный эндоскоп, сформированный за счет прохождения света внутри эндоскопа в обоих направлениях.
Раскрытие изобретения
Согласно одному из аспектов изобретения предлагается устройство для применения при обработке корневых каналов, содержащее удлиненный зондирующий компонент и рукоятку, предназначенную для его поддерживания. Указанный компонент имеет удлиненный дистальный (удаленный от пользователя) участок, выполненный с возможностью введения в корневой канал, и содержит:
по меньшей мере, один инструментальный канал, имеющий дистальное отверстие, выполненное в указанном дистальном участке, при этом конфигурация, по меньшей мере, одного инструментального канала обеспечивает возможность выполнения операции, проводимой соответствующим инструментом для обработки корневого канала через указанное дистальное отверстие,
по меньшей мере, один канал подсветки, содержащий первый световод, который имеет первый, проксимальный (т.е. ближайший к пользователю) конец, конфигурация которого обеспечивает возможность его оптического сопряжения с источником света, и второй, дистальный конец, расположенный в дистальном участке и предназначенный для освещения внутренних зон корневого канала во время работы устройства, и
по меньшей мере, один светособирающий канал, содержащий второй световод, имеющий первый, проксимальный конец, конфигурация которого обеспечивает возможность его оптического сопряжения с системой, формирующей изображение, и второй, дистальный конец, расположенный в указанном дистальном участке и предназначенный для сбора и переноса света, отраженного от внутренних зон корневого канала, к указанному проксимальному концу во время работы устройства.
Размер дистального участка по длине предпочтительно выбран в соответствии с глубиной корневого канала, т.е. соответствует приблизительно 10-30 мм. При этом поперечный размер дистального конца дистального участка в направлении, перпендикулярном длине указанного участка, предпочтительно выбран меньшим, чем ширина корневого канала у его верхушки. Дистальный участок может иметь, по существу, постоянный поперечный размер по его длине, причем данный поперечный размер может быть выбран в интервале приблизительно 500-1500 мкм (0,5-1,5 мм). В альтернативном варианте поперечный размер дистального участка может быть выбран изменяющимся по его длине, например в интервале приблизительно 0,5-1,5 мм.
Предусмотрена возможность расположить дистальное отверстие и дистальный конец первого световода, а также дистальный конец второго световода у дистального конца дистального участка. Кроме того, возможен вариант, в котором дистальный участок имеет расширенную проксимальную часть, пространственно отделенную от его дистального конца первым промежутком. При этом размер указанного первого промежутка по длине дистального участка выбран соответствующим 50-70% глубины корневого канала, включая его верхушку. В таком варианте осуществления изобретения дистальное отверстие и дистальный конец первого световода могут находиться у дистального конца дистального участка, а дистальный конец второго световода - в расширенной проксимальной части дистального участка. В порядке альтернативы дистальное отверстие может находиться у дистального конца дистального участка, а дистальный конец первого световода и дистальный конец второго световода - в расширенной части дистального участка.
Инструментальный канал может быть адаптирован для размещения в нем, с обеспечением возможности функционирования, любого из следующих инструментов: лазерный инструмент, стоматологическая дрель, стоматологический надфиль, ультразвуковой инструмент, режущий инструмент, использующий высокочастотное излучение, стоматологическая зенковка, захватывающий инструмент, игла шприца или другие подобные инструменты. В возможном варианте инструментальный канал выполнен, по существу, прямолинейным, а его проксимальное отверстие расположено в продольном направлении в указанном устройстве, по существу, напротив его дистального отверстия.
Как один из вариантов, устройство можно снабдить указанным источником света, оптически сопряженным с первым световодом. Данный источник может содержать, например, по меньшей мере, один светодиод.
В одном из вариантов первый световод содержит, по меньшей мере, один компонент из следующей группы: по меньшей мере, одно оптическое волокно и любой пригодный оптический волновод.
В случае необходимости устройство может содержать систему формирования изображения, оптически сопряженную со вторым световодом. В возможном варианте выполнения указанная система содержит приемник на основе прибора с зарядовой связью (ПЗС-приемник) или иной аналогичный приемник, оптически сопряженный с дистальным концом второго световода посредством линзовой системы. ПЗС-приемник или иной аналогичный приемник установлен с возможностью его функционального подключения к микропроцессорному модулю или другому подобному модулю, адаптированному для обработки изображений, переданных на указанный модуль от ПЗС-приемника или иного аналогичного приемника. Возможен вариант, в котором второй световод содержит отклоняющий оптический компонент.
В альтернативном варианте второй световод содержит, по меньшей мере, одно оптическое волокно.
Как один из вариантов, указанный, по меньшей мере, один канал подсветки объединяют, по меньшей мере, с одним светособирающим каналом, совмещая при этом соответствующий первый волновод со вторым светособирающим каналом.
Возможен вариант, в котором устройство дополнительно содержит, по меньшей мере, один вспомогательный канал, имеющий первый (проксимальный) конец, конфигурация которого обеспечивает возможность его функционального сопряжения, по меньшей мере, с одним источником, который выбирают из группы, состоящей из источника текучей среды и источника вакуума. Кроме того, в указанном канале имеется второй (дистальный) конец, расположенный в дистальном участке и предназначенный для подачи соответственно текучей среды или вакуума во внутренние зоны корневого канала во время работы устройства. В частности, источник текучей среды может быть источником жидкости или источником воздуха.
В числе прочих вариантов продольные оси рукоятки и зондирующего компонента составляют между собой угол α. Указанный угол может быть выбран в интервале приблизительно 45°-135°, однако эти данные приведены только в качестве примера.
Согласно другому аспекту изобретения предлагается система для обработки корневых каналов, которая содержит:
устройство по изобретению с любой комбинацией описанных признаков,
источник света, оптически сопряженный с проксимальным концом первой системы подсветки,
систему формирования изображения, оптически сопряженную с проксимальным концом второй системы подсветки,
инструмент для обработки корневых каналов, помещенный в инструментальный канал, при этом указанный инструмент имеет рабочий участок, расположенный у указанного дистального отверстия.
Указанный инструмент может представлять собой, например, любой из следующих инструментов: лазерный инструмент, стоматологическая дрель, стоматологический надфиль, ультразвуковой инструмент, режущий инструмент, использующий высокочастотное излучение, стоматологическая зенковка, захватывающий инструмент, игла шприца или другие подобные инструменты. В возможном варианте в этом качестве используют лазерный инструмент, имеющий конец, из которого выводится излучение лазера, адаптированный для подачи лазерного пучка вдоль продольной оси удлиненного дистального участка или под углом к ней. В альтернативном варианте указанный инструмент представляет собой иглу шприца, присоединенную, по меньшей мере, к одному источнику, выбранному из группы, которая состоит из источника наполняющего агента и источника герметизирующего агента, предназначенных соответственно для заполнения и герметизации корневого канала во время работы устройства.
Согласно следующему аспекту изобретения предлагается способ мониторинга обработки корневых каналов, включающий осуществление подсветки корневого канала с помощью излучения подсветки и формирование, по меньшей мере, одного изображения корневого канала, подсвеченного таким образом, в процессе обработки корневого канала.
Возможен вариант, в котором подсветку и формирование изображения осуществляют посредством зондирующего компонента, введенного в корневой канал. В качестве одной из альтернатив это можно реализовать с применением системы по второму аспекту изобретения.
При желании изображение можно формировать непосредственно во время проведения обработки корневого канала.
Предусмотрена также возможность формирования множества изображений с получением видеопотока в реальном времени.
Согласно последнему аспекту изобретения предлагается способ обработки корневых каналов, включающий:
осуществление подсветки корневого канала с помощью излучения подсветки и формирование, по меньшей мере, одного изображения корневого канала, подсвеченного таким образом, и
проведение обработки корневого канала.
Изображение можно формировать непосредственно во время проведения обработки корневого канала. Возможен вариант, в котором формируют множество изображений с формированием видеопотока в реальном времени. Как одна из альтернатив, предусмотрена возможность осуществить подсветку и сканирование изображения посредством надлежащего зондирующего компонента, введенного в корневой канал. При этом данный способ можно реализовать, применяя систему по второму аспекту изобретения. В числе прочих вариантов обработка корневого канала может включать одну из процедур, выбранных из группы, которая состоит из процедуры герметизации корневого канала и процедуры его заполнения. В возможном варианте в ходе указанных процедур в корневой канал через инструментальный канал инжектируют соответственно надлежащие герметик или наполнитель.
Краткое описание чертежей
Далее для лучшего понимания изобретения и особенностей его реализации на практике будут описаны некоторые варианты осуществления, которые приведены только в качестве примера, не имеющего ограничивающего характера, и подлежат рассмотрению совместно с прилагаемыми чертежами. На чертежах:
фиг.1 схематично иллюстрирует общую анатомию зуба, в том числе его корневого канала,
фиг.2 в продольном сечении иллюстрирует устройство согласно одному из вариантов осуществления изобретения,
фиг.3 иллюстрирует вариант осуществления, показанный на фиг.2, в поперечном сечении плоскостью Х-Х,
фиг.4 в продольном сечении иллюстрирует фрагмент варианта осуществления, показанного на фиг.2 и содержащего рабочий инструмент,
фиг.5 в продольном сечении иллюстрирует фрагмент модификации варианта, показанного на фиг.2, которая содержит встроенный рабочий инструмент,
фиг.6 в продольном сечении иллюстрирует фрагмент модификации варианта, показанного на фиг.2, которая содержит эластичный рабочий инструмент;
на фиг.6а представлен вариант инструмента, показанного на фиг.6,
фиг.7 в продольном сечении иллюстрирует фрагмент другой модификации варианта осуществления, показанного на фиг.2, которая содержит рабочий инструмент,
фиг.8а и 8b в продольном сечении иллюстрируют фрагменты модификаций зондирующего компонента варианта, показанного на фиг.2,
фиг.9 схематично иллюстрирует систему согласно одному из вариантов изобретения,
фиг.10а-10с иллюстрируют применение устройства согласно одному из вариантов осуществления изобретения.
Осуществление изобретения
o
max
min
На фиг.1 представлена общая анатомия зуба 1 (в данном случае это коренной зуб), подготовленного для обработки корневого канала. Посредством сверления или применения любого другого подходящего технического приема часть окруженной десной 2 коронки 4 зуба убирают с последующим удалением пульпы, оставляя вокруг корневого канала 5 только дентин 3. Корень 6 имеет верхушку 7, которая выступает в челюсть 9. Глубину D канала 5 можно рассматривать как длину линейного отрезка между шейкой 8 зуба и верхушкой 7 его корня. Ширина W канала в типичном случае равна исходному диаметру (или ширине) объема, освободившегося после удаления пульпы, или превышает этот размер. Указанная ширина обычно уменьшается по величине от максимального диаметра (ширины) W отверстия корня 6 до минимального диаметра (ширины) W у его верхушки 7. Таким образом, параметр W можно определить, например, как среднее или медианное значение ширины (диаметра) данного корневого канала.
На фиг.2 и 3 представлено устройство, обозначенное в целом как 100, которое предназначено для применения при обработке корневого канала согласно первому варианту осуществления изобретения. Указанное устройство содержит удлиненный зондирующий компонент 20 и удерживающую его ручку, или рукоятку 50.
В контексте описания термин "дистальный" ("distal", D) относится к направлению, в общем случае, в сторону верхушки 7 корня зуба, т.е. от пользователя устройства, а термин "проксимальный" ("proximal", P) обозначает направление, противоположное дистальному, т.е. ориентированное, в общем случае, от корня, в сторону его открытого конца или коронки (т.е. к пользователю).
1
1
0
1
0
0
Зондирующий компонент (называемый также для краткости зондом) 20 содержит удлиненный дистальный участок 30, который для выполнения устройством 100 своей функции можно ввести и расположить, по меньшей мере, в части корневого канала 5. В соответствии с такой задачей указанный участок в дистальном направлении имеет аксиальный размер D, зависящий от глубины, на которую желательно вводить зондирующий компонент 20 в корневой канал, причем размер Dможет достигать значения глубины D канала. Таким образом, размер D может равняться D или быть меньше D, например, в тех применениях устройства, когда эффективная глубина введения специального инструмента (см. далее), применяемого для обработки корневого канала, выступает ниже дистального конца 22 зондирующего компонента 20 в сторону верхушки 7 корня.
0
0
Глубина D может меняться при переходе от человека к человеку, а для любого человека - от зуба к зубу. Такое изменение может иметь место также для различающихся корней конкретного зуба и, кроме того, зависит также, в числе прочих факторов, от возраста, пола и физических особенностей человека. В большинстве случаев значение D может изменяться в интервале примерно 15-30 мм.
1
1
1
min
1
1
1
Предусмотрена возможность сделать форму и поперечный размер (ширину) W дистального участка 30 единообразными или переменными. Например, указанный участок может иметь конфигурацию в виде удлиненного цилиндра, диаметр (ширина) W которого меньше соответствующей ширины W корневого канала на глубине, до которой желательно ввести зондирующий компонент 20. Это позволит ввести дистальный участок 30 в канал с некоторым зазором. Таким образом, если желательно, чтобы указанный участок доходил до верхушки 7 корня, диаметр W должен быть немного меньше минимальной ширины W корневого канала 5. В этом случае в зависимости от реальных размеров корневого канала, для которого применяют устройство, значение W может лежать в интервале примерно от 300 мкм до 500-700 мкм. В альтернативных вариантах может оказаться достаточным ввести дистальный участок по направлению к верхушке 7 корня на расстояние, приблизительно составляющее от 50% до 70-80% значения глубины Do. В этом случае в зависимости от реальных размеров корневого канала, для которого применяют устройство, значение W может лежать в интервале приблизительно от 500 мкм до 700 мкм и более. В другой альтернативной ситуации может оказаться достаточным ввести дистальный участок по направлению к верхушке 7 корня на расстояние, приблизительно составляющее от 20% до 35-45% значения глубины Do. В этом случае в зависимости от реальных размеров корневого канала, для которого применяют устройство, значение W может лежать в интервале приблизительно от 700 мкм до 1300-1500 мкм. Следует иметь в виду, что для всех перечисленных вариантов приведенные количественные данные указаны только в качестве примера.
min
max
В альтернативном варианте дистальный участок может иметь форму удлиненного усеченного конуса с максимальным и минимальным диаметрами, позволяющими ввести зонд в корневой канал 5 на желаемую глубину, обеспечивая в то же время наличие бокового зазора между зондом и каналом. Так, если нужно, чтобы дистальный участок 30 доходил до верхушки 7 корня, минимальный диаметр у дистального конца зондирующего компонента 20 должен быть немного меньше минимальной ширины W корневого канала 5, а максимальный диаметр зонда, т.е. его диаметр у проксимального конца дистального участка 30 следует сделать меньше ширины W. Все сказанное с внесением необходимых изменений справедливо для варианта, в котором желательно ограничить глубину введения зонда расстоянием, не доходящим до верхушки корня.
Обычно среднее или медианное значение ширины W меняется при переходе от человека к человеку, а для любого человека - от зуба к зубу. Такое изменение может иметь место также внутри зуба, имеющего несколько корней, и, кроме того, зависит, в числе прочих факторов, от возраста, пола и физических особенностей человека.
2
Продольный размер D зондирующего компонента 20, учитывающий часть этого компонента внутри рукоятки 50, к которой он присоединен, выбран таким, чтобы устройство 100 можно было ввести в полость рта с возможностью манипуляции, а дистальный участок 30 ввести в зуб по направлению к корневому каналу 5 и непосредственно в указанный канал.
Зондирующий компонент 20 может быть жестким или полужестким, причем его жесткость должна быть достаточной, чтобы обеспечить возможность манипуляции им в корневом канале с помощью рукоятки 50, т.е. данный компонент можно изготовить, например, из пригодного металла или подходящего твердого пластикового материала.
Продольная ось 25 зондирующего компонента 20 может быть задана как соответствующая максимальному размеру этого компонента. Конфигурация рукоятки 50 позволяет пользователю удерживать зондирующий компонент 20 и манипулировать им. Другими словами, она также может представлять собой удлиненный компонент, обеспечивающий возможность захвата устройства рукой и имеющий продольную ось 55, которая составляет угол α с указанной осью 25. Угол α может иметь любое приемлемое значение в интервале примерно 45°-135°, приведенном здесь только в качестве примера. Среди прочих значений, угол α может составлять приблизительно 90° или приблизительно 125°. В других вариантах осуществления изобретения угол α может равняться 0°, т.е. предусмотрена возможность придать рукоятке 50 форму стержня, продолжающего зондирующий компонент.
В проиллюстрированном варианте осуществления угол α зафиксирован, однако в других вариантах его можно сделать переменным. В этом случае устройство 100 содержит надлежащий шарнирный или поворотный механизм (не показан), предназначенный для поворота или изгиба зондирующего компонента 20 относительно рукоятки 50. Тем самым обеспечивается большая гибкость применения устройства 100 пользователем. Зондирующий компонент 20 и рукоятку 50 можно изготовить в виде единого целого или соединив каким-то иным образом.
Устройство 100 (более конкретно, его зондирующий компонент 20) содержит, по меньшей мере, один инструментальный канал 40, снабженный дистальным отверстием у своего дистального конца 42 (совпадающего с концом дистального участка 30). Данный канал обеспечивает возможность введения инструмента, обозначенного в целом как 150 (см. фиг.9), и предназначенного для проведения операции на корневом канале. В проиллюстрированном варианте осуществления инструментальный канал 40 имеет удлиненную форму и снабжен проксимальным отверстием 44, расположенным по длине напротив дистального отверстия. Только в качестве неограничивающего примера можно указать, что диаметр данного канала может составлять приблизительно 200-500 мкм. Проксимальное отверстие 44 дает возможность ввести в инструментальный канал 40 любой инструмент, сформированный нужным образом, в частности жесткий или полужесткий инструмент удлиненной конфигурации, причем так, чтобы дистальный (рабочий) конец инструмента можно было через дистальное отверстие ввести в корневой канал 5. Данный инструмент, например стоматологический надфиль или стоматологическую зенковку, можно изготовить, в частности, из никелево-титановой или нержавеющей стали. Им можно манипулировать вручную из области за проксимальным отверстием 44.
В числе прочих инструментов, которые можно применять по очереди, вводя их через инструментальный канал 40, могут быть названы (только в качестве примера, не имеющего ограничивающего характера) система подвода лазерной энергии (такая как лазерный режущий инструмент), а также захватывающий инструмент (такой как микроклещи) или его магнитная модификация.
В альтернативном варианте, изображенном на фиг.4, сменный инструмент 60 может представлять собой механизм с приводом, например стоматологическую дрель или зенковку. При этом для корпуса двигателя и рукоятки 62 инструмента предусмотрена возможность закрепления на устройстве 100 разъемным или стационарным образом с целью их применения совместно с данным устройством. Указанные сверла, например алмазные или вольфрамовые, могут применяться, в частности, для удаления коронки. Рабочая часть 68 инструмента (та его часть, которая взаимодействует с корневым каналом или другими тканями) выступает в дистальном направлении из дистального конца дистального участка в корневой канал 5.
В порядке альтернативы инструмент может содержать шприц, игла которого имеет надлежащие размеры, позволяющие ввести ее в инструментальный канал 40, а при желании - провести насквозь, чтобы кончик шприца выступал из дистального отверстия в дистальном конце 42 инструментального канала. Таким образом можно через шприц доставить к корню нужный агент. Только в качестве примера, не имеющего ограничивающего характера, в числе прочих веществ к таким агентам можно отнести промывочные растворы, антибиотики, жидкие наполнители, жидкие герметики и т.д.
В альтернативном варианте, изображенном на фиг.5, инструмент 65 с приводом может составлять единое целое с устройством 100 и содержать надлежащие приводной микромотор 67 и подшипники 66.
В некоторых модификациях данного варианта осуществления изобретения инструментальный канал можно адаптировать для размещения неудлиненного инструмента с созданием для него требуемых рабочих условий или инструмента, который не требует доступа через проксимальное отверстие 44. Таким образом, в таком варианте осуществления указанное отверстие можно исключить.
Например, возможен вариант, в котором инструментом является стоматологическое лазерное устройство. Такие инструменты хорошо известны из уровня техники. В частности, как показано на фиг.6, инструментальный канал 40 может подходить к расположенному со стороны пользователя концу 54 рукоятки 50, доходя до проксимального отверстия 44′. Тем самым создаются условия для проведения надлежащего световода, по которому вводится лазерное излучение (например, выполненного в виде одного или множества пригодных для этой цели оптических волокон 69), через инструментальный канал 40 к отверстию на его дистальном конце 42 и далее через это отверстие. При использовании варианта осуществления, показанного на фиг.2, можно альтернативным образом провести волокна 69 через проксимальное отверстие 44. Проксимальный конец 61 оптического волокна (оптических волокон) 69 оптически сопряжен через подходящие сопрягающие оптические элементы с источником соответствующего лазерного излучения, например с источником света в виде эрбиевого лазера. В порядке альтернативы оптические волокна 69 можно разместить в удлиненном инструментальном канале 40 варианта, показанного на фиг.2, проведя их через проксимальное отверстие 44. В виде другой альтернативы лазерный инструмент может содержать полый волновод, присоединенный к источнику лазерного излучения и герметизированный у его дистального конца 63 сапфировым наконечником. Указанному волноводу придана форма, позволяющая подать к участку, подлежащему обработке, лазерное излучение в требуемом направлении, например аксиально или под углом к оси 25, как это показано соответственно на фиг.6 и 6а (на фиг.6а дистальный конец 63 имеет клинообразную форму с нужным углом клина). Только в качестве примера можно указать, что диаметр такого полого волновода может составлять приблизительно 100-160 мкм.
В другом примере, представленном на фиг.7, предусмотрена возможность использовать в качестве инструмента, требуемого для обработки корневых каналов, ультразвуковой инструмент или режущий инструмент, использующий высокочастотное излучение. В обоих случаях указанный инструмент обозначен в целом как 70. В данном примере инструментальный канал 40 состоит из выреза 45 для размещения инструмента и кабельного канала 46 для проведения кабелей 76, с помощью которых обеспечивается питание и управление инструментом 70. Указанные кабели проходят между инструментом и концом 54 устройства 100, расположенным со стороны пользователя, и служат для сопряжения инструмента с надлежащей системой питания и управления.
Ультразвуковые режущие инструменты известны из уровня техники. Они могут содержать, например, пьезоэлектрический или электромагнитный источник, обеспечивающий генерацию высокоэнергетических колебаний, требуемых для работы инструмента. К примерам таких инструментов можно отнести устройства следующих марок: Еnас (фирма Osada, Япония), Satalec (фирма Acteon Group, Франция), EMS ultrasonic (фирма EMS, Швейцария), Varies 750 (фирма NSK, Япония) и Miniendo II (фирма Sybron Dental, США).
Режущие инструменты, использующие высокочастотную энергию, также известны и могут найти применение для разрезания мягких тканей зуба. К таким инструментам относятся, например, диатермические устройства (униполярные и биполярные). В качестве примера, не имеющего ограничивающего характера, можно указать на устройство Erbotom 80 (фирма ERBE, Германия).
В некоторых вариантах осуществления изобретения предусмотрена возможность использования нескольких инструментальных каналов одинакового или различающегося типа.
Устройство 100, представленное на фиг.2 и 3, кроме того, имеет канал 85 подсветки, содержащий световод 80 и предназначенный для освещения внутренних зон корневого канала во время работы устройства. Указанный световод можно сформировать в виде множества оптических волокон 81 (одно из них схематично показано на фиг.2), размещенных внутри оболочки 29 зондирующего компонента 20. Конфигурация проксимальных концов 82 волокон 81 обеспечивает возможность их оптического сопряжения с соответствующим источником 200 света (см. фиг.9). Через дистальный конец 83 каждого оптического волокна, находящийся на дистальном участке 30, свет подсветки от соответствующего источника во время работы устройства проходит к внутренним зонам корневого канала. В частности, световод 80 может представлять собой многоволоконный волновод с диаметром (приведенным здесь только в качестве примера) в интервале приблизительно 300-350 мкм, содержащий примерно 3000 или более оптических волокон. Предусмотрена возможность оптического сопряжения дистального конца 83 каждого волокна с линзой, пригодной для фокусировки излучения подсветки на любой требуемый участок внутренних зон корневого канала.
В альтернативном варианте канал подсветки может содержать соответствующий полый волновод, оптически сопряженный с одним или несколькими светодиодами, которые при желании можно разместить непосредственно в устройстве 100. Предусмотрена возможность подавать на них питание от соответствующего источника энергии, например от батареек, также находящихся в устройстве 100, и/или от внешнего источника посредством пригодных для этого соединительных элементов.
В качестве одного из вариантов можно предусмотреть наличие множества каналов подсветки.
Как показано на фиг.2 и 3, устройство 100, кроме того, имеет светособирающий канал 95, содержащий световод 90 и предназначенный для получения изображений внутренних зон корневого канала, подсвеченных с помощью канала 85 подсветки. В проиллюстрированном варианте световод 90 представляет собой трубчатую полость 99, проксимальный конец 92 которой снабжен надлежащими линзами 91 и имеет конфигурацию, обеспечивающую его оптическое сопряжение с системой 96, формирующей изображение, например, к приемнику на базе прибора с зарядовой связью (ПЗС-приемнику). Дистальный конец 93 указанной полости также снабжен надлежащими линзами, помещенными в дистальном участке 30 и предназначенными для сбора и переноса света, отраженного от внутренних зон корневого канала, к проксимальному концу 92 во время работы устройства. В проиллюстрированном варианте осуществления изобретения система 96 формирования изображения заключена в рукоятке 50, причем ее оптическая ось в общем случае параллельна оси 55. Для направления света, собранного от внутренних зон корневого канала, через дистальный конец 93 к системе 96 предусмотрена возможность использования компонента для отклонения светового пучка, например зеркала или призмы 98. Информацию, собранную системой 96, можно передать в соответствующую систему 300 анализа и воспроизведения изображения (см. фиг.9), например на компьютер. Система 96 в зависимости от поставленной задачи имеет возможность формировать дискретные изображения внутренних поверхностей или последовательность таких изображений в реальном времени. Во втором случае формируется видеопоток, который пользователь и/или любой другой наблюдатель могут просмотреть. Возможен вариант, в котором указанные изображения можно, кроме того, зарегистрировать в запоминающем устройстве или любом другом пригодном регистрирующем блоке. В порядке альтернативы система 96 формирования изображения может представлять собой видеокамеру.
В альтернативном варианте предусмотрена возможность разместить систему 96 формирования изображения в зондирующем компоненте 20 или все же в рукоятке 50, но ориентировав оптическую ось системы параллельно оси 25. В этом случае из трубчатой полости 99 можно убрать оптический отклоняющий компонент, проиллюстрированный на фиг.2.
Только в качестве примера, не имеющего ограничивающего характера, можно указать, что диаметр d трубчатой полости 99 может находиться в интервале приблизительно 300-1000 мкм.
В альтернативном варианте предусмотрена возможность выполнить световод 90 в виде множества оптических волокон, размещенных внутри оболочки 29 зондирующего компонента 20. В этом случае указанный световод имеет дистальный конец в дистальном участке 30 и проксимальный конец, конфигурация которого обеспечивает оптическое сопряжение с соответствующей системой, формирующей изображение, посредством оптического сопрягающего элемента у конца 54, т.е. со стороны пользователя. В частности, световод 90 может представлять собой многоволоконный волновод, содержащий приблизительно 3000-6000 оптических волокон (эти цифры приведены только в качестве примера, не имеющего ограничивающего характера). Предусмотрена возможность оптически связать дистальные концы волокон с соответствующей линзой, которая фокусирует в них свет, отраженный от подсвеченных внутренних зон корневого канала.
Как один из вариантов можно предусмотреть наличие нескольких светособирающих каналов.
На чертежах, в частности на фиг.3 и 9, показано, что в случае необходимости устройство может дополнительно содержать, по меньшей мере, один вспомогательный канал 35, имеющий проксимальный конец 37, конфигурация которого обеспечивает функциональное присоединение данного канала по линии 39, по меньшей мере, к одному источнику, который выбирают из группы, состоящей из источника текучей среды и источника вакуума. Указанные источники отмечены общим цифровым обозначением 400. Кроме того, у указанного канала могут иметься трубчатая полость 38 и дистальный конец, расположенный в дистальном участке 30 и предназначенный для подачи соответственно текучей среды или вакуума во внутренние зоны корневого канала во время работы устройства. Текучей средой могут быть, например, сжатый воздух, а также смазывающая, стерилизующая или промывочная жидкость, а вакуум, обеспеченный источником 400, позволяет высушить обработанную площадь. Только в качестве примера можно указать, что диаметры трубчатой полости 38 и вспомогательного канала 35 могут составлять соответственно приблизительно 50-70 мкм и приблизительно 55-75 мкм.
1
В варианте изобретения, проиллюстрированном на фиг.2 и 3, как инструментальный канал 40, так и трубчатые полости 99 и 38 образованы соответствующими трубками (не показаны), заключенными в цилиндрическую оболочку 29. Пространство между внутренней поверхностью указанной оболочки и наружной поверхностью трубок заполнено множеством волокон 81 канала 85 подсветки. Кроме того, поскольку дистальные концы 42, 93 и 83 соответственно инструментального канала, светособирающего канала 95 и канала 85 подсветки сосредоточены у дистального конца 33 дистального участка 30 зонда 20, ширина W дистального конца 33 должна быть достаточно узкой для того, чтобы можно было ввести данный участок 30 в конкретный корневой канал по направлению к верхушке корня на желаемую глубину, например приблизительно на одну треть, две трети или, по существу, на полную глубину канала. В альтернативном варианте предусмотрена возможность объединить канал подсветки и светособирающий канал в единый канал, содержащий множество оптических волокон, некоторые из которых используются для подсветки, а остальные - для формирования изображения.
1
1
2
Только в качестве примера можно указать, что диаметр W зондирующего компонента 20 на его дистальном участке 30 может составлять приблизительно 300-1500 мкм, а длина D указанного участка по оси - приблизительно 15-30 мм, 18-25 мм или 10-15 мм. В этих же интервалах можно выбрать и продольный размер D зондирующего компонента 20. Во всех случаях выбор конкретного размера может зависеть от глубины корневого канала, подлежащего обработке или обследованию, а также от желаемой глубины проникновения в канал.
Возможны, конечно, и другие варианты конструкций.
1
Например, как показано на фиг.8а, в модифицированном зондирующем компоненте 20' дистальные концы 42 и 83 соответственно инструментального канала 40 и канала 85 подсветки находятся у дистального конца дистального участка 30′, в то время как дистальный конец 93 светособирающего канала 95 расположен в расширенной части 28′ зондирующего компонента 20′. Дистальный участок 30′ охватывает дистальный конец 93, а расширенная часть 28′ пространственно отделена от дистального конца зондирующего компонента 20' промежутком P. Это позволяет уменьшить диаметр участка зондирующего компонента 20', удаленного от его расширенной части, по сравнению с данной частью. Например, расширенная часть 28' может иметь такой же диаметр, что и дистальный конец 33 в варианте осуществления, показанном на фиг.2. Таким образом, преимуществом такой конфигурации дистального участка 30 является использование относительно большей ширины корня у шейки и, в то же время, обеспечение максимальных размеров инструментального канала 40 и канала 85 подсветки.
1
В другом примере, показанном на фиг.8b, в модифицированном зондирующем компоненте 20′′ дистальный конец инструментального канала находится у дистального конца дистального участка 30′′, в то время как дистальные концы соответственно канала подсветки и светособирающего канала расположены в расширенной части зондирующего компонента 20′′. Расширенная часть компонента 20′′ охватывает дистальные концы канала подсветки и светособирающего канала и пространственно отделена от дистального конца компонента 20′′ промежутком P. Это позволяет уменьшить диаметр участка зондирующего компонента 20′′, удаленного от его расширенной части, по сравнению с указанной частью. Например, расширенная часть может иметь такой же диаметр, что и дистальный конец 33 в варианте, показанном на фиг.2. Таким образом, преимуществом такого выполнения дистального участка является использование относительно большей ширины корня у шейки и, в то же время, обеспечение максимального размера инструментального канала даже в большей степени, чем в примере, показанном на фиг.8а.
1
1
Только в качестве примера можно указать, что размер P может составлять приблизительно 50-70% от размера D дистального участка 30.
Из всего сказанного следует, что устройство 100 может составлять часть системы 500, предназначенной для обработки корневых каналов и, кроме указанного устройства, содержащей, по меньшей мере, один модуль, выбранный из следующей группы: источник 200 подсветки, функционально подсоединяемый к каналу 85 подсветки, система 300 анализа и воспроизведения изображения, которая функционально подсоединяется к светособирающему каналу 95, источник 400 текучей среды и/или вакуума, функционально подсоединяемый к вспомогательному каналу 35, и надлежащий инструмент 150.
Предусмотрена возможность сделать устройство 100 полностью одноразовым, т.е. его можно изготовить из материалов, которые после применения по отношению к одному пациенту, с учетом экономической целесообразности, ликвидируют или переводят в разряд утилизируемых отходов. В альтернативном варианте одноразовым является зондирующий компонент или, по меньшей мере, его дистальный участок, которые разъемным и надлежащим образом прикреплены соответственно к рукоятке 50 и к остальной части зондирующего компонента. В порядке альтернативы устройство, или зондирующий компонент, или, по меньшей мере, его дистальный участок можно снабдить подходящим чехлом (не показан), защищающим устройство от загрязнения во время использования. После работы с пациентом указанный чехол ликвидируют.
Как одна из альтернатив предусмотрена возможность стерилизации устройства 100, например посредством автоклавной обработки, причем компоненты устройства, чувствительные к такой обработке, предварительно удаляют.
Устройство 100 и система 500 по изобретению могут функционировать согласно нескольким вариантам.
Режим мониторинга
В режиме мониторинга устройство 100 применяют только в качестве эндоскопа с целью обследования состояния зуба и, в частности, корневого канала с получением соответствующих визуальных данных. Такая процедура может помочь практикующему стоматологу спланировать и осуществить обработку корневого канала или какую-то другую операцию в полости рта. Это же относится и к другим частям тела. В процессе работы для освещения зубных или каких-то других поверхностей, которые желательно обследовать, через канал 85 подсветки подключают источник подсветки, а светособирающий канал 95 принимает излучение, отраженное от указанных поверхностей и воспроизводит соответствующее изображение в системе 300 анализа и воспроизведения изображения. Конфигурация дистального участка 30 (в частности его суженный и удлиненный профиль) позволяет дистальному концу 93 находиться в непосредственной близости от корневого канала, так что посредством системы 300 анализа и воспроизведения изображения можно получить изображение канала и, таким образом, показать его пользователю и/или другим участникам операции.
Режим обработки корневого канала
В этом режиме устройство применяют для обработки корневых каналов, причем с возможностью наблюдения указанной процедуры в реальном времени. В данном случае предусмотрена возможность соединить устройство 100 со сверлильным инструментом, предназначенным для удаления коронки. Затем указанный инструмент заменяют надлежащим надфилем, который вводят в инструментальный канал 40 таким образом, чтобы ввести рабочий конец надфиля в дистальном направлении в корень, и используют надфиль для соскабливания материала пульпы и очистки дентинных стенок канала. По мере удаления пульпы дистальный участок 30 устройства 100 погружается в корень. Во время всех этих операций канал 85 подсветки освещает внутренние поверхности зуба, а светособирающий канал 95 принимает излучение, отраженное от указанных поверхностей и формирует соответствующее изображение в системе 300 анализа и воспроизведения, как это было описано для режима обследования. В результате пользователь до перехода к следующему этапу имеет возможность убедиться, что корень полностью вычищен, не прибегая, например, к проведению серии рентгенологических обследований.
В альтернативном варианте корень можно подготовить, применяя, на выбор, ультразвуковой инструмент, инструмент, использующий высокочастотное излучение, лазерный инструмент или другие подобные инструменты. На фиг.10а-10с иллюстрируется работа устройства 100, использующего лазерный инструмент. Фиг.10а в сечении иллюстрирует подлежащий обработке участок зуба, у которого имеются коронка 4 и корневой канал 5, прилегающий к челюстной кости 9, расположенной ниже, и окаймленный деснами 2. В указанный канал 5 вводят зондирующий компонент 20 устройства 100, Размещение светособирающего канала в непосредственной близости от обрабатывающего инструмента позволяет направить используемое при обработке излучение лазера к конкретной зоне внутри корневого канала. Например, как показано на фиг.10b, такой мониторинг предоставляет возможность обнаружить боковой корневой канал 14. В результате стоматолог может манипулировать устройством 100 и, в частности, зондирующим компонентом 20, несущим лазерный обрабатывающий инструмент, например, с клинообразным дистальным концом таким образом, чтобы направить обрабатывающее излучение в канал 14. Как показано в примере, представленном на фиг.10с, предусмотрена возможность манипулирования введенным в инструментальный канал лазерным обрабатывающим инструментом, который устанавливается требуемым образом в соответствии с изображением, полученным устройством, и имеет своей целью направление света в главный корневой канал 5 и боковые корневые каналы 16 и 17.
Во время таких операций корневой канал можно прополоскать и высушить, используя вспомогательный канал 35 и соответствующий источник 400.
После того как стоматолог будет удовлетворен проведенной очисткой, корень можно герметизировать и заполнить. Для этого удаляют инструмент, использовавшийся для подготовки корневого канала, и через инструментальный канал 40 инжектируют в корневой канал надлежащий герметик, в частности эпоксидные смолы, эвгенол, содержащий оксид цинка, гидроксид кальция и другие подобные вещества. Для этой цели предусмотрена возможность использовать, например, иглу шприца, вводя ее в инструментальный канал и присоединяя к шприцу, содержащему герметизирующий агент. Далее посредством процедуры, подобной описанному введению герметика, но с внесением необходимых изменений, можно инжектировать в корневой канал надлежащий корневой наполнитель, в частности прогретую гуттаперчу или препарат Relison. Герметик и/или наполнитель могут относиться к самоотверждающемуся типу. Альтернативно, для их отверждения может потребоваться свет. В последнем случае предусмотрена возможность выполнить источник 200 света таким образом, чтобы обеспечить подсветку с длиной волны, требуемой для осуществления светового отверждения. Во время операций герметизации и заполнения пользователь может отслеживать и, при необходимости, регулировать их проведение.
Если это необходимо, через инструментальный канал в корневой канал до его герметизации и заполнения можно ввести пригодный антисептик.
Предусмотрена возможность проводить с использованием устройства 100 и другие процедуры, связанные с корневыми каналами. Например, через предварительно подготовленный корневой канал можно осуществить процедуру апикэктомии, применив, с внесением необходимых изменений, описанную выше методику. Затем к устройству 100 присоединяют надлежащий лазерный или какой-то другой электрохирургический инструмент, например режущий инструмент, использующий высокочастотное излучение, и вводят его в корневой канал до тех пор, пока рабочий дистальный конец инструмента не сблизится с дентинными тканями, облегающими верхушку 7 корня. Далее можно активировать инструмент и провести каутеризацию ткани, причем предусмотрена возможность отслеживать и контролировать введение, регулировку и работу инструмента, используя соответствующие возможности устройства 100. Аналогичным образом пользователь перед герметизацией и заполнением корня может осмотреть его верхушку и убедиться, что она полностью обработана.
Предусмотрена возможность использовать устройство и систему по изобретению также и для других стоматологических процедур, в частности процедур, связанных с периодонтальными (околозубными) кавернами в тканях десны. Устройство и система по изобретению позволяют провести обследование и/или обработку указанных каверн. Для получения их изображений можно применять канал подсветки и светособирающий канал, а инструментальный канал позволяет провести промывку каверн или фактически любую другую их обработку.
Следует понимать, что, если в этом есть потребность, настоящее изобретение обеспечивает возможность соответствующего манипулирования (на основе полученного изображения) обрабатывающим инструментом внутри корневого канала, например перенацеливания лазерного пучка. Более того, применение лазерного излучения позволяет провести полную обработку корневого канала (т.е. удаление твердых тканей внутри канала) и процедуру его дезинфекции. Наконец, необходимо отметить, что термин "содержащий", используемый в прилагаемой формуле изобретения, следует интерпретировать как "включающий что-либо, но не ограничивающийся этим".
Хотя в настоящем документе были представлены и описаны конкретные примеры вариантов осуществления, следует иметь в виду, что возможно внесение многочисленных изменений, не выходящих за границы идеи изобретения.