使用激光治疗牙周袋的牙科系统的制作方法

专利名称：使用激光治疗牙周袋的牙科系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用激光治疗牙周袋并且包括含有用于把激光引向要被治疗的目标组织区的光纤的机头的牙科系统。
利用激光治疗牙周袋是已知的。
在治疗期间，激光通过照射牙斑对其加热，借以破坏牙斑中的活的细胞，从而通过激光治疗停止牙龈下方的感染。
使用具有在水中被适度吸收的波长的激光进行这种治疗。当被照射的细胞处的激光功率密度(W／mm2)足够时，细胞质的水通过能量吸收而被加热，引起细胞中的温度上升，从而破坏被加热的细胞。
在治疗期间，重要的是不加热或不破坏周围的组织。残余的热量可能影响牙齿的神经，从而使病人感到疼痛，并且／或者可能使组织炭化而坏死。因而，需要把对下方组织和周围组织传递的热量减到最小。
因此，需要精确地控制被传递到要被治疗的牙斑、牙垢、要被切开的组织等的热能的数量。所述的热能必须足够，以便有效地治疗病变，例如牙斑、牙垢和组织，并且，同时，加热周围组织的残余的热能必须极低，以便不对所述组织加热。
本发明的目的在于提供一种利用激光治疗牙周袋的牙科系统，该系统被用于激光手术，例如激光牙龈切除术、牙周袋刮除术等，而不会加热周围的组织。
按照本发明的第一方面，上述的和其它目的通过一种利用激光治疗牙周袋的牙科系统实现了，所述系统包括用于把激光和冷却剂喷雾引向要被治疗的目标区域的机头。所述机头包括具有输入端和输出端的壳体，所述壳体保持着用于接收和保持光纤并且在壳体内从输入端向输出端延伸的光纤导管。在系统操作期间，具有用于发射激光的光纤输出端的光纤被置于光纤导管中。此外，光纤导管还以和光纤导管水密接合的方式保持着一个适用于接收和保持光纤的密封部件。所述壳体还具有用于传输压缩空气并在壳体内从输入端向输出端延伸的空气导管，以及用于传输水并在壳体内从输入端向输出端延伸的水导管。水导管在壳体内在输出端和密封部件之间被引入光纤导管，使得通过水导管流动的水通过光纤导管在输出端离开壳体。要从光纤的输出端发射的治疗激光由在一个设备中的激光器提供，所述设备和光纤相连，从而来自激光器的光被耦合进入光纤。
当从光纤输出端发出治疗激光时，混合空气和水的喷雾冷却剂同时从机头壳体的输出端发出，借以对被激光照射的治疗区域的周围组织提供冷却。因而，所述设备还包括适用于被互连在水源和水导管之间的用于控制流入水导管中的水量的水控制部件，以及适用于被互连在压缩空气源和空气导管之间的用于控制流入空气导管的压缩空气的数量的空气控制部件。
所述设备还具有控制器，其用于控制系统操作，并和水控制部件以及空气控制部件相连，并适用于把流入水导管中的水量设置在5ml／min到50ml／min的范围内，最好被设置在10ml／min到30ml／min的范围内，设置在大约为20ml／min更好。
此外，所述控制器适用于设置流入空气导管内的压缩空气的压力，使得形成空气和水的混合的冷却剂喷雾。这可以通过提供一个用户接口来实现，所述用户接口和控制器相连，并被系统操作者用于输入要被控制器设置的参数值。用这种方式，操纵者可以增加压缩空气的压力，直到凭视觉检测到形成空气和水的混合喷雾为止。
形成水的喷雾的水的数量被这样选择，使得所述数量足以冷却未被激光治疗的周围组织，同时又不会吸收过多的激光而影响治疗。
按照本发明的一个重要方面，这样选择激光的波长和功率值，使得当由激光照射时，只有和光纤输出端相邻的位置被加热。因而，没有由于从光纤输出端发出的激光的偶然照射而使组织损伤的危险，因为发出的激光的能量密度随离开光纤输出端的距离而快速减少。
按照本发明的另一个重要方面，被激光治疗的目标区域周围的组织的有效冷却通过把空气和水的冷却剂喷雾引向光纤输出端的周围来提供。当水通过光纤导管离开壳体并且至少一些水继续沿着光纤的表面流动时，便使得沿着光纤的纵轴的空气和水的喷雾被准确地定位。空气和水的喷雾的数量和成分以及被提供给治疗区域的光能数量被这样选择，使得提供治疗区域的周围的有效的冷却，借以有效地阻止来自治疗区域的热的传导，同时又能升高和光纤输出端邻接的组织的温度，以便有效地破坏和除去病变。
波长为1微米的光能够被水适当地吸收，在软组织中的吸光长度大约是1-3mm。不过，在这个波长范围内，组织的颜色和结构对光的吸收具有很大的影响，被染色的组织能有效地吸收在这个波长范围内的光。例如光在血液中被吸收引起血液的激光凝固，在本系统的治疗期间这个效应被有利地利用。
一般地说，当光纤输出端积聚通过吸收光而被加热的暗的颗粒时开始治疗。在和光纤输出端邻接的表面上可以形成等离子体，即一种过热的气体。等离子体吸收光，并把热量传递到要被治疗的部位，例如牙龈组织、牙斑、牙垢等等。牙斑和要被治疗的组织一般被汽化，而牙垢在治疗期间则变成碎片。
应当认识到，治疗光的许多参数决定了治疗的效果。这种参数包括激光波长、激光功率、激光波形、组织的光学性能、组织的热性能、冷却方式等等。这些参数的可以组合的数量是无限的，其中许多会导致无效的治疗与／或对不应被治疗的组织的不可接受的破坏。因而，本发明基于在利用激光治疗牙周袋的领域内的广泛的研究和临床试验。
正如下面所要详细说明的，所作的广泛的研究揭示了利用本发明的系统可以有效地治疗牙周袋而不破坏健康的组织。
所发出的光的平均功率和所发出的光脉冲的重复率必须被分别设置在一个功率和频率范围内，使得产生上述的热效应而没有破坏健康组织的危险。已经发现，利用50Hz以下的重复频率进行治疗会导致不满意的临床结果，而70Hz以下的重复频率，平均功率1到10W，可被安全地使用而不会加热周围组织。最好平均功率范围为3到8W。对于袋刮除术，最好设置平均功率范围为4到6W，更好大约为5W。对于激光手术，最好设置平均功率范围为5到8W，更好设置为6到7W。
重复频率的范围最好是50Hz-70Hz，55Hz-65Hz更好，大约为60Hz为最好。
同时，光脉冲的持续时间必须在这样的范围内，使得能够提供足够的能量，以便有效地加热要被治疗的组织，而又不使平均功率处于不安全的值。按照本发明，优选的光脉冲的持续时间范围为150微秒-500微秒，200微秒-300微秒更好，最好的持续范围为大约250微秒。
本发明的一个重要的优点在于，发出的激光导致血液的激光凝固，使得快速阻止被治疗的组织的出血。
激光器可以是能够发出合适波长的并具有用于照射要被治疗的组织的足够的功率的任何激光器，例如Nd YAG激光器，NCG激光器，二极管激光器等等。
Nd YAG激光器发出波长为1．064微米的光。Nd YAG激光器尤其适合用作用于治疗牙周袋的牙科系统的光源，因为在1．064微米的波长下水具有适度的能量吸收，使得能够提供对于和光纤输出端邻接的组织的加热，同时又使得喷射在周围组织上的冷却剂喷雾中的水能够有效地冷却被治疗的组织的周围。此外，Nd YAG激光器能够可靠地提供所需的激光功率。
按照本发明的机头的光纤可以是任何光纤，例如由纯二氧化硅等制造的适用于传输激光器发出的光的光纤，以及由允许反复弯曲的光纤的材料制成的光纤，使得操作者能够自由地操作机头，例如把光纤输出端插入病人的牙周袋中。光纤外径的优选范围是300微米-600微米，目前优先使用的光纤外径大约是400微米或600微米。
为了使系统的操作者能够在合适的时间间隔内治疗一个合适的区域，目前优先使用的激光器在用户启动时适合于发出激光的时间间隔范围是10秒到1分钟，更好的范围是20秒到50秒，最好大约为30秒。
用户接口可以包括用于启动系统的脚踏板，使得在脚踏板启动时从光纤输出端发出激光。
控制器可以包括至少一个计时器，用于在系统发出激光的时间期间累计时间。计时器的值可以在用户接口上向系统操作者显示。所述计时器的值可以供系统操作者计算治疗费用。
计时器的值可以由维修人员在系统维修期间使用，例如，用于确定是否必须进行预防性的维护工作。
下面结合


利用激光治疗牙周袋的牙科系统的优选实施例，其中图1是按照本发明的系统的正视图；图2是图1所示的系统的后视图；图3是没有盖板的图1所示的系统的正面示意图；图4是没有盖板的图1所示的系统的侧面示意图；图5是没有盖板的图1所示的系统的另一个侧面示意图；图6示意地表示按照本发明的机头的结构；图7表示在图6所示的机头中的供应导管；图8表示图1所示的系统的用户接口的前面板；图9是图1所示的系统的操作流程图；图10是图1所示的系统的控制信号的电路图；图11是图1所示的系统的高压电源互连的电路图；图12是图1所示的系统的交流线路互连的电路图；图13是图1所示的系统的24V直流电源互连的电路图；图14是图1所示的系统的冷却系统的示意图；图15是图1所示的系统的空气和水喷射供应系统的示意图；图16是图1所示的系统的激光输出功率控制系统的电路图；图17是图1所示的系统的快门系统的电路图；图18表示光纤切割器；图19表示在图18所示的切割器中插入的光纤；图20表示剥除被插入图19所示的切割器的光纤周围的保护层；图21表示被剥离的具有所需的暴露长度的光纤；图22表示利用钻石笔切断一段被使用过的光纤；图23表示在牙周袋的入口处和齿龈接触的光纤尖的固定；图24说明已经达到牙周袋的底部的光纤尖；图25说明光纤从牙周袋中撤出；图26说明在牙周袋的底部通过齿龈并和牙齿表面邻接的斜的切口；图27说明在除去切断的组织之后的图26所示的位置；图28说明在邻间位置在面颊和口腔方向上的斜的切口；
图29说明利用刮器或镊子抬高的被切开的自由组织和光纤的分离；图30说明利用激光对暴露的牙根表面的治疗，以便使细菌汽化；图31说明用于治疗骨下缺陷的反斜切口；图32说明在逐渐加深图31所示的切口之后，利用刮器除去牙周袋的上皮；图33说明朝向在牙齿的面颊侧和舌侧的牙周袋的基部的水平切口；图34说明在牙齿的两侧形成的垂直的缝内切口；图35表示用于切除在分叉中的粒状组织的水平切口；以及图36-38说明在激光手术后的伤口的上皮生成。
参见图1-5，按照本发明的系统10包括具有用于治疗例如牙周袋的光纤输出端14的机头12。从光纤输出端14发出的光由利用光纤耦合器18和光纤相连的激光器16提供。激光器16由利用徐沸模块(simmer module)22产生的电压脉冲电离的闪光灯20供给激光。当闪光灯20的气体并被电离时，徐沸模块22含有小的徐沸电流。徐沸模块22对闪光灯20提供大约1000V的直流电压。然后，徐沸模块22对触发器变压器产生27Hz的200-300V直流宽度为1ms的脉冲，直到闪光灯20的气体电离。徐沸模块22内部的电压检测器电路检测到气体电离并停止徐沸脉冲。在启动之后电压下降到电压135V直流。
高压电源34产生被供给电容器24，26的400V直流输出。
还如图15所示，由水入口36提供用于在机头12中的光纤输出端14产生空气和水混合的喷雾所需的水和空气。水从入口36通过减压阀38流入，然后，经过用于控制被提供给机头12的水量的线性控制的电磁阀40。阀40被控制器32控制。同样，来自空气入口42的气流通过减压阀44之后通过用于控制被提供给机头12的空气量的线性控制的电磁阀46。阀门46也被控制器32控制。
用于驱动闪光灯20的高电压由两个电容器24，26供给。所述的高电压由被IGBT驱动电路30控制的IGBT 28控制。用于IGBT驱动电路30触发信号由控制器32供给。
图6和图7示意地表示按照本发明的机头的结构，其用于把激光和冷却剂喷雾引向要被治疗的目标区域。机头12包括具有输入端50和输出端52的壳体48，并容纳有用于接收和保持光纤56的光纤导管54，在壳体48内从输入端50向着输出端52延伸。在系统操作期间，用于发射激光的具有光纤输出端14的光纤56被置于光纤导管54内。此外，光纤导管54具有密封58，其适用于以和光纤导管54水密接合的方式接收并保持光纤56。壳体48还具有在壳体48内从输入端50向输出端52延伸的用于输送压缩空气的空气导管60，以及在壳体48内从输入端50延伸的用于输送水的水导管62。水导管62在输出端52和密封58之间被引入壳体48内的光纤导管54，使得通过水导管62流动的水通过光纤导管54在输出端52离开壳体48。
图1和图8表示图1所示的系统的用户接口的前面板64。
例子当系统用于牙科治疗时，启动“牙周病”按钮(图9)，并且按照下述调整激光参数。可以使用计时器控制治疗时间。
此外，借助于图18a，18b表示的光纤切割器根据袋的深度调整光纤的长度。把图19所示的滑动装置调整到所需的长度，并把覆盖有保护层的光纤插入切割器中。如图20所示，通过压下切割器的刀口同时从切割器向回拉动光纤使保护层剥落。这使得露出所需的长度光纤，如图21所示。在治疗结束之后，把机头和系统断开，并在高压锅中消毒。在新的治疗开始之前，把经高压锅消毒的机头和系统相连，用钻石笔切下一段光纤，如图22所示。这些措施能够防止机头和光纤污染，并防止例如细菌从一个病人转移到另一个病人。
例1利用激光进行袋刮除应用对具有4-6mmPPD的牙周袋进行治疗或在初始保健阶段期间用于治疗深袋。
激光参数功率5W 水4-7 空气3-5 时间每个位置30-120秒不需要局部麻醉。
技术按照预定治疗的袋的深度调整光纤的长度。在袋刮除期间，光纤总是被保持和牙齿的根部平行。启动激光器，把光纤尖置于袋的入口和齿龈接触(图23)。然后，通过在最接近的位置沿着颊舌方向移动光纤缓慢把光纤插入袋中，同时在颊部或舌部位置沿着从中部到末端的方向运动。光纤在袋内的放置通常是无痛的。然后，被保持和软组织接触的光纤被缓慢地朝顶端运动，直到达到袋的底部。这个过程使得袋的上皮、龈下牙斑、和一些粒状组织逐渐汽化(图24)。然后，被保持和牙根表面接触的光纤作冠状运动，并从袋中撤出，以便使牙根表面上的微生物残骸汽化(图25)。其余的矿化的淀积物容易利用非激励的光纤检测到，并利用刮器除掉。通常，对于每个位置，这个过程需要30-120秒钟。
例2激光手术应用对大于6mm的PPD进行牙周袋去除、牙龈扩大、分叉涉及。在手术之前，所有病人必须完成保健阶段，其中包括OH训练、牙龈上和牙龈下淀积的去除。
激光参数全部激光手术使用以下参数进行功率6-7W 水4-7 空气3-5通常不需要局部麻醉。
技术上齿槽牙周袋或齿龈增生治疗这些病变需要进行激光龈切除术。确定要被治疗的每个牙齿周围的袋的深度和类型。在袋的底部通过齿龈作一个和齿表面接触的斜的切口(图26)。利用刮器或镊子除去切断的组织(图27)。
在邻间位置，在颊侧或舌侧形成斜的切口(图28)。然后，被切开的自由组织利用刮器或镊子被抬高，并利用激光和齿间的牙周组织分离(图29)。然后，对暴露的牙根表面利用激光进行处理，以便使细菌汽化(图30)并除去牙垢。
骨下的缺陷在这种缺陷中，袋的底部位于骨下。因此，治疗这种病变使用“反斜切口”。光纤和牙齿的长轴大约呈45度角(图31)。激光被启动，然后开始形成切口，借助于使切口逐渐朝向袋的底部加深，袋上皮组织和粒状组织被切除并利用刮器被除去(图32)。在手术后出血的情况下，使光纤在手术区域的上方运动几秒钟，以便使血管凝结。然后，利用激光治疗暴露的牙根表面，使细菌汽化，并使牙根剥落。
涉及分叉的齿为了治疗2度分叉，在分叉区域实行龈切除术。借助于利用被保持水平的并指向和齿表面接触处的袋的基部的光纤接近分叉缺陷。除去被切除的软组织片状物，不起在分叉缺陷中的剩余的粒状组织利用激光汽化。然后，对暴露的齿表面利用激光进行处理，使细菌汽化，牙垢剥落。
为了治疗3度分叉，进行隧穿处理。
在齿的颊侧和舌侧形成朝向袋的基部的水平切口(图33)。然后，在两侧形成垂直的缝内切口，这使得能够除去在分叉入口处的软组织碎片并帮助接近分叉(图34)。然后，借助于水平切口把分叉内的粒状组织切下，并利用刮器或镊子去除(图35)。齿表面利用激光消毒，并利用刮器将剩余的牙垢刮去。然后，指导病人在分开的分叉中使用齿间刷。在术后出血的情况下，在手术区域上方移动光纤几秒钟，以便使血管凝固。
术后护理和康复在激光手术期间，在齿槽骨上保留一层相连的组织。因此，在手术后不能使用牙周膜。手术区域利用0．2％的洗必太嗽洗一周。此后，重新制作牙刷，并指导病人使用自我进行牙垢控制的清洁装置。
伤口的上皮生成通常在1-2周后完成，此时在牙根表面附近形成接合上皮(图7)。在激光手术之后，在向上离开基线的位置形成健康的齿龈单元。
例3牙质超敏性的治疗建议的措施是在激光治疗期间利用二氧化硅薄层封闭打开的牙质吸管。在光纤的尖端达到高温，在激光治疗期间保持和齿根面接触，这有助于二氧化硅在牙根表面上的均匀淀积，因而，使得延迟超敏减少或消除。
激光参数超敏牙齿的治疗应当分两步进行。
在治疗开始，病人对水和空气非常敏感，因此，在开始阶段使用以下的参数；功率2-3W 水1-2 空气1-2 时间15-25秒钟光纤总是被保持和齿根面平行。
这种治疗在牙质细管上形成初始的二氧化硅层的淀积，降低超敏感性。
在第二阶段使用以下的参数功率4-5W 水3-5 空气3-5 时间10-20秒钟光纤总是被保持和齿根面平行。
功率的增加和增加水和空气相关，这保护齿根面和牙髓在激光治疗期间免遭热破坏。这种激光治疗使得牙周病病人能够长期减少牙齿超敏。
例4利用激光治疗牙周袋的评价引言在牙周病学中，用于控制龈上和龈下微生物群落的主要治疗通过刮牙垢和清洁牙根来提供。这种机械治疗不仅成功地用于牙周疾病，而且用于长期维持治疗结果(Badersten et al．1981，Pihlstrom etal．1983，Ramfjord et al．1987)。不过，刮牙垢和清洁牙根在从有病的牙根表面除去所有的细菌沉积和硬的凝结体方面并不总是有效的，这可能引起牙周袋的细菌转移，因而再度发生疾病(Raggani etal．1981，Stambaugh et al．1981，Caffesse et al．1986，Sherman etal．1990)。
在若干的研究中，机械治疗的效果和全身给予抗生素(Listgarten et al．1978，Quee et at．1987)或者只局部给予抗生素(Ainamo et al．1992，Pedrazzoli et al．1992，Goodsonet al．1991)或者抗微生物和刮牙垢以及清洁牙根相结合(Lindhe et al1983，Mombelli et al．1989，Magnusson et al．1989)的效果进行了比较。这些研究表明，全身或局部应用抗生素的临床效果是成功的。不过，具有产生细菌性耐抗微生物的危险，这使得把这种治疗只局限于一些特定的场合。
例4利用激光治疗牙周袋的评价引言在牙周病学中，用于控制龈上和龈下微生物群落的主要治疗通过刮牙垢和清洁牙根来提供。这种机械治疗不仅成功地用于牙周疾病，而且用于长期维持治疗结果(Badersten et al．1981，Lindhe etal．1983，Pihlstrom et al．1983，Ramfjord et al．1987)。不过，刮牙垢和清洁牙根在从有病的牙根表面除去有硬的凝结体方面并不总是有效的，这可能引起牙周袋的细菌转移，因而导致疾病复发(Stambaugh et al．1981，Caffese et al．1986，Sherman etal．1990)。
在若干的研究中，机械治疗的效果和全身给予抗生素(Listgarten et al．1978，Quee et at．1987)、局部给予抗生素(Ainamo et al．1992，Pedrazzoli et al．1992，Goodsen al．1992)或者抗微生物和刮牙垢以及清洁牙根相结合(Lindhe et al1983，Mombelli et al．1989，Magnusson et al．1989)的效果进行了比较。这些研究表明，全身或局部应用抗生素的临床效果是好的。不过，具有产生耐药性的危险，这使得把这种治疗只局限于一些特定的场合。因而，需要寻求一种能够有效地改善治疗牙周病的效果的一种治疗，其可以单独使用或者和机械治疗结合使用。
近来提出短的持续时间的激光脉冲NdYAG由于在手术期间出血少而可以应用于除去软组织的处理，这改进了操纵者的可视性，并且减少了手术时间。极少出现术后疼痛和合并症(Epstein1991，Roshkind 1991，White et al．1991)。这种类型的激光的发热量很少，因而限制了对于治疗区域的周围组织的间接破坏。激光能量使包括牙斑和结石的有机碎片汽化，因而使这些物质被有效地除去(Myers 1991。Midda＆Renton-Harper 1991，Midda 1992)。若干体外和体内的研究表明，经NdYAG激光局部治疗之后，对牙根和结石表面附着的病原菌被根除或者被显著减少(Tseng＆Liew1990，Tseng et al．1991，White et al．1991，Cobb et al．1991)。不过，少数的SEM观察表明，NdYAG激光引起牙根表面的改变，这直接和能量以及曝光时间有关(Cobb et al．1991，Morlock etal．1992，Trylovich et al．1992)，因而，关于在龈下环境中应用激光具有不同的意见。近来，研制了新型的NdYAG激光器，其中包括水和空气冲洗，以便阻止过热和在和目标区域相邻的组织中的成分改变。迄今为止，尚未进行关于评价利用NdYAG这类激光进行龈下刮除术的效果的临床研究。
这个研究的目的在于比较在具有中等的或严重的牙周病的成人病人中利用激光进行龈下治疗和进行刮除或者刮除和激光结合治疗的效果。
材料和方法实验设计研究以一种单独封闭的随机的临床实验进行，比较3个龈下治疗刮除(S组)，激光(L组)和激光之后刮除(L／S组)和其它的非治疗的控制(C组)的效果。使用对口腔进行分区的设计，即每个病人对口腔的3个象限中随机指定的一个接收3种治疗中的一种治疗，而最后一个象限用作非治疗控制。
病人标准选择具有中度到严重的牙周病的15个病人(8个男性和7个女性)，年龄从34岁到74岁(平均49岁)，进行研究。每个病人在4个象限的每个象限中至少两个牙齿具有牙周袋，在每个牙齿的4个位置中的至少一个位置深度为5mm，第三个臼齿除外。除外的标准包括在最近3个月内进行机械的和抗生素治疗，定位少年牙周病和折中的身体条件。征得每个病人的同意。
临床监视在最初检查时(在基线之前1个月)，记录每个牙齿的4个位置的袋的测量深度(PPD)颊中部的，口中部的，末端的和中间的(邻间地，选择颊侧或舌侧的最大的PPD)。使用Hu-Frioedy PCP 12，其具有0．4mm的尖端直径和1mm的粒度，当被置入袋中时，从牙龈的边缘到探针的尖端进行PPD测量，测量精度精确到毫米。具有分叉涉及的位置除外。选择满足所述标准的对象进行研究。在这个检查中，他们接受全部口腔的龈上刮除、磨光和口腔保健的指导。
在基线，所有4mm的PPD的位置都被治疗并被用于评价在治疗前后袋在组内的分布。不过，只有PM大于4mm的位置被确定为用于评价袋的深度临床附件级(CAL)和具有牙垢(PL)以及在测量时出血的位置的比例改变的实验位置。当把探针放置在袋中时，从牙质珐琅结或齿冠的顶部到探针的尖端的CAL被记录。在所有牙齿的4个位置，牙垢积聚(1有牙垢，否则为0)，测量时出血(1测量后10秒钟内出血，否则为0)被记录。所有的记录在基线进行，在由一个研究者(JJ)治疗后1和3个月，便认不出对每个象限所采取的治疗的类型。
治疗在基线，两个随机选择的象限采用激光治疗，接着对其中的一个象限刮除牙垢。第三个象限被刮除牙垢，而最后一个象限不被处理。1个月之后，在测量时出血的位置接受重复治疗，其被规定为特定的象限。使用以下的参数进行激光治疗平均功率4．25W，水喷射设置为7，空气喷射设置为3，频率60Hz，脉冲宽度250微秒，工作周期为每个位置30秒。通过和齿根面平行缓慢地把光纤插入袋中，同时启动激光进行治疗。这可以逐渐地并且无痛地把光纤放入袋的底部。然后在启动激光的同时把光纤从袋中缓慢地拔出。每个位置被治疗30秒钟。所有的治疗由一个研究者(NL)进行。
统计方法计算出每个象限具有PL的位置占该象限内实验位置总数的比例。计算出每个象限具有BOP的位置占该象限内实验位置总数的比例。通过在1和3个月比较PPD和CAL对于借助于一对t试验进行的基线测量的平均变化来评价每个治疗的效果。
4个治疗方案的效果的比较基于从基线到1和3个月每个象限中的附件值和袋的深度的平均改变，并利用成对的t试验进行评价。
在0，1和3个月，计算每个象限中的具有PL，BOP的位置所比例和具有PPD＜4，4-6，以及＞6mm的袋的百分数，并和成对的t试验比较。在所有试验中，显著性的值被选择α=0．05。
结果在随访期间，在所有病人中的所有治疗均未发现问题。
表1表示在基线记录的临床参数的平均值。在具有牙垢和测量出血的位置的比例、在治疗组内平均PM和袋的分布在统计意义上没有显著差别(所有ρ＞0．05)。在一个月时，在所有组中具有牙垢的位置的比例相对于基线被减少了，不过，在统计意义上，只在C组发现了显著差别(0．42对0．24)(图1)。在手术后3个月时，在所有组内，具有牙垢的位置的数量的减少在统计上不显著(ρ＞0．05)。
在1个月时，在激光治疗之后或者在激光和刮除相结合进行治疗之后具有测量出血的位置的比例相对于基线明显减少分别为(0．69对0．41和10．67对0．40)(图2)。S组(0．57)比C(0．66)组具有较少的BOP位置，不过，显著多于L组和US组。因而，在这个观察期间，明显有较多的位置接受重复治疗。在3个月时，具有BOP的位置的比例在所有组中相对于基线明显较低。
和未被治疗相比，从0到1个月，所有的治疗使得袋的深度明显减少，在经过激光／刮除治疗的位置中，最大的改变是0．97mm(表2)。不过，在统计上，从0到3个月，仅仅在利用组合治疗的位置发现PP13的显著减少。在任何组中，在0-1和0-3个月之间在PPD减少方面没有发现差别。
在统计意义上，从基线到1个月观察到刮除组(0．55mm)和激光／刮除组(0．91mm)相对于控制组(0．48mm)具有显著的CAL增加(表2)。在3个月，观察到所有组对于基线没有在统计意义上的明显的GAL增加(范围为0．34-0．57mm)(表2)。
在术后1个月，所有的治疗组和控制组相比，在基线时不存在的小于4mm的袋的百分数明显较大。不过，在3个月时，只有US组和S组比C组包含显著较多的浅袋。在激光／刮除或者激光治疗从基线起一个月后，以及在组合治疗或刮除治疗3个月后，大于6mm深的袋的百分数的减少是显著的。在从基线起1个月和3个月时，在所有4组观察到4-6mm的袋的百分数逐渐减少。
在治疗结束时，在回答喜欢哪一种治疗时，所有病人都选择激光治疗。
讨论这种随机的单独封闭控制的临床实验表明，在对中度和深度牙周袋改善临床参数方面，激光治疗的效果和刮除类似。在术后1个月和3个月，在激光治疗的位置的PM的平均改变是0．76mm和0．79mm，略高于在刮除之后达到的0．62和0．70mm。在激光治疗(0．68和0．54mm)和刮除(0．55和0．54mm)之间，在1个月和3个月随访时还观察到在CAL增益方面的相似性。这些值和若干个评价龈下刮除(Cercek et al．1983，Ramfjord et al．1987，Haffajee etal．1997)、全身或局部抗生素治疗(Listgarten，et al．1978，Lindheet al．1983，Wennstroem et al．1987，Eckles et al．1990，Ainamo etal．1992)对于袋的深度和附件值的改善的效果的研究的数据一致。在1个月之后，两种治疗都使深袋或具有牙垢的位置的百分数得到类似的减少，并且增加了浅袋的百分数。而在3个月时，刮除对于改善这些参数更为有效。不过，这可以借助于由于测量出血而在1个月时进行重复刮除的位置的数量较多来解释。因而，在治疗1个月之后，和刮除相比，在减少BOP方面激光治疗更为有效，须知BOP对于将来的附件损失和疾病传播是一个危险因素(Lang et al．1989，1990)。由于对于NdYAG激光在体内和体外的研究中表现出的抗微生物效果(Tseng et al．1991a，White et al．1991，Cobb et al．1992)，上述的观察到的结果并不奇怪。显然，在本研究中，组合的激光／刮除治疗在术后1和3个月对于PPD(0．97和0．99mm)和CAL(0．91和0．57)的减少是最有利的。这些结果得到了由Tseng et al．(1991)进行的体外研究、由Cbb et al．(1991)进行的SEM研究所取得的数据的支持，这些研究表明在激光治疗之后进行刮除比单独使用激光对于从和牙周病有关的牙根表面除去牙垢更为有效。此外，激光治疗之后除垢比单独除垢所需的撞击小得多。
此外，在激光／刮除治疗之后观察到的临床参数的改变和在其它研究中在刮除之后进行局部抗生素治疗报道的一致(Nakagawa etal．1991，van Steenberghe et al．1993，Newman et al．1994)。不过，本研究的结果和由Radvar et al(1990)进行的研究中的发现不一致，其中NdYAG激光不能改善牙周病的临床参数。
若干个体外或SEM研究表明，利用激光进行牙根表面的治疗可以引起表面改变，这和曝光的时间以及能量数量有关(Cobb etal．1992，Morlock et al．1992，Trylovich et al．1992)。在本研究中使用的NdYAG激光含有水和空气冲洗，结合低的曝光时间(每个位置30秒)，减少了在激光启动期间龈下组织的过热。治疗之后病人没有抱怨，并且大部分病人不感到疼痛或者只感到比刮除之后轻得多的轻微疼痛。
在所有的治疗组中在3个月时观察到的CAL增长的逆行现象最可能的解释是由于在整个研究期间缺少专业的口腔卫生控制。在这个研究中，在基线发现中度的数量占优势的5mm的袋也可能影响PPD和CAL的值的减少。在具有中度的初始袋深度的位置低附件值增加的形式在以前曾经说明过(Pihlstrom et al．，1983，Ramfjord et al，1987)。
总之，本研究的数据揭示了1)NdYAG激光在治疗中度和深度的牙周袋时表现出和刮除相类似的效果；2)激光和刮除组合治疗能够最有利地改善所有的临床参数。不过，这类激光的治疗效果的组织学评价还有待进行。
权利要求
1一种利用激光治疗牙周袋的牙科系统，所述系统包括用于把激光和冷却剂喷雾引向要被治疗的目标区域的机头，所述机头包括具有输入端和输出端的壳体，用于接收和保持光纤并且在壳体内从输入端向输出端延伸的光纤导管，具有用于发射激光的光纤输出端的并被置于光纤导管中的光纤，被置于光纤导管中的并适用于以和光纤导管水密接合的方式接收和保持光纤的密封部件，用于传输压缩空气并在壳体内从输入端向输出端延伸的空气导管，以及用于传输水并在壳体内从输入端延伸的水导管，所述水导管在壳体内在输出端和密封部件之间和光纤导管互连，使得通过水导管流动的水通过光纤导管在输出端离开壳体，所述系统还包括一个设备，所述设备包括用于向光纤发射激光的激光器，适用于被互连在水源和水导管之间的并用于控制流入水导管中的水量的水控制部件，适用于被互连在压缩空气源和空气导管之间的并用于控制流入空气导管的压缩空气的数量的空气控制部件，控制器，其用于控制系统操作，并和水控制部件以及空气控制部件相连，并适用于把流入水导管中的水量设置在5ml／min到50ml／min的范围内，并适用于如此设置流入空气导管内的压缩空气的压力，使得形成空气和水混合的冷却剂喷雾，借以有效地冷却被激光治疗的目标组织周围的组织。
2如权利要求1所述的系统，其中控制器适用于设置流入水导管中的水量的范围是10ml／min到30ml／min。
3如权利要求2所述的系统，其中控制器适用于设置流入水导管中的水量大约为20ml／min。
4如前面任何一个权利要求所述的系统，其中激光器发出的激光的波长范围为1μm到1．2μm。
5如权利要求4所述的系统，其中激光器发出的激光的波长范围为1．06μm到1．07μm。
6如前面任何一个权利要求所述的系统，其中激光器适用于发出具有重复频率范围为50Hz-70Hz的激光脉冲。
7如权利要求6所述的系统，其中激光器适用于发出具有重复频率范围为55Hz-65Hz的激光脉冲。
8如权利要求7所述的系统，其中激光器适用于发出重复频率大约为60Hz的激光脉冲。
9如权利要求6-8任何一个所述的系统，其中激光器适用于发出持续时间范围为150μs-500μs的激光脉冲。
10如权利要求9所述的系统，其中激光器适用于发出持续时间范围为200μs-300μs的激光脉冲。
11如权利要求10所述的系统，其中激光器适用于发出持续时间为250μs的激光脉冲。
12如前面任何一个权利要求所述的系统，其中激光器适用于发出具有平均功率范围为1W到10W的激光脉冲。
13如权利要求12所述的系统，其中激光器适用于发出具有平均功率范围为3W到8W的激光脉冲。
14如权利要求13所述的系统，其中激光器适用于发出具有平均功率范围为4W到6W的激光脉冲。
15如权利要求14所述的系统，其中激光器适用于发出平均功率大约为5W的激光脉冲。
16如权利要求13所述的系统，其中激光器适用于发出具有平均功率范围为5W到8W的激光脉冲。
17如权利要求16所述的系统，其中激光器适用于发出具有平均功率范围为6W到7W的激光脉冲。
18如前面任何一个权利要求所述的系统，其中激光器在用户启动时适用于发光的时间间隔范围是5秒到2分钟。
19如权利要求18所述的系统，其中激光器在用户启动时适用于发光的时间间隔范围是10秒到1分钟。
20如权利要求19所述的系统，其中激光器在用户启动时适用于发光的时间间隔范围是20秒到50秒。
21如权利要求20所述的系统，其中激光器在用户启动时适用于发光的时间间隔大约为30秒。
22如前面任何一个权利要求所述的系统，其中控制器包括计时器，用于累计系统发出激光的时间。
23一种牙科的牙周袋的激光治疗的方法，包括以下步骤从被保持在机头中的光纤中发射激光；借助于在机头中沿着光纤输送压缩空气和水从机头中沿着发射激光的方向发射水和空气的冷却剂喷雾，沿着光纤流动的水的数量范围为5ml／min到50ml／min，沿着光纤流动的压缩空气的压力被这样调整，使得形成空气和水的混合喷雾，以及把发射的激光和冷却剂喷雾引向要被治疗的目标组织区域，借以有效地冷却被激光治疗的目标组织的周围组织。
24如权利要求23所述的袋刮除术方法，其中光纤被保持基本上和治疗下的牙齿的齿根平行的状态，所述方法还包括以下步骤放置光纤使其和要被治疗的袋的入口的上皮接触；通过在接近的位置沿着颊-舌方向并在颊的位置或舌的位置沿着中间-末端的方向移动光纤把光纤插入袋中；在和软组织的顶端接触下把光纤移动到袋的底部，使其和牙根表面接触，从而除去袋上皮和粒状组织，并对齿根表面消毒，以及从袋中冠状地(coronally)拔出光纤。
25如权利要求23所述的激光手术方法，其中在治疗期间光纤被保持在基本上水平的位置，所述方法还包括下列步骤识别要被治疗的袋的类型和深度；在要被治疗的袋的底部浅薄地切入光纤；通过齿龈移动光纤；利用刮器或钳子除去切下的组织；
26如权利要求25所述的方法，在邻间(interproximal)位置，还包括以下步骤在颊侧和舌侧通过齿龈移动光纤；利用钳子或刮器抬高松散的组织。利用光纤从齿间的牙周组织分离松散的组织；以及利用激光对暴露的牙根表面消毒。
27如权利要求23所述的方法，其中光纤相对于要被治疗的牙齿的纵轴被保持在大约45度角，所述方法还包括以下步骤向着袋的底部逐渐切入光纤，同时切断并利用刮器除去粒状组织和袋的上皮。
28如权利要求23所述治疗分叉的方法，还包括以下步骤向被治疗的袋的基部水平地切入光纤；除去被切下的软组织碎片；使在分叉缺陷中的剩余的粒状组织汽化；以及用激光对牙根表面消毒。
29如权利要求23所述治疗分叉的方法，还包括以下步骤在被治疗的齿的舌侧位置向着袋的基部水平地切入光纤；在被治疗的齿的颊侧位置向着袋的基部水平地切入光纤；借助于在两个位置的水平缝内切入，除去软组织碎片；通过水平地切入光纤切断分叉中的粒状组织；以及利用钳子或刮器除去粒状组织。
30如权利要求23所述治疗牙超敏的方法，其中所述光纤被保持在基本上平行于被治疗的齿根表面的位置，并包括以下步骤在15秒到25秒的时间内，通过和齿根表面接触的光纤末端引入发射的激光和冷却剂喷雾，沿着光纤流动的水的数量的范围为10ml／min到20ml／min，激光输出功率的范围是2W到3W，然后，在10秒到20秒的时间内，通过和齿根表面接触的光纤末端引入发射的激光和冷却剂喷雾，沿着光纤流动的水的数量的范围为5ml／min到50ml／min，激光输出功率的范围是4W到5W。
全文摘要
本发明披露了一种利用激光治疗牙周袋的牙科系统,所述系统包括用于把激光和冷却剂引入要被治疗的目标组织区域的机头(48),所述机头包括光纤导管(54),水导管(62)和空气导管(60),所述系统还包括具有激光器和用于控制水和空气流的控制器的设备。
文档编号A61C1/00GK1290150SQ99802748
公开日2001年4月4日 申请日期1999年2月8日 优先权日1998年2月6日
发明者艾吉尔·莫尔斯加德 申请人:艾吉尔·莫尔斯加德