RU2014107C1

RU2014107C1 - Method and device for treating diseases of parodontium

Info

Publication number: RU2014107C1
Application number: RU92012340A
Authority: RU
Inventors: Константин Васильевич Васильев; Нина Александровна Жижина; Анатолий Григорьевич Колесник; Владимир Викторович Мезин; Михаил Александрович Метельников; Александр Алексеевич Прохончуков; Владимир Николаевич Прянишников
Original assignee: Константин Васильевич Васильев; Нина Александровна Жижина; Анатолий Григорьевич Колесник; Владимир Викторович Мезин; Михаил Александрович Метельников; Александр Алексеевич Прохончуков; Владимир Николаевич Прянишников
Priority date: 1992-12-16
Filing date: 1992-12-16
Publication date: 1994-06-15

Abstract

FIELD: medicine. SUBSTANCE: tooth row and end parodontium is illuminated by laser radiation. Pulse light is used for radiation, which has wavelength of 0,85-0,98 microns ( semiconductor gallium arsenide laser), frequency of radiation is 0,08-2,0 kHz, power 0,6-1,8 W. Device for realization of the method has load resistance, reservoir capacitor and diode switch, connected in series and forming closed circuit. Volt-ampere characteristic of the diode switch has a part with negative resistance. Device is additionally provided with charging current controlled generator, D-flip-flop, master oscillator, differentiating unit and electron switch, which has output connected with R-input of flip-flop, which has logic "unit" in its D-input. C-input of D-flip-flop is connected with output of master oscillator, Q-output of D-flip-flop is connected with input of charging current controlled generator, which has output connected with diode switch, reservoir capacitor and with input of differentiating unit. Output of the latter is connected with input of electron switch. Load resistance is made in form of semiconductor gallium arsenide laser, which has output connected with a tip by means of flexible fiber light-guide or some other method. Tip of fiber light-guide has a shape of arc. It is made in form of a plate of light-conducting material. Outer surface of the tip is covered with light-reflecting material ( for example, aluminum ). EFFECT: improved quality; improved efficiency of treatment. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к медицине, в частности к стоматологии, и может быть использовано для профилактики и лечения начальных стадий кариеса зубов и заболеваний пародонта (гингивиты, пародонтиты, пародонтоз). The invention relates to medicine, in particular to dentistry, and can be used for the prevention and treatment of the initial stages of dental caries and periodontal diseases (gingivitis, periodontitis, periodontal disease).

Известен способ лечения и профилактика кариеса зубов и заболеваний пародонта светом лазера, включающий облучение зубного ряда и краевого пародонта светом лазера. A known method of treatment and prevention of dental caries and periodontal diseases with laser light, including irradiation of the dentition and regional periodontal with laser light.

Известный способ выбран в качестве прототипа заявленного. The known method is selected as a prototype of the claimed.

К недостаткам этого способа следует отнести относительно неглубокое (на 3-5 мм) проникновение света гелий-неонового лазера в глубину тканей. При этом по мере проникновения света гелий-неонового лазера в глубину тканей утрачиваются его когерентные свойства, что отрицательно отражается на лечебном эффекте. The disadvantages of this method include the relatively shallow (3-5 mm) penetration of light from a helium-neon laser into the depths of the tissues. Moreover, as the light of the helium-neon laser penetrates deep into the tissues, its coherent properties are lost, which negatively affects the therapeutic effect.

Для осуществления известного способа требуется громоздкое оборудование. Кроме того, к недостаткам известного способа относятся большие затраты времени на осуществление лечебных процедур. To implement the known method requires bulky equipment. In addition, the disadvantages of this method include the high cost of time for the implementation of medical procedures.

Известно также устройство, которое можно выбрать в качестве прототипа заявленного устройства. A device is also known that can be selected as a prototype of the claimed device.

К недостаткам этого устройства относится невозможность осуществления при его помощи облучения зубного ряда и краевого пародонта импульсным светом полупроводникового арсенид-галлиевого лазера с длиной волны 0,85-0,98 мкм, с регулировкой частоты в диапазоне 0,08-2,00 Гц и мощностью 0,6-1,8 Вт, что ограничивает его эффективность и применение в лечебных и профилактических целях в стоматологии. The disadvantages of this device include the impossibility of using it to irradiate the dentition and regional periodontium with pulsed light of a semiconductor gallium arsenide laser with a wavelength of 0.85-0.98 μm, with a frequency adjustment in the range of 0.08-2.00 Hz and power 0.6-1.8 W, which limits its effectiveness and use in therapeutic and prophylactic purposes in dentistry.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков известного способа и усовершенствование известного устройства для обеспечения его эффективного использования при осуществлении заявленного способа. The objective of the invention is to remedy these disadvantages of the known method and improve the known device to ensure its effective use in the implementation of the claimed method.

В отличие от света газового гелий-неонового лазера, излучающего световой поток в непрерывном режиме генерации при длине волны 0,63 мкм, свет полупроводникового арсенид-галлиевого лазера, генерируемый в импульсном режиме при длине волны 0,85-0,98 мкм, дает возможность более широкого варьирования параметрами импульсного лазерного света, а именно частотой следования импульсов, длительностью импульсов и оптической мощностью в импульсе. Указанные три переменные частотно-энергетические величины в различных сочетаниях дают возможность создавать более физиологически адекватные частотно-энергетические характеристики лазерного света, максимально приближенные к частотно-энергетическим уровням жизнедеятельности клеток тканей, на которые воздействует лазерный свет. Эти качества импульсного полупроводникового арсенид-галлиевого лазера обуславливают более выраженные профилактический и лечебный эффекты при клиническом применении устройства для профилактики и лечения кариеса зубов и заболевания пародонта. In contrast to the light of a gas helium-neon laser emitting a luminous flux in a continuous generation mode at a wavelength of 0.63 μm, light from a semiconductor gallium arsenide laser generated in a pulsed mode at a wavelength of 0.85-0.98 μm makes it possible a wider variation in the parameters of pulsed laser light, namely the pulse repetition rate, pulse duration, and optical power in the pulse. The three frequency-energy variables indicated in various combinations make it possible to create more physiologically adequate frequency-energy characteristics of laser light that are as close as possible to the frequency-energy levels of vital activity of tissue cells that are affected by laser light. These qualities of a pulsed semiconductor gallium arsenide laser cause more pronounced prophylactic and therapeutic effects in the clinical use of a device for the prevention and treatment of dental caries and periodontal disease.

Цель изобретения достигается в способе, включающем облучение зубного ряда и краевого пародонта светом лазера с применением для облучения импульсного света арсенид-галлиевого лазера с длиной волны 0,85-0,98 мкм, частотой 0,08-2,00 кГц и мощностью 0,6-1,8 Вт. The purpose of the invention is achieved in a method comprising irradiating a dentition and an edge periodontal with laser light using gallium arsenide laser with a wavelength of 0.85-0.98 μm, a frequency of 0.08-2.00 kHz and a power of 0, to irradiate pulsed light. 6-1.8 watts.

Для осуществления заявляемого способа лечения предлагается устройство, включающее соединенные последовательно и образующие замкнутый контур последовательно и образующие замкнутый контур сопротивление нагрузки, переключающий прибор, на вольт-амперной характеристике которого имеется участок с отрицательным сопротивлением, и накопительный конденсатор. Устройство дополнительно снабжено управляемым генератором зарядного тока, D-триггером, задающим генератором, дифференцирующим звеном и электронным ключом, выход которого соединен с R-входом триггера, на D-входе которого установлен уровень логической "единицы", С-вход соединен с выходом задающего генератора, а Q-выход D-триггера соединен с входом управляемого генератора зарядного тока, выход которого соединен с диодным ключом, накопительным конденсатором и входом дифференцирующего звена, выход которого соединен с входом электронного ключа, при этом сопротивление нагрузки выполнено в виде полупроводникового арсенид-галлиевого лазера, выход которого соединен гибким волоконным световодом или другим способом с наконечником. Наконечник может быть выполнен дугообразной формы из светопроводящего материала. To implement the proposed method of treatment, a device is proposed that includes connected in series and forming a closed loop in series and forming a closed loop load resistance, a switching device, on the current-voltage characteristic of which there is a section with negative resistance, and a storage capacitor. The device is additionally equipped with a controlled charging current generator, a D-trigger, a master oscillator, a differentiating link and an electronic key, the output of which is connected to the R-input of the trigger, at the D-input of which the logic unit level is set, the C-input is connected to the output of the master generator and the Q-output of the D-flip-flop is connected to the input of a controlled charging current generator, the output of which is connected to a diode key, a storage capacitor and the input of the differentiating link, the output of which is connected to the input of the electronic key , The load impedance is made as a gallium arsenide semiconductor laser, the output of which is connected by flexible optical fibers or other means to the handpiece. The tip can be made of an arcuate shape from a light-conducting material.

На фиг. 1 изображено схематически предлагаемое устройство; на фиг. 2 - эпюры входных и выходных сигналов поблочно; на фиг. 3 - вариант выполнения наконечника, выполненный дугообразной формы, изготовленный из кварцевого стекла с покрытием наружной поверхности светоотражающим материалом, например, алюминием. In FIG. 1 shows a schematic of the proposed device; in FIG. 2 - diagrams of input and output signals block by block; in FIG. 3 - an embodiment of the tip, made of an arcuate shape, made of quartz glass with a coating of the outer surface of the reflective material, for example, aluminum.

Было проведено исследование, включающее лечение и профилактику кариеса группы детей школьного возраста численностью 74 чел. с использованием облучения импульсным светом полупроводникового арсенид-галлиевого лазера с длиной волны 0,85-0,98 частотой 0,08-2,00 кГц и мощностью 0,6-1,8 Вт. Лечение и профилактика кариеса у другой (сравнительной) группы детей школьного возраста численностью 68 чел. осуществляли с помощью гелий-неонового лазера согласно известной методике. Курс лечения составлял 8-12 процедур в зависимости от интенсивности кариеса. Аналогичные исследования были проведены по лечению и профилактике пародонта у 68 человек, причем число процедур составляло 6-8 при среднем времени экспозиции 120 с. A study was conducted, including the treatment and prevention of caries, of a group of school-aged children of 74 people. using pulsed light irradiation of a semiconductor gallium arsenide laser with a wavelength of 0.85-0.98, a frequency of 0.08-2.00 kHz and a power of 0.6-1.8 watts. Treatment and prevention of caries in another (comparative) group of school-age children of 68 people. carried out using a helium-neon laser according to a known method. The course of treatment was 8-12 procedures, depending on the intensity of caries. Similar studies were conducted on the treatment and prevention of periodontal disease in 68 people, and the number of procedures was 6-8 with an average exposure time of 120 s.

В процессе исследований на лазерных аппаратах соблюдали следующий порядок работы: проверяли выполнение правил техники безопасности (наличие заземления, защитных приспособлений и т. п.), включали лазерную установку не менее чем за 15 мин до начала процедуры, проверяли измеритель мощности и реле времени, настраивали на рабочие параметры и проводили лечебно-профилактические процедуры, облучая пациента, находящегося в стоматологическом кресле в полулежащем состоянии (или на медицинской кушетке), корректируя при необходимости параметры лазерного излучения. In the process of research on laser devices, the following order of work was observed: we checked compliance with safety regulations (grounding, protective devices, etc.), turned on the laser unit at least 15 minutes before the start of the procedure, checked the power meter and time relay, set up on operating parameters and carried out therapeutic and preventive procedures, irradiating a patient who is in a dental chair in a reclining state (or on a medical couch), adjusting the parameters of the manhole if necessary radiation.

Статическая обработка полученных экспериментальных данных показала, что полезный результат (по сравнению с известным способом) можно получить лишь при выполнении всех условий охарактеризованного способа. Все данные сведены в таблицу. Static processing of the obtained experimental data showed that a useful result (compared with the known method) can be obtained only if all the conditions of the described method are fulfilled. All data are tabulated.

В состав заявленного устройства входит D-триггер 1, на D-входе которого установлен уровень логической "единицы", задающий генератор 2, управляемый генератор зарядного тока 3, накопительный конденсатор 4, диодный ключ 5, на вольт-амперной характеристике которого имеется участок с отрицательным сопротивлением (например, диодный тиристор), полупроводниковый арсенид-галлиевый лазер 6, дифференцирующее звено 7, электронный ключ 8. The structure of the claimed device includes a D-trigger 1, at the D-input of which a logic “unit” level is set, the oscillator 2, a controlled charge current generator 3, a storage capacitor 4, a diode switch 5, on the current-voltage characteristic of which there is a section with a negative resistance (for example, a diode thyristor), a semiconductor gallium arsenide laser 6, a differentiating element 7, an electronic key 8.

Как показано на фиг. 3, одно из возможных выполнений наконечника может быть реализовано в виде пластины дугообразной формы. Это обеспечивает возможность обработки нескольких зубов одновременно. As shown in FIG. 3, one of the possible executions of the tip can be implemented in the form of an arched plate. This makes it possible to process several teeth at the same time.

Заявленное устройство работает следующим образом. Импульсы напряжения необходимой частоты (см. фиг. 2а) подаются на С-вход D-триггера 1 с задающего генератора 2, на D-входе триггера установлен уровень логической "единицы". Сигнал с Q-выхода D-триггера (см. фиг. 2б) запускает управляемый генератор зарядного тока 3, при этом начинается процесс заряда накопительного конденсатора 4 (см. фиг. 2в). Диодный ключ 5, на вольт-амперной характеристике которого имеется участок с отрицательным сопротивлением, замыкает цепь разряда накопительного конденсатора через полупроводниковый арсенид-галлиевый лазер 6 после достижения определенного значения напряжения на конденсаторе. В течение времени разряда накопительного конденсатора происходит накачка лазера током инжекции и генерация оптического импульса, при этом напряжение на конденсаторе уменьшается до исходного значения. Сигнал с накопительного конденсатора поступает на вход дифференцирующего звена 7, где преобразуется (см. фиг. 2г) и подается на вход электронного ключа 8. Электронный ключ формирует импульсы сброса D-триггера (см. фиг. 2д). В результате частота излучения полупроводникового арсенид-галлиевого лазера может изменяться в необходимом интервале в зависимости от частоты внешнего задающего генератора. The claimed device operates as follows. The voltage pulses of the required frequency (see Fig. 2a) are fed to the C-input of the D-flip-flop 1 from the master oscillator 2, the level of the logical "unit" is set at the D-input of the flip-flop. The signal from the Q-output of the D-flip-flop (see Fig. 2b) starts the controlled charging current generator 3, while the charging process of the storage capacitor 4 begins (see Fig. 2c). A diode switch 5, on the current-voltage characteristic of which there is a section with negative resistance, closes the discharge circuit of the storage capacitor through a semiconductor gallium arsenide laser 6 after reaching a certain voltage value on the capacitor. During the discharge time of the storage capacitor, the laser is pumped with an injection current and an optical pulse is generated, while the voltage across the capacitor decreases to the initial value. The signal from the storage capacitor is fed to the input of the differentiating link 7, where it is converted (see Fig. 2d) and fed to the input of the electronic key 8. The electronic key generates reset pulses of the D-trigger (see Fig. 2e). As a result, the radiation frequency of a semiconductor gallium arsenide laser can vary in the necessary interval depending on the frequency of the external master oscillator.

В необходимых пределах корректируют плотность мощности лазерного излучения изменением мощности лазерного пучка на выходе световода и/или изменением расстояния от выхода световода до поверхности облучаемой ткани. To the extent necessary, the power density of the laser radiation is adjusted by changing the power of the laser beam at the output of the fiber and / or changing the distance from the output of the fiber to the surface of the irradiated tissue.

Claims

1. A method for the treatment of periodontal diseases, including irradiation of the dentition and marginal periodontal with laser light, characterized in that the radiation is produced by pulsed light of a gallium arsenide laser with a wavelength of 0.85 - 0.98 μm, a frequency of 0.08 - 2.0 kHz and power 0.6 - 1.8 W at an exposure of 120 s.

2. A device for the treatment of periodontal diseases, including an arc-shaped tip, a laser source and a power source, characterized in that the laser source is made in the form of a semiconductor gallium arsenide laser, and the power source is in the form of a master oscillator, while serially connected D-flip-flop, the C-input of which is connected to the output of the master oscillator, a controlled charging current generator, a differentiating link and an electronic key, the output of which is connected to the R-input ohms of the D-flip-flop, as well as a diode key and a storage capacitor, the output of a controlled charging current generator connected to a diode key and one of the terminals of the storage capacitor, the other output of which is connected to a semiconductor laser connected to the diode key.