IT202100018680A1 - Macchinario laser per la chirurgia dentale - Google Patents

Description

Descrizione dell?invenzione avente per titolo:

?MACCHINARIO LASER PER LA CHIRURGIA DENTALE?

Descrizione

Campo della tecnica

La presente invenzione opera nell?ambito di apparecchiature elettroniche medicali per la chirurgia dentale. In particolare, il dispositivo ? uno strumento impiegato nel trattamento dei tessuti molli del cavo orale atto ad offrire ridotti sanguinamenti, ridotti gonfiori e, nel corso del tempo, minori disagi postoperatori.

Arte nota

La diffusione in campo industriale del laser ? ormai esponenziale e oggi questa tecnologia ? diventata parte integrante della nostra vita quotidiana. Le prime applicazioni del laser in ambito odontoiatrico si hanno nei primi anni ?60 con l?utilizzo di laser a rubino, che per? producevano dannosi effetti termici. A quell?epoca ancora non si avevano conoscenze precise sui target d?azione e sulle curve di assorbimento delle varie lunghezze d?onda laser. Si susseguirono studi sul laser a CO2 che, con la sua lunghezza d?onda di 10.600 nm, si adattava alle superfici dentali nelle procedure di sigillatura. Negli anni ?80 venne per la prima volta certificata la capacit? emostatica del CO2 nelle procedure chirurgiche.

Nel 1974 si cominciarono a utilizzare i primi laser YAG. In particolare, gli studi di Yamamoto sulle capacit? del Nd:YAG di inibire la formazione di carie sia in vitro sia in vivo garantirono uno sviluppo di questa lunghezza d?onda, tanto che il Nd:YAG divenne il laser pi? riconosciuto in campo odontoiatrico. Negli anni ?70, con Mester, furono avviati i primi studi sperimentali sugli effetti della Low Level Laser Therapy sugli animali. Mentre le ricerche dentali si concentravano sulla ricerca della lunghezza d?onda pi? appropriata per l?utilizzo sui tessuti duri, la medicina faceva molta strada riguardo all?utilizzo del laser sui tessuti molli: l?oftalmologia, con l?uso del laser a rubino nei trattamenti della retina, fino all?uso del CO2 e del Nd:YAG in altre pratiche chirurgiche (in particolar modo in campo vascolare).

L?introduzione della tecnologia laser in chirurgia orale dei tessuti molli si deve alla collaborazione tra chirurghi orali, maxillofacciali e otorinolaringoiatri. Nel 1987 la FDA diede per la prima volta l?autorizzazione all?uso di una tecnologia laser in chirurgia orale. Alla fine degli anni ?80 si ebbe una rivoluzione epocale, con lo sviluppo dei laser Er:YAG che, attraverso la loro affinit? elettiva con l?acqua, permettevano un?enorme capacit? di utilizzo in ambito odontoiatrico e dermatologico. Gli anni 2000 sono stati caratterizzati da un ampio sviluppo dei laser a semiconduttori, largamente diffusi sul mercato per la loro compattezza, maneggevolezza e versatilit? di utilizzo. Negli ultimi anni si ? assistito a una continua evoluzione della tecnologia laser, soprattutto nella gestione mediante software della durata degli impulsi e nella forma e lunghezza dell?onda, cos? come nella creazione di treni di impulsi per garantire specifici effetti sui tessuti biologici. Nel prossimo futuro si assister? certamente a un ulteriore sviluppo tecnologico che aprir? le porte a nuove e impensate frontiere di utilizzo in ambito multidisciplinare. Non v?? dubbio, quindi, che tali soluzioni affrontino soltanto in parte le criticit? sin qui esposte.

Descrizione dell?invenzione

La presente invenzione propone un macchinario di laser dentale impiegato nella chirurgia dentale, in particolare nel trattamento dei tessuti molli del cavo orale l?applicazione risulta quasi indolore e garantisce risultati duraturi. Il dispositivo caratterizzato da laser a diodi emette un raggio di luce focalizzato ad una unica determinata frequenza/lunghezza d?onda, il raggio ? collimato, ovvero non disperde l?energia, ma ? fortemente focalizzato in un punto ed ? coerente, ovvero l?energia emessa ha le seguenti caratteristiche:

- frequenza e lunghezza d?onda ben precisa (monocromaticit?);

- direzionalit? cio? collimazione del raggio senza divergenza;

- coerenza, ovvero i fotoni sono sincroni con le stesse oscillazioni nel tempo e nello spazio.

Trattandosi di un dispositivo a frequenze elevate, il raggio laser a queste frequenze risulta invisibile all?occhio umano, la parte visibile ? fornita dalla luce di puntamento normalmente di colore rosso. Il funzionamento del dispositivo si basa nell?interazione tra il raggio emesso ed il tessuto biologico, nel caso del laser a diodi il ?target? ? focalizzato sul materiale scuro ovvero melanina ed emoglobina. L?efficacia del laser a diodo si esplica sostanzialmente sui tessuti molli. La presente invenzione presenta ottimi risultati nelle seguenti applicazioni:

- endodonzia: decontaminazione del canale radicolare, granuloma, pulpectomia;

- parodontologia: parodontiti e trattamento tasche gengivali, curettage, innesto di gengiva;

- implantologia: scappucciamento impianti, decontaminazione impianti, perimplantiti;

- chirurgia orale: frenulectomia, gengivoplastica, emostasi, opercolectomia, papillectomia, rimozione dei tumori del cavo orale, asportazione di cisti; - interventi di chirurgia ossea, rialzo del seno, split crest, apicectomia, innesti ossei, preparazione del sito implantare, allungamento della corona clinica, rigenerazione ossea;

- trattamento sbiancante ad attivazione laser, veloce e senza fastidi;

- trattamento di rimozione di carie, mordenzatura dello smalto, sigillatura dei solchi;

- trattamento terapeutico di herpes labialis, cheilite angolare, lesioni aftose, ATM, leucoplachie;

- terapia antalgica e biostimolazione;

- trattamento di lesioni vascolari e foto-ringiovanimento;

- trattamento di lesioni e ringiovanimento cutaneo.

Le caratteristiche del prodotto sono elencate nella Tabella 1, che viene riportata in seguito;

Tabella 1. Caratteristiche del prodotto.

Con i suoi 8W di potenza e una fibra da 980nm, ? ideale per la chirurgia di precisione, in particolare per l?incisione, la resezione, l?ablazione, la vaporizzazione, la coagulazione e l?emostasi. La sua lunghezza d?onda di 980 nm si abbina perfettamente al picco d?assorbimento dell?acqua, che, insieme all?eccellente assorbimento nell?emoglobina, provoca il taglio e l?emostasi con un minimo danno termico laterale. Lascia il campo operativo pulito e sterile, con riduzione del dolore e gonfiore durante e dopo la procedura chirurgica. La combinazione delle caratteristiche sopra elencate svolge un ruolo fondamentale e ciascuna di esse contribuisce alla realizzazione di un ottimo risultato fortemente innovativo. Quindi, oltre alle funzionalit? della tecnologia, la presente invenzione consente di abbinare l?efficacia terapeutica della tecnologia ad una comodit? di utilizzo data dalla presenza di un?interfaccia fortemente intuitiva e chiara, che permette di creare percorsi personalizzati e di salvarli in memoria per poter condurre statistiche e analisi sui progressi della terapia, associata a ciascun caso clinico. Sono disponibili, infatti, almeno 100 protocolli predefiniti memorizzati nel database. Inoltre, ? possibile ampliare lo spettro di protocolli personalizzabili in base alle necessit? di ciascun caso clinico, potendo aggiungere almeno 200 protocolli che possono essere archiviati nella memoria interna e almeno 200 in una apposita Smart card. Va sottolineato, inoltre, che rispetto alle tecnologie attualmente reperibili in commercio, le dimensioni dell?apparecchiatura sono ridotte e questo permette un?agevole trasportabilit?. Inoltre, il macchinario ? munito di un sistema operativo user-friendly, che contiene al suo interno un protocollo guidato per distretti corporei, un protocollo per patologia, un protocollo anti-edema e un protocollo standard. ? presente anche una caratteristica che permette di effettuare un calcolo automatico dell?energia emessa in funzione dei parametri selezionati. Sono associati all?apparato anche degli allarmi e delle dotazioni di sicurezza, riportati di seguito:

- segnale acustico di inizio terapia e per ogni secondo di trattamento (disattivabile);

- datario e orologio;

- timer da impostare ad inizio di ogni terapia per definire la durata, espressa in minuti;

- cambio lingua (fino a 6 lingue disponibili);

- avvisi e allarmi relativamente allo stato della macchina;

- tasto di emergenza per l?arresto del macchinario;

- database pazienti;

- duty cycle regolabile da 10% a 100%;

- interlock;

- funzionalit? di controllo della potenza emessa;

- autodiagnosi, che prevede un controllo diagnostico automatico della completa funzionalit? attuale dell?unit? elettronica e degli accessori connessi e indicazione codificata dei malfunzionamenti riscontrati.

Gli avvisi e allarmi relativamente allo stato del macchinario fanno riferimento specialmente alla temperatura dell?ambiente in cui viene conservato il macchinario, che deve rientrare nei seguenti canoni prestabiliti: temperatura ottimale compresa tra 15?C e 35?C, umidit? tra il 45% e il 75% e pressione atmosferica tra 860 hPa e 1060 hPa. In pi?, ? presente un sensore che rileva la presenza di una fonte di calore in prossimit? del macchinario (come i raggi solari o caloriferi) e un conseguente allarme di spegnimento macchina istantaneo per pericolo di surriscaldamento. In pi?, il macchinario ? dotato di un dispositivo antigelo per evitare che la temperatura del locale scenda al di sotto di 5?C. In pi?, ? stata inserita la funzionalit? di poter eseguire l?aggiornamento del sistema tramite porte USB.

Il dispositivo ? anche associato ad una app per smartphone e tablet che collega il professionista a una rete internazionale di colleghi medici. Detta app consente al professionista di scattare foto prima e dopo, modificandole in un formato utile per una facile condivisione. Offre, quindi, una piattaforma per tenersi aggiornati con pazienti, colleghi e comitati scientifici di tutto il mondo e fornisce aggiornamenti su protocolli ed eventi organizzati dall?azienda. Sono inclusi come accessori anche almeno due occhiali di protezione per il paziente e per l?operatore. Inoltre, il dispositivo possiede uno scomparto portaocchiali per evitare che siano persi, legato ad un sensore di prossimit? che ha il compito di avvisare un operatore qualora, a macchinario spento, gli occhiali non siano stati riposti nell?apposito spazio o qualora il macchinario fosse acceso e gli occhiali non siano ancora stati indossati. Trattandosi, infatti, di un laser di 4? classe, ? necessario indossare gli appositi occhiali ad ogni utilizzo. Inoltre, ? stata resa disponibile sia su iOS sia su Android.

I vantaggi offerti dalla presente invenzione sono evidenti alla luce della descrizione fin qui esposta e saranno ancora pi? chiari grazie alle figure annesse e alla relativa descrizione dettagliata.

Descrizione delle figure

L?invenzione verr? qui di seguito descritta in almeno una forma di realizzazione preferita a titolo esplicativo e non limitativo con l?ausilio delle figure annesse, nelle quali:

- FIGURA 1 mostra tutte gli elementi costitutivi del dispositivo. Lo schermo 1, che ? un touchscreen 5-7? retroilluminato, permette di scegliere diverse funzionalit?:

A) protocolli predefiniti e programmi editabili e memorizzabili per personalizzare i parametri a seconda del trattamento;

B) database dei parametri personalizzati per ogni paziente. Questi dati sono facilmente recuperabili a seconda delle necessit?;

C) analisi e statistiche dei risultati ottenuti al variare dei parametri;

D) anagrafica dei clienti con relative caratteristiche fisiche (peso, altezza, segni particolari);

E) setting per l?attivazione del laser;

F) opzione di scelta della lingua preferita (almeno 7 lingue);

G) datario e orologio;

H) avvisi e allarmi dello stato della macchina.

I pulsanti touch permettono di effettuare delle azioni immediate come tornare nella home principale, modificare le impostazioni di base, comando di attivazione o di arresto del dispositivo. La porta 2, invece, permette di collegare il manipolo 3 raffigurato in Fig. 2. Infine, la porta 3 permette di eseguire gli aggiornamenti del software tramite pennetta USB.

- FIGURA 2 illustra il manipolo 4 con tutte le sue caratteristiche e il pedale 6. Il manipolo 4 raffigurato pu? essere:

A) un manipolo 2? con tip;

B) un manipolo 4? con tip;

C) un manipolo con raffreddamento.

Il manipolo 4 ?, inoltre, dotato di un distanziatore 5 che consente la messa a fuoco rapida del punto e la corretta erogazione dell?energia nel volume di trattamento. Il pedale 6 ? water-proof, explosion-proof e wireless. Detto pedale comanda l?attivazione dell?apparecchio elettromedicale, risulta facile da premere e comodo da usare.

Descrizione dettagliata dell?invenzione

La presente invenzione verr? ora illustrata a titolo puramente esemplificativo ma non limitativo o vincolante, ricorrendo alle figure le quali illustrano alcune realizzazioni relativamente al presente concetto inventivo.

Con riferimento alla FIG. 1 si esemplifica il macchinario della presente invenzione attraverso cui ? possibile monitorare l?impiego del laser dentale. Su di esso ? presente lo schermo 1 che mostra l?andamento della terapia in atto, i dati aggiornati, datario e orologio ed eventuali allarmi e/o segnalazioni. Attraverso lo schermo 1 ? possibile anche scegliere il protocollo e il programma pi? adeguati al caso clinico in esame, il planning della terapia e- tutte le features suesposte. Con l?ausilio dei pulsanti touch si possono impostare i parametri e attivare e/o interrompere la terapia. Detti pulsanti permettono anche di scegliere la modalit? advance, che permette la modifica dei parametri di utilizzo preimpostati (potenza, durata e modalit? di utilizzo dell?impulso). Trattandosi di un laser classe 4, ? obbligatorio l?utilizzo degli occhiali protettivi per il chirurgo, il paziente e qualsiasi personale presente in sala. Al dispositivo, quindi, ? anche associato uno scomparto portaocchiali per evitare che siano persi, legato ad un sensore di prossimit? atto ad avvisare un operatore qualora, a macchinario spento, gli occhiali non siano stati riposti nell?apposito spazio o qualora il macchinario fosse acceso e gli occhiali non siano ancora stati indossati. Il software pu? essere continuamente aggiornato come di seguito:

- accedere alla pagina nello schermo 1 relativa a Software e Protocolli;

- collegare la chiavetta USB contenente il software/driver di aggiornamento al dispositivo;

- selezionare il software e seguire le istruzioni.

In questo modo viene garantito un aggiornamento completo del software, non solo garantendo un?interfaccia sempre pi? user-friendly, ma anche introducendo nuovi protocolli e funzionalit? che possono contribuire a migliorare il lavoro del chirurgo. Detti aggiornamenti verranno automaticamente effettuati anche sull?app, periodicamente. Rispetto alle tecnologie che ci sono in commercio, le dimensioni dell?apparecchiatura sono ridotte e questo permette un?agevole trasportabilit?. Al dispositivo ? possibile collegare anche un kit di inserti per osteotomia speciali per la chirurgia ossea e la corrispondente chiave di changer di inserti, detti inserti sono: - inserto B1 con parte attiva fine e dentata, permette tagli pi? precisi con quasi nessuna perdita ossea durante la estrazione di innesti ossei;

- inserti B2R (right) e B2L (left) fine e angolo speciale sinistro o destro per ottenere tagli orizzontalmente nelle zone di difficile accesso;

- inserto B3 parte attiva affilata per la conformazione e il contorno della superficie ossea, nonch? la raccolta di frammenti di osso;

- inserto B4 speciale per la conformazione e lo scanalato della cresta alveolare; - inserto B5 progettazione parte attiva piatta per il distacco del lembo osseo e la raccolta di frammenti di osso.

Le caratteristiche fisiche del prodotto, infatti, sono riportate nella Tabella 2.

Tabella 2. Caratteristiche fisiche.

Con riferimento alla FIG.2, il chirurgo pu? scegliere il manipolo 4 a seconda delle necessit? del paziente. In particolare, pu? scegliere tra almeno 3 manipoli differenti:

- un manipolo 2? con tip, che viene generalmente utilizzato nella chirurgia dei tessuti molli, come nel caso in esame. I trattamenti tipici sono: l?escissione, la chirurgia gengivale, gengivoplastica, scopertura degli impianti e rimozioni delle carie superficiali. Detto manipolo ? provvisto di almeno 2 terminali: uno aperto e dritto che lascia passare il raggio laser mantenendolo allineato con l?asse del manipolo, uno con specchio inclinato per deviare il raggio laser di 120?;

- un manipolo 4? con tip, che viene generalmente impiegato nel trattamento dei tessuti molli delle tasche parodontali e del collo dei denti, ad esempio nella sterilizzazione del solco, nella sterilizzazione del canale radicolare, nella perimplantite, nella gengivectomia e nell?allungamento della corona. Il manipolo viene fornito con diversi terminali al fine di dare al medico massima flessibilit? di utilizzo. Sono disponibili sia un terminale dritto con distanziale che uno aperto senza distanziale, entrambi per mantenere il raggio laser in uscita in linea con l?asse del manipolo. Altri terminali invece integrano degli specchi inclinati per deviare il laser di 75? o 120?. Infine, ci sono dei tip di ceramica che svolgono la funzione di guide di luce e permettono di lavorare a contatto con il tessuto;

- un manipolo con raffreddamento, che ? in grado di trasportare il raffreddamento, ad aria o ad acqua, fino alla parte terminale del puntale, da dove si diffonde sulla parte trattata dal laser. Questo manipolo pu? utilizzare sia gli speciali puntali con raffreddamento sia i puntali, monouso o riutilizzabili, senza raffreddamento.

L?attivazione del laser avviene direttamente dal manipolo grazie alla speciale area touch che permette di operare con grande libert? e controllo. Grazie ai tip intercambiabili non ? necessario tagliare o spellare la fibra.

I tip piegabili sono riutilizzabili e si cambiano velocemente per i diversi interventi con la massima igiene. Un ulteriore accessorio in dotazione ? il pedale 6, munito di una protezione pedale. Detto pedale ? water-proof, explosion-proof e wireless.

? infine chiaro che all?invenzione fin qui descritta possono essere apportate modifiche, aggiunte o varianti ovvie per un tecnico del ramo, senza per questo fuoriuscire dall?ambito di tutela che ? fornito dalle rivendicazioni annesse.

Claims (9)

Rivendicazioni

1. Macchinario laser per la chirurgia dentale, atto ad essere impiegato durante interventi di chirurgia dentale atto a eliminare il dolore e diminuire il sanguinamento, detto macchinario essendo caratterizzato da:

- lunghezza d?onda fino a 980 nm;

- potenza massima fino a 8W;

- modalit? di emissione pulsata e continua;

- classe laser 4;

detto macchinario comprendendo almeno:

- un manipolo (4) 2/4? con tip e con raffreddamento;

- un pedale (6);

- una protezione pedale;

- un paio di occhiali protettivi per il paziente e per l?operatore;

- uno schermo (1), un touchscreen di dimensioni comprese tra 5?-7? retroilluminato atto a consentire a un operatore di selezionare diverse funzionalit? predefinite come: programmi editabili e memorizzabili, database dei parametri personalizzati per ogni paziente, analisi e statistiche dei dati, anagrafica dei clienti con relative caratteristiche fisiche, setting per l?attivazione del laser;

- una pluralit? di pulsanti atti a consentire di effettuare delle azioni immediate come tornare nella home principale, modificare le impostazioni di base, comando di attivazione o di arresto del dispositivo (stop-and-start);

- un distanziatore (5) consente la messa a fuoco rapida del punto e la corretta erogazione dell?energia nel volume di trattamento;

- un software di interfaccia atto a guidare l?utente durante l?esecuzione del protocollo terapeutico.

2. Macchinario laser per la chirurgia dentale, secondo la precedente rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere uno scomparto portaocchiali per evitare che siano persi, legato ad un sensore di prossimit? atto ad avvisare un operatore qualora, a macchinario spento, gli occhiali non siano stati riposti nell?apposito spazio o qualora il macchinario fosse acceso e gli occhiali non siano ancora stati indossati.

3. Macchinario laser per la chirurgia dentale, secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni 1 o 2, caratterizzato dal fatto di avere dimensioni pari circa a 20?30 cm di larghezza, 10?14 cm di altezza, 20?25 cm di profondit? e peso intorno a 1-2 kg.

4. Macchinario laser per la chirurgia dentale, secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno: una porta USB atta a ricevere aggiornamenti software, 100 protocolli memorizzati, 200 memorizzabili nella memoria interna e 200 in una apposita Smart card.

5. Macchinario laser per la chirurgia dentale, secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto di comprendere allarmi e dotazioni di sicurezza, riportati di seguito:

- un segnale acustico di attivazione del dispositivo per ogni secondo di trattamento eventualmente disattivabile;

- un segnale acustico di interdizione terapia;

- datario e orologio;

- cambio lingua in almeno 7 lingue disponibili tra cui inglese, italiano, spagnolo, tedesco, francese, portoghese e cinese;

- un timer da impostare ad inizio di ogni terapia per definire la durata, espressa in minuti;

- avvisi e allarmi relativamente allo stato del dispositivo, comprendendo almeno: avviso relativo alla temperatura dell?ambiente in cui viene conservato il dispositivo fuori dai canoni prestabiliti, temperatura ottimale durante il funzionamento compresa tra 10?C e 40?C e umidit? tra il 30% e il 70%, pressione atmosferica tra 70 hPa e 105 kPa, temperatura di conservazione e trasporto a temperatura ambiente compresa tra 10?C e 50?C; avviso spia nel caso di dispositivo attivo; allarme tramite un sensore che rileva la presenza di una fonte di calore in prossimit? del dispositivo, come i raggi solari o caloriferi, e conseguente allarme di interdizione attivit? istantanea per pericolo di surriscaldamento; allarme tramite lampada di avvertimento di emissione laser;

- interlock;

- tasto di emergenza per arresto terapia;

- un sensore antigelo per evitare che la temperatura scenda al di sotto di 10?C.

6. Macchinario laser per la chirurgia dentale, secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto di comprendere una app per smartphone e tablet che collega il professionista a una rete internazionale di colleghi medici, attualmente attiva sui sistemi operativi iOS e Android.

7. Macchinario laser per la chirurgia dentale, secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto di fornire un manipolo e un pedale wireless atti a offrire il massimo comfort ed ergonomia.

8. Macchinario laser per la chirurgia dentale, secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto di avere un riconoscimento automatico dell?inserto: una volta inserita la punta, il macchinario riconosce l?inserto e assegna la potenza specifica.

9. Macchinario laser per la chirurgia dentale, secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto di comprendere un kit di inserti per osteotomia speciali per la chirurgia ossea e la corrispondente chiave di changer di inserti, detti inserti comprendendo:

- inserto B1 con parte attiva fine e dentata, atto a permettere tagli pi? precisi con perdita ossea prossima allo zero durante la estrazione di innesti ossei;

- inserti B2R (right) e B2L (left) fine e angolo speciale sinistro o destro per ottenere tagli orizzontalmente nelle zone di difficile accesso;

- inserto B3 parte attiva affilata per la conformazione e il contorno della superficie ossea, nonch? la raccolta di frammenti di osso;

- inserto B4 atto alla conformazione e allo scanalato di creste alveolari; - inserto B5 piatto atto al distacco del lembo osseo e alla raccolta di frammenti di osso.