一种根管消毒设备的制作方法

本发明涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种根管消毒设备。

背景技术：

根管即牙根的管腔，当患者的牙齿出现牙髓坏死和牙根感染时，需要进行根管治疗，而在根管治疗的过程中，为了挽救患齿，必须对根管内部进行消毒。通常地，可通过化学方法和物理方法对根管进行消毒。其中，化学方法通常是指用消毒液或者抗菌药杀死根管内部的细菌微生物；而物理方法通常是用激光进行消毒，将激光辐射传送至根管中，激光照射在根管内部，通过激光瞬间产生的高温，能杀灭根管内由于牙髓坏死和牙根感染所滋生的细菌。

激光器中的受激发光物质经激发后产生光子，光子通过光学谐振腔放大后所形成的光束即为激光。在现有技术中，激光消毒所使用的激光具有功率高和能量集中的特点，理论上能够对根管内部进行消毒，但上述特点也带来了难以操作的缺陷，稍有不慎就会灼伤牙齿或者口内的其它组织，存在使用不方便和安全性能差等问题。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本发明提出了一种根管消毒设备，在对根管内部进行消毒的同时，还具有使用方便和安全性能好等优点，避免灼伤牙齿或者口内的其它组织。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种根管消毒设备，包括壳体、激光器和光纤承载组件，所述激光器设置在所述壳体内，所述光纤承载组件设置在所述壳体的前端；

所述光纤承载组件包括保护套筒和治疗光纤，所述治疗光纤套设在所述保护套筒内；

所述激光器发出的激光从所述治疗光纤的输入端进入所述治疗光纤并从所述治疗光纤的输出端输出，所述治疗光纤的输出端延伸至所述保护套筒外，所述治疗光纤的输出端上一体化设置有散光面。

与现有技术相比，本技术方案的有益效果是：在对根管内部进行消毒时，激光器发出的激光进入治疗光纤后向前传播，并经过输出端输出后打在根管上，达到根管消毒的效果，而输出端上的散光面能够把高功率的激光均匀散开，防止激光的能量集中于根管内的某一点上，避免灼伤牙齿或者口内的其它组织，具有使用方便和安全性能好等优点。

进一步，所述壳体的前端设置有一开口，所述开口内设置有导向环；

所述光纤承载组件还包括陶瓷插芯和插芯套筒；

所述保护套筒固定设置在所述插芯套筒的前端，所述陶瓷插芯的一端套设在所述插芯套筒内，所述陶瓷插芯的另一端延伸至所述插芯套筒的后端外；所述治疗光纤的输入端设置在所述陶瓷插芯远离所述插芯套筒的一端上，所述治疗光纤的输出端延伸至所述保护套筒外；

所述陶瓷插芯可拆卸地插设在所述导向环内。

采用上述技术方案的有益效果是：通过陶瓷插芯与导向环的配合，使得光纤承载组件可拆卸地设置在壳体的前端，便于对使用过后的光纤承载组件进行更换，防止交叉感染。

进一步，还包括探测光纤和光电解调仪；

所述探测光纤的一端与所述光电解调仪相连，所述探测光纤的另一端与所述治疗光纤的输入端耦合；

所述治疗光纤上设置有fbg，所述fbg用于测量温度是否达到预设的温度阈值和用于探测所述治疗光纤的输出端是否触碰到根管；

当所述光电解调仪通过所述fbg探测到温度未达到预设的温度阈值时，所述光电解调仪发出控制信号，所述控制信号用于禁止所述激光器发出激光；当所述光电解调仪通过所述fbg探测到所述治疗光纤的输出端触碰到根管时，所述光电解调仪发出控制信号，所述控制信号用于禁止所述激光器发出激光。

采用上述技术方案的有益效果是：一方面，通过fbg测量温度可检测治疗光纤是否已经伸入根管内，当治疗光纤未伸入根管内时，限制激光器发出的激光，防止因激光泄露而造成误伤；另一方面，通过fbg测量温度还可探测治疗光纤的输出端是否触碰到根管，当治疗光纤的输出端触碰到根管时，限制激光器发出的激光，防止激光的能量集中于根管内的某一点上而灼伤牙齿。

进一步，还包括光分路器和传输光纤；

所述治疗光纤的输入端通过所述光分路器与所述探测光纤耦合，所述治疗光纤的输入端还通过所述光分路器与所述传输光纤耦合；

所述激光器发出的激光经所述传输光纤传输到所述治疗光纤中。

采用上述技术方案的有益效果是：通过光分路器把光电解调仪发出的探测激光与激光器发出的激光隔离开来，便于在对根管进行消毒的同时进行温度测量和触碰感知。

进一步，所述光纤承载组件设置有多个，多个所述治疗光纤内均设置有所述治疗光纤，各个所述治疗光纤中的fbg的布拉格谐振波长各不相同。

采用上述技术方案的有益效果是：不同治疗光纤中的fbg设置有不同的布拉格谐振波长，便于对设备进行规范化管理。

进一步，所述激光器发出的激光的波长在630-1040nm之间，所述光电解调仪发出的探测激光的波长为1520-1580nm；具体地，所述激光器发出的激光的波长为980nm，所述光电解调仪发出的探测激光的波长为1550nm。

采用上述技术方案的有益效果是：一方面，防止fbg反射激光器发出的激光；另一方面，保证fbg反射光电解调仪发出的探测激光。

进一步，所述激光器发出的激光的功率在0.1-3瓦之间，所述光电解调仪发出的探测激光的功率小于10毫瓦；具体地，所述激光器发出的激光的功率为1瓦，所述光电解调仪发出的探测激光的功率为1微瓦。

采用上述技术方案的有益效果是：提高对根管内部的细菌微生物进行清除消毒的效果，防止光电解调仪发出的探测激光对消毒过程产生影响。

进一步，所述保护套筒和所述插芯套筒的材质为陶瓷或者铝合金或者不锈钢。

采用上述技术方案的有益效果是：方便消毒，防止交叉感染，同时降低生产成本。

进一步，所述壳体的材质为塑料或者铝合金或者不锈钢。

采用上述技术方案的有益效果是：保证设备的强度，同时降低生产成本。

进一步，所述治疗光纤的直径为0.25-0.65mm；具体地，所述治疗光纤的直径为0.25mm或者0.33mm或者0.48mm或者0.65mm。

采用上述技术方案的有益效果是：方便伸入根管内。

附图说明

图1为本发明一种根管消毒设备的示意图；

图2为本发明一种根管消毒设备中光纤承载组件与壳体配合的示意图；

图3为本发明一种根管消毒设备中光纤承载组件与壳体配合的分解示意图；

图4为本发明一种根管消毒设备中光纤承载组件的示意图；

图5为本发明一种根管消毒设备中治疗光纤的示意图；

图6为本发明一种根管消毒设备中光分路器的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1和图6所示，一种根管消毒设备，包括壳体1、激光器2和光纤承载组件3，具体地，激光器2为激光芯片。所述激光器2设置在所述壳体1内，所述光纤承载组件3设置在所述壳体1的前端。在本发明中，以在消毒的过程中激光器2所发出的激光的出射方向为前。

如图2和图3所示，所述光纤承载组件3包括保护套筒31和治疗光纤32，所述治疗光纤32套设在所述保护套筒31内。

在通过根管消毒设备对根管进行消毒时，控制所述激光器2发出激光，所述激光器2发出的激光从所述治疗光纤32的输入端进入所述治疗光纤32，并在所述治疗光纤32中向前传输，然后从所述治疗光纤32的输出端输出，达到消毒效果。具体地，所述治疗光纤32的输入端位于其后端，所述治疗光纤32的输出端位于其前端。

如图5所示，为了解决容易灼伤患者的问题，本发明在所述治疗光纤32的输出端上一体化设置有散光面321。激光在出射之前，后先通过散光面321发散开来，因此，打在根管上的激光光束并不是集中在一点的，而是呈扇形。本发明的创新点在于通过在治疗光纤32的输出端上设置散光面321，把高功率的激光均匀散开，防止激光的能量集中于根管内的某一点上，避免灼伤牙齿或者口内的其它组织，使得本发明中的根管消毒设备具有使用方便和安全性能好等优点。具体地，所述散光面321为球型散光面。

具体地，为了在治疗光纤32的输出端上一体化设置有球型散光面，可对治疗光纤32进行打磨，通过打磨便可在治疗光纤32的一端形成球型散光面。

在治疗光纤32中，所谓输入端即为靠近激光器2的一端，激光器2发出的激光通过透镜聚焦在治疗光纤32的输入端中，从而进入治疗光纤32内；所谓输出端即为远离激光器2的一端，激光经治疗光纤32传播后从其输出端出射，然后打在根管上。

在一个优选实施例中，光纤承载组件3可拆卸地设置在壳体1的前端。

如图3所示，在第一个实施例中，为了实现光纤承载组件3和壳体1的可拆卸连接，所述壳体1的前端设置有一开口11，所述开口11内设置有导向环12。

如图4所示，对应地，所述光纤承载组件3还包括陶瓷插芯33和插芯套筒34；所述保护套筒31固定设置在所述插芯套筒34的前端，所述陶瓷插芯33的一端套设在所述插芯套筒34内，所述陶瓷插芯33的另一端延伸至所述插芯套筒34的后端外。所述治疗光纤32的输入端设置在所述陶瓷插芯33远离所述插芯套筒34的一端上，所述治疗光纤32的输出端延伸至所述保护套筒31外。光纤承载组件3和壳体1的可拆卸连接，即所述陶瓷插芯33通过远离所述插芯套筒34的一端可拆卸地插设在所述导向环12内。具体地，在插芯套筒34中，以在消毒的过程中激光出射方向对应的一端为前端，而以另一端为后端。

结合图2、图3和图4，安装时，整个拿起光纤承载组件3，并把陶瓷插芯33对准壳体1的开口11处的导向环12，然后顺着导向环12缓缓把陶瓷插芯33推进导向环12内。具体地，导向环12的内径与陶瓷插芯33的外径紧密配合，使得陶瓷插芯33能够插入导向环12内，且不会在导向环12内晃动。当把陶瓷插芯33插设在导向环12内后，由于导向环12的作用，治疗光纤32的输入端与激光器2相耦合，激光器2发出的激光通过顺利通过治疗光纤32的输入端进入治疗光纤32中。

需要说明的是，图2和图3中仅展示了一部分壳体，并不是壳体的全部。

在一个优选实施例中，治疗光纤32上设置有fbg，通过fbg可进行温度测量和触碰感知。

在光纤上刻画fbg的过程为：先将光纤进行载氢处理，然后利用紫外光透过相位掩模板后的衍射光形成的干涉光对光纤进行曝光，使纤芯折射率产生周期性变化写入fbg，即可在光纤上形成fbg。

如图5和图6所示，优选地，一种根管消毒设备，还包括探测光纤4和光电解调仪5；所述探测光纤4的一端与所述光电解调仪5相连，所述探测光纤4的另一端与所述治疗光纤32的输入端耦合。

对应地，所述治疗光纤32上设置有fbg322，所述fbg322用于测量温度是否达到预设的温度阈值和用于探测所述治疗光纤32的输出端是否触碰到根管。所述fbg322设置在靠近治疗光纤32的输出端处，具体地，所述fbg322设置在距治疗光纤32的输出端0.2cm-0.8cm处。

通过fbg和光电解调仪5可进行温度测量，进而判断治疗光纤32是否已经进入了根管内，只有当治疗光纤32已经进入了根管内，激光器2才能够发出激光对根管进行消毒，而治疗光纤32未进入了根管内时，激光器2无法发出激光。通过这样的方式，防止牙医在操作的过程中不慎触发了激光器，导致激光直接射入人的眼睛而造成伤害。

具体工作的过程中，当所述光电解调仪5通过所述fbg探测到温度未达到预设的温度阈值时，说明治疗光纤32未进入了根管内，对应地，所述光电解调仪5发出控制信号，所述控制信号用于禁止所述激光器2发出激光，此时就算牙医触发了激光器2，但此时由于控制信号的作用，激光器2也不会发出激光。当所述光电解调仪5通过所述fbg探测到温度达到预设的温度阈值时，说明治疗光纤32已经进入了根管内，对应地，所述光电解调仪5就不会发出控制信号，此时如果牙医触发了激光器2，激光器2就会发出激光对根管进行消毒。需要说明的是，实现上述控制信号的处理过程为现有技术，本发明的创新点并不在于控制信号的处理过程。

一般的，外界环境都会低于人体的体温。如在实施口腔治疗的过程中，医院或者诊所的室内温度大致在25度左右，而正常情况下，人体口腔舌下温度范围为36.3－37.2度之间。因此，在本发明中，温度阈值可设置为35度。当光电解调仪5通过fbg探测到温度未达到此温度阈值时，说明治疗光纤32未进入根管内；当光电解调仪5通过fbg探测到温度已达到此温度阈值时，说明治疗光纤32进入了根管内。

利用本发明中的fbg进行温度测量的工作原理为：光电解调仪5中的探测光源发出探测激光，探测激光沿着光纤传输，探测激光通过fbg时会反射该fbg对应波长的激光；光电解调器接收到反射回来的激光，并与激光器2发出激光进行对比，根据中心波长偏移量即可得到温度值，完成测温。在不同的温度环境下，因为热胀冷缩的影响，fbg的结构会发生改变，从而导致fbg反射回来的激光的中心波长发生偏移。根据中心波长的偏移量，即可通过fbg测量温度。

除了通过fbg测量温度外，还可探测治疗光纤32的输出端是否触碰到根管，即触碰感知。

当所述光电解调仪5通过所述fbg探测到所述治疗光纤32的输出端触碰到根管时，所述光电解调仪5发出控制信号，所述控制信号用于禁止所述激光器2发出激光。当所述光电解调仪5通过所述fbg探测到所述治疗光纤32的输出端未触碰到根管时，所述光电解调仪5则不发出控制信号。

利用本发明中的fbg进行触碰感知的工作原理为：光电解调仪5中的探测光源发出探测激光，探测激光沿着光纤传输，探测激光通过fbg时会反射该fbg对应波长的激光；光电解调器接收到反射回来的激光，并与激光器2发出激光进行对比，根据中心波长偏移量即可得到温度值，完成测温。当治疗光纤32触碰的输出端碰到根管的内壁时，治疗光纤32会发生形变，从而导致fbg的结构发生改变，进一步导致fbg反射回来的激光的中心波长发生较大的偏移。根据此较大的偏移，即可通过fbg进行触碰感知。

可以理解的是，热胀冷缩所导致fbg的结构变化量远小于治疗光纤32触碰到根管内壁所导致fbg的结构变化量，因此，在温度测量过程中的中心波长的偏移量较小，而在触碰感知过程中的中心波长的偏移量较大，通过光电解调仪5对反射回来的激光进行解调后，能够明显的分出某个中心波长偏移是由温度变化所引起的还是由治疗光纤32触碰碰到根管内壁所引起的。

在一个优选实施例中，还设置有用于把光电解调仪5发出的探测激光与激光器2发出的激光分隔开来的光分路器6。

如图6所示，一种根管消毒设备，还包括光分路器6和传输光纤7；所述治疗光纤32的输入端通过所述光分路器6与所述探测光纤4耦合，所述治疗光纤32的输入端还通过所述光分路器6与所述传输光纤7耦合；所述激光器2发出的激光经所述传输光纤7传输到所述治疗光纤32中。拆卸或者更换光纤承载组件3时，只把治疗光纤32从壳体1上取下，而传输光纤7、探测光纤4、光分路器6等组件都固定设置在壳体1内不受影响。

在进行根管消毒的过程中，激光器2发出的激光进入传输光纤7，并由传输光纤7传输到光分路器6中；由于治疗光纤32的输入端通过光分路器6与传输光纤7耦合，所以激光器2发出的激光会经过光分路器6进入治疗光纤32中，实现消毒功能。

在进行温度测量和触碰感知的过程中，光电解调仪5发出的探测激光进入探测光纤4，并由探测光纤4传输到光分路器6中；由于治疗光纤32的输入端通过光分路器6与探测光纤4耦合，所以光电解调仪5发出的探测激光经过光分路器6进入探测光纤4中，实现温度测量和触碰感知功能。

具体地，所述激光器2发出的激光的波长在630-1040nm之间，所述光电解调仪5发出的探测激光的波长为1520-1580nm。具体地，所述激光器2发出的激光的波长为980nm，所述光电解调仪5发出的探测激光的波长为1550nm。

根据fbg的特性，波长在630-1040nm之间的激光经过fbg时，fbg不会反射该波段的激光，因此激光器2发出的激光能够直接经过fbg而不发生反射；波长为1520-1580nm的激光经过fbg时会发生反射，因此光电解调仪5发出的探测激光会经fbg反射后沿原光路返回到光电解调仪5，以实现解调。通过上述波长设置，一方面，防止fbg反射激光器2发出的激光；另一方面，保证fbg反射光电解调仪5发出的探测激光。

优选地，所述激光器2发出的激光的功率在0.1-3瓦之间，所述光电解调仪5发出的探测激光的功率小于10毫瓦；具体地，所述激光器2发出的激光的功率为1瓦，所述光电解调仪5发出的探测激光的功率为1微瓦。一般的，为了达到解调效果，光电解调仪需要发出毫瓦级别的探测激光，但在本发明的技术方案中，只有一路光需要解调，因此，1微瓦的探测激光也能提供足够的强度，满足应用。

通过1瓦的激光对根管进行消毒，提高对根管内部的细菌微生物进行清除消毒的效果；通过1微瓦的探测激光进行探测，由于探测激光的功率较小，不会对激光器2发出的激光产生影响，同时也能保证光电解调仪5能够接收到足够强度的反射激光。

优选地，所述光纤承载组件3设置有多个，多个所述治疗光纤32内均设置有所述治疗光纤32，各个所述治疗光纤32中的fbg的布拉格谐振波长各不相同。

可在光电解调仪5中设置一个适用波段，对应地，各个治疗光纤32中的fbg的布拉格谐振波长均在此适用波段内。当牙医接入布拉格谐振波长不在此适用波段内的光纤时，光电解调仪5能够探测到这一情况，并输出提醒信号，以此对设备进行规范化管理。

优选地，所述保护套筒31和所述插芯套筒34的材质为陶瓷或者铝合金或者不锈钢，方便消毒，能够防止交叉感染。同时，由于陶瓷或者铝合金或者不锈钢等材质均较易成型，还能够降低生产成本。

优选地，所述壳体1的材质为塑料或者铝合金或者不锈钢，能够保证设备的强度，同时降低生产成本。

具体地，所述治疗光纤32的直径为0.25-0.65mm；具体地，所述治疗光纤32的直径为0.25mm或者0.33mm或者0.48mm或者0.65mm。在对根管进行消毒前，需要在患齿上开小孔，然后把治疗光纤32经此小孔伸入根管内。治疗光纤32的直径设置为上述较小的尺寸，更方便伸入根管内。

需要说明的是，在本发明中，治疗光纤32、探测光纤4和传输光纤7均为普通的石英光纤，只是为了区分而分别进行命名。

综上所述，一种根管消毒设备，在对根管内部进行消毒时，激光器2发出的激光进入治疗光纤32后向前传播，并通过输出端输出后打在根管上，达到根管消毒的效果，而输出端上的散光面321能够把高功率的激光均匀散开，防止激光的能量集中于根管内的某一点上，避免灼伤牙齿或者口内的其它组织，具有使用方便和安全性能好等优点。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。