[发明专利]牙科固化灯

说明书

技术领域

本公开涉及牙科固化灯，并且更特别地涉及来自牙科固化灯的光的受控递送。

背景技术

随着用于二类修复牙科学的光固化复合化合物的引入和随后的市场渗透，在结构质量、自然外观和修复性牙科工作的持久性方面都取得了重大成就。然而，同时，牙科医生遇到了新的难题。不同于较老的传统汞合金充填物，一旦复合填充物被成功地放置和成形，牙科医生就仍没有完成。在努力完全地聚合该化合物并尝试确保无问题放置时，牙科医生将利用规定波长的强光来固化该化合物。被用来实现该功能的大多数早期固化灯利用基于卤素的白炽灯作为光源。该技术简单并相对负担得起，但是它有点“能量渴求”，并且在该灯和要被治疗的牙齿二者处产生高度废热。在光学上过滤实际上被递送至牙齿的能量的波长的设计改进显著减少了对牙齿的不必要加热。这是有帮助的改进，因为用于引起大多数修复性化合物的交叉聚合的常规光活化剂仅利用一部分蓝色光谱。通过过滤掉被递送至牙齿的光的许多绿色、红色和红外线部分，带来了朝向消除只不过是在牙齿处产生“废热”的大部分不需要波长的进步。利用光固化复合的牙齿修复的典型固化时间在20秒到60秒的范围中。

于是，在20世纪90年代中后期，出现了蓝色高亮度LED，并且此后不久，兴起了蓝色LED固化棒。在450到485纳米波长范围中发射光的蓝色LED（至少在光谱上）非常适合于牙科复合物的固化。在若干年中（进入了新千年）新的蓝色LED的功率容量和定价是限制因素。然而，不久之后，提供可靠200-300 mW/cm²（每平方厘米毫瓦）的LED固化棒就在技术上可行并可商购。这允许引入小的手持电池操作的固化灯，类似于它们的较老的基于绳的基卤素前身，它可以执行20-60秒复合物固化时间。

常规LED固化棒已经显著进步超越了最初蓝色LED固化棒的能力。现在存在能够产生超出它们的前身功率10倍的手持电池操作的固化灯（许多在3,200 mW/cm2或更多，并且一些现在高达8,000 mW/cm²）。这导致在理论上固化灯可以通过在小于十分之一的时间内向目标递送光学能量总量（通常以焦耳测得）来在仅仅1到3秒内固化复合物放置。然而，这些优点不是没有消极面。

一些常规牙科光棒利用用于测试光学输出的装置来操作，诸如在充电器的基础上。然而，不存在合并到此类牙科光棒自身中的反馈机构。

常规的基于LED的固化灯已有进展以解决过去许多年内关于无绳操作、用户人机工程学、数字控制的曝光时间以及更高得多的光学功率可用性的若干关注问题。然而，这些改进几乎没有对消除经常阻碍安全、可重复和可靠化合物固化的许多起因或问题（诸如用户差异）起到作用。并且，在一些方面中，最近的固化灯的显著较高的功率级已允许更频繁地过度曝光，这会影响实现增强的安全且可重复且可靠化合物固化的能力。

发明内容

一种用于将光能量施加于光可固化目标的仪器。该仪器可包括能够向目标输出光能量的光源，在这里该光源是可控的以改变被输出的光能量。该仪器可包括：用于感测光能量特性的光传感器；和可操作耦合至该光传感器的光学反馈路径。该光学反馈路径可被安置成将从目标反射回来的光引导至光传感器，在这里该光传感器被配置成感测关于从目标反射回来的光的光能量特性。该仪器可进一步包括可操作耦合至光传感器和光源的控制器。该控制器可被配置成基于由光传感器感测到的光能量特性来改变光源的操作特性以调整从光源输出的光能量。

在一个实施例中，光学传感器以及相关元件形成闭环LED固化棒，其以比常规固化仪器更大得多的精度管理被递送至牙齿处的复合修复物的能量的量。根据本公开的一个实施例的仪器不会通过测量在基于LED的棒中产生的光能量的量来控制被递送能量的量，而是通过实时测量在任何给定时刻实际撞击牙齿修复的目标表面的光的部分并且然后管理施加于该仪器内LED源的电功率以驱动至目标牙齿表面处的期望辐照度级来控制的。这样做，可以实现光固化曝光的增强质量和增强安全性二者。