用于牙菌斑檢測的設備的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及用于牙菌斑檢測的設備。
【背景技術】
[0002] US 2011/314618A1公開了如下牙刷，其適合于檢測和移除來自口腔內的表面的斑 塊，已經向該表面應用了能夠結合到表面上的斑塊的熒光試劑。表面基本上同時被清潔并 且用一定波長的光進行輻照，當與所述熒光試劑接觸時該光有效提供熒光發射。熒光發射 的一部分被收集并且與預定的閾值比較。根據比較的結果，確定設備是否可以被移動到另 一區段。假設設備被保持在特定區段中，確定設備何時可以被移動到另一區段。
[0003] US 2011/314618A1公開的是，總體上已知兩種用于檢測牙菌斑的方法。一種方法 使用初級熒光，其中牙菌斑或者其它牙科材料本身的熒光被監測。另一種方法使用次級熒 光，其中口腔中被懷疑攜帶斑塊的表面使用熒光標記材料進行處理，并且檢測口腔表面上 的標記材料的熒光發射以指示牙菌斑的存在。
[0004] 涉及基于熒光的斑塊檢測的文檔的其它示例包括US 6,485,300B1和US 2011/ 151409A1。
[0005] 應用熒光以用于斑塊檢測目的的劣勢是所包含的成本相對高。除了別的以外，需 要昂貴的濾光器以便保證可靠的檢測結果。因此，用于斑塊檢測的設備僅適合于被應用在 專業環境中。此外，如上文所解釋那樣，使用次級熒光的方法包含應用熒光標記材料，這是 麻煩的并且需要特殊的使用技巧。這一問題在使用初級熒光的方法的情況下是不存在的， 然而，這種方法不是非常可靠，因為它們僅產生微弱的信號。
【發明內容】
[0006] 根據上文，需要另一檢測斑塊的方法。事實上，需要具有適合于家庭使用的并且能 夠基于除熒光之外的另一原理可靠地執行其功能的用于檢測斑塊的設備。
[0007] 這一目的由根據權利要求1的用于牙菌斑檢測的設備處理。設備的優選實施例在 從屬權利要求中公開。
[0008] 根據本發明，提供了用于牙菌斑檢測的設備，其特別地包括以下裝置：
[0009] -發光裝置，用于在牙齒的方向上發射光并且從而照射牙齒；
[0010] -光接收裝置，用于接收從被照射的牙齒散射的光；
[0011]-光檢測裝置，用于檢測由光接收裝置接收的光，并且生成表示所檢測的光的至少 一個性質的檢測信號；以及
[0012] -處理裝置，用于基于檢測信號確定所檢測的光的至少一個散射相關的量，并且通 過評估該至少一個散射相關的量來評定牙齒上是否存在斑塊。
[0013] 根據本發明底層的洞悉，斑塊存在于牙齒上影響光從牙齒散射的方式。的確，已經 發現實際上可能通過檢測從牙齒散射的光并且處理這種光來獲得對牙齒上存在斑塊的可 靠指示。因此，在根據本發明的設備中，斑塊的存在可以基于光的散射、吸收、和/或散斑性 質確定，光的散射、吸收、和/或散斑性質適合于被用于計算光的散射相關的量。在任何情形 下，與本領域已知的相反，不需要依靠熒光找到牙齒的斑塊狀態。
[0014] "發光裝置"可以包括光可以從其被發射到鄰近空間中、尤其是發射到用戶的嘴中 的任何單元或者部件。發光裝置通常可以包括光學部件，諸如用于以期望的方式將所發射 的光導向和成形的透鏡或者光纖。
[0015] "光接收裝置"在最簡單的情形下可以僅包括光可以穿過的光闌。其通常可以包括 光學元件，諸如用于提供光檢測步驟的期望行為的透鏡。在另一合適的實施例中，光接收裝 置包括至少一個光纖。
[0016] "光檢測裝置"可以包括用于生成檢測信號的光譜儀、光電二極管、相機等，該檢測 信號將在確定從被照射的牙齒散射的如由光接收裝置接收的光的至少一個散射相關的量 的過程中被用作基礎。"檢測信號"可以是任何種類的信號，優選地是諸如電壓之類的電信 號。此外，檢測信號可以以任何適當的方式解碼其信息，例如解碼為模擬或者數字值。
[0017] "處理裝置"可以例如由耦合到光檢測裝置的專用電子硬件、由耦合到光檢測裝置 的具有關聯的軟件的數字數據處理硬件、或者由耦合到光檢測裝置的兩者的混合物來實 現。關于牙齒上存在斑塊的評定可以是定性的或者定量的。這一評估的結果可以以任何適 當的方式被進一步處理。用戶可以例如被提供有對應的反饋信號。為了那個目的，根據本發 明的設備可以裝備有用于向用戶提供關于牙齒上存在斑塊的信息的指示裝置。
[0018] 所描述的設備具有如下優勢，即其允許對牙菌斑的經改善的處理。這一優勢是因 為對從牙齒散射的光的接收和對該光的至少一個量的確定允許實時地自動檢測斑塊。這一 信息可以被以若干方式利用，例如通過向用戶提供關聯的反饋使得他/她可以優化牙齒的 清潔步驟的效率。通過實踐本發明，不需要應用標記材料來保證獲得有用的信號，這與從其 中依靠熒光獲得斑塊狀態信息的領域得知的相反。
[0019] 基本上，所發射的光與牙齒表面的相互作用提供了關于牙齒上存在斑塊的有用信 息。具體而言，這一相互作用包括所發射的光的散射。在這一上下文中，術語"散射"應該照 例表示如下過程，其中光(通常隨機地）由一些散射材料反射和/或折射。所提及的散射過程 通常將在斑塊中和在(清潔的)牙齒中有區別地發生，使得散射過程的出現和強度提供關于 牙齒上存在或者不存在斑塊的信息。
[0020] -般地，所接收的光的提供關于存在斑塊的期望信息的任何性質都可以被利用。 這種性質的一個重要示例是所接收的光的光譜。另一重要示例是光的散斑性質（即，由被散 射的相干光的干涉造成的牙齒表面的圖像的散斑外觀）。
[0021] 為了利用來自所檢測的光的光譜的信息，光檢測裝置可以優選地包括光譜儀。附 加地或者備選地，光檢測裝置可以包括一個或者多個特定光譜濾波器以選擇光譜的一個或 者多個相關部分。優選地，在這一情形下提供了具有關聯的濾波器的檢測器的集。附加地或 者備選地，光檢測裝置可以包括相機，使用該相機可以生成圖像。通常，相機將被設計并且 調節為使得其可以生成牙齒表面的圖像。這種圖像可以例如被用于確定上述散斑量。
[0022]所發射的光可以可選地具有寬帶光譜，例如覆蓋從大約350nm到大約2000nm的波 長的光譜。具有寬帶光譜的光通常可以被用于上述情形中，其中所接收的光的光譜將會被 檢測。附加地或者備選地，多個單色光源可以被用于發射在感興趣的特定波長處的光。附加 地或者備選地，所發射的光可以具有高相干性，例如來自相干激光源的光。相干光可以特別 地被用于測量光的散斑圖案。
[0023] 處理裝置可以適于將所檢測的光的至少一個散射相關的量的實際值與散射相關 的量的參考值進行比較。參考值可以例如對應于在之前的實驗中確定的平均值。
[0024] 根據另一選項，對所檢測的光的散射相關的量的確定可以特別地包括對這一量的 時間演化的評估。這一方法利用了如下事實，即牙菌斑在某些環境下(例如當其環境從干燥 到潮濕或者從潮濕到干燥改變時)可以示出其光學性質的特征時間行為。時間演化可以例 如通過確定相應性質在所觀察的時間段內的時間相關性來發現。
[0025] 光接收裝置可以可選地包括針對光的第一入口和針對光的第二入口，使得所發射 的光可以在兩個不同的位置處被收集(在光從牙齒表面散射之后）。對所接收的光的這些部 分的比較可以在一些情況下提供關于存在斑塊的信息。如果針對光的第一入口和第二入口 被布置在與發光裝置相距不同距離處，則情形可以特別地就是這樣。在與發光裝置相距短 距離處接收的光的光譜和在與發光裝置相距更大距離處接收的光的光譜可以例如由于所 發射的光的這些分量已經穿過斑塊行進的不同路徑長度而不同。已經在更大距離上行進的 光通常還已經穿過材料行進得更深。
[0026] 從發光裝置發射的光通常可以源自任何適當的源，包括設備外部的光源（以及甚 至自然光）。然而，在優選實施例中，設備包括用于生成所發射的光的光源。該光源可以例如 是被并入到設備中的LED或者激光器。假設設備是牙刷，則光源可以可選地被布置在牙刷的 頭部中。因為牙刷(特別地電動牙刷）的頭部通常是一次性的，然而實際上使用例如光纖傳 輸光以具有在牙刷的手柄中的光源(并且通常還有光檢測裝置）。另一方面，可能期望具有 設置在牙刷的頭部中的發光裝置和/或光接收裝置，使得可以獲得立即來自當前被處理的 位置的關于斑塊的信息。
[0027] 為了完整性，注意，照例"牙刷"將會表示用于手動或者電動地清潔(人類用戶或者 動物的)牙齒的設備。牙刷通常包括經由頸部連接到頭部的手柄，頭部承載用于清潔牙齒的 裝置，例如具有刷毛的刷子。電動牙刷可以附加地包括如下元件，諸如電池和用于移動刷子 的馬達。
[0028] 通常，根據本發明的設備可以裝備有牙齒清潔裝置，用于使將要就其斑塊狀態被 評估的牙齒受到清潔動作。例如，設備可以包括注入器，用于注入流體流，諸如氣體(例如空 氣）和/或流體(例如水）的流。通