СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛОКАЛИЗОВАННОГО ВОСПАЛЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ УСТРОЙСТВА ДЛЯ УХОДА ЗА ПОЛОСТЬЮ РТА Российский патент 2022 года по МПК A61B1/24 A61C19/04 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение в целом относится к способам и системам для обнаружения локализованного воспаления десен с использованием устройства для ухода за полостью рта.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Надлежащая чистка зубов, включая продолжительность и охват чистки, помогает стимулировать долговременное здоровое состояние зубов. Многие проблемы с зубами возникают у людей, которые чистят зубы нерегулярно или делают это не должным образом, особенно в отдельной области или части ротовой полости. У людей, которые чистят зубы регулярно, вредная привычка неправильно чистить зубы может привести к плохому охвату чисткой, и, следовательно, к поверхностям, неочищенным должным образом во время сеанса чистки, даже при соблюдении стандартного режима чистки зубов, такого как чистка зубов в течение двух минут два раза в день.

[0003] Действительно, согласно оценкам, 50% взрослого населения в США страдают заболеваниями пародонта, причем тяжесть заболевания меняется в диапазоне от воспаления десен до периодонтита. Однако потребители часто не в состоянии обнаружить ранние признаки заболевания пародонта. Соответственно, такие заболевания могут быть обнаружены только при посещениях стоматолога, когда болезнь уже запущена и значительно труднее поддается лечению.

[0004] Воспаление тканей во рту является одним из ключевых признаков заболевания пародонта. Обнаружение воспаления указывает на наличие болезненного состояния и служит предупреждением человеку о необходимости лечения специалистом. Однако существующие способы и устройства не в состоянии должным образом выявлять или количественно оценивать воспаление тканей, в частности локализованного воспаления. Например, ручные устройства обеспечивают плохое обнаружение воспаления десен, т. к. эти устройства либо анализируют большие области рта, что приводит к большому отношению сигнал-шум, которое препятствует обнаружению, либо требуют так много измерений, которые неудобны для пользователя. В результате заболевание пародонта часто не обнаруживают.

[0005] Соответственно, в данной области остается насущной потребность в удобных для пользователя способов и устройств для ухода за полостью рта, которые максимально увеличивают отношение сигнал-шум и улучшают обнаружение локализованного воспаления десен.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0006] Настоящее раскрытие относится к обладающим признаками изобретения способам и системам для обнаружения воспаления ткани с использованием устройства для ухода за полостью рта. Различные варианты осуществления и реализации в настоящем документе относятся к устройству для ухода за полостью рта, выполненному с возможностью получения значений измерения десневой ткани для выявления локализованного воспаления десен. Устройство для ухода за полостью рта содержит специализированный датчик с уникальной конфигурацией из одного или более излучателей света и одним или более фотодетекторами или средствами формирования изображения для получения информации о десневой ткани. Устройство для ухода за полостью рта также содержит модуль анализа сигнала, который анализирует полученную информацию о десневой ткани и выявляет мест вероятного воспаления. В соответствии с вариантом реализации устройство для ухода за полостью рта в режиме реального времени или посредством отчета после очистки предупреждает пользователя о существовании воспаления и может при необходимости предоставлять пользователю информацию об определении местонахождения.

[0007] В целом в соответствии с одним аспектом предложен способ определения местонахождения воспаления десен во рту пользователя с использованием устройства для ухода за полостью рта. Способ включает следующие этапы: (i) излучение света с помощью одного или более излучателей света устройства для ухода за полостью рта; (ii) обнаружение с помощью детектора света устройства для ухода за полостью рта отражения от поверхности каждого из множества мест во рту пользователя для формирования данных отражения для каждого из множества мест; (iii) определение с помощью контроллера, воспалена ли десна в данном месте; и (iv) предоставление пользователю информации о воспаленном месте или местах посредством пользовательского интерфейса устройства для ухода за полостью рта.

[0008] В соответствии с вариантом реализации один или более излучателей света и детекторов света расположены таким образом, что поверхность на каждом из множества мест не освещена непосредственно одним или более излучателями света.

[0009] В соответствии с вариантом реализации способ дополнительно включает этапы обнаружения приближения к деснам.

[0010] В соответствии с вариантом реализации способ дополнительно включает этап передачи информации о воспаленном месте или местах удаленной третьей стороне.

[0011] В соответствии с вариантом реализации способ дополнительно включает этап определения того, какой из множества мест содержит десны.

[0012] В соответствии с вариантом реализации этап определения того, какой из множества мест содержит десны, включает отбрасывание данных об отражении для мест, определенных как не содержащие десны. В соответствии с вариантом реализации этап отбрасывания данных об отражении для мест, определенных как не содержащие десны, включает следующие этапы: (i) формирование отношения отражательных способностей для каждого из множества мест, причем отношение отражательных способностей содержит измеренное значение для первой длины волны из данных отражения относительно измеренного значения для второй длины волн из данных отражения; (ii) сравнение сформированного отношения отражательных способностей с заданным пороговым значением и (iii) отбрасывание данных отражения для каждого из множества мест, для которого сформированное отношение отражательных способностей ниже заданного порогового значения.

[0013] В соответствии с вариантом реализации этап определения того, какое из множества мест содержит десны, включает присвоение веса сформированным данным отражения по меньшей мере для некоторых из множества мест.

[0014] В соответствии с вариантом реализации этап определения того, воспалена ли десна в месте, включает определение уровня оксигенации десны в каждом из оставшегося множества мест, причем низкий уровень оксигенации ткани указывает на воспаление десны.

[0015] В соответствии с вариантом реализации пользовательский интерфейс обеспечивает информацию о том, какие из множества мест во рту пользователя воспалены. В соответствии с вариантом реализации пользовательский интерфейс предоставляет информацию об уровне воспаления на по меньшей мере одном из множества мест во рту пользователя.

[0016] В соответствии с вариантом реализации устройство для ухода за полостью рта содержит один излучатель света и множество детекторов света.

[0017] В соответствии с вариантом реализации устройство для ухода за полостью рта содержит один детектор света и множество излучателей света.

[0018] В соответствии с одним аспектом предложено устройство, выполненное с возможностью определения местонахождения воспаления десен во рту пользователя. Устройство содержит: один или более излучателей света, выполненных с возможностью излучения света на множество мест во рту пользователя; один или более детекторов света, выполненных с возможностью формирования данных отражения от поверхности каждого из множества мест; контроллер, выполненный с возможностью определения для множества мест, воспалена ли десна в этом месте; и пользовательский интерфейс, выполненный с возможностью предоставления пользователю информации о воспаленном месте или местах.

[0019] В соответствии с одним аспектом предложена система определения местонахождения воспаления, выполненная с возможностью определения местонахождения воспаления десен во рту пользователя. Система содержит: один или более излучателей света, каждый из которых содержит один или более источников света, выполненных с возможностью излучения света во рту пользователя; один или более детекторов света, выполненных с возможностью формирования данных отражения от поверхности каждого из множества мест во рту пользователя; контроллер, содержащий модуль обнаружения и определения местонахождения воспаления, выполненный с возможностью определения для множества мест, воспалена ли десна в этом месте; и пользовательский интерфейс, выполненный с возможностью предоставления пользователю информации о воспаленном месте или местах.

[0020] Используемый в целях настоящего описания термин «контроллер» применяется, как правило, для описания различных устройств, относящихся к работе устройства, системы или способа ухода за полостью рта. Контроллер может быть реализован множеством способов (например, с помощью специализированного оборудования) для выполнения различных функций, обсуждаемых в настоящем документе. «Процессор» является одним примером контроллера, использующего один или более микропроцессоров, которые могут быть запрограммированы с использованием программного обеспечения (например, микрокода) для выполнения различных функций, обсуждаемых в настоящем документе. Контроллер может быть осуществлен с использованием или без использования процессора, и также может быть осуществлен в виде сочетания специализированного оборудования для выполнения некоторых функций и процессора (например, в виде одного или более программируемых микропроцессоров и связанной с ними схемой) для выполнения других функций. В число примеров компонентов контроллера, которые могут быть использованы в различных вариантах реализации настоящего изобретения, входят без ограничений обычные микропроцессоры, специализированные интегральные схемы (ASIC) и программируемые пользователем вентильные матрицы (FPGA).

[0021] Используемый в настоящем документе термин «пользовательский интерфейс» относится к интерфейсу между пользователем-человеком или оператором и одним или более устройствами, который позволяет обмениваться данными пользователю и устройству (-ам). В число примеров пользовательских интерфейсов, которые могут быть использованы в различных реализациях настоящего изобретения, входят без ограничений переключатели, потенциометры, кнопки, вращающиеся ручки, ползунки, трекболы, экраны дисплея, графические пользовательские интерфейсы (ГПИ) любого типа, сенсорные экраны, микрофоны и датчики других типов, которые могут принимать некого рода формируемые человеком стимулы и в ответ на них создавать сигнал.

[0022] Следует понимать, что все сочетания вышеупомянутых понятий и дополнительных понятий, обсуждаемых более подробно ниже (при условии, что такие понятия не являются взаимно несовместимыми), рассматриваются как часть патентоспособного предмета изобретения, описанного в настоящей заявке. В частности, все сочетания заявленного предмета изобретения в конце данного описания рассматриваются как часть предмета настоящего изобретения, описанного в настоящей заявке.

[0023] Эти и другие особенности настоящего изобретения очевидны из вариантов реализации, описанных в дальнейшем в этом документе, и будут пояснены со ссылкой на данные варианты реализации.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0024] На чертежах аналогичные номера позиций, как правило, относятся к одним и тем же деталям на всех различных представлениях. Кроме того, чертежи необязательно выполнены в масштабе, вместо этого упор в основном делается на иллюстрацию принципов изобретения.

[0025] На ФИГ. 1 приведено схематическое представление устройства для ухода за полостью рта в соответствии с вариантом реализации.

[0026] На ФИГ. 2 приведено схематическое представление головки устройства для ухода за полостью рта в соответствии с вариантом реализации.

[0027] На ФИГ. 3 приведено схематическое представление головки устройства для ухода за полостью рта в соответствии с вариантом реализации.

[0028] На ФИГ. 4 приведено схематическое представление головки устройства для ухода за полостью рта в соответствии с вариантом реализации.

[0029] На ФИГ. 5 приведено схематическое представление головки устройства для ухода за полостью рта в соответствии с вариантом реализации.

[0030] На ФИГ. 6 приведено схематическое представление системы определения местонахождения воспаления в соответствии с вариантом реализации.

[0031] На ФИГ. 7 приведена блок-схема способа определения местонахождения воспаления десен в соответствии с вариантом реализации.

[0032] На ФИГ. 8 приведена серия схематических представлений головки устройства для ухода за полостью рта в соответствии с вариантом реализации.

[0033] На ФИГ. 9 приведен график данных отражения в соответствии с вариантом реализации.

Осуществление изобретения

[0034] В настоящем описании раскрыты различные варианты реализации способа и устройства для обнаружения воспаления десен с использованием устройства для ухода за полостью рта. В частности, заявитель осознал и понял, что было бы полезно создать систему для обнаружения локализованного воспаления ткани. Соответственно, способы, описанные или иным образом подразумеваемые в настоящем документе, обеспечивают устройство, такое как устройство для ухода за полостью рта, выполненное с возможностью получения значений измерения десневой ткани. Устройство для ухода за полостью рта содержит один или более из целого ряда специализированных матриц датчиков, имеющих по меньшей мере один источник света и по меньшей мере один фотодетектор или средство формирования изображений. На основе данных датчиков устройство для ухода за полостью рта может определять, воспалена ли анализируемая ткань, и может определять местонахождения этого воспаления. После этого устройство для ухода за полостью рта может сообщать данную информацию пользователю или третьей стороне.

[0035] Варианты осуществления и реализации, раскрытые или иным образом подразумеваемые в настоящем документе, могут быть использованы вместе с любым устройством ухода за полостью рта, включая без ограничений зубную щетку, устройство для чистки зубной ниткой, ороситель для полости рта или любое иное устройство для полости рта, в том числе специализированное ручное устройство для обнаружения воспаления в полости рта.

[0036] На ФИГ. 1 показано используемое в одном варианте реализации устройство 10 для ухода за полостью рта с корпусной частью 12 и элементом 14 в виде головки, установленным на корпусной части. Элемент 14 в виде головки может быть установлен с возможностью отсоединения на корпусную часть 12, так что он может периодически заменяться новым элементом, когда компонент устройства изношен или требует замены по иной причине.

[0037] Корпусная часть 12 также снабжена средствами 26 пользовательского ввода. Средства 26 пользовательского ввода позволяет пользователю приводить в действие устройство 10 для ухода за полостью рта, например, включать и выключать устройство для ухода за полостью рта. Пользовательский ввод 26 может, например, быть кнопкой, сенсорным экраном или переключателем.

[0038] Устройство 10 для ухода за полостью рта необязательно содержит один или более датчиков 28. На ФИГ. 1 датчик 28 показан в пределах корпусной части 12, но может находиться в любом месте устройства. Датчик 28 может представлять собой, например, 6-осевую или 9 осевую пространственную сенсорную систему, или может содержать один или более из акселерометра, гироскопа и/или магнитометра для обеспечения показаний, относящихся к осям движения устройства для ухода за полостью рта, или охарактеризования ориентации и смещения устройства. Например, датчик 28 может быть выполнен с возможностью обеспечения показаний шести осей относительного перемещения (три оси поступательного движения и три оси вращения) с использованием, например, 3-осевого гироскопа и 3-осевого акселерометра. Возможны множество других конфигураций. Могут быть использованы другие датчики, либо отдельно, либо вместе с этими датчиками, в том числе без ограничений датчик давления (например, датчик на эффекте Холла) и датчики других типов, такие как датчик, измеряющий электромагнитные волны в заданном диапазоне длин волн, емкостной датчик, камера, фотоэлемент, датчик видимого света, датчик в ближней ИК-области спектра, радиоволновой датчик и/или один или более датчиков других типов. Могут быть использованы датчики множества разных типов, как описано или подразумевается в настоящем документе. В соответствии с вариантом реализации эти дополнительные датчики обеспечивают дополнительную информацию о положении устройства относительно части тела пользователя, фиксированной точки и/или одного или более других положений. В соответствии с вариантом реализации датчик 28 расположен в заданных положении и ориентации в устройстве 10 для ухода за полостью рта, а головка находится в фиксированном пространственном положении относительно датчика 28. Поэтому ориентацию и положение головки можно легко определить на основе известных ориентации и положения датчика 28.

[0039] В соответствии с вариантом реализации датчик 28 выполнен с возможностью формирования информации, указывающей ускорение и угловую ориентацию устройства 10 для ухода за полостью рта. Например, сенсорная система может содержать два или более датчиков 28, которые функционируют вместе в качестве 6-осевой или 9-осевой пространственной сенсорной системы. В соответствии с еще одним вариантом реализации встроенный 9-осевой пространственный датчик может обеспечить экономию пространства в устройстве 10 для ухода за полостью рта.

[0040] Информация, формируемая первым датчиком 28, предоставляется в контроллер 30. Контроллер 30 может быть образован одним или более модулями и выполнен с возможностью приведения в действие устройства 10 для ухода за полостью рта в ответ на ввод, такой как ввод, произведенный через средства 26 пользовательского ввода. В соответствии с вариантом реализации датчик 28 является неотъемлемой частью контроллера 30. Контроллер 30 может содержать, например, по меньшей мере процессор 32, память 34 и модуль 38 связи. Процессор 32 может принимать любую подходящую форму, в том числе без ограничений микроконтроллера, нескольких микроконтроллеров, электрической схемы, одного процессора или множества процессоров. Память 34 может принимать любую подходящую форму, в том числе энергонезависимой памяти и/или ОЗУ. Энергонезависимая память может включать в себя постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), накопитель на жестких магнитных дисках (НЖМД) или твердотельный накопитель (ТТН). Память может хранить, среди прочего, операционную систему. ОЗУ используется процессором для временного хранения данных. В соответствии с вариантом реализации операционная система может содержать код, который при исполнении его контроллером 30 управляет работой аппаратных компонентов устройства 10 для ухода за полостью рта. В соответствии с вариантом реализации модуль 38 связи передает собранные данные датчиков и может быть любым модулем, устройством или средством, способным передавать проводной или беспроводной сигнал, в том числе без ограничений модулем Wi-Fi, Bluetooth, связи ближнего действия (NFC) и/или сотовым модулем.

[0041] В соответствии с вариантом реализации устройство 10 для ухода за полостью рта может содержать пользовательский интерфейс 46, выполненный с возможностью обеспечения информации пользователю во время и/или после сеанса ухода за полостью рта. Пользовательский интерфейс 46 может принимать множество разных форм, но выполнен с возможностью обеспечения информации пользователю. Например, информацию может быть читаемой, просматриваемой, слышимой, ощущаемой и/или иным образом интерпретируемой информацией, относящейся к одной или более тканям внутри рта. В соответствии с вариантом реализации пользовательский интерфейс 46 обеспечивает обратную связь с пользователем, которая включает в себя информацию о том, где воспалены ткани и/или насколько обширно воспаление. Соответственно, пользовательский интерфейс может быть дисплеем, который обеспечивает информацию пользователю, тактильным механизмом, который обеспечивает тактильную обратную связь с пользователем, акустической системой для обеспечения звуков или слов пользователю или любым из целого ряда других механизмов пользовательского интерфейса.

[0042] На ФИГ. 2 для одного варианта реализации приведена головка 14 устройства для ухода за полостью рта. В соответствии с одним вариантом осуществления головка содержит по меньшей мере один излучатель 42 света и по меньшей мере один приемник 40 света.

[0043] В соответствии с вариантом реализации, изображенным на ФИГ. 2, излучатель 42 света представляет собой кольцеобразный пучок светоизлучающих волокон или светоизлучающих световодов. Излучатель 42 света представляет собой любой источник света, такой как источник света на СИД, излучающий свет, который может способствовать обнаружению воспаления десен. В соответствии с вариантом реализации излучатели света представляют собой объединенный свет от множества СИДов и соединены световолокном или световодом, идущим от СИДов к излучателю света на поверхности устройства для ухода за полостью рта. В соответствии с вариантом реализации источник света генерирует свет по меньшей мере на двух длинах волн, таких как 480 нм и 680 нм, который позволяет определять характеристики насыщения кислородом в ткани человека и, следовательно, обнаруживать локализованное воспаление. Как правило, ткани, проявляющие низкую оксигенацию ткани, свидетельствуют о воспалении десен.

[0044] Аналогичным образом один или более приемников 40 света представляют собой любые приемники света, способные обеспечивать обнаружение воспаления десен. Например, в соответствии с вариантом реализации приемники света являются фотодетектором или фотодиодом или любым другим датчиком, способным обнаруживать свет, излучаемый излучателем света 42. В соответствии с вариантом реализации приемники света представляют собой фотодиоды, соединенные со световолокнами или световодами. Каждый приемник света может быть выполнен с возможностью обнаружения двух или более длин волн, или, в альтернативном варианте реализации, каждый приемник света может быть выполнен с возможностью обнаружения только одно длины волны. В соответствии с другим вариантом реализации приемник 40 света представляет собой матрицу пикселей, выполненную с возможностью получения одного или более изображений ткани, освещаемой светом, излучаемым из излучателя 42 света. Приемник света может содержать множество детекторных волокон, которые используются одновременно, или может быть с временным мультиплексированием.

[0045] Одно из преимуществ конструкции устройства для ухода за полостью рта, изображенной на ФИГ. 2, состоит в том, что датчики могут фиксировать пространственную информацию, а также информацию о воспалении десен. Поскольку информация, связанная с каждой парой излучатель-приемник, поступает с уникального места ткани, местонахождения воспаления известно.

[0046] В данном варианте реализации элемент 14 в виде головки содержит необязательный направляющий кончик 18, который обеспечивает тактильную обратную связь с пользователем, чтобы облегчить правильное межзубное позиционирование возле десен. В соответствии с вариантом реализации при правильном позиционировании во рту разные приемники 40 света измеряет разные части поверхности ткани, которая приблизительно расположены между излучателем света и приемником света. Например, при помещении на стыке между двумя зубами и десной излучатель света буде освещать всю область, и несколько приемников 40 света будут расположены на десне для обнаружения воспаления, тогда как остальные будут одновременно помещены на зубы, которые можно легко отличить на основе измеряемого спектрального отклика.

[0047] В соответствии с вариантом реализации возможны многие другие конфигурации излучателей 42 света и детекторов 40 света. Например, одна из возможных конфигураций представляет собой кольцо из от трех до двенадцати детекторов света вокруг одного излучателя света, причем в зависимости от размера головки устройства для ухода за ротовой полостью оптимальным количеством, возможно, будет шесть-восемь детекторов. В альтернативном варианте реализации устройство может содержать кольцо из от трех до двенадцати излучателей света вокруг одного детектора света. Возможны множество других конфигураций.

[0048] Один или более излучателей 42 света и детекторов 40 света располагают на устройстве 10 таким образом, что поверхности десневой ткани, с которых получают данные, освещаются излучателем света не непосредственно. Например, как показано на ФИГ. 2, излучатель 42 света излучает свет в ткань перед собой, а детектор 40 света получает данные об отражении из ткани, расположенной в показанной на устройстве на ФИГ. 2 точке «X» или очень близко к ней, хотя детектор света может также получать данные об отражении из ткани, находящейся перед этой точкой. Поэтому, в соответствии с вариантом реализации излучатели света и поверхности, с которых получают данные, не перекрываются. В этом отличие от системы камеры, в которой поверхности, изображения которых формируют, освещаются непосредственно. При непосредственном освещении поверхности, например, на обнаружение или изображение влияет рассеяние ближней поверхностью, что препятствует анализу десневой ткани, как описано в настоящем документе.

[0049] Например, на ФИГ. 3 показан вариант реализации устройства 10 для ухода за полостью рта, выполненного с возможностью, в первую очередь, измерения воспаления десен. Устройство для ухода за полостью рта содержит элемент 14 в виде головки, имеющий один расположенный по центру излучатель 42 света и множество детекторов 40 света. В соответствии с аналогичным вариантом реализации устройство может содержать один расположенный по центру детектор 40 света и множество излучателей 42 света.

[0050] На ФИГ. 4 показан другой вариант реализации устройства 10 для ухода за полостью рта, выполненного с возможностью измерения воспаления десен. Устройство для ухода за полостью рта содержит элемент 14 в виде головки, имеющий пять излучателей 42 света и четыре детектора 40 света. Головка устройства для ухода за полостью рта имеет приблизительно ромбовидную форму, хотя возможны другие формы и размеры. Возбуждая различные излучатели света и анализируя сигнал, обнаруживаемый на каждом световом детекторе, измеряют находящиеся внизу различные области десен. Путем последовательного освещения светом можно добиться временного мультиплексирования. Кроме того, источники обнаружения тоже могут быть мультиплексированы. Однако одновременного мультиплексирования излучателей света и детекторов света не требуется. Например, если излучатели света могут быть освещены по отдельности, все детекторы света могут использовать совместно один модуль или механизм детектора без уменьшения пространственного разрешения. Конфигурация, показанная на ФИГ. 3, может обеспечивать хороший доступ к межзубной области, где обычно происходит воспаление десен.

[0051] На ФИГ. 5 показан другой вариант реализации устройства 10 для ухода за полостью рта, выполненного с возможностью измерения воспаления десен. Устройство для ухода за полостью рта содержит элемент 14 в виде головки, имеющий один расположенный по центру детектор 40 света и множество излучателей 42 света. В соответствии с данным вариантом реализации один расположенный по центру детектор 40 света представляет собой микроспектрометр.

[0052] На ФИГ. 6 для одного варианта реализации приведена система 600 определения местонахождения воспаления. В соответствии с вариантом реализации система 600 определения местонахождения воспаления содержит контроллер 30, включающий в себя процессор 32 и память 34. Система определения местонахождения воспаления также содержит один или более излучателей 42 света с одним или более источниками 48 света. Система 600 определения местонахождения воспаления содержит один или более детекторов 40 света, которые обеспечивают данными датчиков контроллер 30. Контроллер 30 системы 600 определения местонахождения воспаления содержит модуль 610 обнаружения и определения местонахождения воспаления. Модуль обнаружения и определения местонахождения воспаления анализирует данные датчиков и одного или более детекторов 40 света и при необходимости информацию о местонахождении устройства из датчика 28 и определяет, воспалена ли анализируемая ткань, и где находится эта ткань. Система определения местонахождения воспаления также содержит пользовательский интерфейс 46, который предоставляет пользователю информацию о состоянии и/или месте нахождения ткани. Пользовательский интерфейс 46 может представлять собой или содержать модуль обратной связи, которые обеспечивает прямую обратную связь с пользователем посредством тактильного сигнала, звукового сигнала, визуального сигнала и/или сигнала любого другого типа.

[0053] В соответствии с вариантом реализации система 600 определения местонахождения воспаления может быть реализована в виде устройства для чистки зубов, как показано на ФИГ. 1. В соответствии с другим вариантом реализации система 600 определения местонахождения воспаления может быть реализована в виде любого устройства, выполненного с возможностью приближения к тканям, которые нужно оценить количественно. Например, система 600 определения местонахождения воспаления может быть реализована в виде другого устройства для ухода за полостью рта, такого как зубная щетка, ороситель для полости рта, очиститель языка или любое другое устройство для ухода за полостью рта.

[0054] На ФИГ. 7 представлена используемая в одном варианте реализации блок-схема способа 700 определения местонахождения воспаления десневой ткани. На этапе 710 обеспечивают систему определения местонахождения воспаления. Система определения местонахождения воспаления может быть любым из устройств или систем, описанных или иным образом предполагаемых в настоящем документе. Как правило, система определения местонахождения воспаления будет содержать один или более излучателей 42 света, один или более детекторов 40 света и модуль 610 обнаружения и определения местонахождения воспаления, выполненный с возможность анализа данных из одного или более детекторов света. Возможны множество других компонентов и конфигураций. Хотя способ 700 описан в рамках устройства 10 для ухода за полостью рта, способ может быть осуществлен с использованием любых других системы или устройства для анализа местонахождения воспаления.

[0055] На этапе 720 способа по меньшей мере один излучатель 42 света устройства 10 для ухода за полостью рта излучает свет, луч которого падает на десневую ткань. В соответствии с вариантом реализации излучаемый свет лишь опосредованно падает на десневую ткань, которая анализируется детектором 40 света. Свет, излучаемый излучателем света, может быть на одной или нескольких длинах волн. Соответственно, излучатель света может содержать один или более источников света. Излучатель света может излучать свет периодически или непрерывно, или может излучать свет только в ответ на пусковой сигнал.

[0056] Например, на необязательном этапе 715 способа система обнаруживает ткань и активирует излучатель 42 света для излучения света. Система может обладать возможностью обнаружения контакта с использованием сигнала приближения, такой как оптическое измерение с использованием архитектуры излучатель/приемник. Например, контакт может быть определен как точка, в которой сигнал, обнаруженный приемником, превышает заданное значение. Это может помочь системе, например, различать ткань и зубы при использовании во рту. Возможны множество других способов обнаружения ткани и обнаружения приближения.

[0057] На этапе 730 способа по меньшей мере один детектор 40 света устройства 10 для ухода за полостью рта получает данные отражения, такие как расстояние от поверхностей, которые отражают свет, излучаемый излучателем 42 света. Детектор света может получать одиночные данные об одной точке или может получать данные о нескольких точках с течением времени. Детектор света может получать данные периодически или непрерывно, или может получать данные только в ответ на пусковой сигнал. Например, детектор света может срабатывать для получения данных датчика в ответ на активацию излучателя света.

[0058] Как обсуждалось в настоящем документе, детектор 40 света расположен в неперекрывающемся положении относительно излучателя 42 света, так что обнаруживаемая ткань освещается светом от излучателя света лишь опосредованно. Данная конфигурация детектора (-ов) света и излучателя (-ей) света приводит к значительному улучшению устройства и обнаружения воспаления. Например, среди прочего преимущество неперекрывающейся конфигурации, описанной или иным образом подразумеваемой в настоящем документе, состоит в максимальном увеличении отношения сигнал-шум и улучшении обнаружения локализованного воспаления десен за счет уменьшения рассеяния ближней поверхностью и других мешающих факторов.

[0059] В соответствии с вариантом реализации излучатель света и/или детектор света мультиплексируют. Например, как показано последовательно на ФИГ. 8, устройство содержит один расположенный в центре излучатель 42 света, окруженный множеством детекторов 40 света. На панели 1 излучатель 42 света активен и лишь один детектор света, 40a, получает данные отражения. Детектор света получает данные отражения от ткани, которая приблизительно касается или находится возле точки «x» на устройстве. В этой серии излучатель света может быть постоянно включен или может излучать свет последовательно вместе с детекторами света. На панели 2 ФИГ. 8 активируют следующий детектор света, 40b, для получения данных отражения от ткани, которая приблизительно касается или находится возле точки «x» на устройстве. На панели 3 ФИГ. 8 активируют следующий детектор света, 40c, для получения данных отражения от ткани, которая приблизительно касается или находится возле точки «x» на устройстве. Это может продолжаться до тех пор, пока все детекторы света не получат данные отражения, или, например, до тех пор, пока пользователь не переместит устройство на новое место во рту. Хотя показано, что детекторы света получают данные отражения последовательно, может быть использована любая последовательность или схема, в том числе, среди прочего, абсолютно случайная последовательность или одновременный сбор данных.

[0060] На необязательном этапе 740 способа контроллер или процессор устройства для ухода за полостью рта анализирует полученные данные отражения, чтобы определить, какие из множества проанализированных мест являются и/или не являются десной. Например, детекторы 40 света подают полученные данные отражения в контроллер 30, где они анализируются процессором 32 и/или модулем 610 обнаружения и определения местонахождения воспаления и/или сохраняются в памяти 34 для последующего анализа. Этот этап может выполняться непрерывно по мере использования устройства для ухода за полостью рта, может выполняться полностью или частично после сеанса очистки и/или может выполняться по требованию.

[0061] В соответствии с одним вариантом реализации модуль 610 обнаружения и определения местонахождения воспаления, который может быть осуществлен в виде алгоритма, анализирует полученные данные отражения на одном или более этапах. Например, в качестве начального этапа модуль отвергает потенциальные выбросы в данных. Выбросы могут включать в себя сомнительные измерения, а также данные отражения от объектов, которые, по-видимому, не являются десневой тканью, такие как остатки пищи, зубы или другие объекты. Поскольку спектры поглощения объектов, таких как зубы и остатки пищи, значительно отличаются от спектров поглощения десневой ткани, их можно отличить друг от друга. В соответствии с вариантом реализации выбросы обнаруживают в точках со спектром поглощения, который не соответствует десневой ткани, по сути не демонстрирующие отчетливых спектральных характеристик поглощения гемоглобина.

[0062] В соответствии с вариантом реализации модуль 610 обнаружения и определения местонахождения воспаления определяет отношение отражательных способностей на двух разных длинах волн. Например, если использовать данные выборки спектра, полученные при 550 нм и 660 нм, которые показаны на спектральном графике 900 на ФИГ. 9, отношение отражательных способностей будет иметь значения 2,38 для десневой ткани и 1,21 для зубов. Аналогичным образом отношение отражательных способностей для длины волны излучения синего света (от 400 нм до 480 нм) и длины волны излучения зеленого света (от 480 нм до 550 нм) даст значения 5,96 для десневой ткани и 1,44 для зубов. Поэтому модуль 610 обнаружения и определения местонахождения воспаления может быть выполнен с заданными пороговыми значениями для выявления десневой ткани или запрограммирован ими. В соответствии с вариантом реализации система сравнивает отношение отражательных способностей с заданным пороговым значением и определяет место как десну или не десну на основе того, превышает ли определенное отношение отражательных способностей заданное пороговое значение или нет. В качестве всего лишь одного примера пороговое значение, равное 2, в обоих вышеприведенных примерах будет отличать десну от не десны; отношение отражательных способностей выше 2 определяется как десна, а отношение отражательных способностей ниже 2 определяется как не десна. Таким образом, система будет отбрасывать данные, не относящиеся к десне, и будет продолжать анализ только данных, полученных для десны.

[0063] В соответствии с другим примером на этапе 740 способа система анализирует полученные данные отражения для определения того, какие из множества анализируемых мест являются и/или не являются десной, путем присвоения весов данным отражения. Например, система может присваивать большой вес данным отражения, характерным для десны, и/или может присваивать малый вес данных отражения, характерным для всего, кроме десны. Во время анализа система, выполненная с возможностью присвоения весов данным отражения, может присваивать вес только данным отражения, характерным для десны, может присваивать вес только данным отражения, нехарактерным для десны, или может присваивать веса в обоих случаях. Процесс присвоения весов может быть запрограммированным или заданным процессом присвоения весов, или может быть процессом присвоения весов на основе машинного обучения. С использованием процесса присвоения весов система может использовать один или более весовых коэффициентов для сосредоточения дальнейшего анализа, в том числе анализа на предмет возможного воспаления, на данных отражения, характерных для десны.

[0064] Помимо удаления не относящихся к десне данных отражения и присвоения весов данным отражения десны и/или не десны возможны другие способы определения того, какие из множества анализируемых мест являются десной.

[0065] На этапе 750 способа модуль 610 обнаружения и определения местонахождения воспаления анализирует данные отражения на одном, некоторых или всех мест, полученные с помощью устройства для ухода за полостью рта. Этот анализ может выполняться во время получения данных устройством, или может осуществляться после завершения сеанса устройством для ухода за полостью рта, или может проводиться по требованию пользователя.

[0066] В соответствии с вариантом реализации модуль 610 обнаружения и определения местонахождения воспаления определяет или охарактеризовывает уровень оксигенации ткани с использованием данных отражения. Поскольку насыщение ткани кислородом значительно снижается в местах с воспалением десен и периодонтитом по сравнению со здоровыми местами, модуль может выбирать сигнал, проявляющий наиболее низкую оксигенацию ткани, который свидетельствует о наивысшем уровне воспаления десен. Среди прочих способов это можно выполнять, например, путем выбора максимального значения из рассматриваемого набора данных или путем усреднения х-го процентиля из рассматриваемого набора данных. Модуль может получать эту информацию, например, в каждом месте, для которого получены данные. Модуль 610 обнаружения и определения местонахождения воспаления будет таким образом формировать информацию о местах во рту, где вероятно воспаление десен.

[0067] На этапе 760 способа система или устройство обеспечивает обратную связь пользователю касательно информации об определении местонахождения воспаления. Например, пользовательский интерфейс 46 устройства 10 для ухода за полостью рта может обеспечивать непосредственную и/или опосредованную обратную связь пользователю во время использования устройства для ухода за полостью рта или после сеанса очистки или сканирования. В качестве примера устройство может обеспечивать непосредственную обратную связь с пользователем после каждого измерения, используя звуковую, визуальную, тактильную и/или цифровую обратную связь при каждом обнаружении воспаления.

[0068] В соответствии с другим вариантом реализации система или устройство может обеспечивать обратную связь с пользователем по завершении сеанса сканирования. В качестве примера система или устройство может обеспечивать обратную связь по завершении сеанса сканирования посредством визуального представления, на котором отображаются уровни воспаления. Обратная связь может включать в себя, например, карту рта, с использованием технологии определения места во время измерения, либо в абсолютной форме для отображения уровней воспаления, либо в относительных формах для выделения одного или более конкретных мест. В соответствии с вариантом реализации устройство может масштабировать или иным образом ранжировать уровни воспаления с использованием различных цветов или других физических представлений. Например, пользователь может концентрироваться только на областях значительного воспаления или воспаления выше определенного уровня.

[0069] На необязательном этапе 770 способа данные воспаления сохраняют и/или передают третьей стороне, локально или удаленно. Например, в соответствии с вариантом реализации во время приема у стоматолога пациент может получить указание использовать устройство для ухода за полостью рта, чтобы оценить воспаление. Затем информация о воспалении будет сообщена стоматологу с использованием отчета или другого механизма. В качестве другого примера пользователь может собирать данные о воспалении, которые автоматически или периодически передаются удаленному стоматологу или другому предназначенному или уполномоченному субъекту, где их могут анализировать, непрерывно или во время приема пациента.

[0070] Все определения, сформулированные и используемые в настоящем документе, следует понимать как имеющие преимущество перед определениями в словарях, определениями в документах, включенных путем ссылки, и/или обычными значениями определяемых терминов.

[0071] Используемые в настоящем описании и формуле изобретения средства выражения единственного числа следует понимать как означающие «по меньшей мере один/одна/одно», если только иное не указано в явной форме.

[0072] Используемую в настоящем описании и формуле изобретения выражение «и/или» следует понимать как означающее «любой из двух или оба» из элементов, соединенных таких образом, т. е. элементов, которые в некоторых случаях представлены в конъюнктивной форме, а других случаях в дизъюнктивной форме. Несколько элементов, перечисленных с помощью «и/или», следует понимать таким же образом, т. е. «один или более» из элементов, соединенных таким образом. При необходимости могут присутствовать другие элементы, отличные от элементов, специально указанных с помощью выражения «и/или», вне зависимости от того, относятся ли они или не относятся к этим специально указанным элементам.

[0073] Используемый в настоящем описании и формуле изобретения союз «или» следует понимать, как имеющий то же значение, что и выражение «и/или», определенное выше. Например, при разделении элементов в списке «или» или «и/или» следует понимать как включающие, т. е. включение по меньшей мере одного, но также включение более, чем одного, из числа или списка элементов и, необязательно, дополнительных неперечисленных элементов. Только выражения, в явном виде указывающие противоположное, такие как «только один/одна/одно из» или «ровно один/одна/одно из», или выражение «состоящий/состоящая/состоящее из», используемое в формуле изобретения, будут относиться ровно к одном элементу из числа или списка элементов. Как правило, используемый в настоящем документе термин «или» следует понимать только как указывающий исключительные варианты (т. е. «один или другой, но не оба»), когда ему предшествуют термины исключения, такие как «один из двух», «один из», «только один из» или «ровно один из».

[0074] Используемое в настоящем описании и формуле изобретения выражение «по меньшей мере один» в отношении списка из одного или более элементов следует понимать как означающее по меньшей мере один элемент, выбранный из одного или более элементов в этом списке элементов, но при необходимости включая по меньшей мере один из каждого и каждый элемент, конкретно перечисленные в списке элементов, и не исключая никаких комбинаций элементов в списке элементов. Это определение также допускает при необходимости присутствие элементов, отличных от элементов, конкретно указанных в списке элементов, к которым относится выражение «по меньшей мере один», вне зависимости от того, относится ли оно или нет к этим элементам, указанным конкретно.

[0075] Также следует понимать, что если иное не указано в явной форме, во всех способах, заявленных в настоящем описании, которые содержат более одного этапа или действия, порядок этапов или действий способа необязательно ограничен порядком, в котором этапы и действия способа изложены.

[0076] В формуле изобретения, а также в приведенном выше описании, все переходные выражения, такие как «содержащий», «включающий в себя», «имеющий», «охватывающий», «заключающий в себе», «подразумевающий» и т. п. необходимо понимать как неограничивающие, т. е. означающие включение, но не ограничение. Только переходные выражения «состоящий из» и «состоящий по существу из» должны быть ограничивающими или полуограничивающими переходными выражениями, соответственно.

[0077] Хотя в настоящей заявке описаны и проиллюстрированы несколько вариантов реализации изобретения, специалисты в данной области могут без труда представить себе целый ряд других средств и/или структур для выполнения функции и/или достижения результатов и/или одного или более преимуществ, описанных в настоящей заявке, подразумевается, что каждое из таких изменений/или модификаций находится в пределах объема вариантов реализации изобретения, описанных в настоящей заявке. В частности, специалистам в данной области вполне понятно, что все параметры, размеры, материалы и конфигурации, описанные в настоящей заявке, предназначены в качестве примера, и что фактические параметры, размеры, материалы и/или конфигурации будут зависеть от определенной области или областей применения, в которых используют идеи настоящего изобретения. Специалисты в данной области техники узнают или смогут выявить, путем всего лишь обычного экспериментирования, множество эквивалентов конкретных вариантов осуществления изобретения, описанных в настоящей заявке. Поэтому понятно, что вышеуказанные варианты реализации приведены только в качестве примера, и что в пределах объема приложенной формулы изобретения и ее эквивалентов варианты реализации изобретения могут быть осуществлены на практике иным образом, чем описано и заявлено. Варианты реализации настоящего изобретения относятся к каждому отдельному признаку, системе, изделию, материалу, комплекту и/или способу, описанному в настоящей заявке. Кроме того, любая комбинация из двух или более таких признаков, систем, изделий, материалов, комплектов и/или способов, если такие признаки, системы, изделия, материалы, комплекты и/или способы не являются взаимно несовместимыми, включена в объем настоящего изобретения.

Группа изобретений относится к медицине, а именно к способу, устройству и системе определения местонахождения воспаления десен во рту пользователя с использованием устройства для ухода за полостью рта. При исполнении способа излучают свет излучателями света устройства для ухода за полостью рта. Обнаруживают с помощью детектора света устройства для ухода за полостью рта отражения от поверхности каждого из мест во рту пользователя для формирования данных отражения для каждого из мест. Определяют то, какие из мест содержат десны, при этом присваивают вес сформированным данным отражения по меньшей мере для некоторых из мест. Определяют с помощью контроллера устройства для ухода за полостью рта, какие из мест содержат десны. Этап определения того, какие из мест содержат десны, включает отбрасывание данных об отражении для мест, определенных как не содержащие десны. На этапе отбрасывания данных об отражении для мест, определенных как не содержащие десны, формируют отношения отражательных способностей для каждого из мест. Причем отношение отражательных способностей содержит измеренное значение для первой длины волны из данных отражения относительно измеренного значения для второй длины волн из данных отражения. Сравнивают сформированное отношение отражательных способностей с заданным пороговым значением. Отбрасывают данные отражения для каждого из мест, для которого сформированное отношение отражательных способностей ниже заданного порогового значения. Определяют с помощью контроллера для каждого из мест, воспалена ли десна в этом месте. Предоставляют пользователю информацию о воспаленном месте или местах посредством пользовательского интерфейса устройства для ухода за полостью рта. Устройство (10) содержит излучатели света, детекторы света, контроллер (30), пользовательский интерфейс (46). Излучатели света выполнены с возможностью излучения света на места во рту пользователя. Детекторы света выполнены с возможностью формирования данных отражения от поверхности на каждом из мест. Контроллер выполнен с возможностью определения для каждого из мест, воспалена ли десна в этом месте, и с возможностью определения для каждого из мест, содержит ли это место десну. Пользовательский интерфейс выполнен с возможностью предоставления пользователю информации о воспаленном месте или местах. Система определения местонахождения воспаления содержит излучатели света, детекторы света, контроллер, пользовательский интерфейс. Контроллер содержит модуль обнаружения и определения местонахождения воспаления для определения для каждого из мест, которые определены как содержащие десну, воспалена ли десна в этом месте, причем контроллер выполнен с возможностью определения, какие из мест содержат десны. Обеспечивается способ, устройство и система определения местонахождения воспаления десен во рту пользователя, при этом за счет увеличения соотношения сигнал/шум достигается улучшение обнаружения локализованного воспаления десен. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Способ (700) определения местонахождения воспаления десен во рту пользователя с использованием устройства (10) для ухода за полостью рта, включающий следующие этапы:

излучение (720) света одним или более излучателями (42) света устройства для ухода за полостью рта;

обнаружение (730) с помощью детектора (40) света устройства для ухода за полостью рта отражения от поверхности каждого из мест во рту пользователя для формирования данных отражения для каждого из мест;

этап определения того, какие из мест содержат десны, включает присвоение веса сформированным данным отражения по меньшей мере для некоторых из мест;

определение (740) с помощью контроллера устройства для ухода за полостью рта, какие из мест содержат десны,

причем этап определения того, какие из мест содержат десны, включает отбрасывание данных об отражении для мест, определенных как не содержащие десны,

причем этап отбрасывания данных об отражении для мест, определенных как не содержащие десны, включает следующие этапы:

(i) формирование отношения отражательных способностей для каждого из мест, причем отношение отражательных способностей содержит измеренное значение для первой длины волны из данных отражения относительно измеренного значения для второй длины волн из данных отражения;

(ii) сравнение сформированного отношения отражательных способностей с заданным пороговым значением и

(iii) отбрасывание данных отражения для каждого из мест, для которого сформированное отношение отражательных способностей ниже заданного порогового значения;

определение (750) с помощью контроллера для каждого из мест, воспалена ли десна в этом месте; и

предоставление (760) пользователю информации о воспаленном месте или местах посредством пользовательского интерфейса (46) устройства для ухода за полостью рта.

2. Способ по п. 1, в котором один или более излучателей света и детектор света расположены таким образом, что поверхность в каждом из мест не освещена непосредственно одним или более излучателями света.

3. Способ по п. 1, в котором этап определения того, воспалена ли десна в месте, включает определение уровня оксигенации десны в каждом из оставшихся мест, причем низкий уровень оксигенации ткани указывает на воспаление десны.

4. Способ по п. 1, в котором устройство для ухода за полостью рта содержит один излучатель света и детекторы света.

5. Способ по п. 1, в котором устройство для ухода за полостью рта содержит один детектор света и излучатели света.

6. Устройство (10), выполненное с возможностью определения местонахождения воспаления десен во рту пользователя, содержащее:

один или более излучателей (42) света, выполненных с возможностью излучения света на места во рту пользователя;

один или более детекторов (40) света, выполненных с возможностью формирования данных отражения от поверхности на каждом из мест;

контроллер (30), выполненный с возможностью определения для каждого из мест, воспалена ли десна в этом месте;

причем контроллер выполнен с возможностью определения для каждого из мест, содержит ли это место десну;

при этом этап определения того, какие из мест содержат десны, включает присвоение веса сформированным данным отражения по меньшей мере для некоторых из мест;

этап определения того, какие из мест содержат десны, включает отбрасывание данных об отражении для мест, определенных как не содержащие десны,

причем этап определения того, какие из мест содержат десны, включает:

(i) формирование отношения отражательных способностей для каждого из участков, причем отношение отражательных способностей содержит измеренное значение для первой длины волны из данных отражения относительно измеренного значения для второй длины волн из данных отражения;

(ii) сравнение сформированного отношения отражательных способностей с заданным пороговым значением и

(iii) отбрасывание данных отражения для каждого из мест, для которого сформированное отношение отражательных способностей ниже заданного порогового значения;

пользовательский интерфейс (46), выполненный с возможностью предоставления пользователю информации о воспаленном месте или местах.

7. Устройство по п. 6, в котором один или более излучателей света и один или более детекторов света расположены таким образом, что поверхность в каждом из мест не освещена непосредственно одним или более излучателями света.

8. Система (600) определения местонахождения воспаления, выполненная с возможностью определения местонахождения воспаления десен во рту пользователя, содержащая:

один или более излучателей (42) света, каждый из которых содержит один или более источников (48) света, выполненных с возможностью излучения света во рту пользователя;

один или более детекторов (40) света, выполненных с возможностью формирования данных отражения от поверхности на каждом из мест во рту пользователя;

контроллер (30), содержащий модуль обнаружения и определения местонахождения воспаления для определения для каждого из мест, которые определены как содержащие десну, воспалена ли десна в этом месте, причем контроллер выполнен с возможностью определения, какие из мест содержат десны;

этап определения того, какие из мест содержат десны, включает присвоение веса сформированным данным отражения по меньшей мере для некоторых из мест;

этап определения того, какие из мест содержат десны, включает отбрасывание данных об отражении для мест, определенных как не содержащие десны,

причем этап определения того, какие из мест содержат десны, включает:

(i) формирование отношения отражательных способностей для каждого из участков, причем отношение отражательных способностей содержит измеренное значение для первой длины волны из данных отражения относительно измеренного значения для второй длины волн из данных отражения;

(ii) сравнение сформированного отношения отражательных способностей с заданным пороговым значением и

(iii) отбрасывание данных отражения для каждого из мест, для которого сформированное отношение отражательных способностей ниже заданного порогового значения;

пользовательский интерфейс (46), выполненный с возможностью предоставления пользователю информации о воспаленном месте или местах.

9. Система по п. 8, в которой один или более излучателей света и детектор света расположены таким образом, что поверхность в каждом из мест не освещена непосредственно одним или более излучателями света.