牙科裝置及使用牙科裝置的方法
【專利說明】牙科裝置及使用牙科裝置的方法
[0001]相關(guān)串請(qǐng)的交叉引用
[0002]本公開要求于2012年12月19日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)61/739415和于2012年12月21日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)61/740797的優(yōu)先權(quán)，每個(gè)專利的全部內(nèi)容通過引用并入本文。
[0003]背景
技術(shù)領(lǐng)域
[0004]本公開涉及一種牙科裝置及使用牙科裝置的方法。更具體地，本公開涉及一種牙科裝置和使用該牙科裝置的方法，該方法利用頻率調(diào)制的激發(fā)信號(hào)產(chǎn)生所發(fā)出的熒光，對(duì)所發(fā)出的熒光進(jìn)行分析以檢測牙斑。
_5] 相關(guān)技術(shù)的描述
[0006]因?yàn)闄z測會(huì)指示應(yīng)將牙齒清潔工作集中在哪些區(qū)域，所以期望的是在口腔中檢測斑塊沉積物，以引導(dǎo)動(dòng)作用于去除，例如通過使用牙刷(手動(dòng)或電動(dòng))、牙線、牙簽或口腔沖洗器。難以對(duì)牙齒、牙齦、舌頭或面頰上的這些沉積物進(jìn)行原位/體內(nèi)檢測。尤其重要的是檢測牙斑。對(duì)于檢測牙斑，已知使用熒光測量，其中將入射輻射引導(dǎo)在口腔的表面處，且從該表面發(fā)出具有與生物沉積物的存在相關(guān)聯(lián)的特征的熒光輻射并對(duì)其檢測。
[0007]在現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)，存在用于檢測牙斑的兩種一般方法。一種方法是使用固有熒光，其中對(duì)牙斑或其他牙科材料本身的熒光進(jìn)行監(jiān)測。另一方法使用繼發(fā)熒光，其中用優(yōu)先結(jié)合牙斑的熒光標(biāo)記材料對(duì)口腔中疑似有牙斑的表面進(jìn)行處理，并且檢測結(jié)合到口腔表面上的標(biāo)記材料的熒光發(fā)出以指示牙斑的存在。
[0008]根據(jù)前述，被配置為用于檢測牙斑的裝置有時(shí)利用單色光來照射潛在的牙斑位置。在某些情況下，可通過具有預(yù)定波長或范圍的光來照射該位置。其它方法和/或裝置可利用快速激發(fā)脈沖(例如，納秒或更快)和快速、靈敏的檢測裝置，該檢測裝置在激發(fā)脈沖后非常短的時(shí)間間隔內(nèi)啟動(dòng)(例如門控)。通常這種方法和/或裝置利用光電倍增管、雪崩光電二極管和/或Kerr-門。
[0009]雖然上述方法和裝置適于檢測牙斑，但這類方法和裝置普遍昂貴，并且包括通常龐大的部件且要求高電壓。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]如可以理解的那樣，證明利用頻率調(diào)制的激發(fā)信號(hào)產(chǎn)生被分析以檢測牙斑的所發(fā)出的熒光的牙科裝置和使用該牙科裝置的方法在牙科方面是有用的。
[0011]本公開的一方面提供了一種牙科裝置。該牙科裝置包括手柄?？刂破骺刹僮鞯伛詈现镣鈿?。子系統(tǒng)與控制器可操作地連通并被配置成生成使所發(fā)出的熒光反射回子系統(tǒng)和控制器的激發(fā)信號(hào)，用于分析所發(fā)出的熒光的一個(gè)或多個(gè)特性。該一個(gè)或多個(gè)特性與所發(fā)出的熒光的衰減時(shí)間對(duì)應(yīng)，其中斑塊發(fā)出的熒光比牙齒發(fā)出的熒光更快衰減。對(duì)所述控制器進(jìn)行編程以分析檢測的所發(fā)出的熒光，來確定所發(fā)出的熒光是否指示斑塊發(fā)出的熒光衰減時(shí)間或牙齒發(fā)出的熒光衰減時(shí)間，以檢測牙斑和牙齒脫礦之一的存在。
[0012]激發(fā)信號(hào)可以是頻率調(diào)制的，并提供在單頻和/或多頻上。該子系統(tǒng)可以包括發(fā)光二極管、激光二極管、濾光器、光檢測器、成像傳感器、放大器、振蕩器、混頻器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器。濾光器可以是光激發(fā)清除濾光器，振蕩器可以是單頻或多頻調(diào)制振蕩器，而分束器可以是二向色分束器。該子系統(tǒng)可被配置成在范圍從約1Hz至約1GHz的頻率中檢測所發(fā)出的熒光。校準(zhǔn)模塊與控制器可操作地連通，用于校準(zhǔn)出與患者的牙齒相關(guān)聯(lián)的相位延遲和頻率依賴性增益。
[0013]電池可容納在手柄內(nèi)，并被配置成為提供功率到牙科裝置，該牙科裝置包括容納在手柄內(nèi)的電機(jī)和子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)容納在從手柄遠(yuǎn)端延伸的軸中。牙刷組件可被配置為可釋放地耦合至所述軸，用于刷牙和去除牙斑。窗口可被定位在牙刷組件上且與其上設(shè)置的多個(gè)刷毛鄰近。而且該窗口可與設(shè)置在軸上的子系統(tǒng)對(duì)齊，使得激發(fā)信號(hào)和所發(fā)出的熒光可經(jīng)由窗口通過。
[0014]所發(fā)出的熒光的一個(gè)或多個(gè)特性可以是與所發(fā)出的熒光有關(guān)的相移和所發(fā)出的熒光的振幅?？刂破靼ㄒ粋€(gè)或多個(gè)控制算法，其被配置為分析所發(fā)出的熒光的相移和/或所發(fā)出的熒光的振幅和/或所發(fā)出的熒光的衰減時(shí)間。可通過控制算法利用頻域分析法和時(shí)域分析法來確定所發(fā)出的熒光的相移和振幅。
[0015]本公開的一方面提供了一種牙科裝置。該牙科裝置包括手柄，該手柄包括從其遠(yuǎn)端延伸的軸和容納于其中的電池(8)、電機(jī)(10)和控制器。牙刷組件被配置為可釋放地耦口ο
[0016]子系統(tǒng)與控制器可操作地連通，并且被配置為生成頻率和時(shí)間調(diào)制的激發(fā)信號(hào)，該激發(fā)信號(hào)使所發(fā)出的熒光反射回子系統(tǒng)和控制器，用于分析所發(fā)出的熒光的一個(gè)或多個(gè)特性。該一個(gè)或多個(gè)特性與所發(fā)出的熒光的衰減時(shí)間對(duì)應(yīng)，其中斑塊發(fā)出的熒光比牙齒發(fā)出的熒光更快衰減。對(duì)所述控制器進(jìn)行編程以分析檢測的所發(fā)出的熒光，來確定所發(fā)出的熒光是否指示斑塊發(fā)出的熒光衰減時(shí)間或牙齒發(fā)出的熒光衰減時(shí)間，以檢測牙斑和牙齒脫礦之一的存在。
[0017]頻率調(diào)制的激發(fā)信號(hào)可以單頻和多頻之一提供。子系統(tǒng)可包括發(fā)光二極管、激光二極管、濾光器、光檢測器、成像傳感器、放大器、振蕩器、混頻器、分束器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器。濾光器可以是光學(xué)熒光激發(fā)清除濾光器，振蕩器可以是單頻或多頻調(diào)制振蕩器且分束器可以是二向色分束器。子系統(tǒng)被配置成以約1Hz至約1GHz范圍的頻率檢測所發(fā)出的熒光。校準(zhǔn)模塊可與控制器(20)可操作地連通，用于校準(zhǔn)出與患者的牙齒相關(guān)的相位延遲和頻率相關(guān)增益。
[0018]在牙刷組件上鄰近其上提供的多個(gè)刷毛定位窗口。而且該窗口可與設(shè)置在軸上的子系統(tǒng)對(duì)齊，使得激發(fā)信號(hào)和所發(fā)出的熒光可穿過窗口。
[0019]所發(fā)出的熒光的一個(gè)或多個(gè)特性可以是與所發(fā)出的熒光相關(guān)聯(lián)的相移和所發(fā)出的熒光的振幅。控制器可以包括一個(gè)或多個(gè)控制算法，其被配置為分析所發(fā)出的熒光的相移和/或所發(fā)出的熒光的振幅和/或該熒光的時(shí)間衰減特性。可通過控制算法利用時(shí)域分析法和頻域分析法來確定所發(fā)出的熒光的相移和振幅。
[0020]本公開的一方面提供了一種牙科裝置。該牙科裝置包括:手柄，其包括從其遠(yuǎn)端延伸的軸和容納于其中的電池、電機(jī)和控制器。牙刷組件被配置為可移除地耦合至該軸。子系統(tǒng)與該控制器可操作地連通，并且被配置為生成頻率調(diào)制的激發(fā)信號(hào)和時(shí)間調(diào)制的激發(fā)信號(hào)中的一個(gè)，使得所發(fā)出的熒光反射回子系統(tǒng)和控制器用于分析所發(fā)出的熒光的一個(gè)或多個(gè)特性。該一個(gè)或多個(gè)特性與所發(fā)出的熒光的衰減時(shí)間對(duì)應(yīng)，其中斑塊發(fā)出的熒光比牙齒發(fā)出的熒光更快衰減。該控制器被編程以分析檢測到的所發(fā)出的熒光，來確定所發(fā)出的熒光是否指示斑塊發(fā)出的熒光衰減時(shí)間或牙齒發(fā)出的熒光衰減時(shí)間，以檢測牙斑和牙齒脫礦之一的存在。
[0021]頻率調(diào)制的激發(fā)信號(hào)在單頻和多頻之一上被提供。子系統(tǒng)可以包括以下各項(xiàng)中的至少一項(xiàng):發(fā)光二極管、激光二極管、VCSEL、濾光器、光檢測器、成像傳感器、放大器、振蕩器、混頻器、分束器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器。濾光器是激發(fā)清除濾光器，振蕩器是單頻或多頻調(diào)制振蕩器以及分束器是二向色分束器。子系統(tǒng)被配置成在范圍從約1Hz至約1GHz的頻率中檢測所發(fā)出的熒光。校準(zhǔn)模塊與控制器可操作地連通，用于校準(zhǔn)出與患者的牙齒相關(guān)的相位延遲和頻率依賴性增益。
[0022]在牙刷組件上鄰近其上提供的多個(gè)刷毛定位窗口，而且，該窗口與設(shè)置在軸上的子系統(tǒng)對(duì)齊，使得激發(fā)信號(hào)和所發(fā)出的熒光能夠穿過窗口。
[0023]所發(fā)出的熒光的一個(gè)或多個(gè)特性可以是與所發(fā)出的熒光相關(guān)聯(lián)的相移以及與所發(fā)出的熒光相關(guān)聯(lián)的振幅?？刂破靼ㄖ辽僖粋€(gè)控制算法，其被配置為分析所發(fā)出的熒光的相移和所發(fā)出的熒光的振幅。可以通過該控制算法利用頻域分析法和時(shí)域分析法來確定所發(fā)出的焚光的相移和所發(fā)出的焚光的振幅。
[0024]本公開的一方面提供了一種用于檢測牙齒上某位置的牙斑和牙齒脫礦之一的方法。首先，在患者的口腔內(nèi)發(fā)出頻率調(diào)制的激發(fā)信號(hào)。之后檢測所發(fā)出的熒光。分析所發(fā)出的熒光的一個(gè)或多個(gè)特性以檢測牙斑的存在，其中斑塊發(fā)出的熒光比牙齒發(fā)出的熒光更快衰減。而且，分析檢測到的所發(fā)出的熒光，來確定所發(fā)出的熒光是否指示斑塊發(fā)出的熒光衰減時(shí)間或牙齒發(fā)出的熒光衰減時(shí)間，以檢測牙斑和牙齒脫礦之一的存在。
[0025]激發(fā)信號(hào)可以是在單頻和/或多頻上調(diào)制的頻率?？梢栽诜秶鷱募s1Hz至約1GHz的頻率中檢測所發(fā)出的熒光?？煞治鏊l(fā)出的熒光的相移和振幅特性?？衫脮r(shí)域分析法和頻域分析法來分析所發(fā)出的熒光的相移和振幅。
[0026]可提供用于發(fā)出、檢測和分析的牙科裝置。可提供有手柄的牙科裝置，該手柄包括被配置成向該牙科裝置提供功率的電池，該牙科裝置包括容納在該手柄內(nèi)的電機(jī)、控制器和子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)容納在從手柄遠(yuǎn)端延伸的軸中。
[0027]子系統(tǒng)可包括發(fā)光二極管、激光二極管、濾光器、光檢測器、成像傳感器、放大器、振蕩器、混頻器、分