BR112021004318A2 - sistema para detectar inflamação em tecido - Google Patents

sistema para detectar inflamação em tecido Download PDF

Info

Publication number
BR112021004318A2
BR112021004318A2 BR112021004318-7A BR112021004318A BR112021004318A2 BR 112021004318 A2 BR112021004318 A2 BR 112021004318A2 BR 112021004318 A BR112021004318 A BR 112021004318A BR 112021004318 A2 BR112021004318 A2 BR 112021004318A2
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
bandwidth
light
wavelength
tissue
detector
Prior art date
Application number
BR112021004318-7A
Other languages
English (en)
Inventor
Olaf Thomas Johan Antonie Vermeulen
Steven Charles Deane
Lucas Petrus Henricus SCHEFFERS
Estelle Julie Dorothée Bernard-Fichet
Adrianus Wilhelmus Dionisius Maria Van Den Bijgaart
Original Assignee
Koninklijke Philips N.V.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips N.V. filed Critical Koninklijke Philips N.V.
Publication of BR112021004318A2 publication Critical patent/BR112021004318A2/pt

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/45For evaluating or diagnosing the musculoskeletal system or teeth
    • A61B5/4538Evaluating a particular part of the muscoloskeletal system or a particular medical condition
    • A61B5/4542Evaluating the mouth, e.g. the jaw
    • A61B5/4552Evaluating soft tissue within the mouth, e.g. gums or tongue
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0075Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence by spectroscopy, i.e. measuring spectra, e.g. Raman spectroscopy, infrared absorption spectroscopy
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0082Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence adapted for particular medical purposes
    • A61B5/0088Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence adapted for particular medical purposes for oral or dental tissue
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/48Other medical applications
    • A61B5/4842Monitoring progression or stage of a disease
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/44Detecting, measuring or recording for evaluating the integumentary system, e.g. skin, hair or nails
    • A61B5/441Skin evaluation, e.g. for skin disorder diagnosis
    • A61B5/445Evaluating skin irritation or skin trauma, e.g. rash, eczema, wound, bed sore
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7235Details of waveform analysis
    • A61B5/7264Classification of physiological signals or data, e.g. using neural networks, statistical classifiers, expert systems or fuzzy systems

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Rheumatology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Dental Tools And Instruments Or Auxiliary Dental Instruments (AREA)

Abstract

SISTEMA PARA DETECTAR INFLAMAÇÃO EM TECIDO. A presente invenção se refere a um sistema (100) para detectar inflamação de tecido, e especificamente gengivite, que inclui um emissor de luz (102); uma sonda de espectroscopia de reflectância difusa (107) que tem uma distância fonte-detector entre 300 µm e 2.000 µm; e uma pluralidade de detectores (106, 108, 110, 112) configurados para detectar: um primeiro comprimento de onda que é menor que 615 nm e que tem uma primeira largura de banda; e segundo e terceiro comprimentos de onda que são maiores ou iguais a 615 nm e têm segunda e terceira larguras de banda, respectivamente, sendo que a segunda ou terceira largura de banda é maior que a primeira largura de banda.

Description

SISTEMA PARA DETECTAR INFLAMAÇÃO EM TECIDO Campo da invenção
[001] A presente revelação se refere, de modo geral, aos sistemas de cuidados com a saúde bucal para detectar a presença de inflamação de tecido, e especificamente gengivite, com o uso de uma seleção de comprimento de onda otimizada para análise espectral. Antecedentes da invenção
[002] A detecção de gengivite com o uso da espectroscopia de reflectância difusa (DRS) é feita atualmente com pequenas sondas anguladas, configuradas em torno de uma ou mais fibras ópticas que transportam luz, devido ao espaço limitado em uma cavidade bucal. Essas pequenas sondas são úteis para medições junto às áreas interproximais onde a gengivite comumente se origina. No entanto, quando em contato, essas pequenas sondas podem exercer uma grande pressão sobre o tecido, afastando o sangue e assim perturbando a medição baseada em DRS das propriedades do sangue. Dessa forma, as medições por DRS são, de preferência, tomadas em modo sem contato e o modo sem contato necessário leva à detecção de luz refletida especular além do componente refletido difuso desejado. Como a luz refletida difusa (isto é, a luz propagada através do tecido) é altamente atenuada, esses componentes especulares podem se tornar relativamente grandes.
[003] Devido aos diferentes cromóforos no tecido gengival, as propriedades espectrais da luz difusa refletida diferem daquelas da fonte de luz. A influência de absorção de hemoglobina é aparente, assim como é o componente de espalhamento, que é o componente que possibilita a reflectância difusa (isto é, sem ela, nenhuma luz seria refletida/retornada difusamente), e o componente de absorção devido à melanina que é um dos principais cromóforos absorventes no tecido gengival. Os outros cromóforos principais são caroteno e hemoglobina: especialmente oxigenados e desoxigenados.
[004] A princípio todas as propriedades ópticas do tecido podem ser extraídas do espectro de DRS medido. Isso pode ser realizado com o uso de modelos inversos ou Tabelas de Pesquisa (“LUT” - Look-Up-Tables) geradas com o uso de simulações de Monte Carlo. No entanto, essas abordagens não são apropriadas para produtos destinados ao consumidor, devido à potência de processamento necessária e ao tempo, e especialmente, ao número de comprimentos de onda de amostragem necessários.
[005] Para extrair concentrações de hemoglobina de um espectro de DRS é comum usar um ou mais comprimentos de onda isosbésticos, por exemplo, aqueles em aproximadamente 584 nm e 800 nm. No entanto, comprimentos de onda de infravermelho- próximo (“NIR” - near-infrared) normalmente não são gerados por LEDs de iluminação uma vez que tais comprimentos de onda não podem ser vistos. Consequentemente, a saída em >780 nm de LEDs de iluminação normais é extremamente baixa ou zero.
[006] Consequentemente, há uma necessidade contínua na técnica por sistemas de cuidados com a saúde bucal e métodos inventivos para possibilitar a detecção precisa de inflamação de tecido, e especificamente gengivite, com o uso de um número mínimo de comprimentos de onda e diodos emissores de luz (“LEDs” - light-emitting diodes) de fósforo convertido (“PC” - phosphor-converted) comercialmente disponíveis. Sumário da invenção
[007] A presente revelação se refere aos sistemas e métodos inventivos para detecção de gengivite com base em espectroscopia de reflectância difusa com o uso de diodos emissores de luz de iluminação. Várias modalidades e implantações no presente documento se referem aos sistemas de detecção de gengivite que incluem um dispositivo de cuidados com a saúde bucal com o uso de diodos emissores de luz (LEDs) comercialmente disponíveis e um número mínimo otimizado de comprimentos de onda, que ainda possibilitam detecção de gengivite precisa. O dispositivo de cuidados com a saúde bucal inclui um ou mais emissores de luz que usam LEDs de iluminação comercialmente disponíveis, uma sonda de DRS e detectores que usam o número mínimo otimizado de comprimentos de onda.
[008] De modo geral, em um aspecto, um sistema para detectar inflamação de tecido é fornecido. O sistema inclui um emissor de luz; uma sonda de espectroscopia de reflectância difusa que tem uma distância entre a fonte e o detector entre 300 µm e 2.000 µm; e uma pluralidade de detectores configurados para detectar: um primeiro comprimento de onda que é menor que 615 nm e que tem uma primeira largura de banda; e segundo e terceiro comprimentos de onda que são maiores ou iguais a 615 nm e têm segunda e terceira larguras de banda, respectivamente, sendo que a segunda ou terceira largura de banda é maior que a primeira largura de banda.
[009] Em várias modalidades, o emissor de luz é configurado para entregar luz ao tecido gengival e a pluralidade de detectores é configurada para detectar a luz refletida difusa a partir do tecido gengival.
[010] Em uma modalidade, o sistema inclui, adicionalmente, uma unidade de análise espectral configurada para receber e analisar luz refletida difusa detectada, sendo que a unidade de análise espectral inclui um divisor configurado para distribuir a luz detectada pela pluralidade de detectores.
[011] Em várias modalidades, o sistema inclui, adicionalmente, um controlador que tem uma unidade de detecção de inflamação, sendo que o controlador é configurado para receber entrada de cada um dentre a pluralidade de detectores para detectar inflamação de tecido.
[012] Em uma modalidade, a segunda ou a terceira largura de banda é pelo menos 50% maior que a primeira largura de banda.
[013] Em uma modalidade, a segunda ou a terceira largura de banda é 100% maior que a primeira largura de banda.
[014] Em uma modalidade, a segunda ou a terceira largura de banda é 100% a 400% maior que a primeira largura de banda.
[015] Em uma modalidade, a segunda e a terceira larguras de banda são maiores que a primeira largura de banda.
[016] De modo geral, em um outro aspecto, é apresentado um sistema para detectar inflamação de tecido. O sistema inclui uma pluralidade de emissores de luz; uma sonda de espectroscopia de reflectância difusa que tem uma distância entre a fonte e o detector entre 300 µm e 2.000 µm; e um detector configurado para detectar: um primeiro comprimento de onda que é menor que 615 nm e que tem uma primeira largura de banda; e segundo e terceiro comprimentos de onda que são maiores ou iguais a 615 nm e têm segunda e terceira larguras de banda, respectivamente, sendo que a segunda ou terceira largura de banda é maior que a primeira largura de banda.
[017] Em várias modalidades, a pluralidade de emissores de luz é configurada para entregar luz ao tecido gengival e o detector é configurado para detectar luz refletida difusa a partir do tecido gengival.
[018] Em uma modalidade, a pluralidade de emissores de luz são configurados para entregar luz a um combinador de luz que é configurado para combinar a luz emitida e entregar a luz combinada ao tecido gengival.
[019] Em uma modalidade, a segunda ou a terceira largura de banda é pelo menos 50% maior que a primeira largura de banda.
[020] Em uma modalidade, a segunda ou a terceira largura de banda é 100% maior que a primeira largura de banda.
[021] Em uma modalidade, a segunda ou a terceira largura de banda é 100% a 400% maior que a primeira largura de banda.
[022] Em uma modalidade, a segunda e a terceira larguras de banda são maiores que a primeira largura de banda.
[023] Como usado aqui, para os propósitos da presente revelação, o termo “controlador” é usado de modo geral para descrever vários aparelhos relacionados à operação de um aparelho, sistema ou método de imageamento. Um controlador pode ser implementado de várias maneiras (por exemplo, como hardware dedicado) para executar várias funções aqui discutidas. Um “processador” é um exemplo de um controlador que emprega um ou mais microprocessadores que podem ser programados para usar o software (por exemplo, microcódigo) para realizar várias funções descritas no presente documento. Um controlador pode ser implementado com ou sem o emprego de um processador, e, pode também ser implementado como uma combinação de hardware dedicado para executar algumas funções e um processador (por exemplo, um ou mais microprocessadores programados os circuitos associados) para executar outras funções. Exemplos de componentes de controlador que podem ser empregados em várias modalidades da presente revelação incluem, mas não se limitam a, microprocessadores convencionais, circuitos integrados de aplicação específica (ASICs - “Application Specific Integrated Circuits”) e matriz de porta programável em campo (FPGAs - “Field-Programmable Gate Arrays”).
[024] Deve-se notar que todas as combinações dos conceitos mencionados anteriormente e conceitos adicionais descritos em maiores detalhes abaixo (contanto que tais conceitos não sejam mutuamente inconsistentes) são contemplados como parte de uma matéria inventiva revelada no presente documento. Em particular, todas as combinações do assunto reivindicado que aparecem no final desta revelação são contempladas como parte do assunto inventivo revelado no presente documento.
[025] Esses e outros aspectos da invenção ficarão evidentes e serão elucidados com referência às uma ou mais modalidades descritas deste ponto em diante. Breve descrição dos desenhos
[026] Nas figuras, os caracteres de referência iguais se referem em geral às mesmas partes ao longo das diferentes vistas. Além disso, os desenhos não estão necessariamente em escala, em vez disso a ênfase é geralmente colocada sobre a ilustração dos princípios da invenção.
[027] A Figura 1 é um gráfico que representa um espectro de espectroscopia de reflectância difusa medida a partir de uma gengiva saudável.
[028] A Figura 2 é um gráfico que representa os espectros de absorção de hemoglobina oxigenada e desoxigenada.
[029] A Figura 3 é um gráfico que representa a profundidade de amostragem dependente do comprimento de onda com o uso de fibras de 200 µm para diferentes distâncias de fonte- detector.
[030] A Figura 4 é uma representação esquemática de um sistema para detectar inflamação de tecido, de acordo com uma modalidade.
[031] A Figura 5 é uma representação esquemática de um sistema para detectar inflamação de tecido, de acordo com uma modalidade.
[032] A Figura 6 é uma representação esquemática de uma sonda de espectroscopia de reflectância difusa, de acordo com uma modalidade. Descrição detalhada das modalidades
[033] A presente revelação descreve várias modalidades de sistemas e métodos para detecção melhorada de inflamação de tecido, e especificamente gengivite, com o uso de diodos emissores de luz (LEDs) comercialmente disponíveis e espectroscopia de reflectância difusa (DRS). De maneira mais geral, o Requerente reconheceu e entendeu que seria benéfico fornecer uma seleção de comprimento de onda otimizada para detecção de gengivite com base em DRS com o uso de comprimentos de onda dentro do espectro visível. Consequentemente, os sistemas e métodos aqui descritos, ou de outro modo contemplados, fornecem um dispositivo para tratamento da saúde bucal configurado para obter medições do tecido gengival. O dispositivo de cuidados com a saúde bucal inclui um emissor de luz que usa LEDs de iluminação comercialmente disponíveis, uma sonda de DRS e detectores para análise espectral.
[034] As modalidades e implementações reveladas ou, de outro modo, contempladas na presente invenção, podem ser utilizadas com qualquer dispositivo de cuidados com a saúde bucal adequado. Exemplos de dispositivos de cuidados com a saúde bucal adequados incluem uma escova de dentes, um dispositivo para uso de fio dental, um irrigador oral, um limpador de língua ou outro dispositivo de cuidado pessoal. Contudo, a revelação não se limita a esses dispositivos para tratamento da saúde bucal e, dessa forma, a revelação e as modalidades aqui reveladas podem abranger qualquer dispositivo para tratamento da saúde bucal.
[035] A gengivite, que é uma inflamação das gengivas, caracterizada por gengivas inchadas, edema e vermelhidão, é causada principalmente por um acúmulo de placa, principalmente no sulco gengival (bolsos). Tal doença de gengiva é tipicamente encontrada em áreas de difícil acesso, como áreas interproximais entre os dentes, e ao redor dos dentes posteriores.
[036] De fato, estima-se que 50% a 70% da população adulta seja afetada pela gengivite. No entanto, os consumidores, muitas vezes, não são capazes de detectar sinais precoces de gengivite. Tipicamente, a gengivite progride até que o indivíduo perceba suas gengivas sangrando facilmente ao escovar os dentes. Consequentemente, a gengivite só pode ser detectada quando a doença já está avançada e significativamente mais difícil de tratar. Embora a gengivite seja prontamente revertida por higiene bucal aprimorada, dado que ela pode evoluir para uma periodontite irreversível, é importante manter uma boa saúde bucal e detectar a gengivite o mais rapidamente possível.
[037] A gengivite pode ser diagnosticada visualmente mediante detecção de vermelhidão e inchaço da gengiva. (Consultar RR. Lobene, et al., “A modified gingival index for use in clinical trials”, Clin. Prev. Dent. 8:3-6, (1986) que descreve um índice de gengivite sem contato, com base na vermelhidão e inflamação da gengiva). Entretanto, esse índice tem sensibilidade limitada e é altamente dependente do índice de reprodução de cor (IRC) da fonte de luz utilizada. Assim, LEDs de fósforo convertido modernos podem ter um baixo CRI que resulta em um julgamento visual fraco.
[038] A Figura 1 mostra um exemplo de um espectro de espectroscopia de reflectância difusa (DRS) medido a partir de uma gengiva saudável 1, a linha inferior (pontilhada) no gráfico, que mostra a medição que inclui hemoglobina (sangue) e melanina. Também são mostrados o componente de espalhamento 2, a linha superior no gráfico, que é o componente que possibilita a reflectância difusa (isto é, sem o mesmo, nenhuma luz seria difusamente refletida/retornada). A linha 3 (a linha média no gráfico) mostra o componente de absorção devido à melanina 3 que é um dos principais cromóforos de absorção no tecido gengival. A região dominada por hemoglobina é mais adequada para determinar uma quantidade do sinal de DRS que se origina do sangue.
[039] A influência da absorção de hemoglobina é aparente ao olhar a Figura 2. Alguns dos outros principais cromóforos de absorção são hemoglobina: especialmente oxi- hemoglobina (HbO2) e desoxi-hemoglobina (Hb). Os espectros de absorção desses dois cromóforos são claramente mostrados na Figura 2.
[040] A vermelhidão da gengiva é uma resposta inflamatória aguda às toxinas do biofilme bacteriano provenientes da placa no sulco gengival ou nas regiões ao longo da linha das gengivas. A curto prazo, essa resposta inflamatória causa vasodilatação, onde as células dos músculos lisos nas arteríolas relaxam, e dilatam os vasos sanguíneos para aumentar o fornecimento de sangue para o leito capilar. Isso produz a vermelhidão da gengiva e pode fornecer um pequeno aumento de temperatura, que é difícil de medir. Além disso, os capilares se tornam mais permeáveis, o que resulta em maior perda de fluido dos capilares para os espaços intersticiais, resultando no inchaço das gengivas. Se a inflamação for crônica, então ocorre uma vermelhidão adicional pelo aumento da vascularização do tecido, caso em que podem ser formados capilares adicionais para lidar com as demandas de sangue adicionais do tecido.
[041] Esses fatores possibilitam a detecção de gengivite com o uso de espectroscopia reflexiva difusa (DRS). DRS é um método óptico que envolve emitir, por exemplo, luz branca em direção a um alvo e analisar as propriedades espectrais da luz refletida difusa (em vez de especular). As configurações de sonda de DRS consistem em uma fibra de fonte próxima a uma fibra de detecção, uma fibra de fonte central circundada por uma pluralidade de fibras de detecção, ou uma fibra única que funciona como fonte e detector simultaneamente. Uma importante propriedade da sonda é a separação fonte- detecção porque ela influencia a profundidade de amostragem da sonda (isto é, a profundidade do tecido em que a luz medida se origina). Para detectar gengivite, é necessária uma profundidade média de amostragem por espectroscopia reflexiva difusa maior que 250 µm. Para obter tal média, é necessária uma distância mínima entre a fonte e o detector de aproximadamente 300 µm, dependendo do comprimento de onda. No entanto, tal profundidade de amostragem não pode ser alcançada com luz azul devido à alta absorção na hemoglobina. A Figura 3 mostra profundidades de amostragem dependentes de comprimento de onda (250 µm a 1.000 µm) para diferentes distâncias de fonte-detector. Além disso, nem todas as gengivas são iguais e em alguns indivíduos a profundidade de amostragem pode ter que ser mais profunda, assim, diferentes projetos de comprimento de onda (ou comprimentos de onda) e/ou sonda podem ser necessários.
[042] Um objetivo particular de utilização de certas modalidades da presente revelação é possibilitar a detecção de gengivite precisa com sinais de espectroscopia de reflectância difusa com o uso de um número mínimo de comprimentos de onda e diodos emissores de luz (LEDs) de fósforo convertido (PC) comercialmente disponíveis.
[043] Com referência à Figura 4, em uma modalidade, está um sistema de detecção de inflamação de tecido
100. O sistema 100 inclui um emissor de luz 102 que usa LEDs de iluminação comercialmente disponíveis. Os sistemas inventivos descritos no presente documento usam LEDs de iluminação comercialmente disponíveis uma vez que são de baixo custo e eficientes. Assim, a faixa de comprimento de onda disponível é tipicamente de 500 nm a 780 nm. O sistema 100 também inclui uma sonda de espectroscopia de reflectância difusa (DRS) 107 (mostrada na Figura 6) que tem uma distância de fonte-detector d entre 300 µm e 2.000 µm. A fibra de fonte
101 é configurada para ser abastecida com luz a partir de uma fonte de luz, tais como, LEDs fósforo-convertidos, e entregar tal luz ao tecido 104. A fibra do detector 103 é configurada para recolher a luz refletida difusa a partir do tecido 104 e entregar essa luz á unidade de análise espectral 105. Conforme mostrado na Figura 6, a sonda de DRS 107 consiste em uma fibra de fonte 101 e uma fibra de detecção 103, no entanto, outras configurações adequadas são contempladas, de acordo com as modalidades descritas no presente documento. Por exemplo, em uma modalidade que inclui mais de uma fibra detectora, as saídas de cada fibra devem ser combinadas, e o único sinal resultante deve ser entregue à unidade de análise espectral 105 onde o sinal é distribuído aos detectores sensíveis ao comprimento de onda.
[044] De acordo com uma modalidade, a unidade de análise espectral 105 é um divisor configurado para distribuir a luz refletida difusa recebida aos n fotodetectores sensíveis ao comprimento de onda (por exemplo, filtro passa-banda + fotodiodo) 106, 108, 110, e 112. A unidade de análise espectral 105 pode incluir um divisor de fibra fundida, um divisor dispersivo (por exemplo, prisma ou grade), um distribuidor-guia de luz ou qualquer alternativa adequada. O detector 106 é configurado para ser sensível a λ1 que tem uma largura completa específica em meio máximo (FWHM1). O detector 108 é configurado para ser sensível a λ2 que tem FWHM2. O detector 110 é configurado para ser sensível a λ3 que tem FWHM3. O detector 112 é configurado para ser sensível a λ4 que tem FWHM4. A saída de cada fotodetector sensível ao comprimento de onda é inserida em um controlador 113 que tem uma unidade de detecção de inflamação
114. A unidade de detecção de inflamação 114 pode incluir um algoritmo que pode ter como base qualquer equação matemática nessas entradas. De acordo com uma modalidade, um espectrômetro ou um filtro sintonizável pode também ser usado como um detector espectral. No entanto, esses são considerados atualmente muito caros e/ou volumosos para um produto destinado ao consumidor.
[045] De acordo com uma modalidade exemplificadora que inclui quatro comprimentos de onda, o detector 106 é sensível a λ1 quando λ1 = 575 nm a 585 nm, de preferência 580 nm, e FWHM1 = 10 nm; o detector 108 é sensível a λ2 quando λ2 = 589 nm a 599 nm, de preferência 594 nm, e FWHM2 = 10 nm; o detector 110 é sensível a λ3 quando λ3 = 670 nm a 680 nm, de preferência 675 nm, e FWHM3 ≥ 10 nm; e o detector 112 é sensível a λ4 quando λ4 = 695 nm a 705 nm, de preferência 700 nm, e FWHM4 ≥ 15 nm, de preferência 20 a 50 nm.
[046] De acordo com outra modalidade exemplificadora que inclui cinco comprimentos de onda, o detector 106 é sensível a λ1 quando λ1 = 575 nm a 585 nm, de preferência 580 nm, e FWHM1 = 10 nm; o detector 108 é sensível a λ2 quando λ2 = 589 nm a 599 nm, de preferência 594 nm, e FWHM2 = 10 nm; o detector 110 é sensível a λ3 quando λ3 = 670 nm a 680 nm, de preferência 675 nm, e FWHM3 ≥ 10 nm; o detector 112 é sensível a λ4 quando λ4 = 689 nm a 699 nm, de preferência 694 nm, e FWHM4 ≥ 10 nm; e um detector adicional (não mostrado) que é sensível a λ5 quando λ5 = 715 nm a 725 nm, de preferência 720 nm, e FWHM5 ≥ 15 nm, de preferência 20 a 50 nm.
[047] De acordo com outra modalidade exemplificadora que inclui cinco comprimentos de onda, o detector 106 é sensível a λ1 quando λ1 = 570 nm a 580 nm, de preferência 575 nm, e FWHM1 = 10 nm; o detector 108 é sensível a λ2 quando λ2 = 625 nm a 635 nm, de preferência 630 nm, e FWHM2 = 10 nm; o detector 110 é sensível a λ3 quando λ3 = 669 nm a 679 nm, de preferência 674 nm, e FWHM3 ≥ 10 nm; o detector 112 é sensível a λ4 quando λ4 = 737 nm a 747 nm, de preferência 742 nm, e FWHM4 ≥ 10 nm; e um detector adicional (não mostrado) que é sensível a λ5 quando λ5 = 765 nm a 775 nm, de preferência 770 nm, e FWHM5 ≥ 15 nm, de preferência 20 nm.
[048] Qualquer uma das seleções de comprimento de onda específicas descritas acima pode ser incorporada nas modalidades quando a diversidade espectral é fornecida pelos emissores de comprimento de onda específico em vez dos detectores sensíveis ao comprimento de onda. Conforme mostrado na Figura 5, é mostrado um sistema de detecção de inflamação 200 que inclui quatro emissores de comprimento de onda específico 202, 204, 206 e 208 configurados para serem abastecidos com luz a partir de LEDs que têm as propriedades espectrais desejadas e/ou propriedades modificadas pela aplicação, por exemplo, de filtros passa-banda. O emissor 202 é associado a λ1 e FWHM1. O emissor 204 é associado a λ2 e FWHM2. O emissor 206 é associado a λ3 e FWHM3. O emissor 208 é associado a λ4 e FWHM4. Como o sistema 100, o sistema 200 pode incluir emissores adicionais associados aos comprimentos de onda e larguras de banda adicionais. A luz dos quatro emissores de comprimento de onda específico é entregue ao combinador de luz 205 ou qualquer alternativa adequada. Como o sistema 100, o sistema 200 inclui uma sonda de espectroscopia de reflectância difusa (DRS), tal como aquela representada na Figura 6 que tem uma distância de fonte- detector entre 300 µm e 2.000 µm. A fibra de detector 103 é configurada para recolher luz refletida difusa do tecido 204 e entregar essa luz a um controlador 213 que tem uma unidade de detecção de inflamação 214. A unidade de detecção de inflamação 214 pode incluir um algoritmo que pode ser com base em qualquer equação matemática nessas entradas.
[049] De maneira vantajosa, os sistemas inventivos possibilitam a detecção de gengivite precisa com o uso de um número mínimo de comprimentos de onda e diodos emissores de luz (LEDs) de fósforo convertido (PC) comercialmente disponíveis.
[050] Todas as definições, conforme definidas e usadas no presente documento, deverão ser consideradas como tendo precedência sobre as definições de dicionário, as definições nos documentos incorporados a título de referência e/ou sobre os significados comuns dos termos definidos.
[051] Os artigos indefinidos “um” e “uma” conforme usados no presente documento no relatório descritivo e nas reivindicações, salvo indicação clara do contrário, devem ser compreendidos por significarem “pelo menos um”.
[052] A frase “e/ou”, conforme usada no presente documento no relatório descritivo e nas reivindicações, deve ser compreendida por significar “um ou outro ou ambos” dos elementos coligados, isto é, os elementos que estão presentes conjuntivamente em alguns casos e disjuntivamente presentes em outros casos. Os múltiplos elementos listados com “e/ou” devem ser interpretados na mesma maneira, isto é, “um ou mais” dos elementos coligados. Outros elementos podem opcionalmente estar presentes além dos elementos identificados especificamente pela cláusula “e/ou”, relacionados ou não relacionados àqueles elementos identificados especificamente.
[053] Conforme usado no presente documento no relatório descritivo e nas reivindicações, a palavra “ou” deve ser compreendida com o mesmo significado que “e/ou” conforme definido acima. Por exemplo, quando se separa itens em uma lista, “ou” ou “e/ou” devem ser interpretados como inclusivos, isto é, a inclusão de ao menos um, mas que também inclui mais de um, de uma diversidade ou lista de elementos, e, opcionalmente, itens não listados adicionais. Apenas os termos que indicam claramente o contrário, como “apenas um dentre” ou “exatamente um dentre” ou, quando usado nas reivindicações, “que consiste em” se referem à inclusão de exatamente um elemento dentre uma diversidade ou lista de elementos. Em geral, o termo “ou” conforme usado no presente documento deve ser apenas interpretado como indicador de alternativas exclusivas (isto é, “um ou outro, porém não ambos”) quando precedido pelos termos de exclusividade, como “um ou outro”, “um de”, “apenas um” ou “exatamente um”.
[054] Como usado aqui no relatório descritivo e nas reivindicações, o termo “pelo menos um”, em referência a uma lista de um ou mais elementos, deve ser compreendido por significar pelo menos um elemento selecionado dentre quaisquer um ou mais dos elementos na lista de elementos, mas não inclui necessariamente pelo menos um de todo e cada elemento especificamente mencionado na lista de elementos e não exclui quaisquer combinações de elementos na lista de elementos. Essa definição também possibilita que outros elementos possam opcionalmente estar presentes além dos elementos especificamente identificados dentro da lista de elementos aos quais o termo “pelo menos um” se refere, estando ou não relacionados a esses elementos especificamente identificados.
[055] Deve-se compreender também que, a menos que indicado o contrário, em quaisquer métodos reivindicados no presente documento que incluem mais de uma etapa ou ação, a ordem das etapas ou das ações do método não são limitadas necessariamente à ordem na qual as etapas ou ações do método são mencionadas.
[056] Nas reivindicações, bem como no relatório descritivo acima, todas as frases transicionais tais como “que compreende”, “que inclui”, “que realiza”, “que tem,” “que contém”, “que envolve”, “que prende”, “composto de” e similares devem ser compreendidos por não-limitados, isto é, significativos de que incluem, mas não se limitam. Apenas as frases de transição “que consiste em” e “que consiste essencialmente em” deverão ser frases de transição fechadas ou semifechadas, respectivamente.
[057] Embora várias modalidades inventivas tenham sido descritas e ilustradas no presente documento, os versados na técnica verão imediatamente uma variedade de outros meios e/ou estruturas para realizar a função e/ou obter os resultados e/ou uma ou mais dentre as vantagens descritas no presente documento, e cada uma de tais variações e/ou modificações é considerada como inserida no escopo das modalidades inventivas descritas no presente documento. De modo mais genérico, os versados na técnica compreenderão prontamente que todos os parâmetros, dimensões, materiais e configurações descritos no presente documento são exemplificativos e que os parâmetros, dimensões, materiais e/ou configurações reais dependerão da aplicação ou aplicações específicas para as quais os ensinamentos inventivos são/serão usados. Os versados na técnica reconhecerão ou terão a capacidade de apurar, com o uso apenas de experimentação comum, muitos equivalentes às modalidades inventivas específicas aqui descritas.
Deve-se, portanto, compreender que as modalidades anteriormente mencionadas são apresentadas somente a título de exemplo e que, no escopo das reivindicações anexas e equivalentes às mesmas, as modalidades inventivas podem ser praticadas de modo diferente do descrito e reivindicado especificamente.
As modalidades inventivas da presente revelação se referem a cada característica, sistema, artigo, material, kit e/ou método individual descrito no presente documento.
Além disso, qualquer combinação de dois ou mais de tais características, recursos, sistemas, artigos, materiais, kits e/ou métodos, se tais características, sistemas, artigos, materiais, kits e/ou métodos não forem mutualmente inconsistentes, é incluída dentro do escopo inventivo da presente revelação.

Claims (15)

REIVINDICAÇÕES
1. SISTEMA (100) PARA DETECTAR INFLAMAÇÃO EM TECIDO (104), caracterizado por compreender: um emissor de luz (102); uma sonda de espectroscopia de reflectância difusa (107) que tem uma distância fonte-detector entre 300 µm e
2.000 µm; e uma pluralidade de detectores (106, 108, 110, 112) configurados para detectar: um primeiro comprimento de onda que é menor que 615 nm e que tem uma primeira largura de banda; e pelo menos um segundo e um terceiro comprimentos de onda que são maiores ou iguais a 615 nm e têm uma segunda e uma terceira larguras de banda, respectivamente, sendo que a dita pelo menos segunda ou terceira largura de banda é maior que a dita primeira largura de banda.
2. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o dito emissor de luz ser configurado para entregar luz ao tecido gengival e a dita pluralidade de detectores ser configurada para detectar a luz refletida difusa a partir do tecido gengival.
3. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender adicionalmente: uma unidade de análise espectral (105) configurada para receber e analisar luz refletida difusa detectada, sendo que a dita unidade de análise espectral compreende um divisor configurado para distribuir a luz detectada sobre a pluralidade de detectores (106, 108, 110, 112).
4. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por compreender adicionalmente:
um controlador (113) que compreende uma unidade de detecção de inflamação (114), sendo que o dito controlador é configurado para receber entrada de cada um dentre a pluralidade de detectores para detectar inflamação de tecido.
5. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a dita pelo menos segunda ou terceira largura de banda ser pelo menos 50% maior que a dita primeira largura de banda.
6. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a dita pelo menos segunda ou terceira largura de banda ser 100% maior que a dita primeira largura de banda.
7. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a dita pelo menos segunda ou terceira largura de banda ser 100% a 400% maior que a dita primeira largura de banda.
8. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a pluralidade de detectores ser configurada para detectar pelo menos um quarto comprimento de onda que é maior que 615 nm, sendo que a dita pelo menos quarta largura de banda de comprimento de onda é maior que as ditas primeira, segunda e terceira larguras de banda.
9. SISTEMA (200) PARA DETECTAR INFLAMAÇÃO DE TECIDO, caracterizado por compreender: uma pluralidade de emissores de luz (202, 204, 206, 208); uma sonda de espectroscopia de reflectância difusa (107) que tem uma distância fonte-detector entre 300 µm e
2.000 µm; e um detector (210) configurado para detectar:
um primeiro comprimento de onda que é menor que 615 nm e que tem uma primeira largura de banda; e pelo menos segundo e terceiro comprimentos de onda que são maiores ou iguais a 615 nm e têm segunda e terceira larguras de banda, respectivamente, sendo que a dita segunda ou terceira largura de banda é maior que a dita primeira largura de banda.
10. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por a dita pluralidade de emissores de luz ser configurada para entregar luz ao tecido gengival e o dito detector ser configurado para detectar luz refletida difusa a partir do tecido gengival.
11. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por a dita pluralidade de emissores de luz serem configurados para entregar luz a um combinador de luz (205) que é configurado para combinar a luz emitida e entregar a luz combinada ao tecido gengival.
12. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por a dita pelo menos segunda ou terceira largura de banda ser pelo menos 50% maior que a dita primeira largura de banda.
13. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por a dita pelo menos segunda ou terceira largura de banda ser 100% maior que a dita primeira largura de banda.
14. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por a dita pelo menos segunda ou terceira largura de banda ser 100% a 400% maior que a dita primeira largura de banda.
15. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por o detector ser configurado para detectar pelo menos um quarto comprimento de onda que tem uma largura de banda que é maior que 615 nm, sendo que a dita pelo menos quarta largura de banda de comprimento de onda é maior que as ditas primeira, segunda e terceira larguras de banda.
BR112021004318-7A 2018-09-11 2019-09-09 sistema para detectar inflamação em tecido BR112021004318A2 (pt)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862729466P 2018-09-11 2018-09-11
US62/729,466 2018-09-11
PCT/EP2019/073912 WO2020053110A1 (en) 2018-09-11 2019-09-09 Wavelength and bandwidth selection for diffuse reflective spectroscopy based gingivitis detection

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BR112021004318A2 true BR112021004318A2 (pt) 2021-07-20

Family

ID=67956743

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BR112021004318-7A BR112021004318A2 (pt) 2018-09-11 2019-09-09 sistema para detectar inflamação em tecido

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20220047206A1 (pt)
EP (1) EP3849400B1 (pt)
JP (1) JP7488264B2 (pt)
CN (1) CN112672679A (pt)
BR (1) BR112021004318A2 (pt)
MX (1) MX2021002722A (pt)
WO (1) WO2020053110A1 (pt)

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020107448A1 (en) * 2000-10-06 2002-08-08 Gandjbakhche Amir H. Probe using diffuse-reflectance spectroscopy
US20040064053A1 (en) * 2002-09-30 2004-04-01 Chang Sung K. Diagnostic fluorescence and reflectance
US8738116B2 (en) 2007-09-21 2014-05-27 National Research Council Of Canada Method and apparatus for periodontal diagnosis
WO2013116316A1 (en) * 2012-01-30 2013-08-08 Scanadu Incorporated Hyperspectral imaging systems, units, and methods
JP6159743B2 (ja) 2012-03-08 2017-07-05 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. 組織の特性を決定するための器具
JP6015501B2 (ja) * 2012-06-01 2016-10-26 ソニー株式会社 歯用装置及び医療用装置
WO2015069704A1 (en) 2013-11-06 2015-05-14 Carestream Health, Inc. Periodontal disease detection system and method
JP6594620B2 (ja) 2013-12-20 2019-10-23 パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブ アメリカ 光脳機能計測装置
CN104181312B (zh) * 2014-08-08 2016-06-01 安徽易康达光电科技有限公司 一种用于动脉粥样硬化风险评估的皮肤游离胆固醇无创检测装置
JP6353145B2 (ja) 2016-09-15 2018-07-04 ハイパーメツド・イメージング・インコーポレイテツド 組織酸素付与測定システム及び方法

Also Published As

Publication number Publication date
MX2021002722A (es) 2021-05-12
EP3849400C0 (en) 2023-11-22
EP3849400A1 (en) 2021-07-21
EP3849400B1 (en) 2023-11-22
WO2020053110A1 (en) 2020-03-19
CN112672679A (zh) 2021-04-16
US20220047206A1 (en) 2022-02-17
JP2022500672A (ja) 2022-01-04
JP7488264B2 (ja) 2024-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8160681B2 (en) Raman instrument for measuring weak signals in the presence of strong background fluorescence
US20140058224A1 (en) Systems and methods for detection of carotenoid-related compounds in biological tissue
US9259486B2 (en) Method and system for calculating a quantification indicator for quantifying a dermal reaction on the skin of a living being
Ko et al. Diagnosis and staging of caries using spectral factors derived from the blue laser-induced autofluorescence spectrum
Rochmanto et al. Non-invasive hemoglobin measurement for anemia diagnosis
Ge et al. Assessment of local hemodynamics in periodontal inflammation using optical spectroscopy
EP3850338B1 (en) Optical method for gingivitis detection
BR112021004318A2 (pt) sistema para detectar inflamação em tecido
EP3849399B1 (en) Large dynamic range detector for gingivitis detection
CN105928890B (zh) 一种利用白光散射光谱测量组织血氧饱和度的方法和系统
US20210315459A1 (en) System and method for providing an indication of a person's gum health
JP7343569B2 (ja) 歯肉炎検出器における測定値選択およびプローブガイドのためのシステムおよび方法
US11998300B2 (en) Optical method for gingivitis detection
RU2783816C2 (ru) Система обнаружения гингивита с использованием спектроскопии диффузного отражения
TWI765389B (zh) 局部皮下微血管循環檢測裝置
Lisenko et al. Noninvasive fast analysis of hemoglobin levels in blood using a fiber optic spectrophotometer
TWI769110B (zh) 牙齦炎檢測裝置
Canpolat et al. Measuring joint cartilage thickness using reflectance spectroscopy non-invasively and in real-time
CN116600734A (zh) 估计牙齿中的刚性材料的厚度
Davis et al. Optical diagnostics for classifying stages of dental erythema

Legal Events

Date Code Title Description
B11A Dismissal acc. art.33 of ipl - examination not requested within 36 months of filing
B11Y Definitive dismissal - extension of time limit for request of examination expired [chapter 11.1.1 patent gazette]