CN103096835A - 牙刷使用监测 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种适于监测牙刷的使用的系统，所述系统包括：(a)牙刷；(b)位于牙刷中或者牙刷上的声音传感器；(c)位于牙刷中或者牙刷上的可编程数据记录器，所述数据记录器结合了运动传感器和数据存储器以便记录数据；(d)用于响应于由运动传感器生成的牙刷运动的初始信号来触发声音传感器的操作的开关装置，以及(e)适于对从所述系统发送或获取的数据进行分析，以提供有关刷牙行为的信息的数据分析设备；其中，可响应于分别从声音传感器和运动传感器接收的组合信号来控制数据记录的持续时间。

Description

牙刷使用监测

技术领域

本发明涉及牙刷使用监测。

背景技术

关于人能够怎样通过其自身的行为促进良好的口腔健康和卫生几乎不存在疑虑。其本质上涉及采用含氟牙膏每天刷牙两次，每次至少两分钟。然而这一基本的行为并没有像牙科医生以及健康组织所期望的那样得到广泛而充分的实践。行为改变以及唤起改变的干预对于实现这一目的是必不可少的。

监测消费者现有的刷牙行为的各个方面的能力对于开发有效的干预策略以及唤起行为变化是很关键的。

在医疗、心理以及市场研究中已经广泛地使用自报告和观测来了解行为。这两种方法都具有缺陷。例如，人们极其经常地未能报告其行为的关键方面，或者可能因其认为研究者愿意听到什么而受到影响。在正对个体进行观测时，观测者的存在很可能影响了其在那里正观测到的行为。

为了在不必须回归到自报告或者观测的情况下采集个体的刷牙行为，已经开发出了一种在手柄中具有隔室的牙刷，所述隔室含有基于3轴加速度计的小型可编程数据记录器，其包括存储器和电池（International Dental Journal(2008); 58: 307-320）。由于其被隐藏在牙刷内，因而人们很快就会忘记它的存在，并因此回归到自然的行为。而在牙刷中记录器将核对x、y、z轴中的每个上的加速度，并且在其检测到加速度高于预设的阈值时发起记录。然后，其将以预先指定的频率记录三个轴内的加速度数据，从而创建具有预定长度的记录。在记录结束时，记录器将停止记录，除非其仍经受超过阈值的加速度，在这种情况下，其将创建另一记录。对于每一记录而言，记录器将存储数据，以供随后的下载和分析。

对所存储的数据进行分析通常是一个复杂的过程，因为任何具有足以触发记录器的加速度的运动都将触发数据采集。这可能是所关注的运动，或可能不是，并且随着每次采集到伪事件，减少了设备功率和存储容量。而且，需要进一步的数据分析步骤对期望的事件进行过滤，并且消除任何伪事件。

本发明人已经发现能够通过使用声音传感器与运动传感器相结合来解决这一问题，所述运动传感器例如是上文所述的基于加速度计的记录器。将来自声音传感器的信息进行组合能够减少对伪事件的记录，从而导致减少的能耗、更低的功率和存储器要求、更高的设备效率以及更加容易的数据分析。这在其中可能在延长的时间段内需要数据采集的消费者行为分析设置方面是尤为有利的。而且，小型的低功率设备不太可能干扰正常的消费者活动，因而所收集的数据更能代表实际行为。

US 2008/0102953描述了一种用于鼓励儿童定期刷牙的牙刷，其可以包括运动传感器，并且还可以包括与输入音频换能器（例如传声器）通信链接的音频处理器。对传感器数据进行处理，以生成作为游戏输入而被传输至游戏设备的游戏信号。没有描述这一设备中声音传感器和运动传感器之间的功能性相互作用，也没有对减少伪事件的记录或者减少能耗的任何建议。

发明内容

本发明还提供了一种适于监测牙刷的使用的系统，所述系统包括：

(a) 牙刷；

(b) 位于牙刷中或者牙刷上的声音传感器；

(c) 位于牙刷中或者牙刷上的可编程数据记录器，所述数据记录器结合了运动传感器和数据存储器以便记录数据；

(d) 用于响应于由运动传感器生成的牙刷运动的初始信号来触发声音传感器的操作的开关装置，以及

(e) 适于对从所述系统发送或获取的数据进行分析，以提供有关刷牙行为的信息的数据分析设备；

其中，可响应于分别从声音传感器和运动传感器接收的组合信号来控制数据记录的持续时间。

本发明还提供了一种用于监测牙刷的使用的方法，其包括以下步骤：

(a) 从位于牙刷中或者牙刷上的声音传感器获取数据；

(b) 从位于牙刷中或者牙刷上的可编程数据记录器获取数据，所述数据记录器结合了运动传感器和数据存储器以便记录数据；

(c) 对如此获取的数据进行分析，以提供有关刷牙行为的信息；

其特征在于，响应于由运动传感器生成的牙刷运动的初始信号来触发所述声音传感器的操作，以及在于，可响应于分别从所述声音传感器和所述运动传感器接收的组合信号来控制数据记录的持续时间。

具体实施方式

典型地，牙刷将包括手柄、颈部和从颈部延伸的刷区域，刷区域包括从底部延伸的诸如硬纤维的刷理元件。

声音传感器位于牙刷中或者牙刷上。

声音传感器适于检测与牙刷的使用相关联的声音，以及生成与所检测到的声音相对应的信号。典型地，所述声音传感器是诸如传声器的音频换能器。适当的传声器包括接触式传声器，其又被称为拾音或者压电（piezo（piezo-electric））传声器，其被设计为通过固体物体传播音频振动。

所述声音传感器可以位于牙刷中或者牙刷上的任何位置。在一种优选构造中，牙刷具备空腔，诸如中空手柄，以便容纳所述声音传感器。也可以将所述声音传感器结合在可编程数据记录器内。

可编程数据记录器位于牙刷中或者牙刷上。在优选构造中，牙刷具备外壳，可以将所述可编程数据记录器牢固附着到所述外壳上。

所述可编程数据记录器一般结合通常为DC电源的电源，所述DC电源诸如是小型（例如3V）电池。为了延长电池寿命，可以包括电容器。替代地，可编程数据记录器可以至少部分地是太阳能供电的。

可编程数据记录器中结合的运动传感器适于检测牙刷的运动，并且生成与所检测到的运动相对应的信号。典型地，运动传感器是能够感测沿一个或多个轴的加速度的加速度计。所述加速度计可以能够感测沿三个正交轴的加速度。可以使用任何适当的三轴加速度计，或者替代地可以使用能够感测3维加速度数据的按直角安装的两个2轴加速度计。替代地，可以使用任何其他适当的运动传感器。所述运动传感器可以是模拟的或者数字的。

可编程数据记录器中结合的数据存储器优选结合可擦除非易失性存储器。可擦除（可重写）存储器允许对数据记录器重复使用。非易失性存储器是优选的，因为这意味着在失去供电的情况下存储器得到保护（例如，在电池供电的设备的情况下，在电池没电时）。

所述数据记录器是可编程的，且其通常含有可编程计算设备，诸如微处理器（例如，微控制器），其能够读取并执行程序指令，以控制本发明的牙刷使用监测系统内的各种部件。

在使用本发明的系统的典型牙刷使用监测方法中，首先将所述可编程数据记录器连接至计算机（通常为PC或类似设备）。编程将提供关键的工作参数，诸如数据记录过程的激活和持续时间。

然后将编程的数据记录器安装在牙刷中或者牙刷上。优选将其牢固附着到牙刷的外壳。

在检测到与牙刷运动相对应的初始信号时，开关装置触发声音传感器的操作。优选的开关机构是倾斜开关，因为此开关是小的、低功率且能够简单地检测运动或方位。

数据记录器检查牙刷的运动，所述运动由运动传感器（通常为加速度计或类似设备）生成的信号指示。还从声音传感器获取数据，该声音传感器由如上所述的牙刷运动的初始检测所激活。

可响应于分别从声音传感器和运动传感器接收的组合信号来控制数据记录的持续时间。

本发明人发现，从声音传感器获取的数据提供了指示是否正在发生实际的刷牙的令人意外的可靠手段，与此形成对比的是在不接触牙齿的情况下仅摇动或者移动牙刷（伪事件）。

相应地，在本发明的系统当中，通常将数据记录器如此编程，使得仅在从声音传感器接收的信号和从运动传感器接收的信号均被登记为超过了持续时间或强度的预定义阈值时发生数据记录。

通过这种方式，所述系统能够以“有效数据采集”模式进行操作，以便采集所关注的活动，但也能够在其他时间回归到“低功率模式”。这能够实现对伪事件的减少的记录，从而导致了减少的能耗、更低的功率和存储器要求、更高的设备效率以及更加容易的数据分析。

通过数据分析设备对由本发明的系统所获取的数据进行分析，以提供与刷牙行为有关的信息。

典型地，将由本发明的系统所获取的数据下载到诸如计算设备（例如PC）的远程数据分析设备。替代地，可以将所述数据通过蜂窝电话技术或者无线LAN技术传输至所述数据分析设备，所述无线LAN技术优选为“Wi-Fi”（无线保真），其能够通过互联网实现简单、快速的通信。

所述分析能够提供有关刷牙行为的各个方面的信息，诸如刷牙过程期间施加的力量或者压力、刷牙动作的速度、刷牙动作的方向性、个体刷牙事件的持续时间、个体刷牙事件的每天的频率或者上述信息中的任何的组合。

有利地，可以在牙刷用户的生活中具有最低限度的干扰的情况下，在例如数英里以外的实验室中方便地发生这样的数据分析而。

示例

从放置在牙刷的空腔内部的音频换能器设备和牢固附着至牙刷的外壳的基于3轴加速度计的记录设备同时记录数据。

如下表中所给出的人工执行一个刷牙顺序：

顺序	事件	持续时间
			1.  拿起并握住	牙刷被拿起并且握住不动	10秒
2.  摇动	对牙刷摇动，以模拟牙刷（水平刷洗），但没有接触牙齿	10秒
			3.  握住	将牙刷握住不动	10秒
4.  刷	刷牙（水平刷洗），刷毛与模型齿列接触	10秒
			5.  放下——静止	将牙刷放到硬表面上，并使其静止	10秒

附图1图示了根据执行上述顺序而获取的3轴加速度计数据。

附图2图示了根据执行上述顺序而同时获取的对应音频换能器数据。

在每幅图表的横轴上指示了如表格中描述的10秒事件“1”到“5”。

所述数据清晰地示出了音频换能器消除伪事件的能力。在3轴加速度计数据的情况下，伪事件“2”具有与所关注的事件“4”相同的加速度和频率，如图1中所示。然而，音频换能器能够在“2”和“4”之间进行区分，如图2中所示。

Claims (9)

1.一种适于监测牙刷的使用的系统，所述系统包括：

(a) 牙刷；

(b) 位于牙刷中或者牙刷上的声音传感器；

(c) 位于牙刷中或者牙刷上的可编程数据记录器，所述数据记录器结合了运动传感器和数据存储器以便记录数据；

(d) 用于响应于由运动传感器生成的牙刷运动的初始信号来触发声音传感器的操作的开关装置，

以及

(e) 适于对从所述系统发送或获取的数据进行分析，以提供有关刷牙行为的信息的数据分析设备；

其中，可响应于分别从声音传感器和运动传感器接收的组合信号来控制数据记录的持续时间。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，牙刷包括手柄、颈部和从颈部延伸的刷区域，所述刷区域包括从底部延伸的诸如硬纤维的刷理元件。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述声音传感器是诸如传声器的音频换能器。

4.根据权利要求1到3中的任何一项所述的系统，其中，运动传感器是能够感测沿一个或多个轴的加速度的加速度计。

5.根据权利要求1到4中的任何一项所述的系统，其中，所述数据存储器结合可擦除非易失性存储器。

6.根据权利要求1到5中的任何一项所述的系统，其中，将所述可编程数据记录器如此编程，使得仅在从声音传感器接收的信号和从运动传感器接收的信号均被登记为超过持续时间或强度的预定义阈值时发生数据记录。

7.根据权利要求1到6中的任何一项所述的系统，其中，所述开关装置是倾斜开关。

8.根据权利要求1到7中的任何一项所述的系统，其中，将所述声音传感器结合在所述可编程数据记录器内。

9.一种用于监测牙刷的使用的方法，其包括以下步骤：

(a) 从位于牙刷中或者牙刷上的声音传感器获取数据；

(b) 从位于牙刷中或者牙刷上的可编程数据记录器获取数据，所述数据记录器结合了运动传感器和数据存储器以便记录数据；

(c) 对如此获取的数据进行分析，以提供有关刷牙行为的信息；

其特征在于，响应于由运动传感器生成的牙刷运动的初始信号来触发所述声音传感器的操作，以及在于，可响应于分别从所述声音传感器和所述运动传感器接收的组合信号来控制数据记录的持续时间。

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