CN114948315A - 用于监测口腔矫治器的传感器 - Google Patents

Abstract

检测口腔矫治器(例如，对准器、腭扩张器、下颌重新定位装置等)的状态，以确定口腔矫治器是否正常运行和/或是否已经出现缺陷。

Description

用于监测口腔矫治器的传感器

本申请是申请号为2018800779125、发明名称为“用于监测口腔矫治器的传感器”、申请日为2018年11月30日的发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求2017年11月30日提交的序列号为62/593,241，题为“SENSORS FORMONITORING ORAL APPLIANCES(用于监测口腔矫治器的传感器)”的美国临时专利申请的优先权，其全部内容通过引用的方式并入本文。

通过引用并入

本说明书中提到的所有出版物和专利申请都通过引用整体并入本文，其程度如同每个单独的出版物或专利申请被具体和单独地指出通过引用并入。

技术领域

本文描述了具有一个或多个传感器的口腔矫治器，以及使用它们的方法。

背景技术

正畸手术通常涉及将患者的牙齿重新定位成期望的排列，以便矫正咬合不正和/或改善美学。为了实现这些目的，正畸从业人员可以将诸如牙套、壳体对准器等正畸矫治器应用于患者的牙齿。矫治器可被配置为在一个或多个牙齿上施加力，以便根据治疗计划实现期望的牙齿移动。

在利用患者可移除矫治器进行正畸治疗期间，该矫治器可能由于缺陷而无法正确地起作用，或者在使用过程中可能出现缺陷。在一些情况下，矫治器可能被从业人员不正确地安装、形成或操作。需要允许监测口内矫治器的状态的方法和装置。本文描述了用于执行这种监测的方法和装置。

发明内容

本文描述的装置包括设备和系统，特别是包括正畸矫治器(例如，口腔矫治器)和用于监测正畸矫治器的方法，包括但不限于监测正畸矫治器的参数或状态。

特别地，本文描述了口腔矫治器，该口腔矫治器被配置为当其佩戴在用户的口腔中时确定它们是否被正确地佩戴和/或正确地起作用。申请人注意到，这些装置(例如，可以包括正畸对准器、下颌重新定位装置、牙弓扩张器/腭扩张器等的设备和系统)可以用作依从性(compliance)监测器，包括患者正在佩戴该装置和/或遵从于正畸治疗，但不限于依从性监测。特别地，这些装置可以监测设备与患者的口腔(包括牙齿、牙龈、腭等)的接触程度。替代地或附加地，这些装置可以被配置为检测和/或监测装置的磨损和/或损坏。该装置可以包括向处理器提供数据的一个或多个传感器(其中，传感器可以包括传感器接收和/或传感器发射器和传感器接收器对)；处理器可以分析(包括实时分析)装置被佩戴的程度、装置的磨损、装置的损坏等。处理器可以是患者佩戴的口腔矫治器的一部分，或者处理器可以与口腔矫治器进行通信(有线或无线通信，包括实时或近实时通信)。因此，本文描述的任何装置和方法都可以确定并且可以发信号或以其他方式指示该装置的运行状况。

可替代地或附加地，监测包括监测矫治器的状态、监测矫治器的磨损、监测矫治器的地理位置/空间位置等。在一些实施例中，正畸矫治器包括一个或多个传感器，被配置为获取传感器数据；这些传感器可以包括指示矫治器的状态的传感器。如本文中所使用的，矫治器的状态可以包括例如，矫治器在佩戴时与患者的适配程度、矫治器是否发生了任何损坏或磨损、矫治器是否有缺陷，等等。矫治器可以包括一个或多个处理器，可操作地耦合到传感器并且被配置为处理传感器数据以便指示矫治器的状态，从而使得能够在规定的正畸治疗过程之前和/或期间对矫治器进行电子监测。有利地，本文描述的装置(例如，设备、系统等)和方法可以改善治疗功效，并且提供对于从业人员设计和监测正畸治疗有用的数据。

例如，本文描述的任何装置可被配置为包括一个或多个牙齿接触区域。一种用于监测口内矫治器的状态的装置可以包括矫治器壳体，该矫治器壳体包括多个牙齿容纳区域(例如，腔体)、一个或多个传感器和处理器，该一个或多个传感器可操作地耦合至矫治器壳体并且被配置为生成指示矫治器的状态的传感器数据(例如矫治器与牙齿的接触程度如何，例如矫治器和牙齿之间存在任何间隙、矫治器的屈曲、矫治器中的诸如撕裂、裂缝等缺陷，和/或在参数值的预定范围外运行)，该处理器可操作地耦合到一个或多个传感器并被配置为处理传感器数据，以便确定和/或指示矫治器的状态。传感器可以被配置为例如通过测量矫治器与口腔(例如，牙齿、牙龈、上颚等)之间的接触(压力，位置等)来确定矫治器的适配质量。例如，传感器可以包括在矫治器内或矫治器上的一个或多个电容或其他电子传感器，其指示矫治器与用户的牙齿之间的接触。可以(连续地和/或定期地)接收来自此类接触传感器的信号，以确定何时与患者的牙齿和矫治器的哪一部分接触。处理器可以被配置为分析来自一个或多个这类传感器的感测的数据，以确定与装置的(例如，在矫治器中/上的传感器的全部或预定义子集的)适当接触。适配不良的装置可能无法与所有传感器完全接触，或者可能与表明接触不良的传感器的子集接触。处理器还可以被配置为检查接触的强度，并且可以指示信号的水平(指示接触/非接触)在指示良好接触的范围或阈值之外。处理器可以记录和/或发送该信息。在一些变型中，该信息可以被记录，以供牙科专业人员以后使用和/或可以用于警告患者(例如，通过在智能手机、平板电脑等上的显示器，和/或通过SMS、文本消息等)应该调整矫治器。

因此，本文描述的装置和方法可以被配置为检测(“智能检测”)下颌重新定位装置的定位特征的接合，确定腭扩张器的扩张率或识别口内矫治器中的缺陷。例如，如本文将更详细地描述的，本文描述的任何装置可被配置有一个或多个传感器，该一个或多个传感器检测口腔矫治器的不同部分之间和/或不同口腔矫治器或口腔矫治器的组件之间的相互作用。例如，下颌重新定位装置可包括与第一口腔矫治器(例如，下牙弓矫治器)和第二口腔矫治器(例如，上牙弓矫治器)接合的接触区域。本文所述的装置可以检测并确定第一口腔矫治器和第二口腔矫治器之间的相互作用。例如，这样的装置可以监测上牙弓和下牙弓之间的咬合相互作用(例如，牙尖吻合)。矫治器的一个或两个咬合面上的传感器可以检测与相对的牙齿矫治器的相互作用，或者在某些变型中，检测与相对牙弓上的牙齿的相互作用。

如所提及的，本文描述的方法和装置通常可以与用于监测正畸矫治器的任何监测装置一起使用或作为其一部分。监测可以是连续的(例如，始终打开)，也可以以固定频率(例如，在0.001Hz和1KHz之间、在1和120次/小时之间、在1和24次/天之间等等)进行采样，或在插入装置后在离散时间进行采样。例如，本文描述了可以被配置为记录来自诸如正畸对准器等矫治器的传感器数据的装置。

例如，在这些装置中的任何一个中，数据可以存储在监测装置上的物理存储器中，并且可以由与监测装置通信的另一装置来检索。可以以无线方式进行检索，例如，使用近场通信(NFC)和/或蓝牙(BLE)技术来使用智能手机或其他手持装置检索数据。具体地，本文描述了使用它们的正畸装置，该正畸装置包括一个或多个传感器(例如，温度传感器、电容传感器、压力传感器等)、一个或多个处理器(例如，CPU等)、通信模块(例如，NFC通信模块)、天线和电源(例如，电池等)。壳体或保持器可以用于增强信号和/或将信号从小型监测装置中继到诸如智能手机等手持装置。

在一些示例中，包括(或配置为)口内矫治器的正畸装置通常可以被配置为监测口内矫治器的状态，并且可以包括包围电源和监测电路的壳体，该监测电路包括：处理器、存储器和一个或多个传感器、以及包围壳体的弹性二次注塑成型(overmold)。通常，本文所述的任何正畸装置的尺寸可被设计成适配地抵靠在一个牙齿上或适配在一个牙齿上。因此，传感器(多个)以及任何相关的电子设备(存储器、处理器、电源等)可以是紧凑型的，并且被配置成基本上不会侵入患者的口腔。例如，包围传感器或附属的电子装置的一部分的壳体的最大直径可以为2cm或更小、1.5cm或更小、1.0cm或更小、0.9cm或更小、0.8cm或更小、0.7cm或更小、0.6cm或更小等。监测装置壳体通常可以是薄的(例如，1.0cm或更小、0.9cm或更小、0.8cm或更小、0.7cm或更小、0.6cm或更小、0.5cm或更小、0.4cm或更小等)。在这些装置中的任何一个中，监测电路可以被配置用于有线连接，例如，可以包括在壳体外部的多个数据电极。

尽管本文描述的装置和方法包括近场通信(NFC)的许多示例，包括NFC到NFC通信，但是本文描述的任何方法和装置可以与其他类型的无线通信模式一起使用，包括但不限于Wi-Fi、无线电(RF、UHF等)、红外(IR)、微波、蓝牙(包括，低功耗蓝牙或BLE)、磁场感应(包括NFC)、Wimax、Zigbee、超声等。特别地，本文描述的方法和装置可以包括在这些不同的无线模式之间转换的装置。

例如，本文描述的是包括传感器(例如，成对的传感器发射器和传感器接收器)的正畸矫治器系统，该传感器检测传感器发射器和传感器接收器之间的相对位置和/或方向。传感器发射器和传感器接收器可用于确定正畸矫治器的状态(诸如，正畸矫治器的变形、正畸矫治器中的缺陷等)和/或使用例如正畸矫治器的依从性。这些正畸矫治器系统还可用于跟踪矫治器的有效性，包括跟踪牙齿和/或腭移动。

例如，本文描述了正畸矫治器系统，包括：第一正畸矫治器，配置为容纳患者的牙齿；传感器接收器，设置在第一矫治器上或之中，其中，传感器接收器被配置为检测来自传感器发射器的信号，该传感器发射器在第一矫治器的另一部分上或在对象佩戴的第二正畸矫治器上；以及至少一个处理器，被配置为从传感器接收器接收传感器数据，并确定传感器接收器与传感器发射器之间的相对位置、方向、或位置和方向。

例如，正畸矫治器系统可以包括：正畸矫治器，配置为容纳患者的牙齿；传感器发射器，在第一位置处设置在矫治器上或之中；传感器接收器，在第二位置处设置在矫治器上或之中，其中，传感器接收器被配置为检测来自传感器发射器的信号；以及至少一个处理器，被配置为从传感器接收器接收传感器数据，并确定传感器接收器与传感器发射器之间的相对位置、方向、或位置和方向。

在这些装置中的任何一个中，传感器接收器和传感器发射器可以被配置为发射和检测电磁能(例如，电流、电压、电场、磁场等)和/或光能(例如，光)。例如，传感器接收器可以是以下中的一个或多个：光学传感器、电磁传感器、电容传感器或磁传感器。传感器发射器可以被配置为发射电磁能和/或光能用于传感器接收器进行检测。在一些变型中，同一传感器可以被配置为即是传感器接收器也是传感器发射器。例如，传感器发射器可以是被配置为接收和/或发射电能(例如，用于检测电压、电流、电容等)的电极。

如所提及的，这些系统中的任何一个可以包括至少一个处理器，该至少一个处理器可以被设置在正畸矫治器上或内部；可替代地，处理器可以位于远程。例如，一个处理器可以经由在第一正畸矫治器上或之中的电气走线被耦合和/或可以与传感器接收器无线通信。

第一正畸矫治器和第二正畸矫治器可以是可移除的。例如，正畸矫治器可包括具有多个牙齿容纳腔的聚合物壳体。

这些系统中的任何一个都可以包括第二正畸矫治器；传感器发射器可以在第二个正畸矫治器上或之中。可替代地，传感器发射器可以与传感器接收器在同一(例如，第一)正畸矫治器上。

在一些变型中，系统被配置为监测下颌的重新定位。例如，第一正畸矫治器可包括第一下颌重新定位特征，第二正畸矫治器可包括第二下颌重新定位特征；处理器可以被配置为确定第一下颌重新定位特征和第二下颌重新定位特征之间的相对位置、方向、或位置和方向。

这些系统中的任何一个都可以包括设置在第一正畸矫治器上或内部的无线通信电子装置，该无线通信电子装置被配置为将传感器数据传送到至少一个处理器。

这些系统中的任何一个可以包括被配置为存储传感器数据的非暂时性计算机可读存储介质。

至少一个处理器可以被配置为指示正畸矫治器是以下中的一个或多个：变形的、具有缺陷的、非常接近传感器接收器的、和/或正畸矫治器正向患者的牙齿施加力。例如，处理器可以被配置为基于接收到的信号来检测传感器接收器和传感器发射器的相对位置和/或方向的变化；这些变化可以随着时间而受到监测。在一些变型中，一个或多个处理器监测传感器发射器和传感器接收器的相对位置的变化率。

处理器可以将来自传感器发射器/传感器接收器对(例如，传感器接收器)的信号转换为距离和/或强度。例如，在一些变型中，处理器包括存储器，该存储器存储一个或多个用于将传感器值转换成距离的查找表。

通常，正畸矫治器可以是例如腭扩张器、牙齿对准器等。

本文还描述了使用本文描述的任何装置来监测正畸矫治器的方法。例如，监测正畸矫治器的方法可以包括：将第一正畸矫治器定位在患者的口中，以使第一正畸矫治器容纳患者的至少一些牙齿；从患者口内的传感器发射器发出信号；利用第一正畸矫治器上或之中的传感器接收器接收信号；将信号发送到至少一个处理器；确定传感器接收器和传感器发射器之间的相对位置、方向、或位置和方向；以及输出与传感器接收器和传感器发射器之间的相对位置方向、或位置和方向有关的指示符。

例如，用于监测正畸矫治器的方法可以包括：将第一正畸矫治器定位在患者的口中，以使第一正畸矫治器容纳患者的至少一些牙齿；将第二正畸矫治器放置在患者的口中，其中，第二正畸矫治器容纳患者的至少一些牙齿；从第二正畸矫治器上或之中的传感器发射器发出信号；利用第一正畸矫治器上或之中的传感器接收器接收信号；将信号发送到至少一个处理器；在处理器中确定传感器接收器和传感器发射器之间的相对位置、方向、或位置和方向；以及从处理器输出传感器接收器和传感器发射器之间的相对位置方向、或位置和方向。

定位第一正畸矫治器可以包括定位第一正畸矫治器，其中，传感器接收器在第一下颌重新定位特征上或之中。

从传感器发射器发出信号可以包括发射电磁信号或光信号。例如，电磁信号可以包括以下中的一个或多个：电信号、磁信号、电流。

这些方法中的任何一种还可以包括将第二正畸矫治器定位在患者的口中，其中传感器发射器在第二正畸矫治器上或之中。

发出信号可以包括从传感器发射器发出信号，此外，其中传感器发射器在第一正畸矫治器上或之中。发送信号可以包括无线发送信号。

确定传感器接收器与传感器发射器之间的相对位置、方向、或位置和方向可包括指示正畸矫治器是变形的，此外，其中输出与相对位置方向或位置和方向有关的指示符可包括输出正畸矫治器是变形的。确定传感器接收器与传感器发射器之间的相对位置、方向、或位置和方向可以包括指示正畸矫治器具有缺陷，此外，其中输出与相对位置方向或位置和方向有关的指示符可以包括输出正畸矫治器具有缺陷。确定传感器接收器与传感器发射器之间的相对位置、方向、或位置和方向可以包括指示传感器接收器与传感器发射器非常接近，此外，其中输出与相对位置方向或位置和方向有关的指示符可以包括输出传感器接收器和传感器发射器之间的接近度。在一些变型中，确定传感器接收器与传感器发射器之间的相对位置、方向、或位置和方向包括指示正畸矫治器正在向患者的牙齿施加力，此外，其中输出与相对位置方向或位置和方向有关的指示符包括输出正畸矫治器正在向患者的牙齿施加力或输出施加的力。

与传感器接收器和传感器发射器之间的相对位置、方向、或位置和方向有关的指示符可以包括带有或不带有单位的数字指示符(例如，位置值、坐标、随时间的变化率等)，和/或传感器发射器和传感器接收器(或它们连接到的第一正畸矫治器和/或第二正畸矫治器的一部分)之间的位置和/或方向未发生变化、发生了变化、在一定范围或程度内发生了变化的指示符。

本文还描述了指示正畸矫治器的一个或多个状态的方法、系统和装置。例如，本文描述了正畸装置，包括：口内矫治器，配置为容纳患者牙齿；第一传感器，设置在口内矫治器上或之中；第二传感器，设置在口内矫治器上或之中；以及至少一个处理器，被配置为从第一传感器和第二传感器接收传感器数据，并基于传感器数据指示正畸装置的状态。第一传感器和第二传感器包括以下中的一个或多个：电容传感器、磁传感器、力传感器、压力传感器和光学传感器。

如上所述，至少一个处理器可以设置在口内矫治器上或内部。至少一个处理器可以设置在远离正畸装置的电子装置上或内部。例如，这些装置可以包括设置在第一口内矫治器或第二口内矫治器上或内部的无线通信电子装置，该无线通信电子装置被配置为将传感器数据从第一传感器和第二传感器传送到至少一个处理器。

口内矫治器可包括具有多个牙齿容纳腔的聚合物壳体。该装置可以包括被配置为存储来自第一传感器和第二传感器的传感器数据的非暂时性计算机可读存储介质。至少一个处理器可以被配置为指示正畸装置变形。至少一个处理器可以被配置为指示正畸装置具有缺陷。

至少一个处理器可以被配置为指示第一传感器与第二传感器非常接近。至少一个处理器被配置为指示正畸装置正在向患者的牙齿施加力。至少一个处理器可以被配置为指示第一传感器相对于第二传感器的位置的位置。

本文还描述了用于监测正畸装置的方法。例如，一种方法可以包括：将口内矫治器定位在患者的口腔中，该口内矫治器被配置为容纳患者的牙齿并且包括多个传感器，每个传感器均定位在口内矫治器的不同部分上或之中；从多个传感器中的每一个接收感测到的参数；以及基于感测到的参数确定正畸装置的状态。感测到的参数可以包括以下中的一个或多个：电容、磁场、力测量、电压和阻抗。确定步骤可以包括确定口内矫治器的第一部分相对于口内矫治器的第二部分是否正确地对准。确定步骤可以包括确定口内矫治器是否变形。

确定步骤可以包括确定口内矫治器是否具有缺陷。确定步骤可以包括确定口内矫治器是否正在向患者的牙齿施加适当的力。

如上所述，这些方法和装置中的任何一个都可以被配置为使用正畸矫治器来监测下颌的重新定位。例如，确定矫治器的下颌重新定位特征之间的正确的相互作用。

下颌重新定位系统可以包括：第一口内矫治器，配置为容纳患者的上牙并且包括第一下颌重新定位特征；第一传感器，设置在第一下颌重新定位特征上或之中；第二口内矫治器，配置为容纳患者的下牙并且包括第二下颌重新定位特征；第二传感器，设置在第二下颌重新定位特征上或之中；至少一个处理器，被配置为从第一传感器和第二传感器中的一个或两个接收传感器数据，以检测第一下颌重新定位特征和第二下颌重新定位特征之间的接触。第一传感器和第二传感器可以包括以下中的一个或多个：电容传感器、磁传感器、力传感器、压力传感器和光学传感器。

至少一个处理器可以设置在第一口内矫治器或第二口内矫治器上或内部。至少一个处理器可以设置在远离第一口内矫治器和第二口内矫治器的电子系统上或内部。这些系统中的任何一个都可以包括设置在第一口内矫治器或第二口内矫治器上或内部的无线通信电子装置，该无线通信电子装置被配置为将传感器数据从第一传感器和第二传感器传送到至少一个处理器。

第一口内矫治器和第二口内矫治器可包括具有多个牙齿容纳腔的聚合物壳体。

在一些变型中，该系统还包括第三传感器，该第三传感器设置在第一下颌重新定位特征上或之中；第四传感器，设置在第二下颌重新定位特征上或之中；其中，第一传感器设置在第一下颌重新定位特征的第一侧上，第三传感器设置在第一下颌重新定位特征的第二侧上，第二传感器设置在第二下颌重新定位特征的第一侧上，第四传感器设置在第二下颌重新定位特征的第二侧上；其中，至少一个处理器被配置为从第一传感器、第二传感器、第三传感器和第四传感器接收传感器数据，以在第一传感器接触第二传感器时检测适当的定位，以及在第三传感器接触第四传感器时检测反向的定位。

本文还描述了用于监测下颌重新定位系统的方法，该方法包括：从佩戴在患者口中的第一正畸矫治器的多个第一传感器和佩戴在患者口中的第二正畸矫治器的多个第二传感器接收感测到的参数，其中，第一正畸矫治器被配置为容纳患者的上牙，并且包括多个第一传感器，该多个第一传感器在第一口内矫治器的第一定位特征上或与其相邻，此外，其中第二正畸矫治器被配置为容纳患者的下牙，并且包括多个第二传感器，该多个第二传感器在第二口内矫治器的第二定位特征上或与其相邻；以及基于感测到的参数确定第一定位特征和第二定位特征之间的接合。

本文还描述了用于通过检测腭中缝的移动/分离，包括在施加力以扩张腭中缝的同时进行检测，来监测腭扩张的装置(设备和系统)。例如，本文描述的腭扩张器装置包括：腭扩张器主体，包括腭区域和被配置为容纳患者上牙弓的牙齿的牙齿容纳区域；传感器，设置在腭扩张器主体的腭区域上或之中；至少一个处理器，被配置为从传感器接收传感器数据并基于传感器数据确定患者的腭区域的扩张状态。传感器可以包括以下中的一个或多个：力传感器、光学传感器、应变仪、电容电极。至少一个处理器可以设置在腭扩张器主体上或内部。

至少一个处理器可以设置在远离腭扩张器装置的电子装置上或内部。这些装置中的任何一个可以包括设置在第一口内矫治器或第二口内矫治器上或内部的无线通信电子装置，该无线通信电子装置被配置为将传感器数据从传感器传送到至少一个处理器。腭扩张器主体可包括具有多个牙齿容纳腔的聚合物壳体。至少一个处理器可以基于传感器数据估计患者的腭中缝的大小。例如，至少一个处理器可以基于传感器数据确定腭扩张器装置的变形中的变化。在一些变型中，至少一个处理器基于传感器数据确定腭扩张器装置的扩张力。

本文还描述了监测腭扩张的方法，该方法包括：当患者佩戴腭扩张器装置，从腭扩张器装置上的一个或多个传感器接收传感器数据，其中，腭扩张器包括腭扩张器主体，包括腭区域和牙齿容纳区域，其中，一个或多个传感器在腭区域上或之中；在一个处理器中监测来自传感器的传感器数据，以便基于传感器数据确定患者腭的扩张状态；以及输出患者腭的扩张状态的指示符。

接收传感器数据可包括从一个或多个传感器接收传感器数据，包括从与患者的腭中缝相对定位的成对的传感器接收传感器数据。接收传感器数据可包括从一个或多个传感器接收传感器数据，包括从一个或多个光学传感器接收传感器数据。

接收传感器数据可包括从一个或多个传感器接收传感器数据，包括从一个或多个电容传感器接收传感器数据。监测可包括在大于一天的时间段内(例如，大于：24小时、36小时、48小时、3天、4天、5天等)进行监测。监测可以是连续的(例如，以周期性间隔，例如，100Hz、10Hz、1Hz、1/分钟、每2分钟、每3分钟、每5分钟、每10分钟、每30分钟、每小时等)或以离散的间隔(例如，在用户要求时，等)。如上所述，这些方法中的任何一种都可以包括将传感器数据无线发送到一个或多个处理器。

附图说明

本发明的新颖特征在所附权利要求书中具体阐述。通过参考下面的详细描述和附图，将获得本发明特征和优点的更好的理解，以下详细描述阐述了其中利用本发明的原理的说明性实施例，附图中：

图1A示出了牙齿重新定位矫治器的示例。

图1B-图1D示出了牙齿重新定位系统的示例。

图2示出了使用多个矫治器的正畸治疗的方法。

图3示意性地示出了监测装置(示为ECI装置)的示例。

图4示出了流程图，该流程图示出了用于监测正畸装置的方法。

图5A示出了包括被配置为确定和/或监测对准器的状态的对准器矫治器的装置的第一示例。

图5B示出了包括被配置为确定对准器的状态的成对的对准器(上牙弓、下牙弓)的装置的第二示例。

图6A-图6B示出了包括下颌重新定位装置的正畸装置的一个实施例。

图6C-图6E示出了可以检测定位特征的正确接合和反向接合两者的下颌重新定位装置的示例。

图7是包括具有成对的传感器(例如，电容传感器)的接合特征的下颌重新定位装置的一部分的示例。

图7A-图7B示出了被配置为评估装置质量的图7中所示的下颌重新定位装置(放大的)的传感器的操作。

图8示出了具有传感器的牙齿矫治器，该传感器可以检测矫治器中的缺陷。

图9A是通过患者的头部进行的扫描的示例，示出了在腭中缝处的腭粘膜的厚度；在一些变型中，本文描述的装置可以被配置为包括一个或多个传感器的腭扩张器。传感器可以被配置为确定该腭中缝区域的厚度和/或腭扩张器的状态。

图9B是腭扩张器装置的示例，该腭扩张器装置可以适于包括一个或多个传感器，用于确定腭的性质和/或腭扩张器的状态，如本文所述。

图10A-图10F示出了腭扩张器装置的示例，腭扩张器装置可以包括任何数量或类型的传感器，以基于传感器数据确定腭扩张器装置的扩张状态。

具体实施方式

本文描述的正畸装置被配置为基于传感器数据来确定正畸装置的状态。正畸装置的状态通常是指装置的运行状况。例如，正畸装置的状态可以指正畸矫治器的患者接触的状态，包括与患者口腔的相关部分(牙齿、牙龈、腭等)接触的程度和/或持续时间和/或与另一个正畸装置或正畸装置的另一个区域接触的程度和/或持续时间。可替代地或附加地，正畸装置的状态可以指正畸矫治器的完整性的状态，包括检测和/或监测装置中的任何损坏或缺陷(例如，破损、撕裂、龋洞等)。

本文所述的任何装置可以被配置为监测以下中的一个或多个：正畸矫治器的操作(包括状态，例如运行状态)，和/或监测用户佩戴矫治器的依从性，和/或监测正畸矫治器的整体磨损或状况，和/或监测矫治器与患者的解剖结构(例如，牙齿、牙龈、腭等)之间的相互作用。

通常，这些装置包括一个或多个正畸矫治器和在正畸矫治器上的一个或多个传感器，该一个或多个传感器被配置为检测可用于确定正畸装置的状态的一个或多个参数。一个或多个传感器可以基于它们在正畸矫治器上和/或在正畸矫治器中的位置和/或基于它们的形状和尺寸，和/或基于传感器的类型来配置。可以使用任何适当类型的传感器，包括：电传感器(例如，检测电容、电导等)、力传感器(例如，检测压力、应变等)、热传感器等。本文提供了传感器的示例。传感器可以被嵌入在正畸装置内并且被定向为直接地感测正畸矫治器的特性而不是患者。例如，传感器可以被定向为远离患者，而朝向正畸矫治器的主体。

这些装置中的任何一个可以包括被配置为与一个或多个传感器通信的一个或多个处理器。处理器可以附接到正畸矫治器和/或与正畸矫治器一体。例如，处理器可以从一个或多个传感器接收传感器输入，并且可以发送控制命令以激活/停用和/或调制传感器。处理器可以控制感测的时机。处理器可以调整功率。处理器还可包括或连接到用于存储数据(原始数据和/或处理后的数据)的存储器。处理器还可以在功能上连接到通信模块(例如，无线通信电路，诸如蓝牙、WiFi等)。

如以下将更详细描述的，处理器可以分析来自一个或多个传感器的传感器数据，以确定正畸装置的状态。可以在附接到正畸矫治器(在正畸矫治器上或之中)的一个或多个处理器上执行传感器数据的分析，或者一个或多个处理器(包括附加的矫治器外(off-appliance)的处理器)可以用于分析或进一步分析数据来确定正畸矫治器的状态。

例如，正畸装置可记录来自口内矫治器(诸如牙齿/正畸对准器，包括壳体对准器)的传感器数据。正畸装置记录的数据可以存储在装置上的物理存储器中，并且可以由另一装置检索。特别地，可以通过诸如智能电话、平板电脑等手持式电子通信装置来检索所描述的数据。手持式电子装置可以包括用户界面以增强正畸装置与电子装置之间的通信，并且可以向用户(例如，患者)和/或技师、医师、牙医、正畸医生或其他医学/牙科从业人员提供反馈。一旦数据被发送到手持装置，就可以处理(或进一步处理)数据和/或将其传递到远程处理器、存储器和/或服务器。

如所提及的，本文描述的用于监测正畸矫治器(例如，可移除的口内矫治器)的装置和方法可以生成与口内矫治器有关的传感器数据。可以对传感器数据进行处理和分析，以确定矫治器是否正确地起作用或具有缺陷。另外，传感器数据可用于提供有关装置状态的信息。有利地，本文描述的装置和方法可以提供能够生成更可靠和准确的患者依从性数据的集成电子感测和记录系统，主治医生可以使用该数据来跟踪正畸装置的状态并提高治疗功效。另外，本文描述的正畸装置可提供对矫治器设计有用的高价值感测数据。在一些实施例中，由本文描述的正畸装置提供的感测数据可以用作反馈以修改进行中的正畸治疗的参数，也称为自适应闭环治疗计划。例如，有关矫治器与患者口腔之间的接触信息和/或有关矫治器中的缺陷或磨损的信息可用于确定是否应使用矫治器的替换或修改版本。

如所提及的，在本文描述的任何方法和装置中，正畸装置的状态的全部或一些传感器数据可以用作对治疗计划的反馈，该治疗计划包括矫治器是其一部分的治疗计划，从该矫治器收集传感器数据。例如，指示矫治器的一个或多个部分的位置和/或方向的相对变化的传感器数据可用于估计和/或粗略估计所有或部分患者牙列的移动，并且该信息可用于修改治疗计划，包括一个或多个阶段的持续时间、一个或多个当前和/或将来阶段的修改等。这些方法和装置中的任何一个都可以向患者和/或用户(例如，医生、牙医、正畸医生、技师等)提供关于矫治器和/或治疗计划的性能的反馈。可以实时报告和/或实施反馈或在一定时间延迟后报告和/或实施反馈。

在本文描述的任何方法和装置中，用于检测正畸装置的状态的一个或多个传感器可以用于完善治疗计划。完善治疗计划可以包括减少或消除对原始治疗计划的修改次数和/或延长治疗计划的持续时间(一个或多个阶段的全部或渐进的持续时间)。例如，使用一个或多个传感器来检测正畸装置的状态可以提供反馈，该反馈可以用于即时调整治疗计划或治疗计划的一个或多个阶段，这可以减少所需调整的总数。在一些变型中，可以基于正畸装置的状态的传感器数据来调整治疗计划，以进一步调整后续佩戴的正畸矫治器；如果传感器数据表明例如对准器的一部分处于超出预期值的应变或应力之下，则这可能表明牙齿、成组的牙齿和/或腭区域未响应矫治器正施加的力而移动。因此，该系统或装置可以例如通过以下方式来相应地调整治疗计划：通过佩戴矫治器直到矫治器上的力和/或矫治器的(全部或区域的)相对位置或方向在确定的范围内，和/或通过提供可以根据预期值来解决变化的附加矫治器。

正畸装置可以是任何正畸装置、系统等，尤其包括正畸矫治器，例如对准器、腭扩张器和/或下颌重新定位装置。本文描述的正畸装置可以是可移除的(例如，由患者移除)，或者它们可以是附着的(例如，由牙科专业人员)。正畸装置可包括多个正畸矫治器，包括上牙弓矫治器和下牙弓矫治器。在一些变型中，本文描述的装置和方法可以检测多个单独的正畸矫治器之间的相互作用。在下面详细描述这些变型的每一个的示例。

本文所述的各种实施例可以用作佩戴在患者口中的各种类型的口内矫治器的一部分或与之结合。口内矫治器可以是正畸矫治器，例如，对准器或弓丝-托槽矫治器(wire-and-bracket appliance)，用于将患者的一个或多个牙齿重新定位到期望的排列，例如，用于矫正咬合不正。替代地或附加地，口内矫治器(例如保持器)可以用于将患者的一个或多个牙齿保持在当前的排列中。适合与本文的实施例结合使用的口内矫治器的其他示例包括护齿器、下颌重新定位装置和腭扩张器。

关于图1A大体上示出了具有牙齿容纳腔的矫治器，该牙齿容纳腔例如通过施加力来容纳并可以重新定位牙齿。图1A示出了示例性牙齿重新定位矫治器或对准器100，该牙齿重新定位矫治器或对准器100可以由患者佩戴，以实现颌中的各个牙齿102的渐进重新定位。该矫治器可以包括壳体，该壳体具有容纳牙齿并弹性地重新定位牙齿的牙齿容纳腔。可以使用牙齿的物理模型间接地制造矫治器或其一部分。例如，可以使用牙齿的物理模型和合适的聚合物材料片层来形成矫治器(例如，聚合物矫治器)。在一些实施例中，例如使用快速原型制造技术从矫治器的数字模型直接制造物理矫治器。

尽管诸如图1A-图1D所示的那些矫治器可以被称为聚合物壳体矫治器，但是本文公开的实施例非常适合与容纳牙齿的许多矫治器(例如，没有一种或多种聚合物或壳体的矫治器，或者带有部分牙齿容纳区域的壳体)一起使用。可以利用许多材料(例如，金属、玻璃、增强纤维、碳纤维、复合材料、增强复合材料、铝、生物材料及其组合)中的一种或多种来制造该矫治器。该矫治器可以以多种方式配置，例如通过热成型或直接制造(例如，3D打印、增材制造)。替代地或组合地，可以通过机械加工来制造矫治器，例如，利用计算机数控加工从材料块制造矫治器。

矫治器可适配上颌或下颌中存在的所有牙齿或少于所有牙齿。矫治器可以被特别设计成容纳患者的牙齿(例如，牙齿容纳腔的拓扑与患者牙齿的拓扑匹配)，并且可以基于通过压模、扫描等生成的患者牙齿的阳或阴模型来制造矫治器。可替代地或附加地，矫治器可以是被配置为容纳牙齿的通用矫治器，而不一定配置为匹配患者牙齿的拓扑。在一些情况下，只有矫治器容纳的某些牙齿将由该矫治器重新定位，而其他牙齿可以提供基部或锚点区域，以在该矫治器针对作为重新定位的牙齿施加力时将矫治器保持在适当的位置。在一些情况下，在治疗期间的某个时间点可以重新定位部分、大部分甚至全部牙齿。移动的牙齿也可以用作基部或锚点，用以在患者佩戴矫治器时保持矫治器。通常，不提供线或其他装置用于将矫治器保持在牙齿上的合适位置。但是，在一些情况下，可能希望或有必要在牙齿102上提供单独的附件或其他锚定元件104，并在矫治器100中具有相应的容纳部或孔106，以便矫治器可以在牙齿上施加选定的力。在转让给阿莱恩技术(Align Technology)有限公司的许多专利和专利申请中(例如，在包括美国专利号6,450,807和5,975,893中)以及该公司的网站(该网站可在互联网上访问(例如，参见URL“invisalign.com”)上描述了示例矫治器，包括在

System中使用的那些矫治器。适合与正畸矫治器一起使用的牙齿安装的附件的示例也在转让给阿莱恩技术有限公司的专利和专利申请中描述，包括例如美国专利号6,309,215和6,830,450。

诸如图1A中所示的那些矫治器也可以用作其他口腔矫治器的平台或支撑，这些其他口腔矫治器不移动牙齿(或者除了其他治疗作用之外还移动牙齿)，但是例如可以调整咬合或重塑腭。例如，下颌重新定位装置可以包括成对的主体区域，成对的主体区域还在类壳状结构(一个用于上颌，一个用于下颌)内包括被配置为固定在患者牙齿上或上方的牙齿容纳腔。牙齿容纳部分可以提供支撑，诸如定位特征等其他区域可以支撑在该牙齿容纳部分。类似地，腭扩张器装置除了包括被配置为与患者的腭相邻的腭区域之外，还可以包括一个或多个牙齿容纳部分。

图1B-图1D示出了包括多个矫治器112、114、116的牙齿重新定位系统110(被配置为一系列对准器)的示例。本文描述的任何矫治器可以被设计和/或设置为在牙齿重新定位系统中使用的成组的多个矫治器的一部分。每个矫治器可以被配置为使得牙齿容纳腔具有与打算用于矫治器的中间或最终牙齿排列相对应的几何形状。通过将一系列渐进位置调整装置放置在患者牙齿上，可以将患者的牙齿从初始牙齿排列逐渐重新定位到目标牙齿排列。例如，牙齿重新定位系统110可以包括与初始牙齿排列相对应的第一矫治器112、与一个或多个中间排列相对应的一个或多个中间矫治器114以及与目标排列相对应的最终矫治器116。目标牙齿排列可以是在所有计划的正畸治疗结束时为患者的牙齿选择的计划的最终牙齿排列。可替代地，目标排列可以是在正畸治疗过程中患者牙齿的一些中间排列之一，其可以包括各种不同的治疗情景，包括但不限于如下情况：建议手术的情况、邻面去釉(IPR)是合适的情况、安排进度检查的情况、锚放置为最佳的情况、期望腭扩张的情况、涉及修复性牙科(例如，镶嵌、高嵌体、牙冠、牙桥、种植、贴面等)的情况，等等。这样，可以理解，目标牙齿排列可以是遵循一个或多个渐进重新定位阶段的患者牙齿的任何规划的所得排列。同样，初始牙齿排列可以是患者牙齿的任何初始排列，在该初始排列后是一个或多个渐进重新定位阶段。

可以以多种方式制造本文提出的正畸矫治器的各种实施方式。作为示例，可以使用间接制造技术来生产本文中的矫治器(或其一部分)的一些实施例，例如通过在阳模或阴模上热成型。正畸矫治器的间接制造可涉及以下步骤：(例如，通过快速原型制作、铣削等)生产处于目标排列的患者牙列的阳模或阴模，在模具上热成型一个或多个材料片以产生矫治器壳体。替代地或组合地，可以直接制造本文中的矫治器的一些实施例，例如使用快速原型制作、立体光刻、3D打印等。

可以根据针对患者的治疗计划(例如，涉及连续施用多个矫治器以渐进地重新定位牙齿的治疗计划)来确定本文中的正畸矫治器的配置。可以使用基于计算机的治疗规划和/或矫治器制造方法，以便于矫治器的设计和制造。例如，可以借助计算机控制的制造装置(例如计算机数控(CNC)铣削、计算机控制的快速原型制作(例如3D打印)等)来数字化地设计和制造本文所述的一个或多个矫治器组件。本文提出的基于计算机的方法可以提高矫治器制造的准确性、灵活性和便利性。

在一些实施例中，诸如图1A所示的矫治器等正畸矫治器在被正确佩戴时，可以在矫治器的牙齿容纳腔与容纳的牙齿和/或附件之间的一个或多个接触点处向牙齿的牙冠和/或位于牙齿上的附件施加力。这些力中的每一个的大小和/或它们在牙齿表面上的分布可以确定所导致的正畸牙齿移动的类型。牙齿移动可以在空间的任何平面上沿任何方向，并且可以包括沿着一个或多个轴的旋转或平移中的一个或多个。牙齿移动的类型包括挤压、侵入、旋转、倾翻、平移和牙根移动及其组合，如本文进一步讨论的。牙冠的牙齿移动大于牙根的移动可以称为倾翻。牙冠和牙根的相等移动可以称为平移。牙根的移动大于牙冠的移动可称为牙根移动。

图2示出了根据实施例的使用多个矫治器的正畸治疗的方法200。可以使用本文描述的任何矫治器或矫治器集合来实践方法200。在步骤210中，将第一正畸矫治器应用到患者的牙齿上，以便将牙齿从第一牙齿排列重新定位到第二牙齿排列。在步骤220中，将第二正畸矫治器应用到患者的牙齿上，以便将牙齿从第二牙齿排列重新定位到第三牙齿排列。可以根据需要，使用顺序的矫治器的任何合适数量和组合来重复方法200，以便将患者的牙齿从初始排列渐进地重新定位到目标排列。可以在同一阶段或时间点成组或分批(例如，在治疗阶段的开始)制造这些矫治器，或者可以一次制造一个矫治器，并且患者可以佩戴每个矫治器直到不再感觉到每个矫治器对牙齿的压力或直到已经达到对于该给定阶段的表现的最大牙齿移动量。在患者佩戴多个矫治器中的任何一个之前，可以设计甚至制造多个不同的矫治器(例如，一套)。在佩戴矫治器适当的一段时间后，患者可以用该系列中的下一个矫治器替换当前的矫治器，直到不再有矫治器为止。矫治器通常不固定在牙齿上，并且患者可以在治疗期间的任何时间放置和更换矫治器(例如，患者可移动的矫治器)。该系列中的最终矫治器或若干矫治器可具有选择用于过度矫正牙齿排列的一个或多个几何形状。例如，一个或多个矫治器可以具有这样的几何形状，该几何形状(如果完全实现的话)会将各颗牙齿移动超出已经被选择为“最终”的牙齿排列。这种过度校正可能需要的，以便抵消在重新定位方法已经结束之后潜在的复发(例如，允许各颗牙齿朝其预校正的位置移回)。过度校正也可以有利于加快校正速度(例如，具有超出期望的中间位置或最终位置放置的几何形状的矫治器可以以较大的速率将各颗牙齿移向该位置)。在这种情况下，可以在牙齿到达矫治器所确定的位置之前，终止该矫治器的使用。此外，可以故意进行过度校正，以补偿矫治器的任何不准确性或局限性。

然而，使用诸如如上所述那些对准器的可预测且有效的牙齿移动可能隐含地取决于患者的牙齿与对准器之间的良好接触。因此，治疗功效可能至少部分地取决于适配、患者正确地佩戴装置的能力以及装置本身的完整性。因此，本文描述的可以检测和监测这些参数的方法和装置可以改善患者的治疗和结果。

口内矫治器可以可操作地耦合到监测装置，该监测装置被配置为提供与口内矫治器的状态有关的数据。替代地或组合地，监测装置可以被配置为提供指示该装置的一个或多个特征的数据，例如电参数、弹性、诸如气泡或裂缝等缺陷、矫治器施加的力或矫治器的变形。口内矫治器的特性可以确定矫治器的状态。

本文描述的装置可以包括口腔矫治器(例如，对准器、腭扩张器等)以及包括以下中的一个或多个的状态监测子系统：传感器、处理器、存储器、通信电路(包括天线)、时钟、电源(例如，电池、电容器、电感器等)以及在这些组件之间进行通信和/或协调的连接和/或电路。状态监测子系统可以至少部分地集成到口腔矫治器中。例如，本文中所描述的装置可以通过定位并确定口腔内使用的监测子系统的尺寸而被配置用于患者的口腔中。例如，如下所述，可以限制监测装置的尺寸，以避免患者不适和/或便于集成到口内矫治器中。在一些实施例中，监测装置的高度或厚度小于或等于约1.5mm，或小于或等于约2mm。在一些实施例中，监测装置的长度或宽度小于或等于约4mm，或者小于或等于约5mm。可以根据需要改变监测装置的形状，例如，圆形、椭圆形、三角形、正方形、矩形等。例如，在一些实施例中，监测装置可以具有直径小于或等于大约5mm的圆形。

图3示意性地示出了正畸装置300，该正畸装置300包括被配置为要佩戴在患者的牙齿、牙龈和/或腭301中的一个或多个上的口内矫治器以及状态监测子系统302。状态监测子系统可以包括电子装置模块(“ECI”)303，其与矫治器上的一个或多个传感器连接或交互。正畸装置300可以与本文描述的系统和装置的任何实施例结合使用，并且正畸装置300的组件可以等同地适用于本文描述的正畸装置的任何其他实施例。正畸装置300的状态监测子系统303的全部或一部分，例如电子模块303，可以实现为专用集成电路(ASIC)，包括以下中的一个或多个：处理器302、存储器304、时钟308、通信单元310、天线312、电源管理单元314或电源316。一个或多个传感器306可作为电子装置的一部分被包括在内(例如，与之集成)，或者它们可以是分开的，并且可以通过一个或多个电气走线(例如，导线或其他走线)连接。处理器302(例如，中央处理单元(CPU)、微处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、逻辑或状态机电路等)，在本文中也称为控制器，可以被配置为执行本文所述的各种方法。存储器304包括本领域技术人员已知的各种类型的存储器，例如RAM(例如，SRAM、DRAM)、ROM(EPROM、PROM、MROM)或混合存储器(例如，闪存、NVRAM、EEPROM)等。存储器304可用于存储可由处理器302执行的指令，以执行本文提供的方法。另外，该存储器可用于存储由传感器306获得的传感器数据，如下面更详细地讨论的。

正畸装置300可以包括任意数量的传感器306，例如，一个、两个、三个、四个、五个或更多个传感器。在一些实施例中，使用多个传感器提供冗余，以增加所得数据的准确性和可靠性。一些或所有传感器306可以是相同的类型。传感器306中的一些或全部可以是不同的类型。适用于本文所述监测装置的传感器类型的示例包括：触摸或触觉传感器(例如，电容式、电阻式)、接近传感器、音频传感器(例如、微机电系统(MEMS)麦克风)、颜色传感器(例如，RGB颜色传感器)、电磁传感器(例如，磁簧传感器、磁力计)、光传感器、力传感器(例如，与力有关的电阻材料)、压力传感器、温度传感器、运动传感器(例如，加速度计、陀螺仪)、振动传感器、压电传感器、应变仪、pH传感器、电导率传感器、气流传感器、气体检测传感器、湿度或湿气传感器、生理传感器(例如，心电图传感器、生物阻抗传感器、光电容积描记器传感器、皮肤电反应传感器)或其组合。在一些实施例中，本文的传感器可以被配置为开关，该开关响应于特定类型的信号(例如，光的、电的、磁的、机械的等)而被启用和/或禁用。

在本文描述的任何装置和方法中，传感器可以被配置成感测或检测矫治器和/或矫治器的一个或多个区域相对于矫治器的一个或多个其他区域的方向的变化。例如，传感器可以是陀螺仪(例如，微机电系统(“MEMS”)陀螺仪或任何其他合适的陀螺仪和/或加速度计、和/或任何其他合适的移动传感器。

传感器306可以位于口内矫治器的任何部分处，例如，在远侧部分、近中部分、颊侧部分、舌侧部分、牙龈部分、咬合部分或其组合处或在上述各部分的附近。传感器306可以被嵌入在矫治器中，包括在这些区域或部分中的任何一个中。在使用多个传感器306的实施例中，一些或所有传感器可以位于矫治器和/或口腔内的不同部分处。替代地，一些或所有传感器306可以位于矫治器和/或口腔的相同部分处。

如果需要，可以使用模数转换器(ADC)(未示出)将模拟传感器数据转换为数字格式。如本文所述，处理器302可以处理由传感器306获得的传感器数据，以便确定矫治器的使用和/或患者的依从性。传感器数据和/或处理结果可以存储在存储器304中。可选地，存储的数据可以与时钟308(例如，实时时钟或计数器)生成的时间戳相关联。

正畸装置300可以包括通信单元310，该通信单元310被配置为将存储在存储器中的数据(例如，传感器数据和/或处理结果)发送到远程装置。通信单元310可以利用任何合适的通信方法，例如，有线或无线通信方法(例如，RFID、近场通信、蓝牙、ZigBee、红外等)。通信单元310可以包括用于向远程装置发送数据的发射器和天线312。可选地，通信单元310包括用于从远程装置接收数据的接收器。在一些实施例中，例如在数据传送期间或者如果装置300被无源地使用时，还可以使用由通信单元310利用的通信信道给装置300供电。

远程装置可以是任何计算装置或系统，例如移动装置(例如，智能手机)、个人计算机、膝上型计算机、平板电脑、可佩戴装置等。可选地，远程装置可以是云计算系统的一部分或与其连接(“在云中”)。远程装置可以与患者、主治医生、医师、研究人员等相关联。在一些实施例中，远程装置被配置为处理和分析来自监测装置300的数据，例如，以便监测患者依从性和/或矫治器使用情况、用于研究目的等。

正畸装置300可以由诸如电池等电源316供电。在一些实施例中，电源316是印刷和/或柔性电池，例如锌-碳柔性电池、锌-二氧化锰印刷柔性电池或固态薄膜氮氧磷锂电池。印刷和/或柔性电池的使用对于减小正畸装置300的状态监测子系统的整体尺寸并避免患者不适可以是有利的。例如，印刷电池可以被制造成各种形状，并且可以被堆叠以制造三维结构，例如以符合矫治器和/或牙齿的几何形状。同样，柔性电池可以配置为与牙齿和/或矫治器的表面齐平。替代地或组合地，可以使用其他类型的电池，例如超级电容器。在一些实施例中，电源316可以利用较低功率的能量收集方法(例如，热力学的、电动力学的、压电的)，以便为正畸装置300产生功率。可选地，电源316可以是可再充电的，例如，使用通孔感应或无线方法。在一些实施例中，当不使用矫治器时，患者可以给电源316再充电。例如，当刷牙时，患者可以移除口内矫治器，并将该矫治器放置在感应式功率集线器上，以对电源316进行再充电。

可选地，正畸装置300可以包括连接至电源316的电源管理单元314。电源管理单元314可以被配置为控制装置300的状态监测子系统何时处于激活状态(例如，使用来自电源316的功率)和装置300何时处于非激活状态(例如，不使用来自电源316的功率)。在一些实施例中，正畸装置300仅在某些时间是激活的，以降低功耗并减小电源316的尺寸，从而允许较小的状态监测子系统302。在一些实施例中，正畸装置300包括激活机构(未示出)，该激活机构用于控制正畸装置300的状态监测子系统何时处于激活状态(例如，通电，监测矫治器使用情况)以及正畸装置300的状态监测子系统何时处于休眠状态(例如，断电，不监测矫治器使用情况)。激活机制可以作为正畸装置300的分立组件设置，或者可以由处理器302、电源管理单元314或其组合实现。激活机制可用于减少正畸装置300使用的功率量，例如，通过在不使用时使装置300失活，这可以有利于减小电源316的尺寸，从而减小整个装置的尺寸。

传感器(或状态监测子系统的任何其他部分)可以以多种方式可操作地耦合至口内矫治器。例如，通过将传感器耦合到矫治器的一部分(例如，使用粘合剂、紧固件、闩锁、层压、模制等)和/或将其嵌入到装置内(例如，在形成装置时或之后)，可以将传感器与口内矫治器物理地集成在一起。例如，耦合可以是可释放的耦合，以允许从矫治器移除监测装置，或者可以是永久性耦合，其中监测装置被永久地固定到矫治器。替代地或组合地，传感器可以通过与矫治器一起封装、嵌入、印刷或以其他方式形成监测装置而与口内矫治器物理地集成。在一些实施例中，矫治器包括被配置为容纳患者牙齿的壳体，以及传感器可以与壳体物理地集成在一起。传感器可以位于壳体的内表面(例如，与容纳的牙齿相邻的表面)上、壳体的另一个表面(例如，远离容纳的的牙齿的表面)上、或者壳体的壁内。可选地，如本文进一步讨论的，壳体可以包括配置为容纳传感器的容器。

如本文所述的正畸装置可以包括：口内矫治器，配置为容纳患者的牙齿；第一传感器，设置在口内矫治器上或之中；第二传感器，设置在口内矫治器上或之中；以及至少一个处理器，被配置为接收来自第一传感器和第二传感器的传感器数据，并基于传感器数据指示正畸装置的状态。

通常，处理器可以适于或以其他方式配置成接收和处理传感器数据，并使用该传感器数据来确定作为装置的一部分的正畸矫治器的状态的一个或多个参数，例如，正畸矫治器的患者的接触的状态和/或正畸矫治器的完整性的状态。处理器可以包括非易失性存储器，该非易失性存储器包含用于执行本文描述的任何步骤的指令(例如，软件、固件等)，包括控制传感器和接收传感器数据，和/或处理数据以确定矫治器的状态(例如，矫治器的完整性的状态或与患者的接触质量)。例如，至少一个处理器可以被配置为指示正畸装置已损坏、磨损和/或变形。另外，处理器可以被配置为指示正畸装置具有缺陷。在一些示例中，至少一个处理器被配置为指示正畸装置正在向患者的牙齿施加适当的力。另外，至少一个处理器可以被配置为指示第一传感器相对于第二传感器的位置的位置。

在本文描述的任何装置中，该装置可以确定第一区域(对应于第一传感器)是否在第二区域(对应于第二传感器)的预定距离内，指示该装置被正确地佩戴和/或操作。例如，如果正畸装置是下颌重新定位装置，则处理器可以被配置为指示第一传感器与第二传感器非常接近，从而确定该装置的定位特征是否被适当地接合。

图4示出了流程图400，该流程图400示出了用于监测正畸装置以确定形成该装置的一部分的正畸矫治器的状态(例如，正畸矫治器的患者的接触的状态和/或正畸矫治器的完整性的状态)的方法的示例。在流程图400的步骤402处，该方法可以包括将口内装置定位在患者的口腔中。该口内装置可以包括被配置为容纳患者牙齿的矫治器，并且可以包括多个传感器，每个传感器定位在口内矫治器内以感测矫治器的特性。在一些示例中，口内矫治器是牙齿矫治器。该装置可以包括被配置为容纳患者的上牙的上牙弓对准器和被配置为容纳患者的下牙的下牙弓对准器。在另一示例中，口内装置可包括下颌重新定位矫治器(例如装置)。下颌重新定位装置可以包括被配置成彼此接合的重新定位特征。在又一示例中，口内矫治器可包括腭扩张器装置。

在流程图400的步骤404处，该方法还可以包括从多个传感器中的每一个接收感测到的值。感测到的值可以是由许多不同类型的传感器中的任何一种感测到的参数。例如，电容传感器可以提供电容值，磁传感器可以提供磁场的方向或大小，光传感器可以提供与感测到的光强度(在特定频率或频率范围内)相对应的输出电流，力传感器或应变仪可提供力值，超声传感器可提供返回脉冲的持续时间。这些感测到的值可以被发送到矫治器中(或与矫治器分开的)的处理器，并用于确定指示矫治器的状态的参数。例如，在流程图400的步骤406处，该方法可以包括基于感测到的值确定正畸装置的状态。例如，在一个示例中，确定步骤包括确定口内矫治器的第一部分相对于口内矫治器的第二部分是否适当地对准。在另一个示例中，确定步骤包括确定口内矫治器是否变形。在又一个示例中，确定步骤包括确定口内矫治器是否具有缺陷。在附加示例中，确定步骤包括确定口内矫治器是否正在向患者的牙齿施加适当的力。在另一个变型中，确定包括确定矫治器是否正确地放置在患者的牙齿、牙龈和/或腭上。在本文描述的任何装置(设备和系统)中，一个或多个光学传感器可以用于检测装置的一个或多个区域相对于其他区域的移动和/或位置。例如，光学传感器可以用于检测腭扩张器/牙弓扩张器的扩张。

处理器已经确定指示该装置的状态的一个或多个参数，该装置就可以将装置的状态408和/或参数发送到远程装置以用于显示、存储和/或进一步发送。例如，该装置可以发送到患者所持的移动装置(例如，电话、智能手机、平板电脑等)和/或发送到牙科专业人员(牙医、正畸医生等)。

图5示出了包括正畸装置的装置的第一示例，该正畸装置被配置为确定、监测和指示正畸装置的状态。在该示例中，正畸装置是配置为容纳患者的牙齿的对准器(例如，壳体对准器)。对准器550包括牙齿容纳区域551。该牙齿容纳区域可以是被配置为基本符合患者的牙齿的通道。通道可以具有连通的腔室，每个腔室均包括患者的牙齿(颊侧、舌侧和咬合侧)之一的阴印模。这些腔室可以根据患者牙齿的扫描或印模形成，并且可以被布置成在佩戴时施加力以重新定位患者牙齿中的一个或多个。在该示例中，装置可以被配置为检测和/或监测和/或指示对准器的状态，更具体地，正畸矫治器的患者的接触的状态。如图5A所示，在牙齿容纳区域551的咬合通道内示出了多个传感器553。这些传感器被配置为检测与容纳在对准器的每个区域(例如，腔室)中的牙齿的接触或接近度。例如，每个传感器可以包括电容传感器，或者被配置为检测电容的成对电极；传感器可以检测与传感器的接近度，当装置被佩戴时，传感器可以各自返回与牙齿的接近度相对应的值(例如，基于检测到的电容的电压或电流水平)。在操作中，如图5A所示，其中被配置为接近传感器或接触传感器的传感器布置在牙齿容纳区域551的最深部分中的这种布置可以提供一系列值，其可用于确定对准器是否完全地且正确地位于患者的所有牙齿上。这些传感器可以是成对的传感器发射器和传感器接收器，也可以是组合的发射器/接收器。在一些变型中，传感器发射器可以与传感器接收器相邻。

图5A中的装置还可以包括用于确定正畸矫治器(例如，对准器)的状态的任何子系统。例如，在图5A中，该装置包括多个传感器553，每个传感器553(通过导电走线、导线等)连接到壳体555，该壳体555包围以下中的一个或多个：处理器、存储器、通信电路(例如，天线)、时钟、电源(例如，电池、电容器、电感器等)。尽管在图5A中示出了电容传感器(接触传感器)，但是可以使用任何适当类型的传感器，或者可以使用多种类型的传感器。

在图5A中，处理器可以被配置为从传感器接收值(电容值)，并且可以控制向传感器施加能量以确定电容值。处理器可以针对对应于对准器的不同牙齿和/或区域的大量不同位置，处理各个传感器。可以将该大量值与阈值或一系列值进行比较，以确定牙齿/多个牙齿在每个位置上的安放程度。值可以由一个或多个归一化传感器557(例如，附加的接触传感器)进行归一化，归一化传感器557在对准器上位于更侧向(例如，舌侧或颊侧)。因此，处理器可以被配置为从第一传感器和第二传感器接收传感器数据，并且基于传感器数据来指示正畸装置的状态。对准器的状态可以指示对准器安放良好(利用接触传感器在阈值以上)、安放较差(可以是单个值或值的等级，取决于牙齿在形成牙齿容纳区域的部分或全部腔室中的安放深度)、或者未安放(当未佩戴时)。因此，尽管该装置可以提供依从性信息(佩戴/未佩戴)，但是这些装置还可以提供有关该装置运行状况的许多附加信息，包括该装置的安放或应用状况。在一些变型中，指示对准器的状态的参数可以包括示出矫治器在牙弓上的安放程度的地图；安放信息的时间过程可以被记录和审查(例如，单个晚上/几天使用等)。

图5B是被配置为确定形成装置的一个或多个矫治器的状态的装置的另一示例。在图5B中，该装置包括成对的对准器，上牙弓对准器561和下牙弓对准器563。该装置可以被配置为检测上下对准器之间的牙尖吻合(intercuspation)。在该示例中，下对准器563包括多个传感器565，这些传感器565可以检测与上对准器上的预定位置的接触。例如，上对准器还可以包括多个传感器565'，当实现特定的特定牙尖吻合时，多个传感器565'可以返回值。在一些变型中，上部传感器565'可以是传感器发射器，下部传感器565可以是传感器接收器(反之亦然)；在一些变型中，互补的传感器接收器和传感器发射器的混合物可以分布在上部矫治器和下部矫治器之间。在一些变型中，可以使用复合传感器(例如，两个均是传感器发射器/传感器接收器传感器)。值可以被跟踪(作为数组，与位置相关)，并且可以随着时间而被确定。当佩戴对准器时，处理器可以分析值以确定上下颌之间的接触质量。如图5A中所示，上对准器和下对准器中的一个或两个都可以包括用于确定正畸矫治器的状态(在此示例中，两个矫治器之间的牙尖吻合)的任何子系统，该子系统可以在两个对准器之间复制，或者可能会在这两个对准器之间分摊。在图5B中，分开的壳体575、575'可以包围分开的处理器、电源等，并且这两个子系统可以彼此通信。

图6A-图6B示出了如本文所述的包括下颌重新定位矫治器500的正畸装置的一个实施例。下颌重新定位矫治器500可包括第一口内矫治器502和第二口内矫治器504，其可以是被配置为固定到牙齿的壳体对准器的一部分，和/或可以重新定位牙齿，并且可以被配置为分别容纳患者的上牙和下牙。每个口内矫治器可以包括被被配置为彼此接合的定位特征506、506'。定位特征之间的相互作用可以驱动颌(例如，患者的下颌)以提供正畸作用。装置中的至少一个定位特征可以包括至少一个传感器508。在图6A中，上定位特征和下定位特征都包括传感器。这些传感器可以检测相对的定位特征之间的接触和/或接近，并提供有关装置的正确功能的信息，例如，来自正确的侧面/位置的定位特征之间的接合。在图6A中，正畸装置还可包括至少一个处理器和感测子系统的任何附加组件，如以上更详细地描述的。

图6B是口内装置500'的第一或上矫治器502'的替代视图，其包括定位特征506。定位特征可以包括传感器508；在该示例中，传感器包括两个部分(例如，成对的电极518、518')。传感器可以是本文所述的任何类型的传感器。例如，传感器可以是电容传感器、磁传感器、力传感器、按钮传感器、电阻传感器。如上所述，这些传感器可以被配置为传感器发射器/传感器接收器或成对的传感器发射器/传感器接收器。

返回参考图6A，第一口内矫治器和第二口内矫治器的传感器可以将传感器数据提供给处理器。处理器可以被配置为使用传感器数据来确定下颌重新定位装置的状态。例如，传感器数据可以用于确定第一口内矫治器和第二口内矫治器的定位特征是否被正确地接合。定位特征的配合面上的传感器可以检测上下定位特征之间的接触。除接触之外，更先进的传感器还可以检测定位特征之间的距离。

图6C-图6E示出了下颌重新定位装置500”的示例，该装置既可以检测如上所述(如图6D所示)的定位特征的正确接合，也可以检测如图6E所示的反向接合。在图6C的示例中，传感器528、528'，538、538'被定位在定位特征506的相对侧上。图6D和图6E示出了下颌重新定位装置的操作。在图6D和图6E中，传感器548、548'和558、558'位于每个定位特征506、506'的任一侧上。然后，处理器可以确定哪些传感器处于接触或紧密接近状态，以确定下颌重新定位装置是否正确地接合(图6D)或反向接合(图6E)。

下颌重新定位装置的传感器还可以包括附加传感器，例如被配置为依从性指示符的传感器(例如，温度传感器或加速度计，以给出头部位置以及是否正佩戴矫治器等的指示)。处理器可以被配置为使用附加的依从性指示符来确定仅当矫治器由患者佩戴时才评估接合。因此，下颌重新定位装置500可以被配置为通过在患者佩戴矫治器的同时检测定位特征的接合来检测依从性和正确使用。

图7示出了包括传感器(配置为成对的电极708、708')的下颌重新定位装置的一部分的另一示例。参照图7A-图7B，正畸装置的传感器708、708'也可以用于评估装置质量(例如，结构完整性、缺陷等)。例如，大的未支撑的热成型特征(类似于图6A-图6E的下颌定位特征)在治疗期间可能变形。传感器(例如，电容传感器)可用于检测口内矫治器的变形。参照图7A，该矫治器可以包括感测静电场线710的一个或多个电容传感器708、708'。在图7B中，电容传感器能够检测电场的变化，处理器使用电场的变化来通过感测静电场线的变化来确定矫治器是弯曲的或变形的。

另外，传感器可用于检测矫治器内的缺陷，例如气泡或裂缝。参照图8，矫治器中的传感器808可以检测相对介电常数；接收到该值的处理器可以随着时间检测由于矫治器中的气泡或裂缝而导致的矫治器材料的相对介电常数的变化。处理器可以包括指示使用和/或缺陷的一个或多个阈值。在图8中，缺陷712是夹杂物(inclusion)或制造缺陷；使用和/或存储时可能会出现缺陷，包括装置的不同层的分层、装置的撕裂、气泡的夹入等。这些缺陷可能会对装置的性能和/或适配产生负面影响。在一些变型中，矫治器可以包括可能不利地吸收水(唾液)的材料，特别是在应该保持密封的区域中。例如，可能会不经意地打开用于容纳电气组件(电池、导线、电子器件等)的密封区域，使其暴露于唾液中；一个或多个传感器可以检测该故障模式并警告患者和/或护理人员。在包括下颌重新定位特征的变型中，例如，矫治器的腔体或区域(例如，中空区域中)可能收集唾液，这可能是不希望的(例如，允许细菌生长等)。一个或多个传感器可以检测流体的收集。替代地或另外地，这些装置中的任何一个可以包括一个或多个传感器，被配置为检测细菌的生长或其他污染。

在这些变型中的任一个中，矫治器可包括一个或多个温度传感器，可以用于监测存储温度。装置上的温度传感器可以被配置为监测装置的温度，以指示存储温度未超出安全存储的范围(例如，大于120华氏度、大于125华氏度、大于130华氏度、大于140华氏度、大于150华氏度、大于160华氏度、大于170华氏度等，和/或小于50华氏度、小于40华氏度、小于30华氏度、小于20华氏度、小于10华氏度、小于5华氏度、小于0华氏度等)。

因此，本文描述的装置和方法可以与腭扩张器和/或牙弓扩张器中的任何一个或多个一起使用。例如，本文描述的方法和装置通常可以利用患者的解剖结构(例如，牙齿、牙龈、腭等)用于监测矫治器(包括但不限于腭扩张器)的操作(包括状态，例如，操作状态)，和/或监测用户佩戴矫治器(包括但不限于腭扩张器)的依从性，和/或监测正畸矫治器(包括但不限于腭扩张器)的整体磨损或状况，和/或监测矫治器(包括但不限于腭扩张器)之间的相互作用。

图9A-图9B示出了腭扩张器，该腭扩张器可以被配置为监测和/或确定依从性(例如，患者佩戴装置时的依从性)和/或矫治器的状态。例如，图9A示出了通过患者的头部的扫描，示出了腭中缝处(箭头)的粘膜组织。在该区域中，组织可能非常薄，并且本文所述的装置可以被配置为使用电容电极确定腭中缝开口阶段。例如，静电场可以由在软腭区域的电容电极形成。使用这种技术，可以在治疗过程中监测腭扩张器，而无需进行CT。图9B示出了形成为类似于对准器的腭扩张器的示例，包括牙齿保持区域903(装置的任一侧上的区域可以被配置为与患者的臼齿和/或前磨牙相符)和腭区域905，该腭区域905可以被配置为与腭相邻并且在牙齿的舌侧和/或侧向腭上施加力以扩张中缝。

图10A-图10F示出了腭扩张器装置1000的示例，该腭扩张器装置1000可以包括任何数量或类型的传感器1008，用于监测腭扩张器的操作、监测用户佩戴腭扩张器的依从性、监测腭扩张器的整体磨损或状况、和/或监测腭扩张器与患者解剖结构之间的相互作用。这些传感器中的任何一个都可以配置为本文所述的传感器发射器和/或传感器接收器。

例如，图10A示出了通过佩戴在对象的牙弓1009上的示例性腭扩张器1000的截面，包括佩戴在牙齿1011上的区域。在该示例中，传感器(示出了两对传感器1007、1008)可以用于基于传感器数据确定腭扩张器装置的扩张状态。在图10A中，传感器对可以检测佩戴腭扩张器的依从性；第一传感器对1007和第二传感器对1007中的任一个或两个可以是电容传感器，其可以检测传感器对中的任何传感器之间的场的变化。因此，例如，当患者佩戴腭扩张器时，与空气或仅与水相比，传感器(可以是电极)可以确定与牙齿组织一致的成对的电容传感器的电容的变化。可替代地，在一些变型中，腭扩张器可检测第一对1007中的电极与第二对1008中的电极之间的电容的变化，其可指示腭扩张器的结构完整性的变化。任何装置都可以包括数据处理单元(例如，电子模块，未示出)，该数据处理单元连接到传感器并且可以提供功率以及从传感器接收和/或处理信号。电子监测器可以记录数据(例如，被配置为数据记录器)、处理数据和/或将数据发送到例如包括远程服务器的远程处理器。包括数据处理单元的装置可以随时间存储和/或监测装置的使用，包括如果在规定的持续时间内未佩戴矫治器，则警告用户、护理人员和/或患者。

图10B示出了腭扩张器装置的示例，该腭扩张器装置包括一个或多个传感器，该一个或多个传感器被配置为监测腭扩张器与患者的解剖结构之间的相互作用。在图10B中，传感器可以包括光学传感器1008'(例如，在一些变型中包括发射器和检测器)，该光学传感器可以基于软硬组织和/或血流之间的光对比度确定以下中的一个或多个：到组织(例如，腭)的距离，和/或中缝开口。在一些变型中，可以使用超声传感器。包括任何数据处理单元(未显示)的装置可以存储和/或监测患者的组织与装置之间的关系随时间的变化。例如，当腭扩张器操作时，该装置可以监测腭中缝开口的移动/扩张，和/或装置和腭之间的距离随着时间的变化。该数据可以在本地(例如，在数据处理单元中)或远程地分析，并且可以用作对患者、用户和/或护理人员的反馈和/或可以用作对正畸治疗计划的反馈，包括修改正畸治疗计划。

图10C的腭扩张器装置1000示出了装置的另一示例，该装置包括用于检测装置与患者组织之间的关系的传感器。如上所述，该传感器可以包括多个电容电极，和/或在某些变型中，传感器可以包括光学传感器(例如，光学接收器1008”和光学发射器1008”')。该装置可以被配置成检测腭中缝处的粘膜组织的范围，从而允许处理器在传感器使用与软腭区域相对定位的矫治器上的电容电极施加静电场时检测腭中缝开口，如图10B中所述。使用这种技术，可以在治疗期间监测腭扩张，而无需进行CT。通常，本文所述的装置和方法，特别是腭扩张器，可允许实时直接监测中缝。

图10D是被配置为监测腭扩张器的操作的腭扩张器装置的示例。在图10D中，传感器1018可以包括一个或多个电容电极，被配置为提供值，该值可以被处理器用来监测腭扩张器的变形中的变化；该信息可以用于例如确定扩张发生的程度和速率。这可以通过跟踪扩张器装置中的电容传感器电极之间测得的电容变化来测量。传感器可以以扩张发生时电容电极之间的距离改变的方式定位在腭扩张器上。例如，传感器1018可以放置在跨腭段的中线。超声波传感器还可以用作电容电极的替代来跟踪腭扩张器的扩张。替代地或附加地，在一些变型中，传感器可以被配置为测量装置的操作，以确定腭扩张器是否包括破裂、裂缝、磨损等，并且因此可以监测腭扩张器的整体磨损或状况。

因此，本文描述的任何装置可以被配置为检测诸如腭扩张器装置等装置的故障(例如，故障模式)。例如，如果腭区域在装置插入患者口中时施加于装置的力(压力)的作用下变形，则诸如本文描述的那些腭扩张器可能失效。装置上的一个或多个传感器(例如参考图10D所述的那些传感器)可以基于例如装置的各个区域相对于彼此的位置(例如，腭区域的左半部分相对于右半部分的位置)来检测变形。

图10F示出了被配置为监测腭扩张器的操作的腭扩张器装置的另一示例。例如，如果没有施加力，或者如果施加的压力小于预期的阈值(例如，小于8N)，则图10F所示的装置可以用于直接检测由装置施加的力。在图10F中，该装置包括传感器1028(例如，应变仪)，其检测腭扩张器或腭扩张器的区域(例如，被配置为与患者的腭相邻佩戴的腭区域)上的应力。在一些变型中，作用在该装置上的力可以由数据处理单元(未示出)存储、分析和/或发送；例如，该装置可以被配置为监测跨过该装置的力，该力可以代表在该装置被佩戴时由患者的牙齿和/或腭区域施加的力；可以预期，随着患者牙齿和腭调整并适应矫治器，这些力可能以预期的方式(例如，以可预测的方式)减小。因此，可以分析传感器值以确定值随时间的变化，以指示矫治器的佩戴(例如，依从性，在装置佩戴在患者的口中时)和/或矫治器的操作(例如，当矫治器移动牙齿和/或腭时)。施加的力的变化率可能在表明有效治疗的预测范围内，或者与预期相比，在预测范围之外(低于和/或在一些情况下高于)，这可能指示治疗存在问题，尤其是在施加的绝对力高于预期值的情况下。

在这些装置中的一些中，一个或多个传感器可以被配置为在以下情况下检测依从性(例如，患者佩戴该装置)：当在监测传感器本身时传感器用于根据传感器值的变化来推断装置的佩戴。与直接依从性测量相比，这可能是特别有益的，在直接依从性测量中，装置与患者之间，尤其是传感器与患者之间的关系可能是可变的，从而使可靠的接触变得困难；口的内部解剖结构(包括牙齿、牙龈和腭)可能是复杂的，使得某些传感器(例如，扁平电极)难以可靠地运行。本文描述的方法和装置可以避免这些问题。通常，本文描述的可用于监测或测量依从性的变型也可以被配置为监测依从性的质量，包括该装置在患者口中的佩戴或适配程度。如果传感器值在预期的参数范围之外，则可能从传感器值中检测到不合适的配合，尤其是在佩戴装置时。

参照图10E和图10F，传感器可以是例如应变仪或力传感器，并且可以被放置在力施加区域(例如，牙冠的舌侧或腭接触区域)处，以监测腭扩张器装置的扩张力。来自应变仪或力传感器的传感器数据可用于确定装置的扩张状态。

在这些装置中的一些中，一个或多个传感器可以被配置为在以下情况下检测依从性(例如，患者佩戴该装置)：当在监测传感器本身时传感器用于根据传感器值的变化来推断装置的佩戴。与直接依从性测量相比，这可能是特别有益的，在直接依从性测量中，装置与患者之间，尤其是传感器与患者之间的关系可能是可变的，从而使可靠的接触变得困难；口的内部解剖结构(包括牙齿、牙龈和腭)可能是复杂的，使得某些传感器(例如，扁平电极)难以可靠地运行。本文描述的方法和装置可以避免这些问题。通常，本文描述的可用于监测或测量依从性的变型也可以被配置为监测依从性的质量，包括该装置在患者口中的佩戴或适配程度。如果传感器值在预期的参数范围之外，则可能从传感器值中检测到不合适的配合，尤其是在佩戴装置时。本文所述的任何装置可以例如被配置为检测矫治器(例如，对准器、腭扩张器等)在患者牙齿上的保持力。

当特征或元件在本文中被称为在另一特征或元件“上”时，它可以直接位于该另一特征或元件上，和/或也可能存在中间的特征和/或元件。相反，当特征或元件被称为“直接在”另一特征或元件“上”时，则不存在中间特征或元件。还应理解，当特征或元件被称为“连接”、“附接”或“耦合”至另一特征或元件时，它可以直接连接、附接或耦合至该另一特征或元件，或可能存在中间的特征或元件。相反，当特征或元件被称为“直接连接”、“直接附接”或“直接耦合”至另一特征或元件时，则不存在中间的特征或元件。虽然相对于一个实施例进行了描述或示出，但是这样描述或示出的特征和元件可以应用于其他实施例。本领域的技术人员还将认识到，对于“邻近”另一特征设置的结构或特征的参考可以具有与邻近的特征重叠或位于邻近的特征之下的部分。

本文使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并且不旨在限制本发明。例如，除上下文明确说明之外，如本文所用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在同样包括复数形式。应当进一步理解，术语“包括”和/或“包含”当在本说明书中使用时，指定所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除存在或添加一个或更多个其它特征、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。如本文所用的，术语“和/或”包括相关联的所列项目中的一种或更多种的任意和全部组合，并且可缩写为“/”。

为了易于描述，可在本文中使用空间相关的术语，诸如“以下”、“在下方”、“低于”、“在上方”以及“上部”等，以描述如附图所示的一个元件或特征与另一个(或多个)元件或特征的关系。将理解的是，空间相关的术语旨在除了附图中描绘的方向之外，还包括使用或操作中的装置的不同方向。例如，如果附图中的装置被倒置，则被描述为在其他元件或特征“以下”或“下方”的元件将被定向为在其他元件或特征“上方”。因此，示例性术语“以下”可以包括在上方和以下两个方向。该装置可以另外地定向(旋转90度或处于其它方向)，并且本文使用的空间相对描述词被相应地解释。类似地，除非另外特别说明之外，术语“向上”、“向下”、“垂直”、“水平”等在本文中仅用于说明的目的。

虽然术语“第一”和“第二”在本文中可以用于描述各种特征/元件(包括步骤)，但是这些特征/元件不应该受这些术语的限制，除非上下文另有说明。这些术语可以用于将一个特征/元件与另一特征/元件区分开。因此，在不脱离本发明的教导的情况下，下面讨论的第一特征/元件可以被称为第二特征/元件，并且类似地，下面讨论的第二特征元件可以被称为第一特征/元件。

在本说明书和所附权利要求书中，除非上下文另有要求，词语“包括”以及诸如“包括”和“包含”的变型意味着可以在方法和制品(例如包括装置和方法的组合物以及装置)中共同使用各种组件。例如，术语“包含”将被理解为暗示包含任何所述元件或步骤，但不排除任何其它元件或步骤。

通常，本文描述的任何装置和方法应被理解为是包容性的，但是组件和/或步骤的全部或子集可以可替代地是排他的，并且可以表示为“由各种组件、步骤、子组件或子步骤组成”或替代地“主要由各种组件、步骤、子组件或子步骤组成”。

如本文在说明书和权利要求书中所用的，包括在示例中所用的，除非另外明确说明，所有数字可以被理解为以词语“大约”或“近似”开头，即使该术语没有明确出现。当描述幅度和/或位置以指示所描述的值和/或位置在值和/或位置的合理预期范围内时，可以使用短语“大约”或“近似”。例如，数值可以具有为所述值(或值的范围)的+/-0.1％、所述值(或值的范围)的+/-1％、所述值(或值的范围)的+/-2％、所述值(或值的范围)的+/-5％、所述值(或值的范围)的+/-10％的值等。本文所给出的任何数值还应被理解为包括大约该值或近似该值，除非上下文另有说明。例如，如果公开了值“10”，则也公开了“大约10”。本文叙述的任何数值范围旨在包括包含在其中的所有子范围。还应该理解的是，如本领域技术人员所适当理解的那样，当公开了一值时，也公开了“小于或等于”该值、“大于或等于该值”和在值之间的可能范围。例如，如果值“X”被公开了，则“小于或等于X”以及“大于或等于X”(例如，其中X是数值)也被公开。还应该理解的是，在整个申请中，以多种不同格式提供了数据，并且该数据表示结束点和起始点以及对于数据点的任何组合的范围。例如，如果公开了特定数据点“10”和特定数据点“15”，则应理解的是，认为公开了大于、大于或等于、小于、小于或等于以及等于10和15以及在10和15之间。还应该理解的是，也公开了两个特定单元之间的每个单元。例如，如果公开了10和15，则也公开了11、12、13和14。

虽然上面描述了各种说明性实施例，但是在不脱离如权利要求所描述的本发明的范围的情况下，可以对各种实施例进行若干改变中的任一个。例如，在替代实施例中，通常可以改变执行各种所描述的方法步骤的顺序，并且在其他可替代实施例中，可以一起跳过一个或多个方法步骤。各种装置和系统实施例的可选特征可以被包括在一些实施例中而不被包括在其它实施例中。因此，前面的描述主要被提供用于示例性目的，并且不应被解释为限制如在权利要求中阐述的本公开的范围。

本文所包括的示例和说明通过说明而非限制的方式示出其中可以实践主题的具体实施例。如所提及的，可以利用其他实施例并从中导出其他实施例，从而可以在不脱离本公开的范围的情况下进行结构和逻辑上的替换和改变。仅为了方便，本文中可以单独地或共同地用术语“发明”来指代本发明主题的这些实施例，并且不旨在将本申请的范围主动地限制为任何单个发明或发明概念，如果实际上多于一个发明或发明概念被公开的话。因此，虽然本文中已经说明和描述了特定实施例，但是预计为实现相同目的的任何布置可以代替所示的特定实施例。本公开旨在覆盖各种实施例的任何和所有修改或变型。通过阅读以上描述，以上实施例的组合以及本文中未具体描述的其他实施例对于本领域技术人员将是显而易见的。

Claims (54)

1.一种系统，所述系统包括：

一个或更多个处理器：

存储器，耦接到所述一个或更多个处理器，所述存储器存储计算机程序指令，所述计算机程序指令在由所述一个或更多个处理器执行时执行计算机实现的方法，所述方法包括：

在第一正畸矫治器上的传感器接收器中接收来自在所述第一正畸矫治器上发射的传感器发射器的信号；

基于所述信号确定所述传感器接收器和所述传感器发射器之间的相对位置、方向或位置和方向；以及

输出所述传感器接收器和所述传感器发射器之间的相对位置方向、或位置和方向的指示符。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，定位所述第一正畸矫治器包括定位第一正畸矫治器，其中，所述传感器接收器在第一下颌重新定位特征上或第一下颌重新定位特征中。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，从传感器发射器发出信号包括发射电磁信号或光信号。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电磁信号包括以下中的一个或多个：电信号、磁信号、电流。

5.根据权利要1所述的系统，还包括将第二正畸矫治器定位在患者的口中，其中，传感器发射器在第二正畸矫治器上或第二正畸矫治器中。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，发出信号包括从传感器发射器发出信号，此外，其中所述传感器发射器在第一正畸矫治器上或第一正畸矫治器中。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，发送所述信号包括无线发送所述信号。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，确定传感器接收器与传感器发射器之间的相对位置、方向、或位置和方向包括指示正畸矫治器变形，此外，其中输出与相对位置方向或位置和方向有关的指示符包括输出正畸矫治器变形。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，确定传感器接收器与传感器发射器之间的相对位置、方向、或位置和方向包括指示正畸矫治器具有缺陷，此外，其中输出与相对位置方向或位置和方向有关的指示符包括输出正畸矫治器具有缺陷。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，确定传感器接收器与传感器发射器之间的相对位置、方向、或位置和方向包括指示传感器接收器紧密接近传感器发射器，此外，其中输出与相对位置方向或位置和方向有关的指示符包括输出传感器接收器和传感器发射器之间的接近度。

11.根据权利要求1所述的系统，其中，确定传感器接收器与传感器发射器之间的相对位置、方向、或位置和方向包括指示正畸矫治器正在向患者的牙齿施加力，此外，其中输出与相对位置方向或位置和方向有关的指示符包括输出正畸矫治器正在向患者的牙齿施加力或输出施加的力。

12.一种系统，所述系统包括：

一个或更多个处理器：

存储器，耦接到所述一个或更多个处理器，所述存储器存储计算机程序指令，所述计算机程序指令在由所述一个或更多个处理器执行时执行计算机实现的方法，所述方法包括：

在第一正畸矫治器上的传感器接收器中接收来自在第二正畸矫治器上发射的传感器发射器的信号；

基于所述信号确定所述传感器接收器和所述传感器发射器之间的相对位置、方向或位置和方向；以及

输出所述传感器接收器和所述传感器发射器之间的相对位置方向、或位置和方向的指示符。

13.一种系统，所述系统包括：

一个或更多个处理器：

存储器，耦接到所述一个或更多个处理器，所述存储器存储计算机程序指令，所述计算机程序指令在由所述一个或更多个处理器执行时执行计算机实现的方法，所述方法包括：

从多个传感器中的每个传感器接收感测参数，每个传感器均定位在口内矫治器的不同部分上或口内矫治器的不同部分中；以及

基于感测到的参数确定正畸装置的状态。

14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述感测到的参数包括以下中的一个或多个：电容、磁场、力测量、电压和阻抗。

15.根据权利要求13所述的系统，其中，确定步骤包括确定口内矫治器的第一部分相对于口内矫治器的第二部分是否正确地对准。

16.根据权利要求13所述的系统，其中，确定步骤包括确定口内矫治器是否变形。

17.根据权利要求13所述的系统，其中，确定步骤包括确定口内矫治器是否具有缺陷。

18.根据权利要求13所述的系统，其中，确定步骤包括确定口内矫治器是否正在向患者的牙齿施加适当的力。

19.一种正畸装置，包括：

口内矫治器，配置为容纳患者牙齿；

第一传感器，设置在口内矫治器上或口内矫治器中；

第二传感器，设置在口内矫治器上或口内矫治器中；以及

至少一个处理器，被配置为从第一传感器和第二传感器接收传感器数据，并且基于传感器数据指示正畸装置的状态。

20.根据权利要求19所述的装置，其中，所述第一传感器和第二传感器包括以下中的一个或多个：电容传感器、磁传感器、力传感器、压力传感器和光学传感器。

21.根据权利要求19所述的装置，其中，所述至少一个处理器被设置在口内矫治器上或口内矫治器内部。

22.根据权利要求19所述的装置，其中，所述至少一个处理器被设置在远离正畸装置的电子装置上或远离正畸装置的电子装置内部。

23.根据权利要求22所述的装置，还包括设置在第一口内矫治器或第二口内矫治器上或内部的无线通信电子装置，所述无线通信电子装置被配置为将传感器数据从第一传感器和第二传感器传送到所述至少一个处理器。

24.根据权利要求19所述的装置，其中，所述口内矫治器包括具有多个牙齿容纳腔的聚合物壳体。

25.根据权利要求19所述的装置，还包括被配置为存储来自第一传感器和第二传感器的传感器数据的非暂时性计算机可读存储介质。

26.根据权利要求19所述的装置，其中，所述至少一个处理器被配置为指示正畸装置变形。

27.根据权利要求19所述的装置，其中，所述至少一个处理器被配置为指示正畸装置具有缺陷。

28.根据权利要求19所述的装置，其中，所述至少一个处理器被配置为指示第一传感器紧密接近第二传感器。

29.根据权利要求19所述的装置，其中，所述至少一个处理器被配置为指示正畸装置正在向患者的牙齿施加力。

30.根据权利要求19所述的装置，其中，所述至少一个处理器被配置为指示第一传感器相对于第二传感器的位置的位置。

31.一种下颌重新定位系统，所述系统包括：

第一口内矫治器，配置为容纳患者的上牙并且包括第一下颌重新定位特征；

第一传感器，设置在第一下颌重新定位特征上或第一下颌重新定位特征中；

第二口内矫治器，配置为容纳患者的下牙并且包括第二下颌重新定位特征；

第二传感器，设置在第二下颌重新定位特征上或第二下颌重新定位特征中；

至少一个处理器，被配置为从第一传感器和第二传感器中的一个或两个接收传感器数据，以检测第一下颌重新定位特征和第二下颌重新定位特征之间的接触。

32.根据权利要求31所述的系统，其中，所述第一传感器和第二传感器包括以下中的一个或多个：电容传感器、磁传感器、力传感器、压力传感器和光学传感器。

33.根据权利要求31所述的系统，其中，所述至少一个处理器被设置在第一口内矫治器或第二口内矫治器上或内部。

34.根据权利要求31所述的系统，其中，所述至少一个处理器被设置在远离第一口内矫治器和第二口内矫治器的电子系统上或内部。

35.根据权利要求31所述的系统，还包括设置在第一口内矫治器或第二口内矫治器上或内部的无线通信电子装置，所述无线通信电子装置被配置为将传感器数据从第一传感器和第二传感器传送到所述至少一个处理器。

36.根据权利要求31所述的系统，其中，所述第一口内矫治器和第二口内矫治器包括具有多个牙齿容纳腔的聚合物壳体。

37.根据权利要求31所述的系统，还包括：

第三传感器，设置在第一下颌重新定位特征上或第一下颌重新定位特征中；

第四传感器，设置在第二下颌重新定位特征上或第二下颌重新定位特征中；

其中，所述第一传感器设置在第一下颌重新定位特征的第一侧上，第三传感器设置在第一下颌重新定位特征的第二侧上，第二传感器设置在第二下颌重新定位特征的第一侧上，以及第四传感器设置在第二下颌重新定位特征的第二侧上；并且

其中，所述至少一个处理器被配置为从第一传感器、第二传感器、第三传感器和第四传感器接收传感器数据，以在第一传感器接触第二传感器时检测适当的定位，以及在第三传感器接触第四传感器时检测反向的定位。

38.根据权利要求31所述的系统，还包括被配置为存储来自所述第一传感器和第二传感器的传感器数据的非暂时性计算机可读存储介质。

39.一种用于监测下颌重新定位系统的系统，所述系统包括：

一个或更多个处理器：

存储器，耦接到所述一个或更多个处理器，所述存储器存储计算机程序指令，所述计算机程序指令在由所述一个或更多个处理器执行时执行计算机实现的方法，所述方法包括：

从被配置为佩戴在患者口中的第一正畸矫治器的多个第一传感器和被配置为佩戴在所述患者口中的第二正畸矫治器的多个第二传感器接收感测到的参数，其中，第一正畸矫治器被配置为容纳患者的上牙并且包括多个第一传感器，所述多个第一传感器在第一口内矫治器的第一定位特征上或与第一口内矫治器的第一定位特征相邻，此外，其中第二正畸矫治器被配置为容纳患者的下牙并且包括多个第二传感器，所述多个第二传感器在第二口内矫治器的第二定位特征上或与第二口内矫治器的第二定位特征相邻；以及

基于感测到的参数确定第一定位特征和第二定位特征之间的接合。

40.一种腭扩张器装置，包括：

腭扩张器主体，包括腭区域和被配置为容纳患者上牙弓的牙齿的牙齿容纳区域；

传感器，设置在腭扩张器主体的腭区域上或腭扩张器主体的腭区域中；

至少一个处理器，被配置为从传感器接收传感器数据并基于传感器数据确定患者的腭区域的扩张状态。

41.根据权利要求40所述的装置，其中，传感器包括以下中的一个或多个：力传感器、光学传感器、应变仪、电容电极。

42.根据权利要求40所述的装置，其中，所述至少一个处理器设置在腭扩张器主体上或内部。

43.根据权利要求40所述的装置，其中，所述至少一个处理器设置在远离腭扩张器装置的电子装置上或内部。

44.根据权利要43所述的装置，还包括设置在第一口内矫治器或第二口内矫治器上或内部的无线通信电子装置，所述无线通信电子装置被配置为将传感器数据从传感器传送到所述至少一个处理器。

45.根据权利要求40所述的装置，其中，所述腭扩张器主体包括具有多个牙齿容纳腔的聚合物壳体。

46.根据权利要求40所述的装置，其中，所述至少一个处理器基于传感器数据估计患者的腭中缝的大小。

47.根据权利要求40所述的装置，其中，所述至少一个处理器基于传感器数据确定腭扩张器装置的变形的变化。

48.根据权利要求40所述的装置，其中，所述至少一个处理器基于传感器数据确定腭扩张器装置的扩张力。

49.一种监测腭扩张的系统，所述系统包括：

一个或更多个处理器：

存储器，耦接到所述一个或更多个处理器，所述存储器存储计算机程序指令，所述计算机程序指令在由所述一个或更多个处理器执行时执行计算机实现的方法，所述方法包括：

当患者佩戴腭扩张器装置，从腭扩张器装置上的一个或多个传感器接收传感器数据，其中，腭扩张器装置包括腭扩张器主体，腭扩张器主体包括腭区域和牙齿容纳区域，其中，所述一个或多个传感器在腭区域上或腭区域中；

在一个处理器中监测来自传感器的传感器数据，以基于传感器数据确定患者腭的扩张状态；以及

输出患者腭的扩张状态的指示符。

50.根据权利要求49所述的系统，其中，接收传感器数据包括从所述一个或多个传感器接收传感器数据，包括从与患者的腭中缝相对定位的成对的传感器接收传感器数据。

51.根据权利要求49所述的系统，其中，接收传感器数据包括从所述一个或多个传感器接收传感器数据，包括从一个或多个光学传感器接收传感器数据。

52.根据权利要求49所述的系统，其中，接收传感器数据包括从所述一个或多个传感器接收传感器数据，包括从一个或多个电容传感器接收传感器数据。

53.根据权利要求49所述的系统，其中，监测包括在大于一天的时间段内进行监测。

54.根据权利要求49所述的系统，还包括将传感器数据无线发送到一个或多个处理器。

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