CN116669594A - 用于口腔护理设备的磨损检测 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于口腔护理系统(14)(例如口腔清洁设备)的磨损评估。口腔护理系统的传感器单元(16)适于提供与口腔护理系统的清洁功能的清洁功效相关的传感器信号。传感器单元(16)可以是或可以连接到在设备的口腔护理功能的执行期间使用的部件，例如用于检测口腔中的清洁进展的传感器，或驱动口腔中的清洁或处理动作的部件。该传感器信号(20)被用于通过监测信号的特性来执行磨损评估，该信号指示在操作会话期间口腔清洁功效的进展(例如口中的清洁度水平)并且监测在会话期间达到功效的某个阈值所花费的时间长度。如果时间长度超过某一阈值，则这可以指示口腔护理系统的相关部件正在磨损。

Description

用于口腔护理设备的磨损检测

技术领域

本发明涉及口腔护理系统的部件的磨损检测。

背景技术

CN 106510881A公开了一种根据用户实际刷牙使用情况判断是否需要更换刷头的指示方法。该指示方法包括以下步骤：获取用户的刷牙数据，根据用户的刷牙数据计算刷头的损失值，以及当刷头的损失值大于或等于预定义阈值时，向用户发送刷头需要更换的指示。

在口腔护理设备领域内，能够检测装置的相关操作部件的磨损是有价值的，该磨损导致口腔护理功能功效的降低。例如，对于口腔清洁设备，清洁功效可随时间降低。这可以由例如牙刷中的清洁元件诸如刷毛的物理磨损、变形或退化引起。然而，作为非限制性示例，其它类型的口腔护理设备包括电动牙线清洁设备、口腔冲洗器、使用电磁(EM)能量如射频发射或光的口腔处理设备，或这些设备的组合。这些单元中的每一个还包括用于实施口腔护理功能并可随时间磨损的部件，例如机械清洁元件如刷毛、喷嘴、涂敷器、反射器或辐射输出表面。

口腔护理设备的一种发展类型是接口器单元。这些通常具有带有上部和下部牙齿接纳通道的弓形(例如U形)结构，并且通常包括遵循牙齿接纳通道的形状的弯曲刷毛排。这些允许用户以减少的努力快速和彻底地清洁牙齿。

随着接口器的磨损，性能将降低，并且当整个接口器或其特定部件(例如刷牙部分)应该被更换时，具有自动通知用户的功能是有利的。

同样的问题也出现在牙刷领域，其主要特征是刷毛张开。

通常寻求口腔护理设备的磨损检测领域的发展。

发明内容

本发明由独立权利要求限定。从属权利要求限定了有利的实施例。

根据依据本发明的一个方面的示例，提供了一种口腔护理系统，该口腔护理系统包括：

传感器单元，适于产生与系统的口腔清洁功能的清洁功效相关或指示系统的口腔清洁功能的清洁功效的输出信号；以及

处理器，该处理器被布置为：

接收来自传感器单元的输出信号；

确定信号的一个或多个预定义特性，以及

执行磨损评估，包括确定一个或多个信号特性是否满足一个或多个预定义标准，以及根据评估的结果产生磨损反馈信号。

本发明的实施例基于利用传感器单元或模块的输出来确定磨损，该传感器单元或模块被布置为提供口腔护理系统的清洁机构的清洁功效的直接或间接指示。这例如可以是清洁度水平传感器，或检测设备的清洁机构的操作特性(例如，振荡运动发生器的驱动信号特性)的模块。

磨损反馈信号是指示清洁元件(例如刷毛)的磨损超过特定阈值的磨损指示器信号。

本发明基于通过监测信号的特性来检测磨损，信号指示在操作会话期间口腔清洁功效的进展(例如口中的清洁度水平)，并且监测在操作会话期间达到功效的特定阈值所花费的时间长度。如果时间长度超过某一第二阈值，则这可以是口腔护理设备的相关部件磨损的间接指示。

传感器可以确定清洁度水平或其(时间)导数，例如清洁度速率。如果确定了清洁度水平，则监测在达到第一清洁度阈值水平之前所花费的时间。如果确定了清洁度速率，则监测在清洁度水平下降到第一阈值水平以下之前所花费的时间，第一阈值水平指示没有实现有意义的进一步清洁度改进。

根据实施例，可以在给定操作会话期间或之后确定一个或多个预定义信号特性，并且其中信号特性包括从操作会话开始传感器单元的输出信号保持低于预定义第一阈值的持续时间。

操作会话可能意味着口腔护理设备在清洁或处理模式下操作。它可以对应于当操作或功能部件有效用于执行口腔护理(例如清洁)功能时的时间。

在一些示例中，在磨损评估中应用的一个或多个预定义标准可以包括与在一个或多个操作会话期间测量的所述持续时间相关的第二阈值。该(时间)阈值可以应用于在单个操作会话期间测量的持续时间，或者在多个会话上记录的持续时间，例如在多个会话上的平均值。

当口腔护理功能由于磨损而减小时，在单个会话期间达到某一清洁功效水平所花费的时间长度增加。因此，检测该时间何时超过第二阈值给出了磨损阈值水平的间接指示。

第二阈值可以是固定的，或者第二阈值可以在每次磨损评估之前被动态地设置。例如，它可以基于在一个或多个先前操作会话期间确定的持续时间的值来被设置。例如，可以设置阈值用于检测后续会话之间的持续时间中的特定阈值变化。

超过阈值可能意味着上升到某一阈值以上或下降到某一阈值以下。

根据一个或多个实施例，传感器单元可以适于产生电磁(例如光学)、声学或流体发射，用于与用户的口腔中的表面进行接触或非接触物理相互作用，并且其中输出信号取决于发射与口腔中的表面(例如牙齿、牙龈或任何其他(生物)材料表面)的相互作用的属性。

在这组实施例中，作为一个示例，传感器单元可以是用于检测牙齿清洁度水平的传感器。

输出信号可以基于在与口腔表面物理相互作用之后或期间发射的一个或多个检测的物理属性的测量。

这种情况下的信号可用于给出清洁水平或牙斑水平的指示。

在另一组示例中，传感器单元可以包括或电耦合至口腔护理设备的一个或多个操作部件，该一个或多个操作部件已适于执行口腔护理功能，例如驱动清洁元件的振荡运动的运动发生器。

根据一个或多个实施例，传感器单元可以包括清洁度水平传感器，该清洁度水平传感器适于执行与口腔表面的接触或非接触物理相互作用以检测牙齿表面的清洁度水平，并且其中该输出信号指示清洁度水平。

在这种情况下，输出信号可以是由传感器产生的输出信号。

通过一组示例，如果清洁度水平超过限定阈值所花费的持续时间超过第二阈值，则这可提供口腔护理设备的清洁元件已超过限定水平或磨损阈值的指示。

在一些示例中，清洁度水平传感器可以是牙斑检测传感器。

根据一个或多个实施例，清洁度水平传感器是牙斑检测传感器，其适于产生被驱动到牙齿表面上或牙齿表面上方的流体流，并且其中输出信号基于所产生的流体流的压力或流量的测量。

当流体(例如空气)以流的形式被驱动到牙齿表面上或牙齿表面上方时，流体(例如空气)的压力或流量提供牙斑水平的指示，因为随着牙齿清洁度水平的增加，流体流的压力增加。特别地，(粘性)牙斑倾向于提供所施加的流体压力的一些弹性吸收。当牙齿表面变得更清洁时，它变得更硬，意味着测量的流体背压增加。因此，流体流的压力提供了牙齿表面清洁度水平的反向测量。

根据一个或多个实施例，口腔护理系统可以包括用于与口腔中的表面机械接合的机械清洁元件。口腔护理系统还可以包括运动发生器，该运动发生器被布置为在操作会话期间驱动清洁元件的振荡运动。运动发生器可以包括由驱动电路提供功率的马达。在这种情况下，传感器单元可以设置为耦合到驱动电路，并且其中输出信号指示驱动电路的一个或多个电特性。

在用于清洁牙齿的装置的操作期间，诸如驱动电路的电流或电压的特性可能波动。然而，当清洁度水平增加时，这些属性可以稳定。因此，该稳定性给出了清洁度水平的指示。因此，耦合到驱动电路的传感器单元的输出信号与清洁功效相关或指示清洁功效。

根据一个或多个实施例，一个或多个信号特性的确定可以在每个操作会话期间或之后进行，并且其中磨损评估基于在多个操作会话上检测到的信号特性。

例如，它可以基于多个会话上的一个或多个信号特性的平均值，例如定义数量的最近操作会话的平均值，或者定义的最近时间段上的平均值(例如一周上的平均值)。

该确定可以在每个操作会话期间执行，并且其结果存储在本地或远程存储器中。在一些示例中，可以进一步利用该确定来提供清洁结束指示符，以指示嘴是充分清洁的并且清洁会话可以结束。这可以用于产生给用户的感觉反馈输出，或者可以用于自动停止设备的主动清洁操作，例如去激活设备的清洁元件的振荡。

磨损评估可以在每个操作会话之后或期间自动执行，或者可以较不频繁地执行，例如每周或每两天。

根据一个或多个实施例，口腔护理系统可以包括口腔护理设备，该口腔护理设备包括用于被接纳在用户的口腔中的至少一部分，并且其中口腔护理设备包括传感器单元。

处理器可以被口腔护理设备包括，使得两者形成单个单元。备选地，处理器可以在口腔护理设备的外部，例如它可以是属于用户的移动计算设备的处理器，并且适于与口腔护理设备可操作地通信。

根据一个或多个实施例，口腔护理设备可以包括用于被接纳在用户的口腔中的接口器单元。接口器单元可以是U形的，并且可以包括上部和下部牙齿接纳通道，咬合表面设置在两个通道之间，形成用于通道中的每个通道的基部。

接口器单元可以包括突出到牙齿接纳通道中的多个清洁元件，用于在操作会话期间与牙齿表面机械接合。清洁元件可以包括清洁丝。清洁元件可以是刷毛或刷毛束，或能够在口腔表面上施加力的任何其它机械元件。

根据本发明另一方面的实施例提供了一种用于检测口腔护理设备中的磨损的方法。该方法包括从传感器单元接收输出信号，该传感器单元适于在使用中产生与该系统的口腔清洁功能的清洁功效相关或指示该清洁功效的输出信号。该方法还包括确定信号的一个或多个预定义特性。该方法还包括执行磨损评估，该磨损评估包括确定该一个或多个信号特性是否满足一个或多个预定义标准，并且根据该评估的结果产生磨损反馈信号。

根据本发明的另一方面的示例提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序代码，计算机程序代码能够在处理器上被执行，并且代码被配置为使处理器执行根据以上概述或以下描述的任何示例或实施例或者根据本申请的任何权利要求的方法。

参考下面描述的实施例，本发明的这些和其它方面将变得显而易见并且被阐明。

附图说明

为了更好地理解本发明，并且为了更清楚地示出如何实现本发明，现在将仅通过示例的方式参考所附示意图，其中：

图1概述了根据本发明的一个或多个实施例的包括处理器的示例系统的部件；

图2示出了传感器单元输出信号在操作会话期间的示例图，以及信号达到预定阈值的持续时间Δt；

图3示出了多个操作会话上的持续时间Δt的变化的示例图，以及持续时间的示例第二阈值；

图4-图6示出了用在基于流体的牙斑检测器中的管的示例；

图7示出了示例性的基于流体的牙斑检测器的部件；

图8示出了包括基于流体的牙斑检测器的示例口腔护理设备，包括多个流体出口管；以及

图9示出了包括基于光发射的牙斑传感器的示例口腔护理设备，该传感器包括多个光学感测元件。

具体实施方式

将参照附图描述本发明。

应当理解，详细描述和特定示例虽然指示了装置、系统和方法的示例性实施例，但是仅用于说明的目的，而不旨在限制本发明的范围。本发明的装置、系统和方法的这些和其它特征、方面和优点将从以下描述、所附权利要求和附图中变得更好理解。应当理解，附图仅仅是示意性的并且没有按比例绘制。还应当理解，在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同或相似的部件。

本发明提供了一种用于对口腔护理设备(例如口腔清洁设备)执行磨损评估的方法和处理器。从口腔护理设备的传感器单元接收输出信号，该传感器单元在操作中适于提供与口腔护理设备的清洁功能的清洁功效相关的输出。传感器单元可以是或可以耦合到在设备的口腔护理功能的执行期间使用的部件，例如用于检测口腔中的清洁进展的传感器，或驱动口腔中的清洁或处理动作的部件。该信号用于执行磨损评估。当用于口腔护理功能的设备所使用的相关部件磨损时，信号的特征可以以可预测的方式改变，这可用于标识何时达到磨损状态。

在一些示例中，传感器单元的输出信号可基于口腔护理设备所包括的功能部件的特性，并且在口腔护理操作会话期间是有效的。预期功能部件可以是用作口腔护理设备的正常口腔护理操作的一部分的部件。大多数口腔护理设备包括与牙齿或其它口腔表面进行接触或非接触物理相互作用的至少一个部件。本发明人的一个认识是，表示这种物理相互作用的信号的特性可以有用地用于确定设备的部件的磨损的第二目的。例如，在设备是口腔清洁设备的情况下，可以检测设备的清洁元件的磨损。清洁元件可以例如包括被设计成抵靠牙齿表面摩擦以实现清洁功能的细丝或突起。然而，在其它示例中，磨损可以是其它部件的磨损。通常，磨损导致由该设备提供的口腔护理功能的功效降低，例如由例如机械变形、张开、磨损、清洁元件劣化引起的清洁功效降低。

本发明的实施例可应用于一系列不同的口腔护理设备，其可适于执行例如口腔清洁和/或处理功能。

一类新兴的口腔护理设备是自动刷牙接口器。它们包括U形清洁部分，该U形清洁部分包括诸如刷毛的清洁元件，并且被布置为被接纳在口腔中，上排和下排牙齿被接纳在上牙齿接纳通道和下牙齿接纳通道中，并且刷毛伸入通道中以提供刷牙功能。这为用户提供了更快的刷牙时间和更容易的使用。

图1示意性地描绘了可根据本发明的一个方面提供的示例口腔护理系统的基本部件。该系统包括处理器12，该处理器12被布置为从传感器单元16接收信号20，该传感器单元被口腔护理设备14包括。

本发明的另一方面仅提供处理器12。处理器可以例如包括通信模块或输入/输出，其适于在操作中连接到传感器单元16以接收信号20。

本发明的另一方面可提供一种口腔护理系统，该口腔护理系统包括口腔护理设备14(具有传感器单元)和在操作中可操作地耦合到传感器单元16的处理器12。

处理器12适于确定输出信号20的一个或多个预定义特性，并且执行磨损评估，包括确定一个或多个信号特性是否满足一个或多个预定义标准。处理器还适于根据评估结果产生磨损反馈信号26。例如，处理器可以仅在磨损评估的肯定结果的情况下(即，在已经检测到磨损的情况下)产生反馈信号。

在一些情况下，传感器单元16可以在操作会话期间适于执行与用户的口腔中的牙齿22的表面的接触或非接触物理相互作用18(例如，如图1所示)。在一些另外的情况下，传感器单元可以信号耦合到功能部件，该功能部件执行与齿22的表面的这种接触或非接触物理相互作用18。在一些示例中，输出信号20可以取决于物理相互作用的属性。这些仅代表示例选项，并且其它配置也是可能的。

非接触物理相互作用的示例可以是例如使用从传感器单元发射的声波或电磁波或发射，并且其中传感器单元检测其反射。接触物理相互作用的示例可以是例如集成在清洁元件的远端处的压电传感器，该清洁元件被布置为抵靠牙齿的表面摩擦，其中压电传感器与牙齿直接接触。接触物理相互作用的另一个示例可以是驱动清洁元件相对于牙齿表面的物理运动的传动机构，或检测牙斑的流体传感器。输出信号可以是致动器驱动电路的电特性，其可以根据清洁元件和牙齿表面之间的相互作用的属性而波动。

在本公开中对操作会话的引用可对应于口腔护理设备以清洁或处理模式操作的时间段。它可以对应于当操作或功能部件起作用以执行口腔护理功能时的时间。例如，它可以对应于运动发生器驱动口腔护理设备的清洁元件振荡的时间。

反馈信号26可以是感觉输出信号，例如用于控制感觉输出设备以产生感觉刺激，以将磨损评估的肯定结果传达给用户的控制信号。作为非限制性示例，这可以包括视觉输出，例如照亮一个或多个照明元件，或声学输出，例如警告声音，或触觉或触感输出，诸如由口腔护理设备内的振动器产生的振动。

通常，磨损评估可以在每个操作会话期间或之后执行，或者可以较不规律地执行。例如，它可以在每x个操作会话之后执行，可以以规则的时间间隔执行，例如每周、或每天一次、或每两周一次。

传感器单元有各种不同的选择。下面将更详细地描述多个不同的示例，以帮助理解上述概括的发明概念所包含的可能性的范围。

本发明基于通过监测信号的特性来检测磨损，该信号的特性直接指示在操作会话期间口腔清洁功效的进展(例如口中的清洁度水平)，并且监测在操作会话期间达到功效的特定阈值所花费的时间长度。如果时间长度超过某一第二阈值，则这可以指示口腔护理设备的相关部件正在磨损。

关于传感器单元和对应的输出信号存在多种选择。

现在将更详细地概述不同的实施例。

根据一组实施例，输出信号的一个或多个预定义特性的确定在口腔护理设备的给定操作会话期间或之后执行，并且其中所确定的输出信号的特性包括从操作会话开始信号保持低于预定义第一阈值的持续时间(Δt)。换句话说，它是从操作会话开始输出信号达到所述定义的第一阈值所花费的时间长度。

这在图2中示意性地示出，图2示出了作为时间(x轴)的函数的输出信号20(y轴)的示意图。输出信号与实时清洁功效有关。第一阈值由水平虚线32示出。如图所示，输出信号显示为以线性方式增加，然而实际上它可以遵循较不有序的模式，并且可以遵循通常为非线性的路径。图2示出了在操作会话开始和信号20达到或超过第一阈值32的点之间的持续时间Δt。

因此，在该组实施例中导出的信号特性是持续时间Δt。磨损评估包括评估与该持续时间Δt相关的一个或多个预定义标准。作为一个示例，预定义标准可以是与一个或多个操作会话中的所述持续时间相关的第二阈值。第二阈值可以与任何单个操作会话中的持续时间相关，或者可以与多个操作会话中的持续时间相关，例如从多个会话中的持续时间导出的平均或其它统计特性，或者多个会话中的持续时间的趋势，或者先前的一定数量的会话的持续时间的相对变化。

图3示意性地示出了在磨损评估中使用的预定义标准与在任何单个操作会话中测量的持续时间Δt的第二阈值42相关的情况。这使用示出作为口腔护理设备的一系列操作会话的日期(x轴)的函数的持续时间Δt(y轴)的曲线图来说明。竖直线44示出了持续时间Δt超过第二阈值42的操作会话。当这种情况发生时，由处理器12应用的磨损评估将具有肯定的结果，并且处理器因此将适于响应于此而产生反馈信号26。

关于这组实施例，对于所使用的传感器单元16和输出信号20的特性存在不同的选择。

根据一组有利的示例，传感器单元16可以是物理清洁度水平传感器，其适于检测口腔中牙齿表面的清洁度水平。它可适于在口腔护理设备的整个操作会话期间连续地或循环地检测这种情况。在这种情况下，持续时间Δt对应于清洁度水平或与其相关的参数达到限定阈值所花费的持续时间。因此，在这组示例中，口腔护理设备可以是用于执行清洁功能，例如用于清洁牙齿表面的口腔清洁设备。例如，它可以是牙刷或清洁接口器设备(如上所述)。因此，设备的操作会话可以是口腔清洁会话。

从操作会话开始到达到牙齿表面清洁度的某一阈值水平所花费的时间长度给出口腔护理设备的清洁效率的指示。这继而给出了执行清洁功能的口腔护理设备的相关部件的磨损状态的指示。如果磨损，则清洁效率下降，这意味着需要更长的时间来达到预定义牙齿清洁度水平。在一些示例中，其磨损以这种方式被间接监测的设备部件可以对应于该设备的突出的清洁元件，这些清洁元件适于抵靠牙齿表面摩擦以便机械地清洁它们。清洁元件可以是清洁丝，例如刷毛。众所周知，刷毛经受磨损，导致刷毛张开，这降低了清洁效率。通常，一旦该性能下降开始，它将稳定地增加。另一示例可以包括口腔冲洗器电动牙线清洁设备的喷嘴。设备的喷嘴的磨损可对应于例如喷嘴内水垢的累积，导致清洁效率的下降。以类似的方式，达到预定清洁功效阈值32所需的时间长度给出了清洁效率降低的指示，并且因此给出了相关清洁部件的磨损的指示。

在一些示例中，处理器12可以适于基于一个或多个离群值检测标准来标识和消除持续时间Δt的离群值。例如，可能存在达到清洁度水平阈值32的持续时间可能偶尔增加的特定情况。例如，如果由于例如在前一时间段内的食物和饮料摄入而导致的牙斑积聚异常地高，或者如果在两个相继的清洁时间会话之间存在比通常更长的间隔。

处理器12可以基于检测在其中测量到高Δt的操作会话之后的操作会话期间的持续时间Δt是否回落到较低水平来标识第一类型的离群值。在另一示例中，该处理器可以适于计算在每个操作会话之后的持续时间Δt中的运行基线或趋势，并且使用该基线或趋势作为在磨损评估中评估的值而不是原始Δt值。

处理器12可以基于保持操作会话的时间日志来标识第二类型的离群值，以允许检测出现比先前会话通常更长的间隔的操作会话。该信息可以用于标识和排除例如在超过某些阈值间隔时间的间隔之后的这种会话期间出现的Δt值。

然而，应注意，清洁度水平传感器仅代表与该组实施例兼容的一个示例。另一个可能的示例包括传感器模块，其测量用于驱动清洁元件运动的致动器的驱动电路的电特性(例如电流、电压、阻抗)。当牙齿被逐渐清洁时，电特性改变，因此清洁元件的磨损可与达到阈值32水平的特定特性的持续时间相关。

在传感器单元是清洁度水平传感器的实施例中，这可以是牙斑检测传感器。

在一些示例中，用作传感器单元16的清洁度水平传感器可以是在设备的正常清洁操作期间使用的传感器，用于检测何时到达清洁会话的结束。例如，清洁度水平传感器可用于检测何时达到阈值清洁度，这意味着清洁会话可以被(例如自动地)终止。这可以包括例如停用驱动设备的清洁元件的机械振荡的运动发生器。在一些实施例中，持续时间Δt的确定可以响应于清洁会话结束的这种检测来完成。

在每个清洁会话中检测到的持续时间Δt可以被录制或记录在本地存储器中。

根据一个或多个实施例，传感器单元16可以适于产生电磁(例如光学)、声学或流体发射，用于与用户的口腔中的表面进行接触或非接触物理相互作用，并且其中信号指示所述发射与表面的相互作用的特性。

传感器单元16可以是清洁度水平传感器，其利用这种发射来执行口腔表面清洁度的感测。在其它示例中，传感器单元可以信号耦合到产生发射以执行清洁或处理功能的另一功能组件，例如产生用于清洁功能的流体发射的口腔冲洗器或电动牙线清洁器，或者使用RF发射来处理牙龈的RF处理设备。

现在将描述采用清洁度水平传感器形式的一个示例传感器单元，该清洁度水平传感器使用流体发射来感测实时清洁功效。

该示例在图4-图8中示意性地示出。

在该示例中，传感器单元16是牙斑检测传感器，其适于产生被驱动到牙齿表面上或牙齿表面上方的流体流，并且其中输出信号基于撞击牙齿表面的流体和所产生的流体流的压力或流量的测量。在一些示例中，流体可以是空气(或另一种气体)。当牙斑存在于牙齿表面上时，牙齿更粘(表面流体弹性更大)。其效果是，当流体传递到牙齿表面上或上方时，相对于没有牙斑的牙齿表面，表面对流体压力的弹性吸收更高，并且与牙齿表面清洁的状态相比，这导致流体压力的可测量的降低。因此，该传感器可用于基于传递到牙齿表面上或上方的流体流的压力和/或流动特性来感测牙齿上的牙斑水平。当牙齿逐渐变得更清洁(减少牙斑)时，压力逐渐增加(随着流速降低)。

基于流体的牙斑传感器可以包括管56，该管56被布置为从口腔护理设备的一部分的表面向外突出，该口腔护理设备在操作期间被接纳在口腔中。管的远端是开口58，允许流体流62从管的端部流出，用于与牙齿表面相互作用。管被布置为使得在口腔护理设备在口中的正常操作期间，管的端部被布置为接合抵靠牙齿表面。例如，如图7所示，它可以被集成在设备的刷毛区66内，使得当刷毛抵靠牙齿表面接合以清洁牙齿时，管的端部处的开口58也自动地抵靠牙齿表面接合。

管56的端部可以被成形为便于流体开口58可操作地接合抵靠牙齿表面。例如，图5示出了一个示例，其中管的端部具有沿直径延伸跨越管的远端面的凹入通道，并且其中开口58被定位在所述凹入通道的基部的中间区域。这使得通道的上侧可操作地接合抵靠牙齿表面，并且提供了流体接合抵靠牙齿的区域，该区域大于开口本身的尺寸，并且具有不同的形状(即，在这种情况下是线性的)。图6示出了另一示例，其中管的端部在管开口58的两个相对侧处被斜切，这使得开口58更容易接合抵靠齿表面，即使管从斜角接合抵靠表面。

参考图7，该实施例中的牙斑传感器包括感测模块50，该感测模块50与管56流体连接，该管被布置为从口腔护理设备的表面物理伸出。该传感器模块包括流体流产生器52(优选为流产生器)，该流体流产生器52被布置为提供通过管的长度朝向包括开口58的管的远端的加压流体流。该传感器模块还包括检测器元件54，该检测器元件被布置为感测流经该管56的流体的压力或流量。检测器可以被布置为检测在流产生器和管56的近端之间的位置处的流体流量或压力，例如它可以检测在流产生器和管56的近端之间延伸的导管内的这些属性中的一个或两个。

检测器54可以产生指示所感测的压力或流量的输出信号。备选地，它可以产生指示牙齿上牙斑水平的输出信号，这由检测器基于所感测到的压力或流体流量来确定。来自检测器的输出信号可以向处理器提供输入信号20，用于评估磨损。

作为进一步的说明，在以下每个文件中详细描述了合适的基于流体的牙斑检测传感器的示例：WO 2014/097240、WO2014/097241和WO2014/097031。

在有利的示例中，牙斑传感器可以包括多个管56，以允许在多个不同的牙齿表面位置处感测牙斑水平。可以在多个位置同时感测牙斑水平，或者多个管可以允许在任何一个或多个位置感测牙斑水平。

图8中示意性地示出了一个示例。该示例描述了刷牙接口器设备72形式的口腔护理设备。该图示出了接口器的平面图。接口器设备包括用于被接纳在口腔中的U形清洁部分。该U形清洁部分包括上牙齿接纳通道和下牙齿接纳通道。在图8中仅示出了上牙齿接纳通道74。从界定通道的相对壁突出到牙齿接纳通道中的是相对的刷毛行，其形成第一刷毛区68a和第二刷毛区68b。当牙齿被接纳在通道中时，刷毛区突出以与口腔侧和舌侧两者上的牙齿表面接触。

如图所示，接口器包括牙斑感测装置，牙斑感测装置包括感测模块50，感测模块50流体连接到多个管56(根据上面概述的描述)。流体导管或管道51在感测模块50和管56之间延伸以承载用于执行牙斑感测的流体流。管被布置在围绕牙齿接纳通道的一系列不同的空间位置处，以允许检测在操作中被接纳在接口器通道中的一排牙齿的多个不同区域处的牙斑。多个管56可以并联或串联地流体连接到传感器模块50所包括的流产生器52(图8中未示出)。

在多个位置处的管56可用于一次感测多个位置处的牙斑。由处理器12接收的输出信号20可以是与例如在所有位置上感测的平均牙斑水平相关的信号。备选地，仅在一个或多个管56位置的子集处的牙斑水平可用于提供信号20。

作为一个有利的示例，牙斑传感器可适于利用以下来自管56位置的牙斑传感器读数：在一个或多个先前的清洁会话期间，在该管56位置处，所感测的牙斑水平在清洁会话的过程中下降得最慢，或者在该位置处，在清洁会话结束时感测到比任何其它位置存在更大量的牙斑。这些位置可以对应于倾向于积聚最多牙斑的地方，或者更不方便清洁的地方。这可以基于来自先前清洁会话的先前记录的数据，例如存储在传感器或处理器12或口腔清洁设备的本地存储器中。通过使用感测到牙斑去除发生得更慢或更低效的特定感测位置，这确保了当监测信号20以检测何时清洁度水平已经达到限定阈值32时，清洁度水平是已经达到嘴中的所有区域的清洁度水平，包括感测为最慢或最难清洁的区域。

在一些示例中，其中接口器单元是定制的接口器，感测位置可以根据牙科专业人员知道的可能积聚更多牙斑或可能难以清洁的斑点的位置来被配置。

根据另一组的一个或多个示例，传感器单元16可以采取清洁度水平传感器的形式，并且其中该清洁度水平传感器是使用光学(或其他电磁)发射来检测牙斑水平的牙斑传感器。具体地讲，牙斑水平传感器可以包括一个或多个光源，该一个或多个光源被布置为在口腔护理设备的使用过程中产生被接收在牙齿表面上的光输出。该传感器单元可以还包括光学(或其他EM)感测元件，该光学(或其他EM)感测元件被布置为感测从该牙齿返回的光学(或其他EM)发射的反射。基于反射光信号的特性，牙斑的水平可以被感测。例如，与清洁的牙齿表面相比，具有牙斑覆盖物的牙齿表面具有不同的光散射特性。它也可以具有不同的荧光属性。对于这些属性固定的源光信号，这些不同的属性对反射光信号的光学属性具有可检测的影响。因此，这允许感测牙齿上的牙斑水平。

适用于根据本发明的实施例的光学牙斑检测器的示例可以在以下文献中找到：WO2014/097135、WO 2014/097045或WO 2015/056197。

在有利的实施例中，口腔护理设备可以包括多个牙斑感测元件82，每个牙斑感测元件82具有产生光发射的光源和感测来自牙齿表面的发射的反射的光感测元件。该牙斑感测元件或每个牙斑感测元件可操作地耦合到光学传感器模块80，该光学传感器模块80适于产生表示被感测的反射波的相关光学属性或表示牙斑水平的传感器输出。该输出信号可以用作执行磨损评估。

图9示出了包括连接到光学感测模块80的多个牙斑感测元件82的一个示例口腔护理设备。该设备为刷牙接口器设备72的形式。接口器的部件在其它方面与上述图8所示的相同。

多个牙斑感测元件82被布置在接口器的牙齿接纳通道74周围的一系列不同空间位置处，以允许检测被接纳在接口器通道中的一排牙齿的多个不同区域处的牙斑。多个牙斑感测元件82可以并联或串联连接到光学感测模块80。感测元件可以被电连接。备选地，在一些示例中，每个感测元件82所包括的光源可以由传感器模块80中的光发生器光学地提供，并且其中感测元件82经由相应的光纤84光学地耦合到光学感测模块80。

在多个位置的牙斑检测元件82可用于同时检测多个位置处的牙斑。由处理器12接收的信号20可以是与例如在所有位置上感测的平均牙斑水平相关的信号。备选地，可以使用仅在一个或多个感测元件82位置的子集处的牙斑水平来提供信号20。关于该特征，可以应用与以上关于图8概述的相同的选项。为简洁起见，这里不再重复。

在一些示例中，如在以上概述的示例清洁度水平传感器中，来自传感器单元的信号可以由口腔护理设备的控制器利用以触发有源口腔护理部件(例如清洁部件)的停用，从而使操作会话(例如清洁会话)结束。这可以包括使诸如接口器设备的口腔清洁设备的刷毛的振荡停止。

在另外的示例中，感测单元16可以仅间接地检测牙齿(例如牙斑)的清洁度水平。它可以不适于使用发射，而是可以利用口腔护理设备的另一功能部件。

例如，口腔护理系统可以包括用于与口腔中的表面机械接合的多个机械清洁元件，并且还可以包括运动发生器，该运动发生器被布置为在操作会话期间驱动清洁元件的振荡运动，该运动发生器具有由驱动电路提供功率的马达。在这种情况下，传感器单元可以信号耦合到驱动电路，并且其中输出信号表示驱动电路的一个或多个电特性。

特别地，诸如驱动电路的电流或电压的特性在用于清洁牙齿的设备的操作会话期间可能波动。例如，电流或电压可以由瞬态清洁相关信号分量叠加。然而，随着清洁水平的增加，这些属性可能稳定(由于牙齿表面属性的变化)。因此，这种稳定化给出了清洁度水平增加的指示。因此，这里，由处理器12确定的信号20的一个或多个预定义特性可以是信号的一个或多个电特性的稳定性，例如信号关于基线的幅度，或作为时间(例如信噪比)或信号频率(例如从快速傅立叶变换FFT分析导出)的函数的信号可变性的不同度量。由处理器计算的持续时间Δt可以表示信号可变性的测量下降到特定阈值以下或者信号稳定性的测量超过特定阈值所花费的时间。

作为另一个示例，口腔护理设备可以包括从口腔护理设备的表面直立的一个或多个清洁元件，该一个或多个清洁元件被布置为在使用期间被接纳在口腔内，并且清洁元件被布置为机械地接合牙齿的表面以执行清洁功能。传感器单元可以包括一个或多个压电元件，该一个或多个压电元件被安装在一个或多个清洁元件上，或者与一个或多个清洁元件相邻，例如设置在清洁设备的刷毛区内。在该示例中，在操作会话期间监测口腔清洁设备的刷毛的机械运动特性的变化，并且检测到的运动特性的变化可用于间接地检测清洁的进展。当牙齿表面变得更清洁时，刷毛在牙齿表面上的运动特性由于表面的摩擦特性的改变而改变(即牙齿变得更光滑)。特别地，诸如刷毛的振动频率或振幅的特性可以随着牙齿变得清洁而改变。例如，期望刷洗幅度随着牙斑的去除而增加。在所有情况下，当口腔变得清洁时，这些特性将是稳定的。这种稳定可用作清洁度水平的间接测量。由处理器计算的信号特性可以是指示在操作会话期间从一个或多个压电元件接收的信号随时间的稳定性或可变性的信号。由处理器12确定的持续时间Δt可以对应于信号稳定性超过预定阈值或者信号可变性下降到预定阈值以下所花费的时间。

根据一个或多个示例，在磨损评估中由处理器12确定的一个或多个信号特性可以与牙齿表面的摩擦特性相关。更具体地，处理器可适于确定指示刷毛在牙齿表面上的粘住/滑动运动的特性。粘住/滑动是当两个表面抵靠彼此摩擦时发生的现象，并且发生在表面之间的摩擦系数足够高使得在两个表面的接触点之间以彼此相对运动的方式反复发生瞬时粘住的情况下。当粘住事件的频率较高时，这表明表面之间的静摩擦较高。在清洁牙齿的情况下，由于通过清洁去除了更粘的牙斑，因此预期随着清洁的进行粘住/滑动将减少。这种粘住/滑动运动可以例如通过监测诸如刷毛的清洁元件的运动模式或特性来检测。这可以例如使用从如上所述的压电(力)传感器输出的信号的电特性或如上所述的用于运动发生器的驱动电路的电特性，或从用于运动发生器的驱动电路中的驱动信号的声学分析来检测。

根据一个或多个实施例，口腔护理设备可以包括一个或多个摩擦电元件，该一个或多个摩擦电元件适于从刷毛运动中获取动能以产生电荷。摩擦电元件可以被布置为收集与清洁元件和牙齿表面之间或例如清洁设备所包括的相邻清洁元件之间的运动相关联的动能。由摩擦电元件产生的电信号可以用作提供给处理器12的输出信号20，并且处理器可以确定该摩擦发电机信号的信号特性。在这种情况下，摩擦电元件可以形成传感器单元，或者电耦合到摩擦电元件的输出的感测模块可以用作传感器单元。

当齿表面变得更清洁时，摩擦起电特性可能有变化，其反映在来自摩擦电元件的信号的电特性中。特别地，当牙齿变得清洁或清洁元件磨损时，诸如摩擦电荷或电压的特性可能改变(由于较少的纤维-纤维接触，细丝的过度张开降低了摩擦电势)。在所有情况下，当口腔变得清洁时，这些特性将是稳定的。摩擦发电机信号的稳定性或可变性可以用作由处理器12计算的信号特性，用于确定持续时间Δt。

根据上述任一实施例，处理器12可以适于在每个操作会话期间确定持续时间Δt。在传感器单元16是清洁度水平传感器(例如牙斑检测器)的情况下，这可以因此提供示出将牙齿清洁到预定水平所需的时间变化的数据集。根据一个或多个实施例，该数据集可用于健康分析功能。

例如，它可以用于给出关于用户的口腔健康或总体健康的变化的指示。处理器12可以适于以规则的间隔，或者在接收到触发信号时，例如从用户接口接收到触发信号时，执行口腔健康评估。

例如，清洁时间Δt通常取决于存在于牙齿上的牙斑的量或厚度以及牙斑的机械性能。因此，较长的清洁持续时间可能表明牙斑已经变厚。如果这种情况持续了延长的时间段，这可能表明总体健康或生活方式可能已经改变。例如，它可以指示增加的糖摄取，或唾液的牙斑抑制特性的降低(例如增加的酸度)。这继而可以改变用户的健康风险概况。该信息可以例如经由远程数据通信信道传送到牙科专业人员或其他健康专业人员。

作为另一个示例，较短的清洁持续时间可能表明牙斑已经变得更弱，这可能是生活方式改善的结果(例如较低的糖摄入)，但也可能是唾液中钙浓度低的结果，由钙缺乏引起。

所测量的持续时间Δt的趋势可以由处理器12在健康评估过程中检测到，并且这被用于产生反馈以用于向用户和/或健康专业人员传达关于变化的信息。例如，在检测到健康状态下降的情况下，可以向用户发出警告。

为了执行健康评估程序，可能需要将由健康或生活方式因素引起的清洁持续时间Δt的变化与由于口腔护理设备的部件的磨损增加而引起的变化隔离。这两个因素都可能导致持续时间Δt随时间的变化。这样做的一种方式是使用关于由于清洁部件的磨损而引起的持续时间的预期变化率的先验信息。以一致的方式更快地发生的任何变化可以假定与健康或生活方式因素相关，而不是与部件的磨损相关。

例如，可以预先知道设备的清洁元件将在3-6个月的时间内缓慢性能降低。因此，在例如两周的时间段内的清洁持续时间的显著变化可以由处理器12确定为与健康或生活方式因素相关。更一般地，可以由处理器12将遵循时间模式的持续时间的任何变化确定为与健康或生活方式因素相关联，该时间模式不同于由于部件磨损而预期的时间模式。

上述实施例基于检测信号特性达到预定阈值32的持续时间，并且其中磨损评估包括确定该持续时间何时满足一个或多个预定义标准。

例如，传感器单元可以是清洁度水平传感器，例如牙斑检测传感器。然而，在其它示例中，它可以是电耦合到具有不同功能的基于发射的交互组件的控制电路的传感器模块，例如产生用于清洁或处理功能的发射(例如RF清洁发射)的元件。

磨损评估可以包括评估在单个测试会话中测量的或在多个测试会话(例如跨越多天)上测量的相关信号特性。例如，相关信号特性的平均或其它统计特性可以相对于在预定时间段(例如一周或一个月)内获取的值来计算。为了进行磨损评估，可以确定该平均值或统计特性与预定义基线的偏差。

根据一个或多个实施例，口腔护理系统可以包括口腔护理设备，该口腔护理设备包括用于被接纳在用户的口腔中的至少一部分，其中口腔护理设备包括传感器单元。

口腔护理系统的处理器可以被口腔护理设备包括，使得两者形成单个单元。备选地，处理器可以在口腔护理设备的外部，例如它可以是属于用户的移动计算设备的处理器，并且适于与口腔护理设备可操作地通信。

根据一个或多个实施例，口腔护理设备可以包括用于被接纳在用户的口腔中的接口器单元。

接口器单元可以是U形的，并且可以包括上牙齿接纳通道和下牙齿接纳通道，咬合表面被设置在两个通道之间，形成用于通道中的每个通道的基部。在另外的示例中，其可替代地是J形部分接口器单元。

接口器单元可以包括多个清洁元件，用于在操作会话期间摩擦牙齿表面。清洁元件可以包括清洁丝。清洁元件可以是刷毛或刷毛束。

口腔护理设备可以包括用于驱动刷毛在牙齿表面上振荡运动的运动发生器。

根据本发明另一方面的实施例提供了一种用于检测口腔护理设备中的磨损的方法。该方法包括：接收来自传感器单元的输出信号，传感器单元适于在使用中产生与系统的口腔清洁功能的清洁功效相关的输出信号。该方法还包括确定信号的一个或多个预定义特性。该方法还包括执行磨损评估，该磨损评估包括确定该一个或多个信号特性是否满足一个或多个预定义标准，并且根据该评估的结果产生磨损反馈信号。

根据本发明的另一方面的示例提供了一种包括计算机程序代码的计算机程序产品，所述计算机程序代码能够在处理器上被执行，并且所述代码被配置为使所述处理器执行根据以上概述或以下描述的任何示例或实施例或者根据本申请的任何权利要求的方法。

上述本发明的实施例采用处理器。处理器可以用软件和/或硬件以多种方式实现，以执行所需的各种功能。处理器通常采用可使用软件(例如，微代码)编程以执行所需功能的一个或多个微处理器。处理器可以实现为执行某些功能的专用硬件和执行其它功能的一个或多个编程微处理器和相关电路的组合。

可在本发明的各种实施例中采用的电路的示例包括(但不限于)常规微处理器、专用集成电路(ASIC)和现场可编程门阵列(FPGA)。

在各种实现中，处理器可以与诸如易失性和非易失性计算机存储器(诸如RAM、PROM、EPROM和EEPROM)之类的一个或多个存储介质相关联。存储介质可以编码有一个或多个程序，当在一个或多个处理器和/或控制器上执行时，该程序执行所需的功能。各种存储介质可以固定在处理器或控制器内，或者可以是可传送的，使得其上存储的一个或多个程序可以被加载到处理器中。

通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的本发明时可以理解和实现所公开实施例的变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其它单元可以实现权利要求中所述的若干项的功能。在相互不同的从属权利要求中所述的措施可以有利地组合。计算机程序可以存储/分布在适当的介质上，例如与其他硬件一起提供或作为其他硬件的一部分提供的光存储介质或固态介质，但是也可以以其他形式分布，例如经由因特网或其他有线或无线电信系统。如果在权利要求或说明书中使用术语“适于”，则应注意，术语“适于”旨在等同于术语“被配置为”。权利要求中的任何附图标记不应解释为限制范围。

Claims (8)

1.一种口腔护理系统(14)，包括：

用于执行口腔清洁的装置(66、72)；

传感器单元(16)，所述传感器单元适于产生与清洁度水平相关的传感器信号(20)；并且其特征在于

处理器(12)，被布置为执行磨损评估，所述磨损评估包括监测所述传感器信号(20)达到预定义第一阈值(32)所花费的时间长度(Δt)，根据所述磨损评估的结果来产生磨损反馈信号(26)。

2.根据权利要求1所述的口腔护理系统(14)，其中所述传感器单元(16)适于产生电磁、声学或流体发射，以用于与用户的口腔中的表面进行接触或非接触物理相互作用，并且其中所述传感器信号(20)取决于所述发射与所述口腔中的表面的相互作用的属性。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的口腔护理系统(14)，其中所述传感器单元(16)包括牙斑检测传感器。

4.根据权利要求3所述的口腔护理系统(14)，其中所述牙斑检测传感器适于产生被驱动到牙齿表面上或牙齿表面上方的流体流，并且其中所述传感器信号(20)基于所产生的流体流的压力或流量的测量。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的口腔护理系统(14)，其中

所述口腔护理系统(14)包括机械清洁元件(66)，所述机械清洁元件用于与所述口腔中的表面机械接合；

所述口腔护理系统(14)包括运动发生器，所述运动发生器被布置为在操作会话期间驱动所述清洁元件的振荡运动，所述运动发生器具有由驱动电路提供功率的马达，并且

其中所述传感器单元(16)被耦合到所述驱动电路，并且其中所述传感器信号(20)基于所述驱动电路的一个或多个电特性。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的口腔护理系统(14)，其中所述传感器信号的所述一个或多个信号特性的确定在每个操作会话期间或之后进行，并且其中所述磨损评估基于在多个操作会话上检测到的信号特性。

7.一种用于检测口腔护理系统(14)中的磨损的方法，所述方法包括：

从传感器单元(16)接收传感器信号(20)，所述传感器信号与清洁度水平相关；

执行磨损评估，所述磨损评估包括监测所述传感器信号(20)达到预定义第一阈值(32)所花费的时间长度(Δt)，并且

根据所述磨损评估的结果来产生磨损反馈信号(26)。

8.一种计算机程序产品，包括计算机程序代码，所述计算机程序代码能够在处理器(12)上被执行，并且所述代码被配置为使所述处理器(12)执行根据权利要求7所述的方法。