JP2017176815A - 歯垢検出装置および歯ブラシ - Google Patents
歯垢検出装置および歯ブラシ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017176815A JP2017176815A JP2017028048A JP2017028048A JP2017176815A JP 2017176815 A JP2017176815 A JP 2017176815A JP 2017028048 A JP2017028048 A JP 2017028048A JP 2017028048 A JP2017028048 A JP 2017028048A JP 2017176815 A JP2017176815 A JP 2017176815A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- output value
- unit
- plaque
- light emitting
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 57
- 208000002064 Dental Plaque Diseases 0.000 title claims abstract description 33
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 claims abstract description 62
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims abstract description 57
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 30
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 62
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 52
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 36
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 24
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 19
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 19
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 12
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000284 extract Substances 0.000 abstract description 3
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 abstract 1
- 208000006558 Dental Calculus Diseases 0.000 description 94
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 66
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 58
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 37
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 37
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 30
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 description 25
- 230000008569 process Effects 0.000 description 24
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 19
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 19
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 19
- 239000013308 plastic optical fiber Substances 0.000 description 17
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 description 12
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 11
- 150000004032 porphyrins Chemical class 0.000 description 10
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 9
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 8
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 125000002066 L-histidyl group Chemical group [H]N1C([H])=NC(C([H])([H])[C@](C(=O)[*])([H])N([H])[H])=C1[H] 0.000 description 4
- 230000004397 blinking Effects 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 230000001915 proofreading effect Effects 0.000 description 3
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 206010034960 Photophobia Diseases 0.000 description 1
- 102220468073 Trafficking protein particle complex subunit 5_S52A_mutation Human genes 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000013469 light sensitivity Diseases 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A46—BRUSHWARE
- A46B—BRUSHES
- A46B9/00—Arrangements of the bristles in the brush body
- A46B9/02—Position or arrangement of bristles in relation to surface of the brush body, e.g. inclined, in rows, in groups
- A46B9/04—Arranged like in or for toothbrushes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A46—BRUSHWARE
- A46B—BRUSHES
- A46B15/00—Other brushes; Brushes with additional arrangements
- A46B15/0002—Arrangements for enhancing monitoring or controlling the brushing process
- A46B15/0016—Arrangements for enhancing monitoring or controlling the brushing process with enhancing means
- A46B15/0034—Arrangements for enhancing monitoring or controlling the brushing process with enhancing means with a source of radiation, e.g. UV, IR, LASER, X-ray for irradiating the teeth and associated surfaces
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A46—BRUSHWARE
- A46B—BRUSHES
- A46B15/00—Other brushes; Brushes with additional arrangements
- A46B15/0002—Arrangements for enhancing monitoring or controlling the brushing process
- A46B15/0016—Arrangements for enhancing monitoring or controlling the brushing process with enhancing means
- A46B15/0036—Arrangements for enhancing monitoring or controlling the brushing process with enhancing means with a lighting means, e.g. laser, bulb
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
- A61B5/0082—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence adapted for particular medical purposes
- A61B5/0088—Measuring 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
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/6486—Measuring fluorescence of biological material, e.g. DNA, RNA, cells
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A46—BRUSHWARE
- A46B—BRUSHES
- A46B2200/00—Brushes characterized by their functions, uses or applications
- A46B2200/10—For human or animal care
- A46B2200/1066—Toothbrush for cleaning the teeth or dentures
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2560/00—Constructional details of operational features of apparatus; Accessories for medical measuring apparatus
- A61B2560/02—Operational features
- A61B2560/0204—Operational features of power management
- A61B2560/0214—Operational features of power management of power generation or supply
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2560/00—Constructional details of operational features of apparatus; Accessories for medical measuring apparatus
- A61B2560/04—Constructional details of apparatus
- A61B2560/0456—Apparatus provided with a docking unit
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
- A61B5/0071—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence by measuring fluorescence emission
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
- A61B5/0082—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence adapted for particular medical purposes
- A61B5/0084—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence adapted for particular medical purposes for introduction into the body, e.g. by catheters
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
- A61B5/6887—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient mounted on external non-worn devices, e.g. non-medical devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N2021/6417—Spectrofluorimetric devices
- G01N2021/6421—Measuring at two or more wavelengths
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
- G01N2201/08—Optical fibres; light guides
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Surgery (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Dental Tools And Instruments Or Auxiliary Dental Instruments (AREA)
- Brushes (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
【解決手段】歯表面99aへ向けて紫外または青色の励起光Lを照射する発光部450と、歯表面99aからの放射光L′を受ける第1および第2の受光部402とを備える。第1の受光部は、放射光L′のうち、歯垢固有の蛍光の波長範囲を含む第1の波長域のスペクトル成分を取り出し、その強度に応じた第1の出力値を得る。第2の受光部は、放射光L′のうち、第1の波長域の下限波長を下回るように予め定められた下限波長をもち、エナメル質固有の蛍光の波長範囲を含む第2の波長域のスペクトル成分を取り出し、その強度に応じた第2の出力値を得る。第1の出力値と第2の出力値との間の比と第1閾値との間の大小の判定を行う。第1の出力値と上記第2の出力値との間の差と第2閾値との間の大小の判定を行う。
【選択図】図1
Description
歯表面における歯垢の有無を判定する歯垢検出装置であって、
上記歯表面へ向けて紫外または青色の励起光を照射する発光部と、
上記励起光による上記歯表面からの放射光を受ける第1および第2の受光部とを備え、
上記第1の受光部は、上記放射光のうち、予め定められた下限波長をもち、歯垢固有の蛍光の波長範囲を含む第1の波長域のスペクトル成分を取り出し、この第1の波長域のスペクトル成分の強度に応じた第1の出力値を得、
上記第2の受光部は、上記放射光のうち、上記第1の波長域の下限波長を下回るように予め定められた下限波長をもち、エナメル質固有の蛍光の波長範囲を含む第2の波長域のスペクトル成分を取り出し、この第2の波長域のスペクトル成分の強度に応じた第2の出力値を得、
上記第1の出力値と上記第2の出力値との間の比と、予め定められた第1閾値との間の大小の判定を行う第1の判定部と、
上記第1の出力値と上記第2の出力値との間の差と、予め定められた第2閾値との間の大小の判定を行う第2の判定部と、
を備えたことを特徴とする。
上記第1、第2の出力値から、それぞれ上記歯表面の周りの環境光による成分を差し引く補正を行う第1のゼロ点補正部を備え、
上記第1、第2の判定部は、それぞれ上記第1のゼロ点補正部によって補正された上記第1、第2の出力値を上記判定に用いることを特徴とする。
毛が立設された起毛面を有するヘッド部と、手で握られるべきグリップ部と、上記ヘッド部と上記グリップ部とを連結するネック部とを含む本体を備え、
上記本体に、上述の歯垢検出装置が組み込まれたことを特徴とする。
上記発光部、上記第1および第2の受光部は、上記ヘッド部の上記起毛面のうち特定領域に対応する内部に配置され、
上記発光部は、上記特定領域を通して上記歯表面へ向けて紫外または青色の励起光を照射する発光ダイオードを含み、
上記第1の受光部は、上記歯表面からの上記放射光を上記特定領域を通して受けて、上記放射光のうち上記第1の波長域のみのスペクトル成分を透過させる第1の光学フィルタ部材と、この第1の光学フィルタ部材を透過した上記第1の波長域のみのスペクトル成分を受ける第1のフォトダイオードまたはフォトトランジスタとを含み、
上記第2の受光部は、上記歯表面からの上記放射光を上記特定領域を通して受けて、上記放射光のうち上記第2の波長域のみのスペクトル成分を透過させる第2の光学フィルタ部材と、この第2の光学フィルタ部材を透過した上記第2の波長域のみのスペクトル成分を受ける第2のフォトダイオードまたはフォトトランジスタとを含むことを特徴とする。
上記第1、第2の出力値から、それぞれ上記ヘッド部における内部反射光による成分を差し引く補正を行う第2のゼロ点補正部を備え、
上記第1、第2の判定部は、それぞれ上記第2のゼロ点補正部によって補正された上記第1、第2の出力値を上記判定に用いることを特徴とする。
上記毛とともに上記ヘッド部を覆って上記ヘッド部の周りの環境光を遮断するための遮光部材を備え、
上記第2のゼロ点補正部は、上記遮光部材によって上記環境光が遮断された遮光状態で、操作部を通して指示が入力されたタイミングまたは予めタイマ設定されたタイミングで、上記発光部を点灯させて上記第1、第2の出力値を得るとともに、上記発光部を消灯させて上記第1、第2の出力値を得た後、上記発光部の点灯中における上記第1、第2の出力値から、上記発光部の消灯中における上記第1、第2の出力値をそれぞれ差し引いて、上記内部反射光による成分を得ることを特徴とする。
上記本体の周りの環境光による照度を測定する照度測定部を備え、
上記第2のゼロ点補正部は、上記照度が予め定められた照度閾値を下回ったことを開始条件として、上記発光部を点灯させて上記第1、第2の出力値を得るとともに、上記発光部を消灯させて上記第1、第2の出力値を得た後、上記発光部の点灯中における上記第1、第2の出力値から、上記発光部の消灯中における上記第1、第2の出力値をそれぞれ差し引いて、上記内部反射光による成分を得ることを特徴とする。
上記第2のゼロ点補正部は、予めタイマ設定された夜間に相当するタイミングで、上記発光部を点灯させて上記第1、第2の出力値を得るとともに、上記発光部を消灯させて上記第1、第2の出力値を得た後、上記発光部の点灯中における上記第1、第2の出力値から、上記発光部の消灯中における上記第1、第2の出力値をそれぞれ差し引いて、上記内部反射光による成分を得ることを特徴とする。
(構成)
図1(A)は、この発明の一実施形態の歯垢検出装置(全体を符号400で示す。)の概略構成を模式的に示している。また、図1(B)は、歯垢検出装置400の制御系のブロック構成を示している。
この歯垢検出装置400は、ユーザ(この装置400を操作する者を指す。)による操作によって、全体として図2に示す処理フローに従って動作する。なお、ユーザは、被験者と同一人であってもよいし、別人であってもよい。
ΔOUT1=OUT1−OUT1b
ΔOUT2=OUT2−OUT2b
を算出する。なお、図2中のステップS4〜S7の処理をまとめて第1のゼロ点補正処理SP1と呼ぶ。この第1のゼロ点補正処理SP1を行うことによって、環境光Lbによる成分の影響を適切に解消でき、後述の歯垢の有無の判定精度を高めることができる。
A=ΔOUT1/ΔOUT2 …(式1)
を算出する。さらに、制御部410は第1の判定部として働いて、図2中のステップS9に示すように、この比Aと予め定められた第1閾値αとの間の大小の判定を行う。この判定結果に応じて、歯表面に存在しうる物質(すなわち、エナメル質、レジン、金属歯、人工歯(セラミックまたはプラスチック)、歯石、歯垢)のうち、エナメル質、レジン、人工歯(セラミックまたはプラスチック)からなるグループと、金属歯、歯石、歯垢からなるグループとを区分して識別できる。なお、既述のように、歯石と歯垢とを物質として完全に区別することは難しいため、単に「歯石」と言うときは、厳密には「歯石(および歯垢)」を指す。
B=ΔOUT1−ΔOUT2 …(式2)
を算出する。さらに、制御部410は第2の判定部として働いて、図2中のステップS11に示すように、この差Bと予め定められた第2閾値βとの間の大小の判定を行う。この判定結果に応じて、歯表面に存在しうる物質(すなわち、エナメル質、レジン、金属歯、人工歯(セラミックまたはプラスチック)、歯石、歯垢)のうち、エナメル質、レジン、金属歯、人工歯(セラミックまたはプラスチック)からなるグループと、歯石、歯垢からなるグループとを区分して識別できる。
(歯垢・歯石判定率) = 39試料/50試料 = 79(%)
であった。また、偽判定率(エナメル質、レジン、金属歯、人工歯(セラミックまたはプラスチック)である48試料のうち、歯垢または歯石であると間違って判定された試料数の割合)は、
(偽判定率) = 0試料/48試料 = 0(%)
であった。このように、精度の良い判定を行うことができた。
上の例では、第1の波長域を下限波長620nmから上限波長750nmまで、第2の波長域を下限波長550nmから上限波長600nmまでというように、それぞれバンドパス(帯域通過)タイプとして設定したが、これに限られるものではない。第1の波長域、第2の波長域について、それぞれ下限波長のみを設定し、上限波長を非設定(上限無し)、すなわち、ハイパス(高帯域通過)タイプとしても良い。
A′=ΔOUT1/ΔOUT2 …(式3)
というように、先の例と同様に定義されている。図12(A)から分かるように、エナメル質、レジン、人工歯(セラミックまたはプラスチック)からなるグループは、比A′が概ね0.35よりも小さい。一方、金属歯、歯石、歯垢からなるグループは、比A′が概ね0.35よりも大きい。したがって、予め第1閾値α′=0.35に設定しておくことによって、エナメル質、レジン、人工歯(セラミックまたはプラスチック)からなるグループと、金属歯、歯石、歯垢からなるグループとを区分して識別できる。
B′=ΔOUT2−ΔOUT1 …(式4)
というように、先の例に対して、差し引かれる側と差し引く側とが入れ替えられている。図12(B)から分かるように、金属歯からなるグループは、差B′が概ね100,000(a.u.)よりも小さい。一方、エナメル質、レジン、人工歯(セラミックまたはプラスチック)、歯石、歯垢からなるグループは、差B′が概ね100,000(a.u.)よりも大きい。したがって、予め第2閾値β′=100,000(a.u.)に設定しておくことによって、金属歯からなるグループと、エナメル質、レジン、人工歯(セラミックまたはプラスチック)、歯石、歯垢からなるグループとを区分して識別できる。
(歯垢・歯石判定率) = 44試料/50試料 = 88(%)
であった。また、偽判定率(エナメル質、レジン、金属歯、人工歯(セラミックまたはプラスチック)である48試料のうち、歯垢または歯石であると間違って判定された試料数の割合)は、
(偽判定率) = 3試料/48試料 = 6(%)
であった。このように、第1の波長域、第2の波長域がハイパスタイプである場合も、バンドパスタイプの場合と同様に、精度の良い判定を行うことができた。
(構成)
図14(A)、図14(B)は、この発明の歯垢検出装置が組み込まれた一実施形態の電動歯ブラシ(全体を符号90で示す。)の外観を、互いに反対の側から斜めに見たところを示している。この電動歯ブラシ90は、毛210が立設されたヘッド部4と、手で握られるべきグリップ部5と、ヘッド部4とグリップ部5とを連結するネック部3とを備えている。ヘッド部4とネック部3とは、グリップ部5に対して着脱可能なブラシ部材2として一体に構成されている。ヘッド部4、ネック部3、グリップ部5を併せて、本体1と呼ぶ。本体1は、歯磨きの便宜のために、一方向に細長い形状を有している。なお、図14(A)中には充電器100が図示されている。
図19は、この電動歯ブラシ90のヘッド部4における第1の受光部51(第1の波長域が620nm以上である)の分光感度を破線で示し、また、第2の受光部52(第2の波長域が550nm以上である)の分光感度を実線で示している。図19において、横軸は波長(単位nm)を示し、縦軸は最大感度を100%としたときの相対的な光感度(単位%)を示している。これらの分光感度は、第1実施形態における分光器402の場合とは異なり、低波長側はそれぞれ第1の光学フィルタ部材51F、第2の光学フィルタ部材52Fによってカットされ、また、高波長側は第1のフォトダイオード51D、第2のフォトダイオード52Dの特性によって次第に感度が低下している。この結果、第1の受光部51、第2の受光部52は、それぞれ波長730nm近傍で最大感度を示している。
本発明者は、上述の電動歯ブラシ90における第1の受光部51、第2の受光部52の出力レベルを、図17に示す実験系を用いて評価した。
本発明者は、上述の電動歯ブラシ90における第1の受光部51(第1の波長域が620nm以上である)、第2の受光部52(第2の波長域が550nm以上である)の出力に基づいて、既述の(式3)によって比A′=ΔOUT1/ΔOUT2を求めるとともに、(式4)によって差B′=ΔOUT2−ΔOUT1を求めた。すると、図28(A)、図28(B)に示すような結果が得られた。図28(A)、図28(B)において、横方向に並ぶ各棒は、エナメル質、金属歯、人工歯(セラミック)、歯石(および歯垢)、歯垢の各試料に対応している。図28(A)の縦軸は比A′を無次元で示し、また、図28(B)の縦軸は、差B′をμA単位で示している(後述の図31(A)、図31(B)でも同様。)。図28(A)から分かるように、この例では、いずれの試料についても比A′が1近傍になっている。すなわち、第1の受光部51の出力ΔOUT1と第2の受光部52の出力ΔOUT2とが殆ど同じになっている。また、図28(B)から分かるように、それぞれ金属歯、人工歯(セラミック)、歯石(および歯垢)、歯垢からなるグループ同士の間でも、差B′が略同程度に重なって分布している。このような結果では、歯表面99aに存在している物質を区分して識別することが難しい。
ΔOUT1z=OUT1x−OUT1y
ΔOUT2z=OUT2x−OUT2y
…(式5)
によって求めることができる。
(表1)
本発明者は、第1の出力値OUT1、第2の出力値OUT2から、それぞれ内部反射光Liによる成分ΔOUT1z,ΔOUT2zを差し引いた上で、既述の(式3)によって比A′=ΔOUT1/ΔOUT2を求めるとともに、(式4)によって差B′=ΔOUT2−ΔOUT1を求めた。すると、図31(A)、図31(B)に示すような結果が得られた。図31(A)から分かるように、この例では、それぞれエナメル質からなるグループについて比A′が0.3〜0.5であるのに対して、金属歯、人工歯(セラミック)、歯石(および歯垢)、歯垢からなるグループについて比A′が概ね0.5よりも大きい。したがって、エナメル質からなるグループと、金属歯、人工歯(セラミック)、歯石(および歯垢)、歯垢からなるグループとを、区分して識別できる。一方、図31(B)から分かるように、それぞれ金属歯、人工歯(セラミック)、歯石(および歯垢)、歯垢からなるグループ同士の間では、差B′が略同程度に重なって分布している。このような結果では、歯表面99aに存在している物質を区分して識別することが難しい。
A″=(ΔOUT1×51)/(ΔOUT2×29) …(式6)
B″=(ΔOUT2×29)−(ΔOUT1×51) …(式7)
この電動歯ブラシ90は、ユーザによる操作によって、全体として図35〜図36に示す処理フローに従って動作する。
ΔOUT1z=OUT1x−OUT1y
ΔOUT2z=OUT2x−OUT2y
を求める。これにより、ヘッド部4の周りの環境光Lbが略ゼロの状態で、内部反射光Liによる成分ΔOUT1z,ΔOUT2zを適切に得ることができる。制御部110は、求めた内部反射光Liによる成分ΔOUT1z,ΔOUT2zを記憶部115に記憶させる。なお、図35のステップS51〜S59は、全体として、内部反射光Liによる成分ΔOUT1z,ΔOUT2zを求めるための校正データ取得処理SP2を表している。
ΔOUT1=OUT1−OUT1b−ΔOUT1z …(式8)
ΔOUT2=OUT2−OUT2b−ΔOUT2z …(式9)
を算出する。なお、図36中のステップS104〜S107の処理をまとめてゼロ点補正処理SP3と呼ぶ。このゼロ点補正処理SP3を行うことによって、環境光Lbによる成分および内部反射光Liによる成分の影響を適切に解消でき、後述の歯垢の有無の判定精度を高めることができる。
A″=(ΔOUT1×51)/(ΔOUT2×29)
B″=(ΔOUT2×29)−(ΔOUT1×51)
(歯垢・歯石判定率) = 11試料/16試料 = 69(%)
であった。また、偽判定率(エナメル質、金属歯、人工歯(セラミック)である31試料のうち、歯垢または歯石であると間違って判定された試料数の割合)は、
(偽判定率) = 0試料/31試料 = 0(%)
であった。このように、図36中のゼロ点補正処理SP3(ステップS104〜S107)を行うことによって、環境光Lbによる成分および内部反射光Liによる成分の影響を適切に解消でき、歯垢の有無の判定精度を高めることができた。
図39(A)は、上述の電動歯ブラシ90を変形した電動歯ブラシ90Aの外観を示している。また、図40は、この電動歯ブラシ90Aの制御系のブロック構成を示している。
ΔOUT1z=OUT1x−OUT1y
ΔOUT2z=OUT2x−OUT2y
を求める。これにより、ヘッド部4の周りの環境光Lbが略ゼロの状態で、内部反射光Liによる成分ΔOUT1z,ΔOUT2zを適切に得ることができる。制御部110は、求めた内部反射光Liによる成分ΔOUT1z,ΔOUT2zを記憶部115に記憶させる。
図42(A)は、上述の電動歯ブラシ90を変形した電動歯ブラシ90Bの外観を示している。また、図43は、この電動歯ブラシ90Bの制御系のブロック構成を示している。
ΔOUT1z=OUT1x−OUT1y
ΔOUT2z=OUT2x−OUT2y
を求める。これにより、ヘッド部4の周りの環境光Lbが少ない状態で、内部反射光Liによる成分ΔOUT1z,ΔOUT2zを適切に得ることができる。制御部110は、求めた内部反射光Liによる成分ΔOUT1z,ΔOUT2zを記憶部115に記憶させる。
図45(A)は、上述の電動歯ブラシ90を変形した電動歯ブラシ90Cの外観を示している。また、図46は、この電動歯ブラシ90Cの制御系のブロック構成を示している。
51 第1の受光部
52 第2の受光部
80 遮光部材
90,90A,90A′,90B,90B′,90C,90C′ 電動歯ブラシ
110,410 制御部
141,141′ 時計表示部
142,142″ 照度測定部
170,470 電源部
400 歯垢検出装置
402 分光器
480 安定化電源
Claims (14)
- 歯表面における歯垢の有無を判定する歯垢検出装置であって、
上記歯表面へ向けて紫外または青色の励起光を照射する発光部と、
上記励起光による上記歯表面からの放射光を受ける第1および第2の受光部とを備え、
上記第1の受光部は、上記放射光のうち、予め定められた下限波長をもち、歯垢固有の蛍光の波長範囲を含む第1の波長域のスペクトル成分を取り出し、この第1の波長域のスペクトル成分の強度に応じた第1の出力値を得、
上記第2の受光部は、上記放射光のうち、上記第1の波長域の下限波長を下回るように予め定められた下限波長をもち、エナメル質固有の蛍光の波長範囲を含む第2の波長域のスペクトル成分を取り出し、この第2の波長域のスペクトル成分の強度に応じた第2の出力値を得、
上記第1の出力値と上記第2の出力値との間の比と、予め定められた第1閾値との間の大小の判定を行う第1の判定部と、
上記第1の出力値と上記第2の出力値との間の差と、予め定められた第2閾値との間の大小の判定を行う第2の判定部と、
を備えたことを特徴とする歯垢検出装置。 - 請求項1に記載の歯垢検出装置において、
上記第1、第2の出力値から、それぞれ上記歯表面の周りの環境光による成分を差し引く補正を行う第1のゼロ点補正部を備え、
上記第1、第2の判定部は、それぞれ上記第1のゼロ点補正部によって補正された上記第1、第2の出力値を上記判定に用いることを特徴とする歯垢検出装置。 - 請求項2に記載の歯垢検出装置において、
上記第1のゼロ点補正部は、動作開始時または動作中に、上記発光部の消灯中における上記第1、第2の出力値をそれぞれ得て、上記発光部の点灯中における上記第1、第2の出力値から、上記発光部の消灯中における上記第1、第2の出力値をそれぞれ上記環境光による成分として差し引くことを特徴とする歯垢検出装置。 - 請求項1から3までのいずれか一つに記載の歯垢検出装置において、
上記第1の出力値と上記第2の出力値との間の上記差が、上記歯表面に存在しうる物質のうち予め定められた互いに種類が異なる物質の間で相違するように、上記第1の出力値、上記第2の出力値にそれぞれ互いに異なる第1の係数、第2の係数を乗算した上で上記差を算出する信号処理部を備えたことを特徴とする歯垢検出装置。 - 請求項4に記載の歯垢検出装置において、
上記信号処理部は、上記第1の出力値、上記第2の出力値をそれぞれ互いに異なる第1の増幅率、第2の増幅率で増幅することによって、上記第1の出力値、上記第2の出力値にそれぞれ上記第1の係数、上記第2の係数を乗算することを特徴とする歯垢検出装置。 - 請求項1から3までのいずれか一つに記載の歯垢検出装置において、
上記第1の出力値と上記第2の出力値との間の上記差が、上記歯表面に存在しうる物質のうち予め定められた互いに種類が異なる物質の間で相違するように、上記第1の受光部の受光面積と上記第2の受光部の受光面積とが互いに相違して設定されていることを特徴とする歯垢検出装置。 - 請求項1に記載の歯垢検出装置において、
上記歯表面における歯垢の有無の判定結果を報知する報知部を備えたことを特徴とする歯垢検出装置。 - 毛が立設された起毛面を有するヘッド部と、手で握られるべきグリップ部と、上記ヘッド部と上記グリップ部とを連結するネック部とを含む本体を備え、
上記本体に、請求項1から7までのいずれか一つに記載の歯垢検出装置が組み込まれたことを特徴とする歯ブラシ。 - 請求項8に記載の歯ブラシにおいて、
上記発光部、上記第1および第2の受光部は、上記ヘッド部の上記起毛面のうち特定領域に対応する内部に配置され、
上記発光部は、上記特定領域を通して上記歯表面へ向けて紫外または青色の励起光を照射する発光ダイオードを含み、
上記第1の受光部は、上記歯表面からの上記放射光を上記特定領域を通して受けて、上記放射光のうち上記第1の波長域のみのスペクトル成分を透過させる第1の光学フィルタ部材と、この第1の光学フィルタ部材を透過した上記第1の波長域のみのスペクトル成分を受ける第1のフォトダイオードまたはフォトトランジスタとを含み、
上記第2の受光部は、上記歯表面からの上記放射光を上記特定領域を通して受けて、上記放射光のうち上記第2の波長域のみのスペクトル成分を透過させる第2の光学フィルタ部材と、この第2の光学フィルタ部材を透過した上記第2の波長域のみのスペクトル成分を受ける第2のフォトダイオードまたはフォトトランジスタとを含むことを特徴とする歯ブラシ。 - 請求項8または9に記載の歯ブラシにおいて、
上記第1、第2の出力値から、それぞれ上記ヘッド部における内部反射光による成分を差し引く補正を行う第2のゼロ点補正部を備え、
上記第1、第2の判定部は、それぞれ上記第2のゼロ点補正部によって補正された上記第1、第2の出力値を上記判定に用いることを特徴とする歯ブラシ。 - 請求項10に記載の歯ブラシにおいて、
上記毛とともに上記ヘッド部を覆って上記ヘッド部の周りの環境光を遮断するための遮光部材を備え、
上記第2のゼロ点補正部は、上記遮光部材によって上記環境光が遮断された遮光状態で、操作部を通して指示が入力されたタイミングまたは予めタイマ設定されたタイミングで、上記発光部を点灯させて上記第1、第2の出力値を得るとともに、上記発光部を消灯させて上記第1、第2の出力値を得た後、上記発光部の点灯中における上記第1、第2の出力値から、上記発光部の消灯中における上記第1、第2の出力値をそれぞれ差し引いて、上記内部反射光による成分を得ることを特徴とする歯ブラシ。 - 請求項10に記載の歯ブラシにおいて、
上記本体の周りの環境光による照度を測定する照度測定部を備え、
上記第2のゼロ点補正部は、上記照度が予め定められた照度閾値を下回ったことを開始条件として、上記発光部を点灯させて上記第1、第2の出力値を得るとともに、上記発光部を消灯させて上記第1、第2の出力値を得た後、上記発光部の点灯中における上記第1、第2の出力値から、上記発光部の消灯中における上記第1、第2の出力値をそれぞれ差し引いて、上記内部反射光による成分を得ることを特徴とする歯ブラシ。 - 請求項12に記載の歯ブラシにおいて、
上記照度測定部は、上記第1、第2の受光部のいずれか一方または両方からなることを特徴とする歯ブラシ。 - 請求項10に記載の歯ブラシにおいて、
上記第2のゼロ点補正部は、予めタイマ設定された夜間に相当するタイミングで、上記発光部を点灯させて上記第1、第2の出力値を得るとともに、上記発光部を消灯させて上記第1、第2の出力値を得た後、上記発光部の点灯中における上記第1、第2の出力値から、上記発光部の消灯中における上記第1、第2の出力値をそれぞれ差し引いて、上記内部反射光による成分を得ることを特徴とする歯ブラシ。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP17770069.7A EP3424461A4 (en) | 2016-03-24 | 2017-03-15 | PLATE DETECTION DEVICE AND TOOTHBRUSH |
CN201780019220.0A CN109688971B (zh) | 2016-03-24 | 2017-03-15 | 牙垢检测装置和牙刷 |
PCT/JP2017/010328 WO2017164026A1 (ja) | 2016-03-24 | 2017-03-15 | 歯垢検出装置および歯ブラシ |
US16/087,938 US10743649B2 (en) | 2016-03-24 | 2017-03-15 | Plaque detecting device and toothbrush |
US16/921,114 US11246404B2 (en) | 2016-03-24 | 2020-07-06 | Plaque detecting device and toothbrush incorporating same |
US17/577,112 US11903481B2 (en) | 2016-03-24 | 2022-01-17 | Plaque detecting device and toothbrush incorporating same |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016060012 | 2016-03-24 | ||
JP2016060012 | 2016-03-24 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017176815A true JP2017176815A (ja) | 2017-10-05 |
JP6858588B2 JP6858588B2 (ja) | 2021-04-14 |
Family
ID=60008984
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017028048A Active JP6858588B2 (ja) | 2016-03-24 | 2017-02-17 | 歯垢検出装置および歯ブラシ |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10743649B2 (ja) |
EP (1) | EP3424461A4 (ja) |
JP (1) | JP6858588B2 (ja) |
CN (1) | CN109688971B (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020144110A (ja) * | 2019-02-07 | 2020-09-10 | キヤノン ユーエスエイ, インコーポレイテッドCanon U.S.A., Inc | 蛍光イメージングにおける熱雑音及び環境光雑音を低減するための装置、方法及びシステム |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1147166A (ja) * | 1997-08-06 | 1999-02-23 | Ricoh Elemex Corp | 歯垢検出器 |
JP2003210497A (ja) * | 2002-01-23 | 2003-07-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 歯垢の検査装置 |
WO2015056197A1 (en) * | 2013-10-16 | 2015-04-23 | Koninklijke Philips N.V. | Device for dental plaque detection |
WO2015082390A1 (en) * | 2013-12-02 | 2015-06-11 | Koninklijke Philips N.V. | Device for the detection of plaque on teeth |
JP2016501095A (ja) * | 2012-12-19 | 2016-01-18 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. | 歯科用装置及びその使用方法 |
JP2016501098A (ja) * | 2012-12-19 | 2016-01-18 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. | 歯科用装置及びこの歯科用装置を利用する方法 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4290433A (en) | 1979-08-20 | 1981-09-22 | Alfano Robert R | Method and apparatus for detecting the presence of caries in teeth using visible luminescence |
US5382163A (en) * | 1992-07-20 | 1995-01-17 | Putnam; David L. | Method and apparatus for detecting the presence of dental plaque or calculus |
GB9810471D0 (en) | 1998-05-16 | 1998-07-15 | Helmet Hund Gmbh | Toothbrush |
US20080280260A1 (en) * | 2004-09-29 | 2008-11-13 | Belikov Andrei V | Method and Apparatus for Tooth Rejuvenation and Hard Tissue Modification |
CA2517252A1 (fr) * | 2005-08-29 | 2007-02-28 | Neks Technologies Inc. | Detection de la carie interproximale a l'aide d'une sonde optique examinant la surface occlusale de la dent |
US20110296643A1 (en) * | 2006-12-04 | 2011-12-08 | Techlight Systems Llc | Photocatalysis process toothbrush |
US8314377B2 (en) * | 2009-12-23 | 2012-11-20 | Mcneil-Ppc, Inc. | Device and method for detecting plaque in the oral cavity |
US8702422B2 (en) * | 2010-06-29 | 2014-04-22 | Mcneil-Ppc, Inc. | Device and method for cleaning the oral cavity |
JP5796408B2 (ja) * | 2011-08-24 | 2015-10-21 | オムロンヘルスケア株式会社 | 口腔ケア装置 |
WO2013109978A1 (en) * | 2012-01-20 | 2013-07-25 | University Of Washington Through Its Center For Commercialization | Dental demineralization detection, methods and systems |
US20130203008A1 (en) * | 2012-02-07 | 2013-08-08 | Braun Gmbh (A German Corporation) | Oral Health Detection Device |
WO2014097045A1 (en) * | 2012-12-19 | 2014-06-26 | Koninklijke Philips N.V. | Frequency domain time resolved fluorescence method and system for plaque detection |
WO2014097008A1 (en) * | 2012-12-21 | 2014-06-26 | Koninklijke Philips N.V. | Dental apparatus and method of utilizing the same |
-
2017
- 2017-02-17 JP JP2017028048A patent/JP6858588B2/ja active Active
- 2017-03-15 EP EP17770069.7A patent/EP3424461A4/en active Pending
- 2017-03-15 US US16/087,938 patent/US10743649B2/en active Active
- 2017-03-15 CN CN201780019220.0A patent/CN109688971B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1147166A (ja) * | 1997-08-06 | 1999-02-23 | Ricoh Elemex Corp | 歯垢検出器 |
JP2003210497A (ja) * | 2002-01-23 | 2003-07-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 歯垢の検査装置 |
JP2016501095A (ja) * | 2012-12-19 | 2016-01-18 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. | 歯科用装置及びその使用方法 |
JP2016501098A (ja) * | 2012-12-19 | 2016-01-18 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. | 歯科用装置及びこの歯科用装置を利用する方法 |
WO2015056197A1 (en) * | 2013-10-16 | 2015-04-23 | Koninklijke Philips N.V. | Device for dental plaque detection |
WO2015082390A1 (en) * | 2013-12-02 | 2015-06-11 | Koninklijke Philips N.V. | Device for the detection of plaque on teeth |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020144110A (ja) * | 2019-02-07 | 2020-09-10 | キヤノン ユーエスエイ, インコーポレイテッドCanon U.S.A., Inc | 蛍光イメージングにおける熱雑音及び環境光雑音を低減するための装置、方法及びシステム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3424461A1 (en) | 2019-01-09 |
CN109688971B (zh) | 2020-09-22 |
CN109688971A (zh) | 2019-04-26 |
JP6858588B2 (ja) | 2021-04-14 |
US20190335890A1 (en) | 2019-11-07 |
EP3424461A4 (en) | 2019-10-30 |
US10743649B2 (en) | 2020-08-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11903481B2 (en) | Plaque detecting device and toothbrush incorporating same | |
US9255900B2 (en) | Hand held toxicity tester | |
US6694158B2 (en) | System using a portable detection device for detection of an analyte through body tissue | |
US9924778B2 (en) | Systems and methods for measuring spectra of skin and other objects and materials and making predictions based thereon | |
JP2017134089A5 (ja) | センシング・システム | |
CN107802368A (zh) | 口腔健康检测装置 | |
CN107430072A (zh) | 光测定装置以及配备光测定装置的牙刷 | |
JPWO2012096102A1 (ja) | 診断用包装物 | |
JP5101404B2 (ja) | 魚類の雌雄判別装置及び魚類の雌雄判別方法 | |
JP6858588B2 (ja) | 歯垢検出装置および歯ブラシ | |
CN107907527B (zh) | 基于反射光功率和图像识别的拉曼光谱检测设备及方法 | |
JP6000957B2 (ja) | 光学測定装置および校正方法 | |
CN109688967A (zh) | 牙科固化光系统和方法 | |
WO2013042742A1 (ja) | 校正装置および校正方法 | |
JP6951870B2 (ja) | 光計測装置 | |
JP2017153841A (ja) | 歯垢検出装置及び歯ブラシ | |
WO2018116363A1 (ja) | ラマンプローブおよびラマンスペクトル測定装置 | |
JP2017143955A (ja) | 歯垢検知装置 | |
JP6924439B2 (ja) | 光測定装置、導光部材及び光測定方法 | |
Rahman et al. | Detection of stain formation on teeth by oral antiseptic solution using fiber optic displacement sensor | |
US20100216087A1 (en) | Device for detecting signs of bacterial infection of teeth | |
JP2018025495A (ja) | 分光測定装置 | |
JP2006091008A (ja) | 光学成分計 | |
CN110446455A (zh) | 用以使用口腔护理装置测量局部炎症的方法和系统 | |
JP7231689B2 (ja) | 腕時計ケースの内部の相対湿度レベルを測定するためのアセンブリ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20190418 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20190418 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20191225 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210302 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210324 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6858588 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |