JP2023539072A - 咬合面感知を有する口腔洗浄器 - Google Patents

咬合面感知を有する口腔洗浄器 Download PDF

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Abstract

Figure 2023539072000001
口腔洗浄用のシステムは、近位端及び遠位端を有する流体送達管102を含む。近位端は、口腔洗浄用流体を受け取るためのものである。ノズル104が、流体送達管の遠位端に配置されている。システムは、ノズルが歯間隙にあるかどうかを検出する歯間センサ2002と、ノズルの変位を測定するモーションセンサ2004とを更に含む。プロセッサは、ノズルの変位が臨界距離(臨界距離は、歯の長さを示す)よりも大きく、且つ歯間センサ2002がノズルの変位中に歯間隙を検出しないことに基づいて、ノズル104が歯の咬合面に沿って移動しているかどうかを判断する。

Description

本発明は、口腔洗浄器の分野に関する。本発明は更に、ブラッシングと口腔洗浄器とが組み合わされたデバイスに関する。
口腔衛生は、歯の咬合面や歯の側面の衛生を維持することからなる。咬合面は、咀嚼及び/又は破砕のために使用される歯の表面であり、歯の側面は、歯間隙(即ち、歯間の空間)がある場所である。
適切な口腔の健康を促進するためには、歯間の歯間隙を含むすべての歯の表面が適切にクリーニングされていることを確実にすることが重要である。研究によると、歯間隙の不適切なクリーニングは歯肉疾患や歯周病を引き起こし、虫歯(即ち、クラスIIの虫歯)を引き起こす可能性があることが示されている。
世界中の歯科医師(DP)は、患者に様々な歯間クリーニング方法又はデバイス(フロス、歯間ブラシ、水噴射器など)を使用して歯間をクリーニングすることを推奨している。流体の噴射で歯間隙をクリーニングするのに役立つデバイスが存在している。流体噴射の力によって歯垢が除去される。
しかし、咬合面に適切なクリーニングは、歯間隙に使用されるクリーニング方法とは異なる。歯間センサは通常、噴射歯ブラシが歯間隙に噴射する位置にあるかどうかを感知するが、歯ブラシ(又は水噴射ノズル)がいつ咬合面上にあるかは検出しない。歯ブラシ又はフロッシングデバイスが歯間隙や歯肉線に近くないこと(即ち、歯の咬合面上あること)を知ることが重要な場合がある。
したがって、歯ブラシ及び/又はフロッシングデバイスがいつ咬合面上にあるかを検出する手段が必要である。
本発明は、独立請求項によって規定される。従属請求項は、有利な実施形態を規定する。
本発明の態様による例によれば、口腔洗浄用のシステムが提供される。この口腔洗浄用のシステムは、
口腔洗浄用流体を受け取る近位端、及び遠位端を有する流体送達管と、
流体送達管の遠位端にあるノズルと、
ノズルが歯間隙にあるかどうかを検出する歯間センサと、
ノズルの変位を測定する変位センサと、
ノズルの変位が臨界距離(臨界距離は、歯の長さを示す)よりも大きく、且つ歯間センサがノズルの変位中に歯間隙を検出しないことに基づいて、ノズルは歯の咬合面に沿って移動していると判断するプロセッサとを含む。
口腔洗浄について、歯の咬合面は、歯の側面とは異なるように扱わなければならない。歯の側面には、徹底的な口腔洗浄を必要とする歯間隙があるが、歯の咬合面は、このような徹底的な洗浄は必要としない。咬合面の不必要な洗浄によって、大量の洗浄流体が使用され、これは、使用者の口の中に大量の液体があることにより使用者が不快に感じることがある。したがって、口腔洗浄システムは、いつシステムのノズルが咬合面にあるのかを把握することが重要である。
これは、歯間センサ及び変位センサを有することによって達成される。歯間センサは、いつノズルが歯間隙にあるかを検出できる。これは、圧力センサ又は流量センサを使用することによって行うことができる。例えばノズルは、歯間隙にないときに変形し、圧力の上昇及び流量の低下をもたらすように設計できる。或いは、一組の電極を使用して、いつノズルが歯間隙にあるかを判断できる。変位センサは、口腔洗浄中にどれくらいノズルが移動したかを感知できる。ノズルが臨界距離(歯の長さ)以上の距離を移動し、且つ歯間隙に遭遇していない場合、ノズルは咬合面にあると推測できる。
口腔洗浄器は、歯科用水フロッサ、歯科用水噴射器、又はウォータトゥースピックとしても知られている。
プロセッサは更に、ノズルの変位が臨界距離よりも大きく、且つ歯間センサがノズルの変位中に歯間隙を検出することに基づいて、ノズルが歯の側面に沿って移動していると判断できる。
システムは、流体送達管を通って流体を圧送するポンプと、ポンプを制御するコントローラとを更に含んでいてもよい。
コントローラは、ポンプを制御するための2つの噴射モードを実施でき、プロセッサが、ノズルは歯の咬合面に沿って移動していると判断するときは、第1の噴射モードが使用され、プロセッサが、ノズルは歯の側面に沿って移動していると判断するときは、第2の噴射モードが使用される。
2つの異なる噴射モードにより、使用者が歯間隙を適切に口腔洗浄することを可能にする一方で、不必要な流体は使用しない。例えばポンプは、咬合面に噴射している間は、低圧力及び低流量で流体を圧送し、ノズルが歯の側面にあると、より多い流量及びより高い圧力に変更できる。
歯間センサは、流体送達管内の流体の圧力を測定する圧力センサ、又は、流体送達管内の流体の流量を測定する流量センサのうちの1つであり得る。
歯間センサは、ノズルの先端にある少なくとも2つの電極を含んでいてもよい。
プロセッサは更に、空中のノズルも判断できる。
例えば歯間センサは、多くの時間の間、「歯間隙」を感知する場合がある。このことは、実際には歯間隙ではなく、ノズルがもはや歯と接触していないか又はもはや使用されていないことを知らせるために使用される。
上記システムは、
ノズルと歯との間に使用者が加えた力を感知する力センサ、
加速度計、及び
歯に対するノズルの角度を測定するジャイロスコープ、のうちの1つ以上を更に含んでいてもよい。
プロセッサは、機械学習アルゴリズムに基づいてノズルが歯の咬合面に沿って移動していると判断することができ、機械学習アルゴリズムは、少なくとも歯間センサ及び変位センサからの信号に基づいて、歯の咬合面と歯の側面とを識別するようにトレーニングされている。
臨界距離は、少なくとも0.5cmであり得る。
通常、歯の長さは約1cmである。しかし、正確な長さは使用者ごと及び歯の種類ごとに異なる。例えば小さめの歯では、例えば少なくとも0.5cmの臨界距離が必要であり、大きめの歯では約1.5cmの距離まで増加される。
上記システムは、
複数の毛を含む歯ブラシヘッドを更に含んでいてもよく、
歯ブラシヘッドは、上記ノズルを更に含む。
したがって、装置は、ブラッシングと口腔洗浄とが組み合わされたヘッドに統合できる。
上記口腔クリーニングシステムは、歯ブラシステムのヘッドセクションをブラッシング動作で制御するモータを更に含んでいてもよく、上記コントローラがこのモータを制御する。
コントローラは、モータを制御するための2つの噴射モードを実施でき、プロセッサが、ノズルは歯の咬合面に沿って移動していると判断するときは、第1のブラッシングモードが使用され、プロセッサが、ノズルは歯の側面に沿って移動していると判断するときは、第2のブラッシングモードが使用される。
これらのブラッシングモードは、例えば回転式ブラシヘッドに加えられる回転速度が異なる。
本発明はまた、口腔洗浄システムが歯の咬合面にあるかどうかを判断する方法を提供する。この方法は、
口腔洗浄システムのノズルの変位を判断するステップと、
ノズルが歯間隙にあるかどうかを判断するステップと、
ノズルの変位が臨界距離よりも大きく、且つノズルの変位中にノズルは歯間隙になかったと判断することによって、ノズルが歯の咬合面に沿って移動していると判断するステップとを含む。
上記の方法は、ノズルの変位が臨界距離よりも大きく、且つノズルの変位中にノズルは歯間隙にあったと判断することによって、ノズルが歯の側面に沿って移動していると判断するステップを更に含んでいてもよい。
上記方法は、口腔洗浄システムのポンプを制御するための2つの噴射モードを実施するステップを更に含んでいてもよく、ノズルが歯の咬合面に沿って移動していると判断されるときは、第1の噴射モードが使用され、ノズルが歯の側面に沿って移動していると判断されるときは、第2の噴射モードが使用される。したがって、ノズル位置に応じて異なる噴射モードが使用される。
同様に、上記方法は、歯ブラシヘッドを駆動するモータを制御するための2つのブラッシングモードを実施するステップを更に含んでいてもよく、ノズルが歯の咬合面に沿って移動していると判断されるときは、第1のブラッシングモードが使用され、ノズルが歯の側面に沿って移動していると判断されるときは、第2のブラッシングモードが使用される。したがって、(洗浄システムと歯ブラシヘッドとが統合されたシステムでは)ノズル位置、したがって、歯ブラシヘッド位置に応じて異なるブラッシングモードが使用される。
上記方法はソフトウェアで実施される。したがって、本発明はまた、コンピュータプログラムコードを含むコンピュータプログラムも提供する。コンピュータプログラムコードは、プロセッサによって実行されると、処理システムに、上記方法の全てのステップを実行させる。本発明はまた、上記コンピュータプログラムが保存されたプロセッサも提供する。
本発明はまた、口腔洗浄システムのハンドルも提供する。このハンドルは、
ハンドルを口腔洗浄ヘッドに接続する接点部と、
口腔洗浄ヘッドに流体を送達する流体送達管と、
ポンプ構成に基づいて流体を流体送達管(102)に圧送するポンプと、
ポンプを制御する上記プロセッサとを含む。
歯ブラシと口腔洗浄ヘッドの組み合わせなど、他のヘッドもハンドルに取り付けることができる。
本発明のこれらの及び他の態様は、以下に説明する実施形態から明らかになり、また、当該実施形態を参照して説明される。
本発明を更に深く理解し、それがどのように実行されるかをより明確に示すために、ほんの一例として添付の図面を参照する。
図1は、歯ブラシのヘッドセクションの概略図を示す。 図2は、口腔洗浄器を有する歯ブラシの概略図を示す。 図3は、口腔洗浄器及び空気入口を有する歯ブラシの概略図を示す。 図4は、ノズル設計の第1の例を示す。 図5は、ノズル設計の第2の例を示す。 図6は、ノズル設計の第3の例を示す。 図7は、ノズル設計の第4の例を示す。 図8は、ノズル設計の第5の例を示す。 図9は、様々な状態にある機械弁を有するノズルを示す。 図10は、機械弁上の力バランスを簡略化した図で示す。 図11は、義歯に使用した場合の、ブラッシングとフロッシングとを組み合わせたデバイスのブラシヘッドを示す。 図12は、ばね式システムを有する、ブラッシングとフロッシングとを組み合わせたデバイスのブラシヘッドを示す。 図13は、機械弁の第1の例を示す。 図14は、機械弁の第2の例の横断面図を示す。 図15は、機械弁の第2の例を示す。 図16は、歯の咬合面にノズルがあるかどうかを判断する方法のフロー図を示す。 図17は、口腔洗浄システムを操作する方法のフロー図を示す。 図18は、歯の側面に作用している、歯ブラシと口腔洗浄とが組み合わされたシステムを示す。 図19は、歯の咬合面に作用している、歯ブラシと口腔洗浄とが組み合わされたシステムを示す。 図20は、ブラッシング中にノズルが歯と接触した点のグラフを3次元でを示す。 図21は、ブラッシング中にノズル104が歯と接触した点のグラフを3次元で示す。
本発明は、図を参照して説明される。
詳細な説明及び具体的な例は、装置、システム、及び方法の模範的な実施形態を示しているが、説明のみを目的としたものであり、発明の範囲を限定することを意図したものではないことが理解されるべきである。本発明の装置、システム、及び方法のこれらの及び他の特徴、態様並びに利点は、次の説明、添付の特許請求の範囲、及び添付の図面からよりよく理解されるようになるであろう。図は単なる概略図であり、縮尺どおりに描かれていないことが理解されるべきである。また、図全体で同じ参照番号を使用して、同じ部分又は類似の部品を示すことが理解されるべきである。
本発明は、口腔洗浄用のシステムを提供する。このシステムは、近位端及び遠位端を有する流体送達管を含む。近位端は、口腔洗浄用流体を受け取るためのものである。ノズルが流体送達管の遠位端に配置されている。システムは更に、ノズルが歯間隙にあるかどうかを検出する歯間センサと、ノズルの変位を測定するモーションセンサとを含む。プロセッサは、ノズルの変位が臨界距離(臨界距離は、歯の長さを示す)よりも大きく、且つ歯間センサがノズルの変位中に歯間隙を検出しないことに基づいて、ノズルが歯の咬合面に沿って移動しているかどうかを判断する。
図1は、歯ブラシのヘッドセクション106の概略図を示している。遠位端にノズル104がある流体送達管102が、歯ブラシヘッド106に組み込まれている。ノズル102は、歯ブラシの毛108と同じ(又はほぼ同じ)方向にヘッドセクション106から突き出ている。
流体送達管102及びノズル104は、口腔フロッシングに使用できる。図1は、口腔フロッシングとブラッシングとを組み合わせたシステムを示している。流体送達管102の近位端は、口腔フロッシングのためにポンプ及び流体リザーバに接続できる。更に、流体送達管内の圧力を測定するために、圧力センサが流体送達管に接続されていてもよい。
図2は、口腔洗浄器を有する歯ブラシの概略図を示している。この歯ブラシは、遠位端にノズル104がある流体送達管102と、流体送達管102に接続されたポンプ202と、圧送する流体を保存する流体リザーバ204と、流体送達管102内の圧力及び/又は流量を測定するセンサ206とを含む。歯ブラシはまた、歯ブラシの毛108と流体送達管102のノズル102とを収容するヘッドセクション106も有している。
この例では、流体リザーバ204、ポンプ202、及びセンサ206は歯ブラシの一部である。ただし、これらの構成要素は、歯ブラシとは別個で、流体送達管102で接続されてもよい。更に、流体送達管102とノズル104とは独立していて(歯ブラシの一部ではない)、口腔洗浄システムの一部を形成している場合がある。
更に、この例では、センサ206は圧力センサとして説明される。しかし、センサ206はまた、流量センサや流体送達管内の流量及び圧力を測定可能な複合センサであってもよい。
流体送達管102内の圧力の低下を用いて、歯のブラッシング時又は口腔洗浄時にノズル104が歯間隙に達したことを示すことができる。図2の例では、口腔洗浄システムは、ブラッシングとフロッシングとを組み合わせた歯ブラシの一構成要素である。口腔洗浄システムの構成要素には、流体送達管102の遠位端にノズル104がある流体送達管102と、ノズル104の開口部とが含まれる。口腔洗浄システムが、図示されるように、ブラッシングとフロッシングとが組み合わされた歯ブラシの構成要素である場合、ノズル104の開口部は、歯ブラシの毛108の近くにある。
ポンプ202は、流体リザーバ204から流体送達管102を通って流体を駆動するために使用される。圧力センサ206は、流体送達管102を通る流体の流量及び/又は圧力を直接又は間接的に決定するために使用される。
圧力センサ206は、歯間隙を示すために圧力の低下を感知するために使用される。例えばノズル104は、歯との接触点に適合性のある開口部を有する。ノズル104の適合性により、歯の硬い表面に接触したときに流体の流れを実質的に遮断することができる。実質的な遮断により、流体送達管102内に圧力が蓄積され、これを圧力センサ206内で記録できる。或いは、機械的に変更される開口部を有するノズル104(例えば、ばね式)を使用することもできる。これは、硬い表面との接触が中断されることによってのみ開くことができる(例えば、硬い歯を離れて歯間隙に入る)。
歯間隙を感知するために使用される流体は、液体であり得る。例えば、感知に使用される液体は、噴射、フロッシング、及び/又は口腔洗浄に使用される液体と同じである。流体送達管102内の圧力の低下によって、流量を増加することなどを含む歯間クリーニングプロセスが開始され得る。
流体送達管102は、歯間クリーニングと圧力低下検知の両方に使用できる。歯間隙の感知中に低流量の流体を使用でき、歯間クリーニングプロセスに高流量を使用できる。このようにして、流体はより効率的に使用され、使用者は、口の中の過剰な量の液体に対処する必要がない。
圧力センサ206を、歯と接触したときに(少なくとも)部分的に遮断するノズル104を組み合わせて使用すると、歯間隙の堅牢で信頼性の高い検出が可能になる。これらの機能は、口腔フロッシング機能を有するブラシヘッド又はデバイスに統合することができる。口腔フロッシング機能は、歯間隙で(即ち、歯間隙が検出されたときに)選択的にオンにすることができる。これにより、フロッシング流体を節約し、歯間隙外の非効果的なフロッシングが阻止される。
この例では、流体リザーバ204は1つだけであり、歯間隙の検出に使用される流体は、口腔洗浄/フロッシング機能に使用される流体と同じである。しかし、歯間隙を検出するための第1の流体と、歯間隙をクリーニングするための第2の流体とを使用することもできる。また、第1の流体用の第1の流体リザーバと、第2の流体用の第2の流体リザーバとがあってもよい。
図3は、口腔洗浄器及び空気入口302を有する歯ブラシの概略図を示している。この歯ブラシには空気入口302と、流体リザーバ204及び空気入口302間のスイッチ304とがある。スイッチ304は、ポンプ202が流体送達管102を通して空気又は流体のいずれかを圧送できるように構成されている。或いは、空気入口302の代わりに、空気(又は任意のガス)を有する第2の流体リザーバを使用してもよい。また、1つ以上の空気入口302を使用して、空気入口302のいずれかが使用者の手によって遮断された場合でも、ポンプ202が引き続き空気を圧送できるようにすることもできる。
ポンプ202は、歯間隙を検出するために、流体送達管102及びノズル104を通るガス流を提供し、歯間クリーニングのための液体のバースト又は流れを提供する。このようにして、噴射液がより効率的に使用される。したがって、歯間領域を識別するためのガス流と、歯間クリーニングを行うための液体流との組み合わせが使用される。このようにして、使用者の口の中にクリーニング流体が不要に失われることがない。この例では、ポンプ202は、液体リザーバ204及びガス源(第2のリザーバ又は空気入口302など)間のスイッチ304を使用して、気体又は液体のいずれかを順次圧送するように変更されている。
コントローラを使用してポンプ202を制御して、圧力センサ206が流体送達管102内の圧力低下(即ち、ノズル104が歯に接触していること)を検出していない場合、第1の流体(空気など)を圧送し、圧力センサ206が流体送達管102内の圧力低下(即ち、ノズルが歯間隙内にあるとき)を検出する場合、第2の流体(クリーニング流体など)を圧送できる。
図4は、ノズル104の設計の第1の例を示している。図4a)は、ノズル104が歯間隙にあり、ノズル104の開口部が開いているときのノズル104を示している。図4b)は、ノズル104が歯602に接触しており、ノズル104の開口部が閉じているか、部分的に閉じているときのノズル104を示している。
この例では、ノズル104の端部は、適合材料604で作られている。材料604は、ノズル104が硬い表面(歯602など)に接触すると、材料604が硬い表面に対して部分的に平らになり、そのため、歯602の硬い表面上でのノズル104の開口部の実質的な遮断を可能にする特性を有している。適切な適合材料604は、シリコーン、ゴムなどといった柔らかい弾性材料である。実質的な遮断により、流体送達管102内に圧力が蓄積され、これを圧力センサ206で記録できる。
この例では、ノズル104の開口部はまた、ノズル104が使用者の歯602に接触していないときには開いたままになる。例えば、ブラッシング/フロッシング期間の開始又は終了時や、ノズル104が例えば上顎から下顎に移動したときは、ノズル104は使用者の歯602に接触していない。この理由から、ノズル104が歯602との接触を失うため、口の中にクリーニング流体が不要に噴霧されるリスクがある。このような効果を低減するために、歯間感知中の液体の流量は、クリーニングプロセス中に使用される流量よりもはるかに少なくされる。
更に、圧力センサ206が圧力の低下を(圧力が低いことだけでなく)検出した後にのみクリーニングサイクルを開始することが有利である。このようにして、ノズルが歯602に接触する前のクリーニング流体の不要な放出を回避できる。
適合材料604と歯602との接触が(例えば歯間隙に入るために)中断されると、ノズル104の遮断が解除され、圧力が急速に低下し、圧力センサ206はノズル104が歯間隙にあると解釈できる。この時点で、歯間クリーニングサイクルを開始できる。これは、クリーニング液の比較的大きい流量、又はクリーニング液の一連のバーストから構成され得る。歯間クリーニングサイクルの持続時間は、不要な流体放出を回避するために(固定の)短時間であり得る。ノズル104が次の歯602に移動すると、流体送達管102内の圧力が急速に上昇する。これは、ノズル104が歯間隙を離れると解釈できるため、クリーニングサイクルを、まだ完了していない場合は停止できる。このようにして、圧力センサ206はまた、ノズル104が固定のクリーニングサイクルを実施するために必要であるよりも速く歯間隙を通過する場合に、このサイクルを早期に終了してクリーニング流体の無駄を確実に節約することもできる。
例えば、圧力が(急速に)上昇すると、圧力センサは「感知モード」(例えば、低流量の第1の流体で歯間隙を感知する)に戻り、次の歯間隙に入るまでこのモードのままになることがある。
これらの(歯間隙からの早期の移動がある場合のクリーニングサイクルを停止すること、異なる流量、及び圧力低下の検出の)システム構成は、以下に説明する各ノズル設計に適用できることに留意されたい。
図5は、ノズル104の設計の第2の例を示している。図5a)は、ノズル104の開口部が開いているときのノズル104を示している。図5b)は、ノズル104の開口部が閉じているか、部分的に閉じているときのノズル104を示している。
この例では、ノズル104には、機械的に変更された、ばね式の開口部が組み込まれている。開口部は、ボール状のストッパ702を含み、これは、硬い表面に接触していないとき(例えばストッパ702に力が加えられていないとき)は開位置にあるようにばね704で荷重されている。開口部は、ノズル104が硬い表面(歯602など)に接触すると、ストッパ702がノズル104の開口部に向かって押され、そのため、歯602の硬い表面に対して押し付けられたときにノズルの開口部を実質的に遮断することを可能にする特性を有している。実質的な遮断により、流体送達管102内に圧力が蓄積され、これを、上記と同様に圧力センサ206で検出できる。
ストッパ702は更に、クリーニング液が(チューブの軸に沿った)通常の方向から逸脱するように設計されていてもよい。これは、流体を歯602の歯間表面のより多くに向けるのに有利である。ばね704はまた、ストッパ702の開閉が比較的ゆっくりと(例えば、歯間領域におけるノズル104の滞在時間の約半分の期間で)行われるように構成することもできる。このようにして、クリーニング流体は最初に横方向により多く噴霧され、次にストッパ702が完全に開くと、ノズル104の軸方向により多く向けられる。このようにして、クリーニング流体は最初により浅い領域を動的に噴霧し、次に歯間隙のより深い部分を噴霧する。したがって、ストッパは弁栓及び流れ方向付け要素の両方として機能することができ、したがって、流れは、完全に開いた状態と完全に閉じた状態との間の弁状態に応じて変化する。
ノズル104の開口部は、ブラシが歯602の面に対して45度以上に保持されるときに、歯602上で十分に閉じるように設計されていてもよい。
例えば、ノズル104は、角度を付けたときにも歯602に触れるように(口腔洗浄と歯ブラシとが組み合わされたデバイスでは)歯ブラシの毛よりもわずかに長くする必要があり、また、歯ブラシ/ノズル104が90度にあるときでも快適である可撓性チューブから構成されている。例えば図5に示されているものよりも大きなボールが、より多くの角度に対応できる。
歯602との接触がある(高圧が感知される)ときに流体の流れを遮断し、接触がないときに、即ち、歯間隙にあるときに流れを放出するために、異なる設計を使用してもよいことが理解されるであろう。
図6は、ノズル104の設計の第3の例を示している。図6a)は、ノズル104が歯間隙にあり、ノズル104の開口部が開いているときのノズル104を示している。図6b)は、ノズル104が歯602に接触しており、ノズル104の開口部が閉じているか、部分的に閉じているときのノズル104を示している。
この例では、ノズル104は、歯602に接触するとノズル104を通る流体の流れを閉じる/制限するキンク802を有している。ノズル104が歯602に押し付けられると、歯602からの力によってキンク802が内側に曲がりることで、ノズル104の開口部の面積が減少し、ノズル104からの流体の流れが制限される。これにより、流体送達管102内の圧力が上昇する。これは、流体送達管102に接続された圧力センサ206によって測定できる。
図7は、ノズル104の設計の第4の例を示している。図7a)は、ノズル104が歯間隙にあり、ノズル104の開口部が開いているときのノズル104を示している。図7b)は、ノズル104が歯602に接触しており、ノズル104の開口部が閉じているか、部分的に閉じているときのノズル104を示している。
この例では、ノズル104の開口部は、可撓性を有する平らなダックビル状の開口部を有している。歯602上にあるときは、2本の脚902が開口部を押して閉じるが、歯602の間にある(歯間隙にある)ときは、脚902が屈曲して離れることができるため開く。この設計の利点は、ノズル104の開口部が歯602から広がり、歯間クリーニングのための流体噴射を発生させるためのより多くの空間が得られることである。
図8は、ノズル104の設計の第5の例を示している。図8a)は、ノズル104が歯間隙にあり、ノズル104の開口部が開いているときのノズル104を示している。図8b)は、ノズル104が歯602に接触しており、ノズル104の開口部が閉じているか、部分的に閉じているときのノズル104を示している。
この例では、ノズル104の開口部にボール状のストッパ1002が配置されている。歯間隙では、ストッパ1002は流体の流れの圧力によって押し出される。ストッパ1002が歯602と接触しているときは、歯602によってストッパ1002が押し出されることが阻止され、液体の流れが減少する。ストッパ1002は、保持機構(ひも、ばねなど)によってノズル104に取り付けることができる。
図9は、様々な状態にある機械弁1102を有するノズル104を示している。4つのノズル104a、104b、104c、及び104dが示されている。第1のノズル104aは単一の歯602と接触しているため、(歯から)1つの力しか加えられていない。第2のノズル104bは歯間隙にあるため、(歯間隙の両側にある隣接する両方の歯から)2つの力が加えられている。第3のノズル104cは空中にあり、歯602と接触していないため、力は加えられていない。第4のノズル104dは、傾斜して1つの歯602と接触し、角度に応じた歯602からの1つの力を有している。
フロッシングデバイスは通常、歯間隙でのみ効果がある。歯間隙外でのフロッシングは効果が限られており、フロッシング流体がこぼれたり、口の中に不所望の液体が散布されたりする可能性がある。これは特に、フロッシング機能とブラッシング機能とを統合した組み合わせデバイスの問題である。というのは、組み合わされたデバイスを簡単に操作するためには、テザーのない設計が望ましいが、デバイスのサイズも限られており、流体リザーバのための空間がわずかにしか残されていないからである。更に、流体は歯磨き粉中のフッ化物を希釈することがあり、フッ化物の虫歯防止の有効性を低下させてしまう可能性がある。
この例では、2つの隣接する歯602が狭くなるチャネルを形成する歯間隙の解剖学的差異を利用する。機械弁1102は、歯間クリーニング噴射の通常のピーク圧でノズル104の開口部を閉じる。これは、例えば、高亀裂圧のダックビル弁である。つまり、ノズルが自由空間にあるとき、又は歯と接触しているときは、流体が自動的に流れることが阻止される。したがって、(上記の例にあるように)そうでなければ開いている弁を歯の表面が閉じるのではなく、歯間隙の形状を使用して、そうでなければ閉じている弁を開く。
機械弁1102が歯間隙に押し込まれると、2つの対向する歯602が2つの対向する側面に押し付けられ、機械弁が解放され、噴射ピーク圧でノズル104の開口部が開く。更に、コントローラを使用して、ポンプ202の特性に基づいて、機械弁1102がいつ開閉されたかが記録される。例えば、開状態が検出されると、ピーク圧が上昇することがある。これにより、低圧力及び低力での機械弁1102の閉鎖を可能にし、これは、通常、より堅牢である。
この例では、機械弁1102が歯間隙の解剖学的構造に押し込まれたときにのみ、ノズル104の開口部が開く機械弁1102の低コスト設計が可能になる。これにより、歯間クリーニング噴射は歯間隙にのみ向けられるため、液体のこぼれがない(又は少ない)。
いくつかの例では、機械弁1102は、力が2つの側面から加えられるとき(即ち、歯間隙の2つの対向する歯の表面と接触したとき)を除き、常にノズル104の開口部を閉じる。機械弁1102は、歯602との接触がない場合(例えば空中にあるとき)又は機械弁1102の片側のみが歯602に接触している場合は開かない。いくつかの更なる例では、機械弁は(対向する歯602からの)2つの対向する方向の半径方向の力によってのみ開く。
例えばノズル104a(図9)は、1本の歯602からの1つの力しかないため、機械弁1102は開かず、クリーニング液噴射はない。しかし、ノズル104bは歯間隙にあり、隣接する2本の歯と接触している。これにより、両方の歯が機械弁1102にそれぞれ力を加える。隣接する歯からの2つの力があるため、機械弁1102が開き、クリーニング流体噴射が機械弁1102によってノズル104bを通過して歯間隙をクリーニングすることが可能になる。この例では、歯602によって加えられた力はノズル104bに対して横方向の成分を有している。いくつかの例では、機械弁1102は、(歯間隙にある隣接する歯によって)機械弁1102の両側において、機械弁1102に2つの横方向の力(力成分)が加えられた場合にのみ開く。
ノズル104cは空中にあるため、歯602によって力が加えられないため、機械弁1102は閉じたままになる。ノズル104dには、(ノズル104dに対して)横方向の成分を有する力が1本の歯602によって加えられている。しかし、力が1つしかないため、ノズル104dの機械弁1102は開かない。
図10は、機械弁1102上の力バランスを簡略化した図で示している。図10a)はノズル104上の機械弁1102の横断面図を示し、図10b)は機械弁1102のトップダウン図を示している。図10にはダックビル状の弁が示されているが、図10に示されている力バランスは、機械弁1102の他の例にも適用される。
機械弁1102の一般的な特徴は、その亀裂圧(CP)、即ち、液体の力が機械弁1102の閉じ強度よりも大きくなることにより機械弁1102が開く圧力である。いくつかの例では、機械弁1102のCPは、歯602と通常接触しているとき、又は片側のみ接触しているときに機械弁1102を閉じたままにするために、ノズル104のピーク圧よりも高くなる。機械弁1102は、両側が歯間隙にあり、両方の歯602と接触しているときに、使用者が口腔洗浄器を歯602に押し付ける通常の力のために、CPを低減するように設計されている。このようにして、機械弁1102は、ピーク圧で開き、クリーニングバーストを放出する。
歯間クリーニングには、25~50m/sの液体速度(約3~13バール(300kPa~1.3MPa)の液体圧)が必要である。口腔洗浄器で使用される典型的な最大圧力は7バール(700kPa)である。ノズル104の開口部の典型的な面積は0.25~0.8mmで、標準値は0.5mmである。7バール(700kPa)でのこのサイズの機械弁1102に対する力は0.35Nになる。弁を確実に閉じたままにするために、機械弁1102には0.4Nの閉じ力が選択される。歯間隙で確実に開くためには、この力を例えば0.3Nに低下する必要がある。つまり、負の方向に作用する0.1Nの力を使用する。ブラッシング中の通常の垂直力は最大2.5Nである。この力は毛108及びノズル104上で分割されるが、適切な機械設計を使用することで、この力の0.1Nを機械弁1102の開放力に向けることができる。
図10では、ノズル104内の圧力が圧力駆動力F1204で機械弁1102を開くために押す。一方、弁閉じ機構が機械弁1102を閉じ力F1206で他の方向に押す。機械弁1102は、F=F(機械弁1102が閉じたまま)になるように設計できる。しかし、ノズル104が隣接する2本の歯によって歯間隙に押し込まれることによってノズル104の両側が押圧1208を受けると、閉じ力F1206が減少する。隣接する2本の歯からの押力1208は、ノズルの方向に対して垂直及び/又は平行であり得る。この例では、押力1208は、ノズル104の方向に垂直であることが示されているが、いくつかの例では、押力1208はノズル104の方向に(部分的に)平行であってもよい。
ノズル104の内圧Pから、総圧力駆動力F=P×Aを計算できる。ここで、Aは機械弁1102の面積である(この例では、ノズル104の開口部の面積と同様である)。7バール(700kPa)の圧力により、0.5mmの機械弁1102に対して総力は0.35Nになる。
一例では、ノズル104が閉じているときのノズル104の背後の圧力は一定である。例えばポンプ202は、クリーニング流体を液圧アキュムレータに圧送し、圧力を例えば7バール(700kPa)に維持する。機械弁1102が開くと、液体が1回のバーストが噴出され、圧力が低下し、続いてノズル104が閉じる。このような口腔洗浄器は、クリーニング流体と電力の両方の使用において効率的である。これは、クリーニング流体は常に高速で出てくるため、バイオフィルムを除去しない低速噴射でエネルギー及び流体を無駄にしないからである。或いは、口腔洗浄器はまた、より標準的な拍動洗浄ポンプによって駆動されてもよい。これを用いて、ノズル104が歯間隙に置かれたままになっているときに、何回かのバーストを発生させることができる。
液圧アキュムレータを使用した例もまた、バースト後にアキュムレータが補充される速度に応じて、何回か発射することができる。拍動ポンプは、機械弁1102が閉じているときにポンプが圧送し続けるかどうかに応じて、より多くのエネルギーを使用する場合がある。また、コントローラを使用して、ノズル104でボリュームの流れがないか圧力が放出されていないことを検知した場合に、ポンプ202の圧送力を遮断又は低減することもできる。
図11は、使用中の、ブラッシングとフロッシングとを組み合わせたデバイスのブラシヘッド106を示している。すべての歯間隙には狭くなる隙間があり、これにより、歯間隙に収まるのに十分細い細長い本体(即ち、ノズル104)の両側に力が与えられる。異なる隙間サイズに対応するために、対向する2本の歯と相互作用するノズル104の先端をくさび形に設計することができる。より多くの歯間隙間サイズに対応するために、ウェッジ形状のノズル104が好ましい場合がある。ノズル104は、使用者がデバイスを歯602に押し付けたときに、歯間隙間の両側との接触力を経験するために、毛を十分に超えて突出する必要がある場合がある。
図12は、ばね式システム1402を有する、ブラッシングとフロッシングとを組み合わせたデバイスのブラシヘッド106を示している。歯ブラシと口腔洗浄器とが組み合わされている場合、ノズル104は歯間隙に押し込まれるのに十分であるように突出している必要があるが、ブラッシングを妨げるほどには突出すべきでない。この例では、ノズル104は、ブラシヘッド106とノズル104との間のばね又は他の弾性制御される接続1402を使用して、ブラシヘッド106の平面の中又は外へ独立して移動できる。このアプローチはまた、使用者のブラッシング力に依存しない機械弁1102の押し力も可能になる。
この例では、ノズル104は、ばね式システム1402を使用して、毛の領域から出たり入ったりすることができる。これには、機械弁1102が、ノズル104の開口部を開くのに歯間隙に十分な力があるように設計することができ、これにより、他の表面上にあるときに、ノズル104がブラッシングを妨げるリスクを減らすことができるという利点がある。
ただし、毛108とほぼ同じ長さのノズル104も可能である。毛108は通常、歯の輪郭に適応するのに十分な可撓性を備えているからである。一般的な歯ブラシの設計では、すべての解剖学的構造に対応するために様々な毛の長さが使用されている。
前述のように、弁構成をまた、歯間センサとしても使用できる。この場合、流体送達管102内の流体圧は低くてもよく、したがって、機械弁1102は、低亀裂圧を有することができる。この結果、歯間隙の両側からの押圧1208は少なくて済む。これにより、機械弁1102がより堅牢になり、設計仕様をより寛大なものにすることができる。
機械弁1102は通常閉じているため、機械弁1102が開くまで、歯間センサ機能によって流量又は圧力の低下は感知されない。例えば、感知は、電力消費量又はポンプによって引き込まれる電流の測定に基づく場合もあれば、流量又は圧力の測定に基づく場合もある。
例えば、機械弁1102が歯間隙で開くとすぐに、圧力センサなどによって、流体送達管102内の流量増加又は圧力低下が検出される。コントローラは、ポンプ202の電力を上げるなどして、1回又は複数回のクリーニング流体のバーストを与えることによって応答できる。
したがって、機械弁1102は、ノズル104が歯602と接触していないとき、又は歯602と接触しているが、歯間隙にないときに、口腔洗浄器がクリーニング流体を使用せず、したがってクリーニング流体を無駄しないことが可能になる。
電力消費量が感知入力として使用される場合、ポンプが完全にオフにされることはない。また、ポンプの種類によっては、低ペースで動作することもある。例えば、検知モードでは、弁が閉じたままである間、弁の前にある程度の圧力が維持されることが必要である。
図13及び図14は、図10を参照して議論した一般的な種類の機械弁1102の第1の例を示している。図13は、機械弁1102のある可能な設計を示している。図14a)は、歯間隙における機械弁1102の横断面図を示しており、機械弁1102は開いている。図14b)は、歯602と接触している機械弁1102の横断面を示しており、機械弁1102は閉じている。
1つの部品のみを必要とする機械弁1102の設計は、エラストマーダックビル弁であり得る。適切なサイズで設計されている場合、ダックビル弁は歯間隙において2つの対向する歯の表面によって押されて開く。一般的に、ダックビル弁は、低亀裂圧の機械弁1102を実装するために使用される。しかし、いくつかの例では、歯間隙で押されていないときに、流体の圧力に耐えるように、高亀裂圧の弁を設計する必要がある。ダックビル設計の亀裂圧は、硬いエラストマー又は比較的厚い弁の設計を使用することで増加できる。適切に設計されたダックビル弁は、クリーニング流体のピーク圧では開かないが、十分な内部ピーク圧と歯間隙位置での両側からの押力1208との組み合わせで開くことができる。
図15は、機械弁1102の第2の例を示している。この機械弁1102の代替設計は、ばね式クランプ1702でエラストマーノズル104を機械的にクランプする。クランプ1702は、クランプのばねバイアスに対して絞り力が存在するため、歯間隙内で押されると開く。図15a)はレバー1704を示している。レバー1704はそれらの遠位端で一緒に押され、これにより、反対側の近端にあるノズルが開く。図15b)は、遠端が歯間隙においてクランプされなくなったときに、ばねバイアスによって開いたレバーを示している。レバーはまた、噴射がクリーニングを妨げないように、クリーニング流体の噴射とは異なる平面にあってもよい。これは、遠端における圧縮を近端のノズル開放に変換するピボット又はロッキングレバー設計の一例にすぎない。
前述の機械弁1102の設計の欠点は、ノズル104の開口部のサイズが、ノズル104が歯間隙内に押し込まれる力と、歯間隙の特定の解剖学的構造(距離など)に依存する点である。これをより細かく制御するには、ばね付きの先端を使用するが、(歯間隙にある2本の歯からの)両側からの押力1208の強度と変位にあまり依存しない開口部サイズを作成する別の解決策はバイモーダルシステムである。バイモーダルシステムの例としては、クリッカーがある。クリッカーは、予め荷重された緊張変形を有する金属板ばねである。
このようなシステムでは、2つの好ましい状態(即ち、開放状態と閉鎖状態)が存在する。力が加えられると、システムはすぐにクリックして第2の好ましい状態になり、力が解放されるとクリックして戻る。この種のばね動作システムは、ノズル104が歯間隙に押し込まれたときに、機械弁1102を所定のサイズに開くように設計されている場合がある。
上記の例では、ノズルが歯の表面にあるか、歯間隙にあるかによって、異なるシステム動作機能が提供される。したがって、これらのシステムは、ノズルが歯の表面にあるのか、歯間隙にあるのかを感知できる。
また、いくつかのシステムでは、歯の咬合面(咀嚼面)にあるクリーニングデバイスの場所と側面にあるクリーニングデバイスの場所とを区別できるようにすることが望まれている。例えば、側面と咬合面とでは異なるクリーニングパラメータが適している(側面はより敏感な歯肉線に近いため)。歯間隙は咬合面には存在していない。
別の態様は、咬合面の検出のために、上記のアプローチ(即ち、ノズルが歯間隙にあるときは流路が開いているシステムか、又はノズルが歯の表面にあるときは流路が閉じているシステム)のいずれかを使用する歯間隙の感知の使用に基づいている。歯間隙を感知するための任意の他の既知の手段もまた、以下に説明するアプローチとともに使用できる。
図16は、歯602の咬合面にノズル104があるかどうかを判断する方法のフロー図を示している。
この方法は、歯間隙の検出だけでなく、ノズルの動きのモニタリングを使用する。したがって、上記の構成要素に加えて、ノズルの変位を測定するモーションセンサが設けられている。
ステップ1802において、モーションセンサによって、ノズルが移動した距離がモニタリングされる。いつ距離が臨界距離よりも大きくなったかが判断される。臨界距離は、様々な歯のサイズを考慮して、典型的な歯のサイズに基づいている。例えば臨界距離は、歯の最小長(例えば1cm)であったり、使用者の歯のサイズや最小サイズを考慮して使用者に合わせて調整されてもよい。ステップ1804において、ノズルの移動中に歯間隙が検出される(即ち、ノズルが歯間隙にあると判断される)。
ノズルが移動した距離が臨界距離を超えていて(ステップ1802)、歯間隙が検出されていない場合(ステップ1804)、ノズルは歯の咬合面上にあると判断できる(ステップ1806)。
或いは、ノズルが移動した距離が臨界距離を超えている(ステップ1802)が、歯間隙が検出される場合(ステップ1804)、ノズルは歯の側面にあると判断できる(ステップ1808)。
例えば、咬合面の検出により、歯ブラシが歯間隙、したがって、歯肉線の近くではないことが確認される。これは、異なる流れ条件を適用できることを意味する。同様に、異なる歯の領域には異なるブラッシング条件が適している。
図17は、口腔洗浄システムを操作する方法のフロー図を示す。口腔洗浄の開始時には、口腔洗浄噴射は使われていない(ステップ1902)。口腔洗浄を開始するには、次の3つの条件、即ち、口腔洗浄システムのノズルが歯と接触している必要があること(ステップ1904において検出される)、移動した距離が臨界距離よりも大きいこと(ステップ1802において判断される)、及び歯間隙が検出される必要があること又は検出されない必要があること(1804)が満たされる必要がある。
歯間隙が検出されない場合は、ノズルが咬合面上にあると判断でき、ステップ1806において、咬合面上で咬合面噴射モードでの口腔洗浄を開始できる。歯間隙が検出された場合は、ノズルが歯の側面にあると判断でき、ステップ1808において、歯の側面上で歯の側面のための噴射モードで口腔洗浄を開始できる。口腔洗浄は、予め設定された時間の間行われ、その後、口腔洗浄器は噴射を停止し(ステップ1906)、上記の3つの条件について感知を続ける。
口腔洗浄は、歯の咬合面と側面とでは異なる。更に、口腔洗浄は、歯ブラシと口腔洗浄とを組み合わせたシステムの一部を形成してもよい。
例えばブラシが歯肉線の近くで動作している間は、強くブラッシングしすぎたり、再石灰化するためのフッ化物や、ホワイトニングを促進するための重炭酸塩などの大量の流体を送達したりすることは好ましくない。例えば、ブラシが歯間モードで動作している間、又は歯肉線の近くで動作している間は、より優しくブラッシングしたり、歯間又はポケットクリーニングのための流体を送達したりすることが好ましく、ブラシが咬合面上にある間は、より強くブラッシングでき、歯を再石灰化するための大量のフッ化物を送達できる(又は、口の中に過剰な流体ボリュームが蓄積しないように噴射を中断できる)。したがって、口腔洗浄及びブラッシングの両方の動作パラメータ(ブラッシング速度や力など)は、検出に基づいて変更できる。
この方法では、接触や歯間隙が継続的にモニタリングされ、したがって、咬合面から側面へ、又はその逆への遷移を検出できる。
歯の咬合面を感知するこの方法の一部として、任意の歯間センサを使用することができる。歯間感知は、上記のように、流体送達管内に流量センサ又は圧力センサを使用することや、流体送達管内又は上に抵抗センサといった電気センサを使用することなどに基づくことができる。一般的に、ブラッシングの距離にわたるセンサ信号シグネチャの変化を使用して、歯間側面と咬合側面とを区別できる。
ノズルの動きを感知するために使用されるモーションセンサは、いくつかの歯ブラシには既に存在している可能性がある。モーションセンサは加速度計及び/又はジャイロスコープの構成体を含んでいてもよい。歯間センサは、上記のように、接触センサと歯間隙用のセンサの両方として機能できる。上記のように、ブラシが少なくとも2本の歯の間の距離(>1cm)だけ動いているが、歯間隙が検出されていないことを判断するために測定が行われる。ブラシが歯と接触しており、したがって、空中にあるだけではないことを確認するために、別の測定を行ってもよい。
図18は、歯の側面に作用している、歯ブラシと口腔洗浄とが組み合わされたシステムを示している。図18a)は、流体送達管102、ノズル104、歯間センサ2002、及びモーションセンサ2004を有するブラシのヘッドを示している。この例では、歯間センサ2002は、圧力センサであってもよい。図18b)は、図18a)の歯602の配置に対応する距離に対する圧力のグラフを示している。圧力信号は圧力センサ2002から求めることができ、距離はモーションセンサ2004から求めることができる。グラフは、圧力信号2006が歯間隙で低下することを示している。比較のために、ブラシが空中にあること(圧力差なし)に対応する圧力信号2008が示されている。
図19は、歯の咬合面に作用している、歯ブラシと口腔洗浄とが組み合わされたシステムを示している。図18と同様に、図19a)は、流体送達管102、ノズル104、歯間センサ2002(この例では、圧力センサ)、及びモーションセンサ2004を有するブラシのヘッドを示している。図19b)は、図19a)の歯602の配置に対応する距離に対する圧力のグラフを示している。このグラフでは、圧力信号2006は、歯602の咬合面には歯間隙がないため、変化がない(又は変化が最小限である)。比較のために、ブラシが空中にあること(圧力差なし)に対応する圧力信号2008が示されている。信号2008と信号2006の両方に変化がない(又は変化が最小限である)が、歯2006の歯の咬合面の圧力信号は、空中のブラシの圧力信号2006を上回っている。このようにして、センサが歯の咬合面上にあるかどうかを判断できる。
或いは、流量センサを歯間センサ2002として使用することもできる。代わりに他のセンサタイプを使用してもよい。
流体送達管102内の流体の流量又は圧力のいずれかの変動を使用する、したがって、歯間隙検出に使用されたものと同じシステムを使用する感知に基づいて、歯間センサ2002を使用することによって、歯ブラシと口腔洗浄器との組み合わせが歯602の咬合面に置かれていると判断できる。ノズル104は、ブラッシングの際には歯602と接触した状態で動き、歯602との接触は、ノズル104が歯間隙に達すると中断する。歯との接触が中断すると、流体送達管102内の圧力が低下し、また、歯との接触が中断すると流量が増加する。
図17に示されるように、デバイスのコントローラは、ノズル104(及びブラシ)が咬合面にあるのか、歯の側面にあるのかに基づいて、異なるブラッシング又は噴射モードを起動できる。例えば、歯ブラシと口腔洗浄とが組み合わされたシステムは、ブラッシングのために歯ブラシのヘッドを動作させるモータを有していてもよい。その後、モータは、ブラシが咬合面にある又は歯の側面にあることをプロセッサが検出したことに基づいて、異なる動作を行うことができる。同様に、歯の咬合面と側面とでは、口腔洗浄システムの異なる噴射モードが使用されてもよい。
上記のように、歯間センシングは、任意の適切な感知モダリティに基づいていてもよい。例えば、ノズル104において2つの電極間の電気抵抗の変化が感知される。ノズル104は、歯と接触した状態で動き、ノズル104が歯間隙に達すると2本の歯の間に挟まれる。その後、電極間の電気抵抗がモニタリングされる。電気抵抗は、電極が接触すると、例えば、歯間隙で2つの電極が圧縮されることによって接合されると低下する。
センサ信号の組み合わせを使用して、咬合面及び歯間感知の特異性を高めることができる。これは、追加のセンサ信号(ブラシの力、角度など)と、センサ測定値の組み合わせを解釈してブラシが咬合面をブラッシングしていることを判断する適切なアルゴリズムとを使用することによって実施できる。例えば力センサを使用して、例えば力の分布(圧力に対する曲げに基づく)を検出するか、又はブラッシングの角度情報(ロール、ジョー、ピッチ)を検出できる。
図20は、モーション感知に基づいて、ブラッシング中にノズル104が歯と接触した点のグラフを3次元で示している。位置モニタリングにより、歯の場所と歯間隙の場所とを区別するために十分な精度で場所を決定できることが示されている。
図21は、ブラッシング中にノズル104が歯と接触した点のグラフを2次元で示している。図21の円2302は、歯間隙に割り当てられた座標を表している。機械学習トレーニングセッションを実行して、角度の組み合わせ及び/又は歯間場所の座標に関連して、歯間、咬合、及び空中の流体の圧力及び抵抗信号シグネチャを区別するようにプロセッサに教えることができる。トレーニングセッションで角度の組み合わせ及び/又は歯間隙の(3D)座標が決定されると、この情報はメモリに保存され、今後のクリーニングセッションでプロセッサによって使用され得る。
当業者であれば、本明細書で説明する方法を実行するためのコントローラ及び/又はプロセッサを容易に開発することができるであろう。したがって、フローチャートの各ステップは、コントローラ及び/又はプロセッサによって実行される異なるアクションを表し、処理コントローラ及び/又はコントローラの各モジュールによって実行される場合がある。
上述したように、実施形態はコントローラを使用する。コントローラは、ソフトウェア及び/又はハードウェアを用いて、様々なやり方で実装して、必要な様々な機能を実行することができる。プロセッサは、ソフトウェア(マイクロコードなど)を使用してプログラムされて、必要な機能を実行する1つ又は複数のマイクロプロセッサを採用するコントローラの一例である。しかしながら、コントローラは、プロセッサの採用に関係なく実装され得、また、いくつかの機能を実行するための専用ハードウェアと、他の機能を実行するためのプロセッサ(例えば1つ又は複数のプログラムされたマイクロプロセッサ及び関連回路)との組み合わせとして実装することができる。
本開示の様々な実施形態で採用され得るコントローラ構成要素の例としては、従来のマイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路(ASIC)、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)が挙げられるが、これらに限定されない。
様々な実装形態では、プロセッサ又はコントローラは、RAM、PROM、EPROM、及びEEPROMなどの揮発性及び不揮発性コンピュータメモリなどの1つ又は複数の記憶媒体と関連付けられ得る。記憶媒体は、1つ又は複数のプロセッサ及び/又はコントローラ上で実行されると、必要な機能を実行する1つ又は複数のプログラムでエンコードされ得る。様々な記憶媒体は、プロセッサ又はコントローラ内で固定されていても、そこに保存されている1つ以上のプログラムをプロセッサにロードできるように輸送可能であってもよい。
開示された実施形態の変形例は、図面、開示及び添付の特許請求の範囲の検討から、請求項に係る発明を実施する際に当業者によって理解され、実行され得る。特許請求の範囲において、語「含む」は、他の要素又はステップを排除するものではなく、単数形は複数を排除するものではない。特許請求の範囲における任意の参照符号は、範囲を限定するものと解釈されるべきではない。「~するように適応されている」という用語が、特許請求の範囲又は説明で使用されている場合、「~するように適応されている」という用語は「~するように構成されている」という用語と同等であることを意図していることに留意されたい。

Claims (15)

  1. 口腔洗浄用のシステムであって、前記システムは、
    口腔洗浄用流体を受け取る近位端、及び遠位端を有する流体送達管と、
    前記流体送達管の前記遠位端にあるノズルと、
    前記ノズルが歯間隙にあるかどうかを検出する歯間センサと、
    前記ノズルの変位を測定するモーションセンサと、
    前記ノズルの前記変位が臨界距離よりも大きく、且つ前記歯間センサが前記ノズルの変位中に歯間隙を検出しないことに基づいて、前記ノズルは歯の咬合面に沿って移動していると判断するプロセッサと、
    を含み、
    前記臨界距離は、歯の長さを示す、システム。
  2. 前記プロセッサは更に、前記ノズルの前記変位が前記臨界距離よりも大きく、且つ前記歯間センサが前記ノズルの前記変位中に歯間隙を検出することに基づいて、前記ノズルが歯の側面に沿って移動していると判断する、請求項1に記載のシステム。
  3. 前記流体送達管を通って流体を圧送するポンプと、前記ポンプを制御するコントローラと、を更に含む、請求項2に記載のシステム。
  4. 前記コントローラは、前記ポンプを制御するための2つの噴射モードを実施し、前記プロセッサは、前記ノズルが歯の咬合面に沿って移動していると判断するときは、第1の噴射モードが使用され、前記プロセッサは、前記ノズルが歯の側面に沿って移動していると判断するときは、第2の噴射モードが使用される、請求項3に記載のシステム。
  5. 前記歯間センサは、
    前記流体送達管内の流体の圧力を測定する圧力センサ、
    前記流体送達管内の流体の流量を測定する流量センサ、又は
    前記ノズルの先端にある少なくとも2つの電極、
    を含む、請求項1から4のいずれか一項に記載のシステム。
  6. 前記ノズルと歯との間に使用者が加えた力を感知する力センサ、
    加速度計、及び
    前記歯に対する前記ノズルの角度を測定するジャイロスコープ、
    のうちの1つ以上を更に含む、請求項1から5のいずれか一項に記載のシステム。
  7. 前記プロセッサは、機械学習アルゴリズムに基づいて前記ノズルが歯の咬合面に沿って移動していると判断し、前記機械学習アルゴリズムは、少なくとも前記歯間センサ及び前記モーションセンサからの信号に基づいて、歯の咬合面と歯の側面とを識別するようにトレーニングされている、請求項1から6のいずれか一項に記載のシステム。
  8. 前記臨界距離は、少なくとも0.5cmである、請求項1から7のいずれか一項に記載のシステム。
  9. 複数の毛を含む歯ブラシヘッドを更に含み、
    前記歯ブラシヘッドは、前記ノズルを更に含み、
    前記システムは、前記歯ブラシヘッドをブラッシング動作で制御するモータと、前記モータを制御して、2つのブラッシングモードを実施するコントローラと、を更に含み、前記プロセッサは、前記ノズルが歯の咬合面に沿って移動していると判断するときは、第1のブラッシングモードが使用され、前記プロセッサは、前記ノズルが歯の側面に沿って移動していると判断するときは、第2のブラッシングモードが使用される、請求項1から8のいずれか一項に記載のシステム。
  10. 口腔洗浄システムが歯の咬合面にあるかどうかを判断する方法であって、
    前記口腔洗浄システムのノズルの変位を判断するステップと、
    前記ノズルが歯間隙にあるかどうかを判断するステップと、
    前記ノズルの前記変位が臨界距離よりも大きく、且つ前記ノズルの前記変位中に前記ノズルは歯間隙になかったと判断することによって、前記ノズルが歯の咬合面に沿って移動していると判断するステップと、
    を含む、方法。
  11. 前記ノズルの前記変位が前記臨界距離よりも大きく、且つ前記ノズルの前記変位中に前記ノズルは歯間隙にあったと判断することによって、前記ノズルが歯の側面に沿って移動していると判断するステップを更に含む、請求項10に記載の方法。
  12. 前記口腔洗浄システムのポンプを制御するための2つの噴射モードを実施するステップであって、前記ノズルが歯の咬合面に沿って移動していると判断されるときは、第1の噴射モードが使用され、前記ノズルが歯の側面に沿って移動していると判断されるときは、第2の噴射モードが使用される、当該実施するステップ、及び/又は、
    歯ブラシヘッドを駆動するモータを制御するための2つのブラッシングモードを実施するステップであって、前記ノズルが歯の咬合面に沿って移動していると判断されるときは、第1のブラッシングモードが使用され、前記ノズルが歯の側面に沿って移動していると判断されるときは、第2のブラッシングモードが使用される、当該実施するステップ、
    を更に含む、請求項11に記載の方法。
  13. コンピュータプログラムコードを含むコンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムコードは、プロセッサ上で実行されると、処理システムに、請求項10から12のいずれか一項に記載の方法を実行させる、コンピュータプログラム。
  14. 請求項13に記載のコンピュータプログラムが保存された、プロセッサ。
  15. 口腔洗浄システムのハンドルであって、
    前記ハンドルを口腔洗浄ヘッドに接続する接点部と、
    前記口腔洗浄ヘッドに流体を送達する流体送達管と、
    ポンプ構成に基づいて流体を前記流体送達管に圧送するポンプと、
    前記ポンプを制御する請求項14に記載のプロセッサと、
    を含む、ハンドル。
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