JP6227409B2 - 口腔を洗浄するためのデバイス及び方法 - Google Patents
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Description
手動歯ブラシのヘッドを、ヘッドの外側に向いた青色発光ダイオード(LED)を挿入することにより、LEDからの光が歯表面に照射できるように改造して、プラーク検出歯ブラシが形成された。LEDを、同様に青色LEDにより照射される領域内に先端が向いた12個の光ファイバー繊維のアレイで包囲した。光ファイバーは、歯ブラシのネックを通過し、歯ブラシの取っ手部分内に収容された一対の光センサー(Taos TSL12S−LF)通過した。ファイバーを2つのグループに分けた。1つのグループは515nmを超える波長のみ通過できる光学フィルター(Semrock FF01−500/LP)を通したが、第2のグループは全部の波長を通過させ、即ち光学フィルターは全く使用されなかった。濾過された光はプラーク値を表した一方、未濾過の光は、集光器、即ち光ファイバーの先端と、歯の表面との間の距離の解釈に使用された。光センサーの出力は増幅器(アナログデバイスAD8544ARZ)に接続され、その増幅器は8ビット・マイクロコントローラ(Atmel ATMEGA8L−8AU)に接続されていた。マイクロコントローラは、2つの10ビット・アナログ−デジタル変換器を含み、その変換器は、マイクロコントローラ内で情報をデジタルフォーマットで操作できるようにする。
・500Hz(0.002秒)でサンプリング、連続して4つの測定値を反復連続的に取得。
・出力データ値当たり20個のデータポイント毎にを平均。
・7MHzのクロック速度で8ビット・マイクロコントローラで駆動されるデバイス。
・データのRS232読取りを表計算ソフト(spreadsheet)へ、及び
・周辺光の補償。
総プラーク=プラークLEDオン−プラークLEDオフ (I)
総距離=距離LEDオン−距離LEDオフ。 (II)
総プラーク=1.304(総距離)−66.61 (III)
CPV=226+(1.304(総距離)−66.61)/総プラーク (IV)
実施例1に記載されたデバイスは、ヒトの歯を洗浄する研究で使用された。研究の参加者は、研究が実施される前の18〜24時間に任意の口腔衛生を行わなかった。研究は、米国歯科医師会承認のバスメソッドを使用する歯科衛生士による代理ブラッシングを使用して実施された。口腔は、それぞれのセクションが個別に分析され得るように12の均等なセクションに分割された。それぞれのセクションのブラッシングの最大総期間は、2分の全口腔ブラッシング時間を促すために、10秒に予定及び設定された。ブラッシングの間に、デバイスで生成されるデータは、シリアル通信を介して、データに記録されるPCに出力された。
(1) 口腔を洗浄するための方法であって、前記方法が、
a.前記口腔の少なくとも1つの歯の表面からプラークを検出し、除去するために適したデバイスを、前記口腔内に位置決めする工程と、
b.前記口腔内の前記少なくとも1つの歯であって、少なくとも1つの歯の前記表面のプラークに結合可能な蛍光剤を前記歯に適用した、前記少なくとも1つの歯の前記表面を、少なくとも1つの歯の前記表面上の前記蛍光剤と接触させられたときに蛍光発光を提供するのに有効な波長の入射放射線で、実質的に同時に洗浄及び照射する工程と、
c.第1の期間にわたって前記蛍光発光の少なくとも一部分を収集する工程と、
d.前記第1の期間にわたって収集された前記蛍光発光に基づき、第1の平均プラーク値(APV1)を決定する工程と、
e.前記APV1を所定のプラーク閾値(PPTV)と比較する工程と、前記APV1が前記PPTV以上である場合、
f.第2の期間にわたって前記蛍光発光の少なくとも一部分を収集する工程と、
g.前記第2の期間にわたって収集された前記蛍光発光に基づき、第2の平均プラーク値(APV2)を決定する工程と、
h.前記APV1から前記APV2までの縮小割合を決定する工程と、
i.前記APV1からの前記縮小割合を所定の縮小割合閾値(PPRT)と比較する工程と、
j.前記APV1からの前記縮小割合が前記PPRT以上になるまで、又はPMTPの間のいずれか早いときに、前記少なくとも1つの歯を実質的に同時に洗浄及び照射し続ける工程と、
を含む、方法。
(2) 前記入射放射線と前記表面との接触から生じる反射光が、前記蛍光発光と本質的に同時に収集され、前記APV1及びAPV2は、補償APVである、実施態様1に記載の方法。
(3) 前記APV1が前記PPTV以上であり、かつ前記APV1から前記APV2までの前記縮小割合が前記PPRTを超える場合、前記表面が、前記PMTPが時間切れになるまで継続的に実質的に同時に洗浄及び照射される、実施態様1に記載の方法。
(4) 前記APV1が前記PPTV以上であり、かつ前記APV1から前記APV2までの前記縮小割合が前記PPRTを超える場合、追加の反復APVが追加の期間にわたって決定され、前記APV1から前記それぞれの反復APVまでの前記縮小割合が、前記PPRTと比較され、前記表面が、前記APV1から前記それぞれの反復APVまでの前記縮小割合が前記PPRT以下になるまで、継続的に実質的に同時に洗浄及び照射される、実施態様1に記載の方法。
(5) 前記蛍光剤が、フルオレセイン又はその塩を含む、実施態様1に記載の方法。
(6) 前記入射放射線が、約450〜約500ナノメートルのピーク波長を有する、実施態様5に記載の方法。
(7) 前記蛍光発光の前記一部分が、約520〜約530ナノメートルのピーク波長を有する、実施態様5に記載の方法。
(8) 前記第1の期間が、約0.01〜約10秒である、実施態様1に記載の方法。
(9) 前記第2の期間が、約0.001〜約15秒である、実施態様1に記載の方法。
(10) 前記PPRTが、約5〜約95パーセントである、実施態様1に記載の方法。
(12) 前記反射光が、前記蛍光発光の光信号を前記蛍光発光の電気信号に変換する前に、光学フィルターを通して前記蛍光発光と同時に搬送され、前記フィルターが、約515ナノメートルを超える波長を有する光を除去する、実施態様2に記載の方法。
(13) 前記補償プラーク値が、前記蛍光発光の前記収集地点と、前記口腔の前記表面との間の距離の関数として決定される、実施態様2に記載の方法。
(14) 前記APV1からの前記縮小割合が前記PPRT以下のようなとき、又は前記PMTPの時間切れのいずれか早いときに、前記デバイスを前記口腔の複数のセクションのうちの別のセクション内に移動させ、位置決めする、実施態様1に記載の方法。
(15) 前記口腔の前記複数のセクションの全てが洗浄されるまで、工程b〜jを繰り返す、実施態様14に記載の方法。
(16) 前記洗浄が、音波処理、加圧水、ブラッシング、又はそれらの組み合わせによって達成される、実施態様1に記載の方法。
(17) 前記ブラッシングが、電動歯ブラシ又は手動歯ブラシによって達成される、実施態様16に記載の方法。
(18) 前記洗浄が、音波処理、加圧水、ブラッシング、又はそれらの組み合わせによって達成される、実施態様15に記載の方法。
(19) 前記ブラッシングが、電動歯ブラシ又は手動歯ブラシによって達成される、実施態様18に記載の方法。
(20) 前記APV1が、前記PPTV未満の場合、複数のセクションのうちの別のセクション内に前記デバイスを移動及び位置決めし、工程b〜eを繰り返す、実施態様1に記載の方法。
前記口腔の前記表面に入射放射線を指向させるための放射線源と、
反射光及び蛍光発光を収集するための集光器(optical collectors)と、
前記収集された反射光及び前記収集された蛍光発光を前記デバイス内に搬送するための光学経路と、
前記反射光及び前記蛍光発光の光学的光信号を電気信号に変換するための手段と、
補償プラーク値を決定するために前記反射光及び前記蛍光発光の前記電気信号を数学的に操作するための手段と、
前記口腔の前記表面を洗浄するための手段と、
を備える、デバイス。
(22) 前記集光器が光ファイバーを含む、実施態様21に記載のデバイス。
(23) 前記光学経路が光ファイバーを含む、実施態様21に記載のデバイス。
(24) 前記光学経路が前記光ファイバーを含む、実施態様23に記載のデバイス。
(25) 前記反射光及び蛍光発光の前記光学的光信号を前記電気信号に変換する前記手段が、光変換器を含む、実施態様21に記載のデバイス。
(26) 前記反射光及び前記蛍光発光の前記電気信号を増幅又は調整する手段を更に備える、実施態様21に記載のデバイス。
(27) 前記表面との接触前に、前記入射放射線が通過する第1の光学フィルターを更に備える、実施態様22に記載のデバイス。
(28) 前記光学的光信号を前記電気信号に変換する前に、前記反射光の第2の部分と前記蛍光発光の第1の部分とが通って搬送される、第2の光学フィルターを更に備える、実施態様21に記載のデバイス。
(29) 前記光学的光信号を前記電気信号に変換する前に、前記反射光の第1の部分と前記蛍光発光の第2の部分とが通って搬送される、第3の光学フィルターを更に備える、実施態様21に記載のデバイス。
(30) 前記反射光及び前記蛍光発光の前記電気信号を数学的に操作する前記手段が、データ処理装置を備え、前記データ処理装置が、前記電気信号の操作前に、前記反射光及び前記蛍光発光の前記電気信号をアナログフォーマットからデジタルフォーマットに変換するアナログ−デジタル変換器を更に備える、実施態様21に記載のデバイス。
(32) 前記歯ブラシが、手動歯ブラシ又は電動歯ブラシである、実施態様31に記載のデバイス。
(33) 前記洗浄手段が、音波処理、加圧水、ブラッシング、又はそれらの組み合わせによって歯を洗浄するのに有効である、実施態様21に記載のデバイス。
(34) 前記洗浄手段が、歯ブラシを含み、前記歯ブラシが、ヘッドを備え、前記ヘッドが、剛毛を取り付ける剛毛面を備え、前記放射線源および前記集光器が、前記剛毛面上に位置決めされている、実施態様21に記載のデバイス。
(35) 前記放射線源が、前記ヘッドの前記剛毛面の中心部付近に位置し、前記集光器が、前記放射線源の外側に位置して前記放射線源を取り囲んでおり、前記剛毛が前記集光器の外側に位置して前記放射線源および前記集光器を取り囲んでいる、実施態様34に記載のデバイス。
Claims (13)
- 口腔の表面のプラークを検出するためのデバイスであって、前記デバイスは、
前記口腔の前記表面に入射放射線を指向させるための放射線源と、
反射光及び蛍光発光を収集するための集光器と、
前記収集された反射光及び前記収集された蛍光発光を前記デバイス内に搬送するための光学経路と、
前記反射光及び前記蛍光発光の光学的光信号を電気信号に変換するための手段と、
補償プラーク値を決定するために前記反射光及び前記蛍光発光の前記電気信号を数学的に操作するための手段と、
前記口腔の前記表面を洗浄するための手段と、
を備え、
前記洗浄手段が、歯ブラシを含み、前記歯ブラシが、ヘッドを備え、前記ヘッドが、剛毛を取り付ける剛毛面を備え、前記放射線源および前記集光器が、前記剛毛面上に位置決めされており、
前記剛毛および前記集光器は、互いに別部材であり、前記剛毛が、前記剛毛面上における前記放射線源および前記集光器の外側に位置して前記放射線源および前記集光器を取り囲んでおり、
前記放射線源が発光ダイオードからなり、前記ヘッドの前記剛毛面の中心部付近に位置し、前記集光器が光ファイバーからなり、前記放射線源の外側に位置して前記放射線源を取り囲んでいる、デバイス。 - 前記集光器が光ファイバーを含む、請求項1に記載のデバイス。
- 前記光学経路が光ファイバーを含む、請求項1に記載のデバイス。
- 前記光学経路が前記光ファイバーを含む、請求項3に記載のデバイス。
- 前記反射光及び蛍光発光の前記光学的光信号を前記電気信号に変換する前記手段が、光変換器を含む、請求項1に記載のデバイス。
- 前記反射光及び前記蛍光発光の前記電気信号を増幅又は調整する手段を更に備える、請求項1に記載のデバイス。
- 前記表面との接触前に、前記入射放射線が通過する第1の光学フィルターを更に備える、請求項2に記載のデバイス。
- 前記光学的光信号を前記電気信号に変換する前に、前記反射光の第2の部分と前記蛍光発光の第1の部分とが通って搬送される、第2の光学フィルターを更に備える、請求項1に記載のデバイス。
- 前記光学的光信号を前記電気信号に変換する前に、前記反射光の第1の部分と前記蛍光発光の第2の部分とが通って搬送される、第3の光学フィルターを更に備える、請求項1に記載のデバイス。
- 前記反射光及び前記蛍光発光の前記電気信号を数学的に操作する前記手段が、データ処理装置を備え、前記データ処理装置が、前記電気信号の操作前に、前記反射光及び前記蛍光発光の前記電気信号をアナログフォーマットからデジタルフォーマットに変換するアナログ−デジタル変換器を更に備える、請求項1に記載のデバイス。
- 前記放射線源が、前記ヘッドの前記剛毛面の中心部付近に位置し、前記集光器が、前記放射線源の外側に位置して前記放射線源を取り囲んでいる、請求項1に記載のデバイス。
- 前記歯ブラシが、手動歯ブラシ又は電動歯ブラシである、請求項11に記載のデバイス。
- 前記洗浄手段が、音波処理、加圧水、ブラッシング、又はそれらの組み合わせによって歯を洗浄するのに有効である、請求項1に記載のデバイス。
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