JP7263245B2 - 口腔ケア装置を用いて局所的な炎症を測定する方法及びシステム - Google Patents

Description

本発明は、一般的に、口腔ケア装置を用いて局所的な歯肉炎を検出するための方法及びシステムに関する。

ブラシングの長さやカバー領域を含む適切な歯磨きは、長期間の歯の健康を促進することを支援する。歯を定期的に磨かない人又は不適切に磨く人は、特に口腔の特定の領域において、多くの歯科的な問題を経験する。定期的にブラシングする人の間では、毎日２回の２分間のブラシングといった標準的なブラシング方式が追従されている場合であっても、不適切なブラシング習慣は、ブラシングのカバー領域の不足に帰着し、洗浄セッションの間に適切に洗浄されない面に帰着し得る。

実際に、米国内の成人の５０％は、歯肉炎から歯周炎にわたる疾病の深刻度を持つ、歯周病の影響を受けていると推定される。しかしながら、消費者は、歯周病の早期の兆候に気付くことができないことが多い。従って、斯かる疾病は、該疾病が既に進行し処置がかなり困難となって歯科を受診したときに、ようやく気付かれ得る。

口腔内の組織の炎症は、歯周病の重要な兆候のひとつである。炎症を検出することは、疾病状態の存在を知らせ、専門家による処置の必要性を個人に警告し得る。しかしながら、既存の方法及び装置は、組織の炎症、特に局所的な炎症を適切に識別し定量化することができない。例えば、ハンドヘルド型装置は、口腔の広い領域を解析して検出を阻害する大きな信号対ノイズ比に帰着するか、又は、多くの要件を必要とするためにユーザフレンドリではないか、のいずれかにより、劣った歯肉炎の検出しかできない。その結果、歯周病が検出されないことが多い。

従って本分野においては、信号対ノイズ比を最大化し、局所的な歯肉炎の検出を改善する、ユーザフレンドリな方法及び装置に対する、継続的なニーズがある。

本発明は、口腔ケア装置を用いて局所的な炎症を検出するための方法及びシステムに関する。ここでの種々の実施例及び実装は、歯肉組織の測定値を取得して局所的な歯肉炎を識別するよう構成された口腔ケア装置に関する。該口腔ケア装置は、歯肉組織についての情報を取得するための１つ以上の発光器及び１つ以上の光検出器又は撮像器の独自の構成を持つ特殊なセンサを有する。該口腔ケア装置はまた、歯肉組織についての該取得された情報を解析して、同様に炎症を起こしている位置を識別する、信号解析モジュールを有する。一実施例によれば、該口腔ケア装置は、炎症の存在について、リアルタイムで又は洗浄後のレポートを介してユーザに警告し、任意にユーザに位置情報を提供することができる。

一般的に、一態様においては、口腔ケア装置を用いてユーザの口腔内の歯肉炎の位置を特定するための方法が提供される。該方法は、（ｉ）前記口腔ケア装置の１つ以上の発光器により光を発するステップと、（ii）前記ユーザ口腔内の複数の位置のそれぞれにおいて、前記口腔ケア装置の光検出器により表面からの反射率を検出して、前記複数の位置のそれぞれについての反射率データを生成するステップと、（iii）前記複数の位置のそれぞれについて、コントローラにより、当該位置における歯肉に炎症があるか否かを決定するステップと、（iv）前記口腔ケア装置のユーザインタフェースを介して、炎症のある位置に関する情報をユーザに提供するステップと、を含む。

一実施例によれば、前記１つ以上の発光器及び光検出器は、前記複数の位置のそれぞれにおける表面が前記１つ以上の発光器によって直接に照明されないよう配置される。

一実施例によれば、前記方法は更に、前記歯肉に対する近接性を検出するステップを含む。

一実施例によれば、前記方法は更に、炎症のある位置に関する情報をリモートの第三者に通信するステップを含む。

一実施例によれば、前記方法は更に、前記複数の位置のうちどれが歯肉を有するかを決定するステップを含む。

一実施例によれば、前記複数の位置のうちどれが歯肉を有するかを決定するステップは、歯肉を有さないと決定された位置についての反射率データを破棄するステップを有する。一実施例によれば、前記歯肉を有さないと決定された位置についての反射率データを破棄するステップは、（ｉ）前記複数の位置のそれぞれについて反射率比を生成するステップであって、前記反射率比は、前記反射率データの第２の波長について測定されたデータに対する、前記反射率データの第１の波長について測定された値を有するステップと、（ii）前記生成された反射率比を所定の閾値と比較するステップと、（iii）前記生成された反射率比が前記所定の閾値を下回る前記複数の位置のそれぞれについての反射率データを破棄するステップと、を有する。

一実施例によれば、前記複数の位置のうちどれが歯肉を有するかを決定するステップは、前記複数の位置のうち少なくとも幾つかについての反射率データの生成に重み付けするステップを有する。

一実施例によれば、前記当該位置における歯肉に炎症があるか否かを決定するステップは、前記複数の位置の残りのそれぞれにおける歯肉の近似的な組織酸化レベルを決定するステップを有し、このとき、低い組織酸化レベルは歯肉炎を示唆する。

一実施例によれば、前記ユーザインタフェースは、ユーザの口腔内の複数の位置のうちどれに炎症があるかについての情報を提供する。一実施例によれば、該ユーザインタフェースは、ユーザの口腔内の複数の位置のうち少なくとも１つの炎症レベルについての情報を提供する。

一実施例によれば、前記口腔ケア装置は、単一の発光器及び複数の光検出器を有する。

一実施例によれば、前記口腔ケア装置は、単一の光検出器及び複数の発光器を有する。

一態様によれば、ユーザの口腔内の歯肉炎の位置を特定するよう構成された装置が提供される。該装置は、前記ユーザの口腔内の複数の位置において光を発するよう構成された、１つ以上の発光器と、前記複数の位置のそれぞれにおける表面からの反射率データを生成するよう構成された、１つ以上の光検出器と、前記複数の位置のそれぞれについて、当該位置における歯肉に炎症があるか否かを決定するよう構成された、コントローラと、炎症のある位置に関する情報をユーザに提供するよう構成された、ユーザインタフェースと、を含む。

一態様によれば、ユーザの口腔内の歯肉炎の位置を特定するよう構成された炎症位置特定システムが提供される。該システムは、前記ユーザの口腔内に光を発するよう構成された１つ以上の光源をそれぞれ有する、１つ以上の発光器と、前記ユーザの口腔内の複数の位置のそれぞれにおける表面からの反射率データを生成するよう構成された、１つ以上の光検出器と、前記複数の位置のそれぞれについて、当該位置における歯肉に炎症があるか否かを決定するよう構成された炎症検出及び位置特定モジュールを有する、コントローラと、前記炎症のある位置に関する情報をユーザに提供するよう構成された、ユーザインタフェースと、を含む。

本開示の目的のため、ここで用いられる「コントローラ」なる語は、口腔ケア装置、システム又は方法の動作に関連する種々の装置を一般的に記述するために用いられる。コントローラは、ここで議論される種々の機能を実行するよう種々の態様で実装され得る（例えば専用のハードウェアを用いて）。「プロセッサ」は、ここで議論される種々の機能を実行するようソフトウェア（例えばマイクロコード）を用いてプログラムされたものであっても良い１つ以上のマイクロプロセッサを利用するコントローラの一例である。コントローラは、プロセッサを利用して実装されても良いし、又はプロセッサを利用せずに実装されても良く、幾つかの機能を実行するための専用の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つ以上のプログラムされたマイクロプロセッサ及び関連する回路）との組み合わせとして実装されても良い。本開示の種々の実施例において利用され得るコントローラ要素の例は、限定するものではないが、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）を含む。

ここで用いられる「ユーザインタフェース」なる語は、人間のユーザ又は操作者と、ユーザと装置との間の通信を可能とする１つ以上の装置と、の間のインタフェースを示す。本開示の種々の実施例において利用され得るユーザインタフェースの例は、限定するものではないが、スイッチ、電位差計、ボタン、ダイアル、スライダ、トラックボール、表示画面、種々のタイプのグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）、タッチスクリーン、マイクロフォン、及びその他のタイプの何らかの形の人間により生成された刺激を受けてそれに応じて信号を生成し得るセンサを含む。

以上の概念及び以下に詳細に議論される更なる概念（斯かる概念が相互に矛盾しないものとする）の全ての組み合わせは、ここで開示される本発明の主題の一部として考えられることは、理解されるべきである。特に、本開示の最後にある請求項の主題の組み合わせは、ここで開示される本発明の主題の一部として考えられる。

本発明のこれらの及び他の態様は、以下に説明される実施例を参照しながら説明され明らかとなるであろう。

図面において、同様の参照文字は一般的に異なる図を通して同じ部分を示す。また、図面は必ずしも定縮尺で描かれておらず、本発明の原理を説明する際に一般的に強調が付与されている。

一実施例による口腔ケア装置の模式的な図である。 一実施例による口腔ケア装置のヘッドの模式的な図である。 一実施例による口腔ケア装置のヘッドの模式的な図である。 一実施例による口腔ケア装置のヘッドの模式的な図である。 一実施例による口腔ケア装置のヘッドの模式的な図である。 一実施例による炎症位置特定システムの模式的な図である。 一実施例による歯肉炎の位置を特定するための方法のフロー図である。 一実施例による口腔ケア装置のヘッドの一連の模式的な図である。 一実施例による反射率データのグラフである。

本開示は、口腔ケア装置を用いて歯肉炎を検出するための方法及び装置の種々の実施例を記載する。より一般的には、本出願人は、局所的な組織の炎症を検出するためのシステムを提供することが有益となり得ることを認識した。従って、ここで説明される又は想到される方法は、歯肉組織の測定値を取得するよう構成された口腔ケア装置のような装置を提供する。該口腔ケア装置は、少なくとも１つの発光器と少なくとも１つの光検出器又は撮像器を持つ１つ以上の種々の特殊なセンサアレイを有する。センサデータに基づいて、該口腔ケア装置は、解析された組織が炎症を持つか否かを決定することができ、当該炎症の位置を特定することができる。該口腔ケア装置は次いで、当該情報をユーザ又は第三者に報告することができる。

ここで開示される又は想到される実施例及び実装例は、限定するものではないが、歯ブラシ、フロッシング装置、口腔洗浄器、又はその他の、特殊なハンドヘルド型の口内炎症検出装置を含む他のいずれかの口腔ケア装置を含む、いずれの口腔装置を用いて利用されても良い。

図１を参照すると、一実施例における、本体部１２及び該本体部に装着されたヘッド部材１４を持つ口腔ケア装置１０が示されている。ヘッド部材１４は、該装置の構成要素が摩耗した場合又は交換が必要となった場合に周期的に交換されることができるように、本体部１２に着脱可能に装着されても良い。

本体部１２は更に、ユーザ入力部２６を備える。ユーザ入力部２６は、ユーザが口腔ケア装置１０を操作すること、例えば該口腔ケア装置をスイッチオン及びスイッチオフすることを可能とする。ユーザ入力部２６は、例えばボタン、タッチスクリーン又はスイッチであっても良い。

口腔ケア装置１０は任意に、１つ以上のセンサ２８を含む。センサ２８は、図１において本体部１２のなかに示されているが、該装置内のどこに配置されていても良い。センサ２８は、６軸又は９軸の空間センサシステムを有しても良いが、該口腔ケア装置の動きの軸に対する読み取り値を提供し、該装置の向き及び変位を特徴付ける加速度計、ジャイロスコープ及び／又は磁気計のうち１つ以上を含んでも良い。例えば、センサ２８は、３軸ジャイロスコープ及び３軸加速度計を用いて、相対運動の６つの軸（３つの並進運動の軸及び３つの回転の軸）の読み取り値を提供するように構成されても良い。他の多くの構成が可能である。単独で又はこれらのセンサと組み合わせて、限定するものではないが、圧力センサ（例えばホール効果センサ）、及び所定範囲の波長における電磁波形を測定するセンサ、容量センサ、カメラ、光セル、可視光センサ、近赤外線センサ、無線波センサ及び／又は更に他のタイプのセンサのような他のセンサが、利用されても良い。ここで説明されるか又は想到されるように、多くの種々のタイプのセンサが利用され得る。一実施例によれば、これらの更なるセンサは、ユーザの身体部分、固定点及び／又は１つ以上の他の位置に対する、該装置の位置についての相補的な情報を提供する。一実施例によれば、センサ２８は口腔ケア装置１０における所定の位置及び向きに配置され、ヘッドがセンサ２８に対する固定された空間的な相対配置にある。それ故、該ヘッドの向き及び位置は、既知のセンサ２８の向き及び位置に基づいて容易に決定されることができる。

一実施例によれば、センサ２８は、口腔ケア装置１０の加速度及び角度方向を示す情報を生成するよう構成される。例えば、センサシステムは、６軸又は９軸空間センサシステムのような共に機能する２つ以上のセンサ２８を有しても良い。他の実施例によれば、一体型の９軸空間センサが、口腔ケア装置１０における空間の節約をもたらし得る。

第１のセンサ２８により生成される情報は、コントローラ３０に供給される。コントローラ３０は、１つ又は複数のモジュールの形をとっても良く、ユーザ入力部２６を介して得られた入力のような入力に応答して口腔ケア装置１０を動作させるよう構成される。一実施例によれば、センサ２８は、コントローラ３０と一体型である。コントローラ３０は例えば、少なくともプロセッサ３２、メモリ３４及び接続モジュール３８を有しても良い。プロセッサ３２は、限定するものではないが、１つのマイクロコントローラ、複数のマイクロコントローラ、回路、単一のプロセッサ、又は複数のプロセッサを含む、いずれの適切な形をとっても良い。メモリ３４は、不揮発性メモリ及び／又はＲＡＭを含む、いずれの適切な形をとっても良い。不揮発性メモリは、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）又は固体ドライブ（ＳＳＤ）を含んでも良い。該メモリは、数あるなかでも、オペレーティングシステムを保存しても良い。ＲＡＭは、データの一時的な保存のために該プロセッサにより利用される。一実施例によれば、オペレーティングシステムは、コントローラ３０により実行されたときに、口腔ケア装置１０のハードウェア要素の動作を制御するコードを含んでも良い。一実施例によれば、接続モジュール３８は、集められたセンサデータを送信するものであり、限定するものではないが、Wi-Fi（登録商標）、Bluetooth（登録商標）、近接場通信及び／又はセルラーモジュールを含む、有線又は無線信号を送信することが可能な、いずれのモジュール、装置又は手段であっても良い。

一実施例によれば、口腔ケア装置１０は、口腔ケアセッションの前、口腔ケアセッションの間及び／又は口腔ケアセッションの後に、ユーザに情報を提供するよう構成されたユーザインタフェース４６を含んでも良い。ユーザインタフェース４６は多くの異なる形態をとり得るが、ユーザに情報を提供するよう構成される。例えば該情報は、口内の１つ以上の組織の炎症に関して、読み取られる、見られる、聞き取られる、感じられる及び／又はその他解釈されることができる。一実施例によれば、ユーザインタフェース４６は、どこの組織に炎症があるか、及び／又はどの程度の炎症が存在するかについての情報を含むフィードバックを、ユーザに提供する。従って、該ユーザインタフェースは、ユーザに情報を提供するディスプレイ、ユーザに触覚的なフィードバックを提供する触覚的機構、ユーザに音声又は語を提供するスピーカ、又はその他の種々のユーザインタフェース機構のいずれかであっても良い。

図２を参照すると、一実施例において、口腔ケア装置のヘッド１４が示されている。一実施例によれば、該ヘッドは、少なくとも１つの発光器４２及び少なくとも１つの受光器４０を有する。

図２に示された実施例によれば、発光器４２は、発光ファイバ又は発光導光部の環状の束である。発光器４２は、歯肉炎の検出を容易化することが可能な光を発する、ＬＥＤ光源のようないずれかの光源である。一実施例によれば、該発光器は、複数のＬＥＤからの組み合わせられた光を有し、該ＬＥＤから該口腔ケア装置の表面上の発光器まで該発光器まで光ファイバ又は導光器により接続される。一実施例によれば、該光源は、人間の組織における酸素飽和の特徴付けを可能とし、それ故局所的な炎症の検出を可能とする、４８０ｎｍ及び６８０ｎｍのような少なくとも２つの波長の光を生成する。一般的に、低い組織の酸化を呈する組織は、歯肉炎を示唆する。

同様に、１つ以上の受光器４０は、歯肉炎の検出を容易化することが可能ないずれかの受光器である。例えば、一実施例によれば、該受光器は、光検出器若しくは光ダイオード、又は発光器４２により発せられた光を検出することが可能な他のいずれかのセンサである。一実施例によれば、該受光器は、光ファイバ又は導光器に接続された光ダイオードである。各受光器は、２つ以上の波長を検出するよう構成されても良く、又は代替として、各受光器が単一の波長のみを検出するように構成されても良い。他の実施例によれば、受光器４０は、発光器４２から発せられた光により照明された組織の１つ以上の画像を取得するよう構成された画素のアレイである。該受光器は、同時に用いられる又は時分割され得る複数の検出ファイバを有しても良い。

図２における口腔ケア装置の設計の１つの利点は、センサが歯肉炎情報とともに空間的な情報を捕捉することが可能である点である。それぞれの発光器－受光器の組み合わせに関連する情報は一意な組織位置に起因するため、炎症の位置が既知となる。

本実施例においては、ヘッド部材１４は、歯肉の近くにおける適切な歯間位置特定を容易化するため、ユーザに触知的なフィードバックを提供する、任意のガイド端１８を含む。一実施例によれば、各受光器４０は、口内で適切に位置決めされたときに、近似的に発光器と受光器との間の位置である、組織表面の異なる部分を測定する。例えば、２つの歯と歯肉との間の接合部に配置されたときに、該発光器は全体の領域を照明し、幾つかの受光器４０が歯肉上に位置して炎症を検出する一方、他の受光器は測定されたスペクトル応答から容易に区別され得る歯の上に同時に位置させられる。

一実施例によれば、発光器４２及び光検出器４０の多くの異なる構成が可能である。例えば、とり得る構成のひとつは、単一の発光器のまわりの３乃至１２個の光検出器の環であり、この場合、該口腔ケア装置のヘッドのサイズに依存して、６乃至８個が最適である。代替としては、該装置は、単一の光検出器のまわりの３乃至１２個の発光器の環を有しても良い。他の多くの構成も可能である。

１つ以上の発光器４２及び光検出器４０は、データが取得される歯肉組織の表面が、該発光器により直接には照明されないように、装置１０において配置される。例えば、図２を参照すると、発光器４２は、該発光器の前にある組織へと光を発し、光検出器４０は、図２において該装置上に示された「Ｘ」に又は該「Ｘ」のごく近くに位置する組織からの反射率データを取得するが、該光検出器は、該光検出器の前に位置する組織からも反射率データを取得しても良い。それ故一実施例によれば、該発光器と、データが得られる表面とは、重ならない。このことは、撮像される表面が直接に照明されるカメラシステムとは対照的である。表面が直接に照明される場合には、例えば、検出又は撮像は、ここで記載される歯肉炎の解析を妨げる、表面近くでの散乱により支配される。

例えば、図３を参照すると、主に歯肉炎を測定するよう構成された口腔ケア装置１０の実施例が示されている。該口腔ケア装置は、単一の中心に配置された発光器４２と、複数の光検出器４０と、を持つヘッド部材１４を有する。同様の実施例によれば、該装置は、単一の中心に配置された光検出器４０と、複数の発光器４２と、を有しても良い。

図４を参照すると、歯肉炎を測定するよう構成された口腔ケア装置１０の他の実施例が示されている。該口腔ケア装置は、５個の発光器４２と４個の光検出器４０とを持つヘッド部材１４を有する。該口腔ケア装置のヘッドは、おおよそ菱形であるが、他の多くの形状及びサイズも可能である。異なる発光器を励起して、各光検出器において検出された信号を解析することにより、この下にある歯肉の異なる領域が感知される。光による逐次的な照明によって、時分割が実行されても良い。更に、検出源も時分割されても良い。しかしながら、発光器及び光検出器の両方が時分割される必要はない。例えば発光器が別個に照明され得る場合には、空間的な解像度を低下させることなく、全ての光検出器が単一の検出器モジュール又は機構を共有することができる。図３に示された構成は、歯肉炎が一般的である歯間領域への好適なアクセスを提供し得る。

図５を参照すると、歯肉炎を測定するよう構成された口腔ケア装置１０の実施例が示されている。該口腔ケア装置は、単一の中心に配置された光検出器４０と、複数の発光器４２と、を有する。本実施例によれば、単一の中心に配置された光検出器４０は、顕微分光計である。

図６を参照すると、一実施例において、炎症位置特定システム６００が示されている。一実施例によれば、炎症位置特定システム６００は、プロセッサ３２及びメモリ３４を有するコントローラ３０を含む。該炎症位置特定システムはまた、１つ以上の光源４８を持つ１つ以上の発光器４２を有する。炎症位置特定システム６００は、コントローラ３０にセンサデータを供給する１つ以上の光検出器４０を含む。炎症位置特定システム６００のコントローラ３０は、炎症検出及び位置特定モジュール６１０を含む。該炎症検出及び位置特定モジュールは、１つ以上の光検出器４０からのセンサデータ、及び任意にセンサ２８からの位置情報を解析して、解析された組織に炎症があるか否か、及び当該組織がどこに位置しているかを決定する。該炎症位置特定システムはまた、組織の状態及び／又は位置についての情報をユーザに提供する、ユーザインタフェース４６を含む。ユーザインタフェース４６は、触覚信号、聴覚信号、視覚信号及び／又はその他のいずれかのタイプの信号を介してユーザに直接のフィードバックを提供するフィードバックモジュールであっても良いし、又は斯かるフィードバックモジュールを有しても良い。

一実施例によれば、図１に示されるように、炎症位置特定システム６００はフロッシング装置として実装されても良い。他の実施例によれば、炎症位置特定システム６００は、定量化されることができる組織の近くに移動させられるよう構成されるいずれの装置として実装されても良い。例えば、炎症位置特定システム６００は、歯ブラシ、口腔洗浄器、舌洗浄器又はその他のいずれかの口腔ケア装置のような、他の口腔ケア装置として実装されても良い。

図７を参照すると、一実施例における、歯肉組織の炎症の位置を特定するための方法７００のフロー図が示されている。ステップ７１０において、炎症位置特定システムが備えられる。該炎症位置特定システムは、ここで説明された又は想到されるいずれの装置又はシステムであっても良い。一般的に、該炎症位置特定システムは、１つ以上の発光器４２と、１つ以上の光検出器４０と、該１つ以上の光検出器からのデータを解析するよう構成された炎症検出及び位置特定モジュールと、を有する。他の多くの構成要素及び構成も可能である。方法７００は、口腔ケア装置１０の枠組み内で説明されるが、該方法は他のいずれの炎症位置特定解析システム又は装置を用いて実装されても良い。

該方法のステップ７２０において、口腔ケア装置１０の少なくとも１つの発光器４２が光を発し、該光のビームが歯肉組織に当たる。一実施例によれば、該発せられた光は、光検出器４０により解析される歯肉組織に間接的にのみ当たる。該発光器により発せられた光は、１つ又は複数の波長のものであっても良い。従って、該発光器は、１つ以上の光源を有しても良い。該発光器は、周期的に光を発しても良いし若しくは連続的に光を発しても良く、又はトリガに応答してのみ光を発しても良い。

例えば、該方法の任意のステップ７１５において、該システムは組織を検出し、光を発するよう発光器４２を起動する。該システムは、発光器／受光器アーキテクチャを用いた光学的測定のような、近接信号を用いた接触検出機能を有しても良い。接触は例えば、受光器により検出された信号が所定の値を上回る点として定義されても良い。このことは例えば、該システムが、口のなかで用いられたときに、組織と歯との間を区別することを支援し得る。他の多くの組織検出及び近接検出の方法も可能である。

該方法のステップ７３０において、口腔ケア装置１０の少なくとも１つの光検出器４０は、発光器４２により発せられた光を反射する表面からの反射率のような、反射率データを取得する。該光検出器は、単一のデータ点を取得しても良いし、又は時間とともに複数のデータ点を取得しても良い。該光検出器は、周期的に若しくは連続的にデータを取得しても良いし、又はトリガに応答してデータを取得しても良い。例えば、該光検出器は、発光器の起動に応答してセンサデータを取得するようトリガされても良い。

ここで議論されたように、光検出器４０は、発光器４２に対して重ならない位置に配置され、検出される組織が、該発光器からの光によって間接的にのみ照明されるようにする。該光検出器及び発光器の構成は、装置及び炎症の検出の両方においてかなりの改善に帰着する。例えば、ここで記載された又は想到される重ならない構成は、信号対ノイズ比を最大化させ、表面近くの散乱及びその他の抑制因子を低減させることによって、数ある利益のなかでも、局所的な歯肉炎の検出を向上させる。

一実施例によれば、該発光器及び／又は光検出器は、時分割される。例えば、図８の連続図に示されるように、該装置は、複数の光検出器４０により囲まれた単一の中心に配置された発光器４２を有する。パネル１においては、発光器４２はアクティブであり、１つの光検出器４０ａのみが反射率データを取得している。該光検出器は、該装置の「Ｘ」に略接触している又は「Ｘ」に近い組織から反射率データを取得する。該発光器は、該連続において継続的にオンにされても良いし、又は光検出器とともに連続して光を発しても良い。図８のパネル２においては、次の光検出器４０ｂがアクティブにされて、該装置の「Ｘ」に略接触している又は「Ｘ」に近い組織から反射率データを取得する。図８のパネル３においては、次の光検出器４０ｃがアクティブにされて、該装置の「Ｘ」に略接触している又は「Ｘ」に近い組織から反射率データを取得する。このことは、全ての光検出器が反射率データを取得するまで、又はユーザが例えば口内の新しい位置に該装置を移動させるまで、継続しても良い。該光検出器は、連続的に反射率データを取得するものとして示されているが、数あるなかでも、完全にランダム化されたシーケンス又は同時を含む、いずれのシーケンス又はパターンが用いられても良い。

該方法の任意のステップ７４０において、該口腔ケア装置のコントローラ又はプロセッサは、取得された反射率データを解析して、複数の解析された位置のうちどこが歯肉であるか及び／又はどこが歯肉ではないかを決定する。例えば、光検出器４０は、取得された反射率データをコントローラ３０に提供し、該コントローラ３０において、該データが、プロセッサ３２及び／又は炎症検出及び位置特定モジュール６１０により解析され、及び／又は、将来の解析のためにメモリ３４に保存される。このステップは、該口腔ケア装置が利用されるときに継続的に実行されても良く、洗浄セッションの後に全体が実行されるか又は一部が実行されても良く、及び／又は必要に応じて実行されても良い。

一実施例によれば、炎症検出及び位置特定モジュール６１０（アルゴリズムとして実装されても良い）は、１つ以上のステップにおいて取得された反射率データを解析する。例えば、初期ステップとして、該モジュールは該データにおける潜在的な異常値を却下する。異常値は、偽の測定値とともに、屑、歯及びその他の物体のような、歯肉組織ではない見込みが高い物体からの反射率データを含み得る。歯及び食品の屑のような物体の吸収スペクトルは歯肉組織の吸収スペクトルとはかなり異なるため、これら２つは区別されることができる。一実施例によれば、異常値は、歯肉組織に対応しない吸収スペクトルを持つ点、特にヘモグロビン吸収の急なスペクトル特性を示さない点において、検出される。

一実施例によれば、炎症検出及び位置特定モジュール６１０は、２つの異なる波長の反射率比を決定する。例えば図９におけるスペクトルのグラフ９００に示されるもののような、５５０ｎｍ及び６６０ｎｍにおいて得られたスペクトルのサンプルデータを用いると、反射率の比は、歯肉組織については２．３８、歯については１．２１の値をもたらす。同様に、青色波長（４００ｎｍ乃至４８０ｎｍ）と緑色波長（４８０ｎｍ乃至５５０ｎｍ）との反射率の比は、歯肉組織については５．９６、歯については１．４４の値をもたらす。それ故、炎症検出及び位置特定モジュール６１０は、所定の閾値を用いて、歯肉組織を特定するよう構成又はプログラムされ得る。一実施例によれば、該システムは、該反射率比を所定の閾値と比較し、該決定された反射率比が該所定の閾値を超えているか否かに基づいて、当該位置を歯肉である又は歯肉でないとして特徴付ける。単に一例として、以上の例の両方における２の閾値は、歯肉と非歯肉とを区別し得、２より大きな反射率比は歯肉として特徴付けられ、２を下回る反射率比は非歯肉として特徴付けられる。該システムは次いで、歯肉でない位置からのデータを破棄し、引き続いて歯肉から得られたデータのみを解析しても良い。

他の実施例によれば、該方法のステップ７４０において、該システムは、取得された反射率データを解析して、該反射率データを重み付けすることにより、複数の解析された位置のどれが歯肉であるか及び／又は歯肉でないかを決定する。例えば、該システムは、歯肉を示唆する反射率データに高い重みを適用しても良く、及び／又は、歯肉以外の何かを示唆する反射率データに低い重みを適用しても良い。反射率を重み付けするよう構成されたシステムは、歯肉を示唆する反射率データにのみ重みを適用しても良いし、又は解析の間の両方の状況に対して重みを適用しても良い。重み付け処理は、プログラムされていても良いし若しくは所定の重み付け処理であっても良く、又は機械学習された重み付け処理であっても良い。重み付け処理を用いて、該システムは、潜在的な炎症の解析を含む更なる解析のため、歯肉を示唆する反射率データに重点を置くよう、１つ以上の重み因子を利用しても良い。

歯肉ではない位置の反射率データを除去すること、及び歯肉及び／又は非歯肉の反射率データを重み付けすることに加えて、複数の解析された位置のうちどれが歯肉であるかを決定する、他の方法もまた可能である。

該方法のステップ７５０において、炎症検出及び位置特定モジュール６１０は、該口腔ケア装置により取得された１つ、幾つか又は全ての位置における反射率データを解析する。当該解析は、該装置がデータを取得する間に実行されても良いし、該口腔ケア装置がセッションを終了した後に完了されても良く、又はユーザからの要求に応じて実行されても良い。

一実施例によれば、炎症検出及び位置特定モジュール６１０は、該反射率データを用いて、歯肉組織の近似的な組織酸化レベルを決定又は特徴付ける。組織酸化レベルは、正常な位置に比べて、歯肉炎及び歯周炎の位置において著しく低下するため、該モジュールは、高いレベルの歯肉炎を示唆する最も低い組織酸化を呈する信号を選択しても良い。このことは、数あるなかでも例えば、所与のデータのセットから最大値を選択することにより実行されても良いし、又は所与のデータのセットから上位Ｘパーセントの平均をとることによって実行されても良い。該モジュールは、例えばデータが取得された各位置において、当該情報を取得しても良い。斯くして炎症検出及び位置特定モジュール６１０は、歯肉炎がある見込みが高い口内の位置についての情報を生成する。

該方法のステップ７６０において、該システム又は装置は、炎症位置情報に関するフィードバックをユーザに提供する。口腔ケア装置１０のユーザインタフェース４６は、例えば、該口腔ケア装置が利用されている間、又は洗浄又は走査セッションの後に、直接の及び／又は間接的なフィードバックをユーザに提供しても良い。一例として、該装置は、炎症が検出されるといつでも、聴覚的、視覚的、触覚的及び／又はディジタルのフィードバックを用いて各測定の後にユーザに直接的なフィードバックを提供しても良い。

他の実施例によれば、該システム又は装置は、走査セッションが完了した後に、ユーザにフィードバックを提供しても良い。一例としては、該システム又は装置は、炎症レベルが表示される視覚的表現により、走査セッションが完了すると、フィードバックを提供しても良い。該フィードバックは例えば、炎症レベルを表示する絶対的な形式か、又は１つ以上の特定の場所を強調する相対的な形式による、測定の間の位置感知技術を用いた、口腔内地図を含んでも良い。一実施例によれば、該装置は、種々の色又はその他の物理的な表現を用いて、炎症レベルをスケーリング又はランク付けしても良い。例えば、ユーザは、著しい炎症の領域、又は特定のレベルを上回る炎症の領域にのみ集中することができる。

該方法の任意のステップ７７０において、炎症データが、ローカルに又はリモートに、保存され及び／又は第三者に通信される。例えば、一実施例によれば、患者が、歯科専門家の予約の間に、炎症を評価するため該口腔ケア装置を使用するよう指示されても良い。炎症情報は次いで、レポート又はその他の機構を用いて、歯科専門家に通信される。他の例としては、ユーザは、継続的に又はユーザの予約の間に炎症情報が解析され得る、リモートの医療専門家又はその他の意図される若しくは認証された存在に自動的に又は定期的に送信される炎症データを集めても良い。

ここで定義され使用される全ての定義は、辞書の定義、参照により本明細に組み込まれた文献における定義、及び／又は定義された語の通常の意味に対して優先されるものと理解されるべきである。

本明細及び請求項において用いられる不定冠詞「１つの（a及びan）」は、明示されない限り、「少なくとも１つ」を意味するものとして理解されるべきである。

本明細及び請求項において用いられる「及び／又は（and/or）」なる句は、斯様に併記された要素の「いずれか又は両方」、幾つかの場合においては結合して存在し、別の場合においては離隔されて存在する要素を意味するものとして理解されるべきである。「及び／又は」により列記された複数の要素は、同様に解釈されるべきであり、即ち斯様に併記された要素の「１つ以上」として解釈されるべきである。「及び／又は」節により明示的に特定される要素の以外の要素が、明示的に特定されたこれら要素に関連するものであっても関連しないものであっても、任意に存在しても良い。

本明細及び請求項において用いられる「又は（or）」は、以上に定義された「及び／又は」と同じ意味を持つと理解されるべきである。例えば、リスト中のアイテムを分離するとき、「又は」又は「及び／又は」は包含的なものとして解釈されるべきであり、即ち、要素の数又はリストの少なくとも１つ、更には１つよりも多く、任意には列記されていない更なるアイテムを含むことも包含するものとして解釈されるべきである。「１つのみ」若しくは「ちょうど１つ」又は請求項において用いられる場合には「から成る（consisting of）」といった、その反対を明示的に示す語のみが、要素の数又はリストの１つの要素のみの包含を示す。一般的に、ここで用いられる語「又は」は、「いずれか」、「１つ」、「１つのみ」又は「ちょうど１つ」といった排他的な語を伴う場合に、排他的な代替を示すものとして解釈されるべきである。

１つ以上の要素のリストに関して、本明細及び請求項において用いられる「少なくとも１つ（at least one）」なる句は、該要素のリストにおける要素のいずれか１つ以上から選択された少なくとも１つの要素を意味するものとして理解されるべきであるが、該要素のリスト内に明示的に列記された全ての要素の少なくとも１つを必ずしも含まず、該要素のリストにおける要素のいずれかの組み合わせを除外するものではない。この定義は、「少なくとも１つ」なる句が参照する要素のリスト内に明示的に特定された要素以外の要素が、明示的に特定されたこれら要素に関連するものであっても関連しないものであっても、任意に存在し得ることを許容する。

明示的に示されない限り、１つより多いステップ又は動作を含む、請求項に記載されるいずれの方法においても、該方法のこれらステップ及び動作の順序は、必ずしも該方法のステップ及び動作が列記された順序に限定されるものではないことも、理解されるべきである。

請求項、及び以上の明細書において、「有する（comprising）」、「含む（including）」、「担持する（carrying）」、「持つ（having）」、「包含する（containing）」、「伴う（involving）」、「保持する（holding）」、「から構成される（composed of）」等のような全ての遷移句は、非制限的なものとして理解されるべきであり、即ち含むが限定するものではないことを意味するものと理解されるべきである。「から成る（consisting of）」及び「から基本的に成る（consisting essentially of）」なる遷移句のみが、制限的又は半制限的な遷移句であるべきである。

幾つかの本発明の実施例がここで説明され例示されたが、当業者は、機能を実行するため及び／又はここで説明された結果及び／又は利点の１つ以上を得るため、多様な他の手段及び／又は構造を容易に想到するであろう。斯かる変形及び／又は変更のそれぞれは、ここで説明された本発明の実施例の範囲内であるとみなされる。更に一般的に、当業者は、ここで説明された全てのパラメータ、寸法、材料及び構成は、例であることが意図されたものであり、実際のパラメータ、寸法、材料及び／又は構成は、本発明の教示が利用される特定の用途に依存することを、容易に理解するであろう。当業者は、単なる一般的な実験を用いて、ここで説明された特定の本発明の実施例に対する多くの同等物を認識し、又は確認することが可能である。それ故、以上の実施例は、単に例として提示されたものであり、添付される請求項及びその等価物の範囲内において、本発明の実施例は、明示的に記載されて請求されるものとは異なって実行され得る。本開示の本発明の実施例は、ここで説明されたそれぞれの個々の特徴、システム、物品、材料、キット及び／又は方法に向けたものである。更に、斯かる特徴、システム、物品、材料、キット及び／又は方法の２つ以上のいずれかの組み合わせもが、斯かる特徴、システム、物品、材料、キット及び／又は方法が相互に矛盾しない場合には、本開示の本発明の範囲内に含まれる。

Claims (13)

1. ユーザの口腔内の歯肉炎の位置を特定するための口腔ケア装置の作動方法であって、
   前記口腔ケア装置の１つ以上の発光器により光を発するステップと、
   前記ユーザ口腔内の複数の位置のそれぞれにおいて、前記口腔ケア装置の光検出器により表面からの反射率を検出して、前記複数の位置のそれぞれについての反射率データを生成するステップと、
   前記口腔ケア装置のコントローラにより、前記複数の位置のうちどれが歯肉を有するかを決定するステップと、
   前記歯肉を有すると決定された前記複数の位置のそれぞれについてのみ、コントローラにより、当該位置における歯肉に炎症があるか否かを決定するステップと、
   前記口腔ケア装置のユーザインタフェースを介して、炎症のある位置に関する情報をユーザに提供するステップと、
   を有する方法。
2. 前記１つ以上の発光器及び光検出器は、前記複数の位置のそれぞれにおける表面が前記１つ以上の発光器によって直接に照明されないよう配置された、請求項１に記載の方法。
3. 前記複数の位置のうちどれが歯肉を有するかを決定するステップは、歯肉を有さないと決定された位置についての前記反射率データを破棄するステップを有する、請求項１に記載の方法。
4. 前記歯肉を有さないと決定された位置についての反射率データを破棄するステップは、前記複数の位置のそれぞれについて反射率比を生成するステップであって、前記反射率比は、前記反射率データの第２の波長について測定されたデータに対する、前記反射率データの第１の波長について測定された値を有するステップと、前記生成された反射率比を所定の閾値と比較するステップと、前記生成された反射率比が前記所定の閾値を下回る前記複数の位置のそれぞれについての反射率データを破棄するステップと、を有する、請求項３に記載の方法。
5. 前記複数の位置のうちどれが歯肉を有するかを決定するステップは、前記複数の位置のうち少なくとも幾つかについての反射率データの生成に重み付けするステップを有する、請求項１に記載の方法。
6. 前記当該位置における歯肉に炎症があるか否かを決定するステップは、前記複数の位置のそれぞれにおける歯肉の近似的な組織酸化レベルを決定するステップを有し、低い組織酸化レベルは歯肉炎を示唆する、請求項１に記載の方法。
7. 前記口腔ケア装置は、単一の発光器及び複数の光検出器を有する、請求項１に記載の方法。
8. 前記口腔ケア装置は、単一の光検出器及び複数の発光器を有する、請求項１に記載の方法。
9. ユーザの口腔内の歯肉炎の位置を特定するよう構成された装置であって、
   前記ユーザの口腔内の複数の位置において光を発するよう構成された、１つ以上の発光器と、
   前記複数の位置のそれぞれにおける表面からの反射率データを生成するよう構成された、１つ以上の光検出器と、
   前記複数の位置のそれぞれについて、当該位置が歯肉を有するか否かを決定し、前記歯肉を有すると決定された前記複数の位置のそれぞれについてのみ、当該位置における歯肉に炎症があるか否かを決定するよう構成された、コントローラと、
   炎症のある位置に関する情報をユーザに提供するよう構成された、ユーザインタフェースと、
   を有する装置。
10. 前記１つ以上の発光器及び光検出器は、前記複数の位置のそれぞれにおける表面が前記１つ以上の発光器によって直接に照明されないよう配置された、請求項９に記載の装置。
11. 前記複数の位置のうちどれが歯肉を有するかを決定するステップは、前記複数の位置のそれぞれについて反射率比を生成するステップであって、前記反射率比は、前記反射率データの第２の波長について測定されたデータに対する、前記反射率データの第１の波長について測定された値を有するステップと、前記生成された反射率比を所定の閾値と比較するステップと、前記生成された反射率比が前記所定の閾値を下回る前記複数の位置のそれぞれについての反射率データを破棄するステップと、を有する、請求項９に記載の装置。
12. ユーザの口腔内の歯肉炎の位置を特定するよう構成された炎症位置特定システムであって、
    前記ユーザの口腔内に光を発するよう構成された１つ以上の光源をそれぞれ有する、１つ以上の発光器と、
    前記ユーザの口腔内の複数の位置のそれぞれにおける表面からの反射率データを生成するよう構成された、１つ以上の光検出器と、
    前記複数の位置のどれが歯肉を有するかを決定し、前記歯肉を有すると決定された前記複数の位置のそれぞれについてのみ、当該位置における歯肉に炎症があるか否かを決定するよう構成された炎症検出及び位置特定モジュールを有する、コントローラと、
    前記炎症のある位置に関する情報をユーザに提供するよう構成された、ユーザインタフェースと、
    を有するシステム。
13. 前記１つ以上の発光器及び光検出器は、前記複数の位置のそれぞれにおける表面が前記１つ以上の発光器によって直接に照明されないよう配置された、請求項１２に記載のシステム。

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