WO2021043791A1

WO2021043791A1 - Verfahren zur überwachung eines mundhygienezustandes und überwachungssystem für die überwachung eines mundhygienezustandes

Info

Publication number: WO2021043791A1
Application number: PCT/EP2020/074402
Authority: WO
Inventors: Umut Baysal; Arzu Tuna
Original assignee: Umut Baysal; Arzu Tuna
Priority date: 2019-09-03
Filing date: 2020-09-02
Publication date: 2021-03-11
Also published as: DE102019123572A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Mundhygienezustandes eines Benutzers unter Verwendung eines Überwachungssystems (11), das eine pH-Sensoreinheit (10), eine Auswerteeinheit (22) und eine Ausgabeeinheit (18) aufweist. Das Verfahren weist die nachfolgenden Schritte auf: - Aufnahme eines aktuellen pH-Messwertes im Mundraum (16) des Benutzers unter Verwendung der pH-Sensoreinheit (10); - Ermittlung einer individualisierten Mundhygieneempfehlung für den Benutzer, wobei die Ermittlung der Mundhygieneempfehlung in Abhängigkeit von dem aktuellen pH-Messwert des Benutzers und von vergangenen Messwerten, die zuvor im Mundraum (16) des Benutzers aufgenommen wurden, und unter Verwendung der Auswerteeinheit (22) erfolgt; und - Ausgabe der Mundhygieneempfehlung an den Benutzer unter Verwendung der Ausgabeeinheit (18).

Description

Verfahren zur Überwachung eines Mundhvaienezustandes und Über- wachunassvstem für die Überwachung eines Mundhvaienezustandes

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Mund hygienezustandes eines Benutzers unter Verwendung eines Überwachungssys tems sowie ein Überwachungssystem mit einer pH-Sensoreinheit, einer Auswer teeinheit und einer Ausgabeeinheit.

Eine gesunde Mundhygiene ist insbesondere für die Erhaltung gesunder Zähne essentiell. Üblicherweise herrscht ein neutraler pH-Wert zwischen 6 und 7 im Mundraum. Zuckerhaltige Lebensmittel und säurehaltige Speisen und Getränke führen jedoch dazu, dass der pH-Wert im Mund temporär absinkt. Dabei können sich pH-Werte zwischen 4 und 5 einstellen. Kariesbakterien können Säuren bil den, die den gesunden Zahn angreifen. Dadurch werden im Laufe der Zeit Mi neralien aus dem Zahnschmelz herausgelöst. Die im Mundraum befindlichen Säuren werden üblicherweise über den Speichel neutralisiert, so dass sich der Zahnschmelz wieder regenerieren kann.

Werde jedoch süße oder säurehaltige Speisen über einen längeren Zeitraum über den Tag verteilt eingenommen, kann dies den Zähnen nachhaltig schaden.

Daher ist es besonders wichtig, dass bestimmte Regeln eingehalten werden, um eine gesunde Mundhygiene zu gewährleisten. Hierzu gehören insbesondere das Zähneputzen nach dem Verzehr von süßen Speisen, aber auch das Spülen des Mundraums mit Wasser, nachdem säurehaltige Speisen und Getränke verzehrt wurden. Dabei ist zu beachten, dass das unmittelbare Zähneputzen nach dem Verzehr säurehaltiger Lebensmittel für die Zähne besonders schädlich sein kann. Dies liegt daran, dass der Zahnschmelz durch den niedrigen pH-Wert weicher wird und das anschließende Zähneputzen den Zahnschmelz beschädigen kann. Daher wird häufig die Empfehlung ausgesprochen, dass beispielsweise nach dem Verzehr von Obst und anderen säurehaltigen Speisen mindestens 20 oder 30 Minuten lang mit dem Zähneputzen gewartet werden sollte. Aus den obigen Erläuterungen wird schnell deutlich, dass die Überwachung des Mundhygienezustandes keine triviale Angelegenheit ist. Dies liegt insbesondere daran, dass einem der pH-Wert im Mundraum üblicherweise nicht bekannt ist.

Daher gibt es die Möglichkeit, einen pH-Sensor im Mundraum anzuordnen, um eine permanente Messung des pH-Wertes durchzuführen und in Abhängigkeit des aktuell gemessenen Wertes eine Empfehlung für den Benutzer auszuspre chen.

In DE 10 2017 211 085 Al ist ein System zum Ermitteln einer Mundhygiene empfehlung beschrieben. Das System umfasst einen pH-Wert-Sensor, der im Mundbereich eines Benutzers angeordnet werden kann und der dazu ausgelegt ist, mit dem Speichel des Benutzers in Kontakt gebracht zu werden. Zudem weist das beschriebene System eine Schaltkreisvorrichtung auf, die es ermög licht, den pH-Wert im Speichel des Benutzers zu berechnen. In Abhängigkeit von dem aktuell ermittelten pH-Wert kann eine Mundhygieneempfehlung be reitgestellt werden. Bei dem beschriebenen System wird jedoch keine individu alisierte Mundhygieneempfehlung ausgegeben, bei welcher die individuellen Ei genschaften des Benutzers berücksichtigt werden.

Während die Aufnahme und Auswertung des aktuellen pH-Wertes im Mundraum die Möglichkeit bietet, den Benutzer darüber zu informieren, welcher pH-Wert in seinem Mundraum aktuell herrscht und darauf basierend eine Empfehlung auszugeben, ist dieses Verfahren weiter verbesserungsfähig.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Überwa chung eines Mundhygienezustandes eines Benutzers bereitzustellen, das dahin gehend Verbesserungen bietet, dass die individuellen Eigenschaften eines spe zifischen Benutzers berücksichtigt werden. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, Verfahren bereitzustellen, welches in der Lage ist zu lernen, auf welche Weise sich der pH-Wert im Mundraum eines spezifischen Benutzers verhält und welches zudem in der Lage ist, dieses individuelle Verhalten an schließend bei der Ermittlung einer Mundhygieneempfehlung zu berücksichti gen. Durch das Erlernen der Eigenschaften im Mundraum eines spezifischen Benutzers kann ein optimiertes und auf den Benutzer angepasstes Verfahren zur Überwachung eines Mundhygienezustandes bereitgestellt werden.

Zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe wird ein Verfahren zur Überwa chung eines Mundhygienezustandes eines Benutzers unter Verwendung eines Überwachungssystems vorgeschlagen, das eine pH-Sensoreinheit, eine Auswer teeinheit und eine Ausgabeeinheit aufweist, wobei das Verfahren die nachfol genden Schritte aufweist:

Aufnahme eines aktuellen pH-Messwertes im Mundraum des Benutzers un ter Verwendung der pH-Sensoreinheit;

Ermittlung einer individualisierten Mundhygieneempfehlung für den Benut zer, wobei die Ermittlung der Mundhygieneempfehlung in Abhängigkeit von dem aktuellen pH-Messwert des Benutzers und von vergangenen Messwer ten, die zuvor im Mundraum des Benutzers aufgenommen wurden, und unter Verwendung der Auswerteeinheit erfolgt; und

Ausgabe der Mundhygieneempfehlung an den Benutzer unter Verwendung der Ausgabeeinheit.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird nicht nur der aktuell gemessene pH-Wert des Benutzers ausgewertet, sondern zusätzlich auch Messwerte, die in der Vergangenheit im Mundraum des spezifischen Benutzers aufgenommen wurden. Die in der Vergangenheit im Mundraum des spezifischen Benutzers auf genommen Messwerte werden während einer zuvor durchgeführten Kalibrierung des Überwachungssystems aufgenommen. Bei der Kalibrierung lernt das Über wachungssystem, welche Werte in dem Mundraum des spezifischen Benutzers üblich sind. Durch die Berücksichtigung der in der Vergangenheit aufgenomme nen Werte bietet das erfindungsgemäße Verfahren die Möglichkeit, zu berück sichtigen, wie sich der pH-Wert bei einem spezifischen Benutzer üblicherweise verhält und insbesondere, wie dieser sich üblicherweise neutralisiert. Dies ist besonders deshalb vorteilhaft, da bei jedem Benutzer die durch die Speicheler zeugung verursachte Neutralisierung des pH-Wertes individuell ist. Dies liegt unter anderem daran, dass die Speichelproduktionsrate bei jedem Menschen unterschiedlich ist. Darüber hinaus ist auch der pH-Wert des Speichels nicht bei allen Menschen gleich. Dies führt dazu, dass bei einem Benutzer die Neutralisierung des pH-Wertes, beispielsweise von einem abgesenkten Wert 5 auf einen Normalwert 7 30 Minuten dauern kann, während bei einem anderen Benutzer die Neutralisierung von einem Wert 5 auf einen Wert 7 lediglich 20 Minuten dauert. Unter Berücksichtigung von vergangenen Messwerten, aus de nen hervorgeht, wie lange eine pH-Wert-Neutralisierung bei einem spezifischen Benutzer dauert, kann eine individualisierte Mundhygieneempfehlung für den einzelnen Benutzer ermittelt und ausgegeben werden. Dadurch wird eine höhere Präzision bei der Überwachung des Mundhygienezustandes gewährleistet. Dar über hinaus bietet das erfindungsgemäße Verfahren eine erhöhte Anwender freundlichkeit, da dem Anwender bereits im Voraus mitgeteilt wird, wer sich in Zukunft verhalten soll, um eine optimale Mundhygiene zu gewährleisten.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Mundhygieneempfehlung in Abhängigkeit von der Differenz aus einem aktuell im Mundraum eines Benutzers gemessenen pH-Wert und einem zuvor während der Kalibrierung ermittelten Mittelwert des pH-Werts im Mundraum desselben Benutzers bestimmt wird. Die Berücksichtigung des individuellen Mittelwertes bei einem spezifischen Benutzer hat den Vorteil, dass die Präzision des Verfah rens gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren erhöht wird, bei denen keine individuellen Eigenschaften des Benutzers berücksichtigt werden.

Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorge sehen sein, dass die Ermittlung der Mundhygieneempfehlung in Abhängigkeit von einer individuellen pH-Wert-Neutralisierungsrate NR des Benutzers erfolgt, die zuvor ermittelt wurde, und zwar insbesondere in Abhängigkeit von einer benutzerspezifischen, durchschnittlichen pH-Wert-Neutralisierungsrate des Be nutzers. Beispielsweise kann in der Vergangenheit unter Berücksichtigung ge messener pH-Werte ermittelt worden sein, dass bei einem spezifischen Benutzer eine pH-Wert-Neutralisierungsrate NR von 0,1 / min ermittelt wurde. In diesem Fall kann die Auswerteeinheit zu dem Ergebnis gelangen, dass es bei dem spe zifischen Benutzer 20 Minuten dauern wird, bis der aktuell gemessene pH-Wert von 5 auf einen Normalwert von 7 angestiegen ist. Entsprechend kann die Mundhygieneempfehlung lauten, dass der Benutzer in den nächsten 20 Minuten die Zähne nicht putzen soll.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Ermittlung der pH-Wert-Neutralisie- rungsrate NR des Benutzers dadurch erfolgt, dass die pH-Werte im Mundraum des Benutzers aufgenommen werden und dass über einen Messzeitraum At, in dem im Mundraum des Benutzers eine Neutralisierung des pH-Wertes erfolgt, die Änderung ApH des pH-Wertes in dem Messzeitraum At ermittelt wird und die Neutralisierungsrate NR nach der Gleichung NR = ApH / At ermittelt wird. Wenn beispielsweise in der Vergangenheit bei einem spezifischen Benutzer gemessen wurde, dass eine Neutralisierungsrate im Mundraum von einem abgesenkten Wert 4 auf einen Normalwert 7 innerhalb von 20 Minuten erfolgte, so kann die Neutralisierungsrate NR zu 3 / 20 min = 0,15 / min ermittelt werden. Diese pH- Wert-Neutralisierungsrate NR entspricht einer durchschnittlichen pH-Wert- Neutralisierungsrate. Diese kann anschließend verwendet werden, um zu be rechnen, wann der Benutzer wieder die Zähne putzen sollte.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass durch die Ausgabeeinheit eine Mundhygieneemp fehlung ausgegeben wird, durch die dem Benutzer vorgeschlagen wird, nach einer zuvor durch die Auswerteeinheit berechneten, empfohlenen Zeitdauer t_empf die Zähne zu putzen. Alternativ kann die Mundhygieneempfehlung den Vorschlag enthalten, den Mundraum kräftig mit Wasser auszuspülen. Ferner kann die Mundhygieneempfehlung eine Empfehlung eines Zahnpflegekaugum mis (zuckerfreies Kaugummi) aufweisen. Die Verwendung von Zahnpflegekau gummis führt zu einer beschleunigten Neutralisierung des pH-Wertes im Mund raum, da durch die Verwendung von Kaugummis die Speichelproduktionsrate erhöht wird und dadurch der pH-Wert im Mundraum schneller neutralisiert wird. Auch kann die Mundhygieneempfehlung die Empfehlung umfassen, einen Löffel Joghurt einzunehmen, wodurch die Neutralisierung im Mundraum beschleunigt wird. Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die berechnete Zeitdauer wie folgt ermittelt wird: t_empf = (pH_soll - pH_ist)/NR, wobei t_empf die berechnete Zeitdauer, pH_soll den für das Zähneputzen emp fohlenen pH-Wert, pHJst den aktuell gemessenen pH-Wert und NR die zuvor durch die Auswerteeinheit berechnete pH-Wert-Neutralisierungsrate des Benut zers bezeichnet. Beispielsweise kann aus den vergangenen Messwerten eines spezifischen Benutzers eine individuelle pH-Wert-Neutralisierungsrate von 0,1 / min ermittelt worden sein. Wenn in diesem Fall der empfohlene pH-Wert pH_soll als 7 festgesetzt ist und der aktuell gemessene pH-Wert pHJst zu 5,0 ermittelt worden ist, dann kann dem Benutzer empfohlen werden, dass er in 20 Minuten seine Zähne putzen soll. Auf diese Weise wird basierend auf den vergangenen Messwerten, die im Mundraum des Benutzers aufgenommen wurden, und dem aktuell gemessenen pH-Wert eine Empfehlung für die zukünftige Mundhygiene ermittelt und an den Benutzer mitgeteilt werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass der empfohlene pH-Wert pH_soll individuell für den jeweiligen Benutzer ermittelt wird, und zwar insbesondere dadurch, dass über einen vorgegebenen Messzeitraum ein Mittelwert der für einen spezifischen Be nutzer aufgenommenen pH-Werte berechnet wird. Auf diese Weise kann nicht nur eine individuelle pH-Wert-Neutralisierungsrate des Benutzers ermittelt wer den, sondern auch ein empfohlener pH-Wert pH_soll. Dadurch kann bei der Er mittlung der Mundhygieneempfehlung der individuelle pH-Normalwert für einen spezifischen Benutzer berücksichtigt werden. Dadurch kann eine präzisiere Be rechnung erfolgen, so dass folglich eine verbesserte Mundempfehlung ausge sprochen werden kann. Beispielsweise kann bei einem Benutzer der pH-Normal- wert bei 7,0 liegen, während er bei einem anderen Benutzer beispielsweise bei einem Wert von 7,8 liegt. Durch die Berücksichtigung des individuellen, emp fohlenen pH-Wertes pH_soll kann dadurch eine verbesserte, individualisierte Mundhygieneempfehlung für einen spezifischen Benutzer ermittelt werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Auswerteeinheit mit vergangenen pH-Messwerten trainiert wird, wobei beim Trainieren der Auswerteeinheit ein Verfahren zum maschinellen Lernen eingesetzt wird, das insbesondere auf einem künstlichen neuronalen Netz ba siert. Beim Trainieren der Auswerteeinheit können insbesondere Trainingsda tensätze verwendet werden, die beispielsweise mehrere pH-Werte sowie den pH-Werten zugeordnete Mundhygieneempfehlungen enthalten. Alternativ kann vorgesehen sein, dass das trainierte System mit gemessenen Datensätzen trai niert wird und dadurch aufgrund der in der Vergangenheit beobachteten Ent wicklungen der ph-Werte darauf schließt, wie lange es bei einem spezifischen Benutzer dauern wird, bis ein empfohlener pH-Wert erreicht wird, bei dem der Benutzer wieder die Zähne putzen kann und soll. Bei dem Verfahren zum ma schinellen Lernen können sowohl Verfahren zum überwachten Lernen als auch Verfahren zum unüberwachten Lernen eingesetzt werden. Insbesondere können Verfahren, die auf einem künstlichen neuronalen Netz (Artificial Neural Network- ANN) oder einem Convolutional Neural Network (CNN) verwendet werden. Durch den Einsatz eines Verfahrens zum maschinellen Lernen kann beim erfin dungsgemäßen Verfahren bei der Ermittlung der Mundhygieneempfehlung das individuelle Verhalten in dem Mundraum eines spezifischen Benutzers berück sichtigt werden. Dadurch wird eine besonders präzise Ermittlung der Mundhygi eneempfehlung ermöglicht. So kann insbesondere bei dem erfindungsgemäßen Verfahren berücksichtigt werden, wie lange es in einem spezifischen Mundraum, basierend auf den vorliegenden Daten, nötig ist, bis ein aktueller pH-Wert von beispielsweise 5 oder 6 auf einen Sollwert von beispielsweise 7 oder 8 neutrali siert ist.

Ferner kann gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein, dass die Ausgabe der Mundhygieneempfehlung über eine Ausgabeeinheit erfolgt, die separat von der pH-Sensoreinheit ausge führt ist, und zwar insbesondere über ein Smartphone, ein Tablet oder einen Smart Speaker, wobei die Ausgabe insbesondere optisch, akustisch oder taktil über ein Vibrationsereignis erfolgt und wobei die Ausgabeeinheit die der Mund hygieneempfehlung entsprechenden Daten über eine insbesondere drahtlose Kommunikationsverbindung erhält. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Mundhygieneempfehlung über ein Smartphone ausgegeben wird. In diesem Fall kann über das Display des Smartphones eine Anzeige erfolgen oder alternativ eine Sprachausgabe, die den Benutzer darüber informiert, dass er beispiels weise in 20 Minuten die Zähne putzen soll. Auch kann vorgesehen sein, dass das Smartphone des Benutzers fünfmal vibriert, wenn der Benutzer in 5 Minuten die Zähne putzen soll. Auch kann es vorgesehen sein, dass ein Smart Speaker eingesetzt wird, der den Benutzer akustisch darüber informiert, wann er bei spielsweise die Zähne putzen soll. Auf diese Weise braucht der Benutzer nicht auf sein Smartphone zu schauen. Stattdessen wird ihm auf eine natürliche, akustische Art mitgeteilt, wie er sich verhalten soll, damit eine möglichst opti male Mundhygiene gewährleistet ist. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann es vorgesehen sein, dass die Ausgabeeinheit separat von der Auswerteein heit ausgeführt ist. In diesem Fall kann die Auswertung der Messwerte beispiels weise über ein Cloud-System erfolgen. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Auswerteeinheit und die Ausgabeeinheit als eine einzige Vorrichtung ausgeführt sind. Daher kann sowohl die Auswertung als auch die Ausgabe bei spielsweise über ein Smartphone oder ein Tablet erfolgen. In diesem Fall kann beispielsweise das Smartphone die durch die pH-Sensoreinheit aufgenommenen Messwerte über eine Drahtlosverbindung empfangen und diese anschließend verarbeiten und auswerten. Im Anschluss an die Auswertung kann eine indivi dualisierte Mundhygieneempfehlung ermittelt und diese Mundhygieneempfeh lung an den Benutzer ausgegeben werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vor gesehen sein, dass die Ermittlung der Mundhygieneempfehlung in Abhängigkeit von der Differenz zweier nacheinander gemessener, diskreter pH-Werte erfolgt. Die Messung der pH-Werte kann insbesondere kontinuierlich oder quasi konti nuierlich erfolgen. Insbesondere kann die Messung der pH-Werte äquidistant erfolgen. Beispielsweise kann alle 100 ms ein Messwert aufgenommen werden. In diesem Fall kann die Differenz zweier nacheinander gemessener pH-Werte als ein Indiz für die aktuelle Änderung des pH-Wertes im Mundraum verwendet werden. Wenn die Mundhygieneempfehlung in Abhängigkeit von der Differenz zweier nacheinander gemessener pH-Werte erfolgt, kann also berücksichtigt werden, wenn im Mundraum besonders hohe Schwankungen bzw. Änderungen des pH-Wertes beobachtet werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass eine Mundhygieneempfehlung dann ausgesprochen wird, wenn die Differenz zweier nacheinander gemessener pH-Werte einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt. Dieser Schwellwert kann beispielsweise einen festen Schwellwert darstellen oder aber alternativ einen Schwellwert, der automatisiert und indivi duell für einen Benutzer ermittelt wird. So kann beispielsweise unter Berück sichtigung der in der Vergangenheit aufgenommenen Messwerte ermittelt wer den, welche Schwankungen bei einem Benutzer üblicherweise eintreten und welche Schwankungen als besonders stark bzw. als unüblich klassifiziert wer den. Auf diese Weise kann ein selbstlernendes Verfahren bereitgestellt werden, bei dem automatisiert die auffälligen Änderungen im Mundraum detektiert wer den und diese Auffälligkeiten die Ermittlung einer Mundhygieneempfehlung aus- lösen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass ein erster aktueller pH-Messwert in einer ersten Position im Mundraums des Benutzers unter Verwendung einer ersten pH-Sen- soreinheit aufgenommen wird und dass ein zweiter pH-Messwert in einer von ersten Position verschiedenen zweiten Position im Mundraum des Benutzers un ter Verwendung einer zweiten pH-Sensoreinheit aufgenommen wird und dass die Ermittlung der individualisierten Mundhygieneempfehlung in Abhängigkeit von ersten pH-Messwert und dem zweiten pH-Messwert erfolgt. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass eine Mundhygieneempfehlung ausgegeben wird, wenn mindestens einer der beiden pH-Messwerte einen vorgegebenen Schwell wert unterschreitet. Auf diese Weise kann ein Abfall des pH-Wertes im Mund raum schneller detektiert werden, wenn sich dieser beispielsweise noch nicht im gesamten Mundraum eingestellt hat.

Schließlich wird zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe ein Überwa chungssystem für die Überwachung eines Hygienezustandes im Mundraum ei nes Benutzers vorgeschlagen, wobei das Überwachungssystem Folgendes um fasst: eine pH-Sensoreinheit, eine Auswerteeinheit und eine Ausgabeeinheit, wo bei die Auswerteeinheit dazu eingerichtet ist, einen aktuellen pH-Messwert im Mundraum des Benutzers aufzunehmen; eine individualisierte Mundhygieneempfehlung für den Benutzer zu ermit teln, wobei die Ermittlung der Mundhygieneempfehlung in Abhängigkeit von dem aktuellen pH-Messwert des Benutzers und von vergangenen Messwerten, die zuvor im Mundraum des Benutzers aufgenommen wurden, erfolgt; und ein Steuersignal zur Ausgabe der Mundhygieneempfehlung an den Benut zer zu erzeugen.

Es wird als selbstverständlich erachtet, dass sämtliche vorstehend im Zusam menhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Merkmale auch mit dem erfindungsgemäßen Überwachungssystem kombinierbar sind.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen die Fign. 1 bis 9 verschiedene Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie des erfindungsgemäßen Systems.

In der Fig. 1 ist eine Sensoreinheit 10 gemäß des erfindungsgemäßen Systems gezeigt, die an der Innenseite 12a eines Zahns 12 angeordnet ist. Die Sen soreinheit 10 ist dabei an einem Backenzahn 12 im Unterkiefer 14 befestigt. Die Sensoreinheit 10 ist dazu ausgelegt, den pH-Wert im Mundraum 16 eines Be nutzers aufzunehmen. Insbesondere ist die Sensoreinheit 10 dazu ausgelegt, kontinuierlich oder quasi kontinuierlich den pH-Wert im Mundraum 16 des Be nutzers zu überwachen.

In der Fig. 2 sind beispielhaft die aufgenommenen pH-Werte im Mundraum 16 dargestellt. Wie in dieser Figur zu erkennen ist, befindet sich der pH-Wert des Benutzers im Normalfall bei einem Wert von ca. 7. Nach einer gewissen Zeit ist ein Abfall des pH-Wertes auf einen Wert von ca. 4 zu beobachten. Dieser Abfall des pH-Wertes kann insbesondere durch den Verzehr von säurehaltigen Spei sen, wie z. B. Obst oder säurehaltige Limonaden, verursacht worden sein. Wie ebenfalls in dieser Figur zu erkennen ist, ist eine Neutralisierung des pH-Wertes im Laufe der Zeit festzustellen. Wie bereits ausgeführt, ist diese Neutralisierung typischerweise durch die Speichelproduktion im Mundraum verursacht. Der Neutralisierungsprozess kann bei jedem Benutzer individuell verlaufen. Insbe sondere kann die pH-Wert-Neutralisierungsrate bei jedem Benutzer anders aus geprägt sein. Üblicherweise ist dem Benutzer zu empfehlen, die Zähne nicht zu putzen, so lange sich der pH-Wert im Mundraum 16 im sauren Bereich befindet. Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht nur in der Lage, basierend auf den aktuellen pH-Werten Empfehlungen auszusprechen, sondern es ist zudem dazu im Stande, den Benutzer unter Berücksichtigung vergangener Messwerte dar über zu informieren, wann er in der zukünftig die Zähne putzen kann und soll.

In der Fig. 3 ist ein weiteres Beispiel für den gemessenen Verlauf des pH-Wertes im Mundraum 16 dargestellt. Insbesondere ist in dieser Figur gezeigt, wie ein pH-Wert von einem niedrigen Wert von 5 auf einen Normalwert 7 neutralisiert wird. Das erfindungsgemäße Verfahren kann durch die Beobachtung des Neut ralisierungsprozesses im Mundraum eines spezifischen Benutzers ermitteln, wie schnell diese Neutralisierung bei dem spezifischen Benutzer erfolgt. Insbeson dere kann automatisiert ein Bereich ausgewertet werden, in dem eine vorgege bene Neutralisierung stattfindet. Wie in dem in der Fig. 3 gezeigten Beispiel kann also beispielsweise analysiert werden, innerhalb welcher Zeit bei einem spezifischen Benutzer der pH-Wert von einem Wert 5 auf einen Wert 7 üblicher weise neutralisiert wird. Dazu kann insbesondere die Zeitdifferenz At gemessen werden, innerhalb derer eine Änderung des pH-Wertes um ApH erfolgt. In dem hier gezeigten Beispiel wird also ermittelt, wie lange es bei einem spezifischen Benutzer dauert, bis der pH-Wert von einem Wert 5 um die Differenz 2 auf einen Normalwert 7 ansteigt. Dadurch kann eine pH-Wert-Neutralisierungsrate NR von beispielsweise 0,1 / min ermittelt werden, wenn bei einem Benutzer die Neut ralisierung des pH-Wertes in der Vergangenheit üblicherweise 20 Minuten ge dauert hat. Auf diese Weise kann eine durchschnittliche pH-Wert-Neutralisie- rungsrate ermittelt werden, welche später dazu verwendet wird, zu berechnen, wie lange die Neutralisierung des pH-Wertes bei einem spezifischen Benutzer dauern wird. Daraus kann anschließend eine Mundhygieneempfehlung ausge sprochen werden, die den Benutzer beispielsweise darauf hinweist, dass er seine Zähne in 20 Minuten putzen soll. In der Fig. 4 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überwachungs systems 11 dargestellt. Dabei weist das Überwachungssystem 11 eine Sen soreinheit 10, eine Ausgabeeinheit 18 und eine Auswerteeinheit 22 auf. In dem in der Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Ausgabeeinheit 18 und die Auswerteeinheit 22 als eine einzige Vorrichtung ausgeführt. Gemäß diesem Aus führungsbeispiel ist die Ausgabeeinheit 18 bzw. die Auswerteeinheit 22 als ein Smartphone 18a ausgeführt. Das Smartphone 18a erhält von der Sensoreinheit 10 die aktuell gemessenen Messdaten. Die Übermittlung dieser Daten kann bei spielsweise über eine Drahtlos-Verbindung erfolgen. Beispielsweise können die gemessenen Daten per Bluetooth oder WLAN von der Sensoreinheit 10 an das Smartphone 18a übermittelt werden. Hierzu weist die Sensoreinheit 10 neben einem Sensorelement ein Telekommunikationsmodul auf (in dieser Figur nicht explizit dargestellt). Das Telekommunikationsmodul kann beispielsweise ein Bluetooth- oder ein WI_AN-Modul aufweisen. Das Sensorelement kann insbeson dere als eine pH-sensitive Elektrode ausgeführt sein. Sobald die Sensordaten von der Sensoreinheit 10 an das Smartphone 18a übermittelt sind, kann das Smartphone 18a die empfangenen Messdaten verarbeiten und daraus eine in dividualisierte Mundhygieneempfehlung ermitteln. Diese Mundhygieneempfeh lung kann z. B. über ein Display 18b des Smartphones 18a ausgegeben werden. Beispielsweise kann dem Benutzer über eine graphische Darstellung angezeigt werden, dass er die Zähne in 20 Minuten putzen soll. Auf diese Weise kann dem Benutzer individualisiert eine Mundhygieneempfehlung mitgeteilt werden, die nicht nur die aktuellen Messwerte berücksichtigt, sondern auch das individuelle Verhalten im Mundraum des Benutzers.

In der Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Über wachungssystems 11 dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel umfasst das Überwachungssystem 11 eine Sensoreinheit 10, eine Auswerteeinheit 22 sowie eine Ausgabeeinheit 18. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Auswerteeinheit 22 separat von der Ausgabeeinheit 18 ausgeführt. Die Auswerteeinheit 22 ist in diesem Ausführungsbeispiel in einer Cloud organisiert. Die Auswerteeinheit 22 erhält dabei die Messdaten von der Sensoreinheit 10, und zwar bevorzugt über ein drahtloses Übertragungsverfahren. Anschließend wertet die Auswerteeinheit 22 die empfangenen Daten aus und ermittelt eine individuelle Mundhygieneempfehlung für den Benutzer. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Sensoreinheit 10 eine spezifische ID aufweist, über welche die Auswerteeinheit 22 die Sensoreinheit 10 eindeutig identifizieren kann. Auf diese Weise kann eine Auswerteeinheit 22 verwendet werden, um die Daten verschie dener Benutzer auszuwerten und dabei die jeweiligen individuellen Daten, die für einen einzelnen Benutzer aufgenommen wurden, voneinander zu separieren. Anschließend kann die Auswerteeinheit 22 (ebenfalls bevorzugt drahtlos) Daten an die Ausgabeeinheit 18 weiterleiten. Die Ausgabeeinheit, die in diesem Aus führungsbeispiel als Smart Speaker 18c ausgeführt ist, kann anschließend die Mundhygieneempfehlung ausgeben. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel kann der Smart Speaker 18c dem Benutzer akustisch mitteilen, dass er bei spielsweise in 15 Minuten die Zähne putzen soll. Ferner kann vorgesehen sein, dass der Smart Speaker 18c dem Benutzer mehrmals eine Mundhygieneemp fehlung mitteilt. So kann der Smart Speaker 18c dazu ausgelegt sein, dem Be nutzer mitzuteilen, dass er in 15 Minuten die Zähne putzen soll, bevor dem Benutzer 10 Minuten bzw. 5 Minuten vor dem empfohlenen Zeitpunkt des Zäh neputzens erneut mitgeteilt wird, dass er die Zähne putzen soll. Schließlich kann der Benutzer noch einmal zum Zeitpunkt des empfohlenen Zähneputzens erneut daran erinnern werden, dass dieser seine Zähne putzen soll. Auf diese Weise wird der Benutzer bei der Einhaltung der empfohlenen Mundhygiene unterstützt.

In der Fig. 6 ist eine beispielhafte tabellarische Übersicht über empfohlene Zei ten gegeben, die ein spezifischer Benutzer abwarten sollte, bis er sich die Zähne putzt. Wie vorstehend ausgeführt, können diese Daten automatisiert aus den vergangenen, im Mundraum des Benutzers aufgenommenen Messwerte ermit telt worden sein. Diese Daten können beispielsweise in einer Auswerteeinheit 22 hinterlegt sein, so dass die Auswerteeinheit durch einen Vergleich eines ak tuell gemessenen pH-Wertes unmittelbar erkennen kann, wann der Benutzer die Zähne putzen soll. Beispielsweise kann es empfehlenswert sein, bei einem pH-Wert von 6,0 insgesamt 10 Minuten zu warten, bis die Zähne geputzt wer den. Ist der pH-Wert im Mundraum 16 auf einen Wert von 5,0 abgesunken, so kann es empfehlenswert sein, 21 Minuten abzuwarten, bis die Zähne geputzt werden. Ebenso kann bei einem stärkeren Abfall des pH-Wertes im Mundraum des Benutzers auf einen Wert von 4,0 empfohlen werden, 28 Minuten abzuwar ten bis die Zähne geputzt werden.

In der Fig. 7 ist beispielhaft der gemessene Verlauf des pH-Wertes im Mundraum eines Benutzers übereinen Zeitraum dargestellt, in dem kein wesentlicher Abfall des pH-Wertes zu beobachten ist. Der hier gezeigte Verlauf der pH-Werte zeigt also einen Normalzustand im Mundraum eines Benutzers. Wie in dieser Figur zu erkennen ist, können die gemessenen Werte für einen Benutzer ermittelt wer den, um zu erkennen, welcher pH-Wert im Mundraum eines spezifischen Benut zers als Normalwert angesehen werden kann. Die zeitliche Mittelung des pH- Wertes bei einem spezifischen Benutzer (Bl) ist in diesem Ausführungsbeispiel zu 6,8 berechnet worden. Dieser Mittelwert kann als Sollwert pH_soll angesehen werden, der erreicht werden soll, bevor der Benutzer seine Zähne putzt. Es ist besonders vorteilhaft, einen solchen Sollwert bei einem spezifischen Benutzer zu messen und dieses Ergebnis bei der Ermittlung der Mundhygieneempfehlung zu berücksichtigen, da der Normalwert bei jedem Benutzer unterschiedlich sein kann. Durch eine Berücksichtigung des benutzerspezifischen Sollwertes pH_soll kann eine Erhöhung der Präzision bei der Ermittlung der Mundhygieneempfeh lung erreicht werden.

Des Weiteren ist in der Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Bei dem in dieser Figur dargestellten Ausführungsbeispiel sind insgesamt zwei Sensoreinheiten 10a, 10b vorgesehen, die jeweils an der Innenseite 12a eines Backenzahns 12 im Unterkiefer eines Benutzers angeord net sind. Die Verwendung von zwei Sensoreinheiten 10a, 10b kann dazu beitra gen, dass die Präzision des erfindungsgemäßen Verfahrens deutlich erhöht wird. Durch die Verwendung von zwei Sensoreinheiten kann insbesondere mit einer Messung an zwei voneinander entfernten und bevorzugt gegenüberliegenden Punkten im Mundraum 16 der aktuelle pH-Wert überwacht werden. Dadurch kann das Überwachungssystem noch schneller auf plötzliche Änderungen des pH-Wertes reagieren. Wenn beispielsweise ein Benutzer ein Stück Obst ver zehrt, das er mit einem Backenzahn 12 in der linken Hälfte des Mundraums 16 kaut, so kann die Sensoreinheit 10b deutlich schneller erkennen, dass eine Än derung des pH-Wertes im Mundraum erfolgt ist, als die Sensoreinheit 10a dies kann. So werden also mehr Messdaten bereitgestellt, die an verschiedenen Or ten im Mundraum 16 aufgenommen werden, so dass die Sensoreinheiten 10a, 10b gemeinsam schneller auf Änderungen reagieren können. In der Fig. 9 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens S100 dargestellt. Das erfindungsgemäße Verfahren S100 umfasst dabei insbe sondere drei Schritte S110, S120, S130. In einem ersten Schritt S110 wird ein aktueller pH-Wert im Mundraum eines Benutzers aufgenommen. In einem nach folgenden Schritt S120 wird eine individualisierte Mundhygieneempfehlung für einen spezifischen Benutzer ermittelt. Anschließend wird in einem dritten Schritt S130 dem Benutzer die ermittelte, individualisierte Mundhygieneempfehlung ausgebeben.

10 Sensoreinheit

10a erste Sensoreinheit

10b zweite Sensoreinheit

11 Überwachungssystem

12 Zahn

12a Innenseite des Zahns

14 Unterkiefer

16 Mundraum

18 Ausgabeeinheit

18a Smartphone

18b Display

18c Smart Speaker

22 Auswerteeinheit

S100 erfindungsgemäßes Verfahren

S110 erster Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens

S120 zweiter Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens

S130 dritter Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens

Claims

ANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Überwachung eines Mundhygienezustandes eines Benutzers unter Verwendung eines Überwachungssystems (11), das eine pH-Sen- soreinheit (10), eine Auswerteeinheit (22) und eine Ausgabeeinheit (18) aufweist, wobei das Verfahren die nachfolgenden Schritte aufweist:

Aufnahme eines aktuellen pH-Messwertes im Mundraum (16) des Be nutzers unter Verwendung der pH-Sensoreinheit (10);

Ermittlung einer individualisierten Mundhygieneempfehlung für den Benutzer, wobei die Ermittlung der Mundhygieneempfehlung in Abhän gigkeit von dem aktuellen pH-Messwert des Benutzers und von ver gangenen Messwerten, die zuvor im Mundraum (16) des Benutzers aufgenommen wurden, und unter Verwendung der Auswerteeinheit (22) erfolgt; und

Ausgabe der Mundhygieneempfehlung an den Benutzer unter Verwen dung der Ausgabeeinheit (18).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der Mundhygieneempfehlung in Abhängigkeit von einer individuellen pH- Wert-Neutralisierungsrate NR des Benutzers erfolgt, die zuvor ermittelt wurde, insbesondere in Abhängigkeit von einer benutzerspezifischen, durchschnittlichen pH-Wert-Neutralisierungsrate des Benutzers.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der pH-Wert-Neutralisierungsrate NR des Benutzers dadurch erfolgt, dass pH-Werte im Mundraum (16) des Benutzers aufgenommen werden und dass übereinen Messzeitraum At, in dem im Mundraum (16) des Benutzers eine Neutralisierung des pH-Wertes erfolgt, die Änderung ApH des pH-Wer- tes in dem Messzeitraum At ermittelt wird und die Neutralisierungsrate NR nach der Gleichung NR = ApH / At ermittelt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass durch die Ausgabeeinheit (18) eine Mundhygieneempfeh lung ausgegeben wird, durch die dem Benutzer vorgeschlagen wird, nach einer zuvor durch die Auswerteeinheit berechneten, empfohlenen Zeit dauer t_empf die Zähne zu putzen.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die berechnete Zeitdauer wie folgt ermittelt wird: t_empf = (pH_soll - pHJst) / NR, wobei t die berechnete Zeitdauer, pH_soll den für das Zähneputzen emp fohlenen pH-Wert, pH_ist den aktuell gemessenen pH-Wert und NR die zuvor durch die Auswerteeinheit (22) berechnete pH-Wert-Neutralisie- rungsrate des Benutzers bezeichnet.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der empfohlene pH-Wert pH_soll individuell für den jeweiligen Benutzer ermittelt wird, und zwar insbesondere dadurch, dass über einen vorgegebenen Messzeitraum ein Mittelwert der für einen spezifischen Benutzer aufgenommenen pH- Werte berechnet wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Auswerteeinheit (22) mit vergangenen pH-Messwerten trainiert wird, wobei beim Trainieren der Auswerteeinheit (22) ein Verfah ren zum Maschinellen Lernen eingesetzt wird, das insbesondere auf einem künstlichen neuronalen Netz basiert.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Ausgabe der Mundhygieneempfehlung über eine Ausga beeinheit (22) erfolgt, die separat von der pH-Sensoreinheit (10) ausge führt ist, und zwar insbesondere über ein Smartphone (18a), ein Tablet oder einen Smart Speaker (18c), wobei die Ausgabe insbesondere optisch, akustisch oder taktil über ein Vibrationsereignis erfolgt und wobei die Aus gabeeinheit (22) die der Mundhygieneempfehlung entsprechenden Daten über eine insbesondere drahtlose Kommunikationsverbindung erhält.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Ermittlung der Mundhygieneempfehlung in Abhängigkeit von der Differenz zweier nacheinander gemessener, diskreter pH-Werte erfolgt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (22) ein Speichermedium aufweist, auf dem die individuelle, durchschnittliche pH-Wert-Neutralisierungsrate des Benutzers in Abhängigkeit von einem aktuellen pH-Wert pHJst gespeichert ist.

11. Überwachungssystem (11) für die Überwachung eines Hygienezustandes im Mundraum (16) eines Benutzers, umfassend eine erste pH-Sensorein- heit (10a), eine Auswerteeinheit (22) und eine Ausgabeeinheit (18), wobei die erste Sensoreinheit (10a) dazu eingerichtet ist, einen aktuellen ersten pH-Messwert in einer ersten Position im Mund raum (16) des Benutzers aufzunehmen; und die Auswerteeinheit (22) dazu eingerichtet ist, eine individualisierte Mundhygieneempfehlung für den Benutzer zu er mitteln, wobei die Ermittlung der Mundhygieneempfehlung in Abhän gigkeit von dem aktuellen ersten pH-Messwert des Benutzers und von vergangenen Messwerten, die zuvor im Mundraum (16) des Benutzers aufgenommen wurden, erfolgt; und ein Steuersignal zur Ausgabe der Mundhygieneempfehlung an den Be nutzer zu erzeugen.

12. Überwachungssystem (11) nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine zweite pH-Sensoreinheit (10b), die dazu ausgerichtet ist, einen aktuellen zweiten pH-Messwert in einer zweiten Position im Mundraum (16) des Benutzers aufzunehmen; wobei die Auswerteeinheit (22) dazu eingerichtet ist, eine individualisierte Mundhygieneempfehlung für den Benutzer zu er mitteln, wobei die Ermittlung der Mundhygieneempfehlung in Abhän gigkeit von dem aktuellen ersten pH-Messwert des Benutzers, dem ak tuellen zweiten pH-Messwert des Benutzers und von vergangenen Messwerten, die zuvor im Mundraum (16) des Benutzers aufgenom men wurden, erfolgt.