本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)，尤其涉及一種口腔護(hù)理系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及一種控制該口腔護(hù)理系統(tǒng)的電化學(xué)系統(tǒng)的方法，以及相關(guān)的計算機(jī)程序。

背景技術(shù)：

1、體內(nèi)鈣化沉積物的積聚可能會帶來問題。牙垢就是一種鈣化沉積物的示例。

2、牙垢，又稱早期牙結(jié)石，是牙齦炎和牙周炎的危險因素。牙垢含有不同的磷酸鈣結(jié)晶相，這些結(jié)晶相的溶解度各不相同。某些磷酸鈣結(jié)晶相的水溶性較差，導(dǎo)致牙垢難以去除。

3、目前，牙垢往往僅由牙科醫(yī)生和口腔衛(wèi)生師使用機(jī)械或超聲波潔牙機(jī)來處理/去除。

4、這種牙垢去除方法通常相對安全，因為它是由口腔護(hù)理專業(yè)人員實施的。然而，診室內(nèi)操作需要患者/受試者前往牙科診所。此外，使用機(jī)械或超聲波輔助刮除牙垢往往會在操作過程中引起不適，有時甚至?xí)弁础?/p>

5、希望提供解決此類挑戰(zhàn)的牙垢相關(guān)處理解決方案，特別是能夠在患者自己的家中安全且/或有效地進(jìn)行處理。

6、us2015/297085?a1公開了一種牙科器械及其使用方法，該牙科器械利用具有第一頻率或強(qiáng)度的低強(qiáng)度激發(fā)光來檢測牙科器械何時放置在用戶口中，并利用可能具有第二頻率的高強(qiáng)度激發(fā)光來檢測牙菌斑或處理牙齒疾病。

7、us10179038b2公開了一種改進(jìn)的口腔護(hù)理器具，其并入一個或多個電極對。在每個電極對內(nèi)，使用一種犧牲金屬，當(dāng)在電極對上施加電位差時，該金屬會分解。金屬分解時會釋放離子，這些離子有助于口腔健康。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明由獨立權(quán)利要求限定。從屬權(quán)利要求限定優(yōu)選實施例。

2、根據(jù)本發(fā)明一方面的示例，提供了一種口腔護(hù)理系統(tǒng)，包括：用于檢測受試者口腔內(nèi)的牙垢的檢測系統(tǒng)；用于在電化學(xué)過程中生成離子以輸送到受試者口腔內(nèi)的電化學(xué)系統(tǒng)；以及一個或多個處理器，被配置為：經(jīng)由檢測系統(tǒng)獲取指示受試者口腔內(nèi)的牙垢的牙垢指示；以及基于牙垢指示來控制由電化學(xué)系統(tǒng)提供的電化學(xué)過程。

3、本文所用的術(shù)語“牙垢”可以指包括無機(jī)物質(zhì)和一些有機(jī)物質(zhì)的牙結(jié)石的早期階段。

4、在一些實施例中，牙垢包括，例如，由含磷酸八鈣的牙結(jié)石限定。

5、電化學(xué)生成的離子可能適合處理各種與牙垢相關(guān)的問題。

6、在一些實施例中，電化學(xué)系統(tǒng)生成的離子是選自氫離子、鋅離子、錫離子、銅離子和銀離子中的一種或多種離子。

7、氫離子可以有助于降低口腔內(nèi)靠近牙齒部件(例如，牙齒)的ph值。ph值的降低有助于溶解牙垢。

8、在通過電化學(xué)系統(tǒng)生成氫離子的實施例中，電化學(xué)系統(tǒng)可被布置為經(jīng)由水(例如，唾液中所包括的水)的電解來生成氫離子。

9、鋅離子、錫離子、銅離子和/或銀離子可以提供各種口腔健康益處，例如抗菌作用。

10、在通過電化學(xué)系統(tǒng)生成鋅離子、錫離子、銅離子和/或銀離子的實施例中，電化學(xué)系統(tǒng)可以包括一個或多個含鋅、含錫、含銅和/或含銀的犧牲電極。

11、更一般地，本公開至少部分基于這樣的見解：受試者口腔中牙垢的存在與否可以有益地用作用于控制電化學(xué)系統(tǒng)離子生成的指導(dǎo)。

12、具體來說，當(dāng)電化學(xué)系統(tǒng)被配置為生成氫離子時，檢測到牙垢可以證明降低受試者牙件附近的ph值以便溶解牙垢是合理的。另一方面，如果未檢測到牙垢或僅檢測到少量牙垢，則可能需要控制電化學(xué)系統(tǒng)以便避免降低該ph值，或甚至在先前輸送氫離子后提高ph，以最小化牙釉質(zhì)溶解的風(fēng)險。這是因為牙釉質(zhì)與牙垢一樣，在較低的ph條件下更容易溶解。

13、在電化學(xué)系統(tǒng)生成除氫離子以外的其他離子(例如，鋅離子、錫離子、銅離子和/或銀離子)的實施例中，可能需要將此類離子的生成限制在受試者口腔中能夠檢測到牙垢時，因為對牙垢的檢測表明需要進(jìn)行治療性離子處理(例如，抗菌處理)。另一方面，如果未檢測到牙垢或僅檢測到少量牙垢，則可能需要控制電化學(xué)反應(yīng)以便避免此類離子的生成，例如延長離子可以從其電化學(xué)地生成的犧牲電極的工作壽命。

14、口腔護(hù)理系統(tǒng)相應(yīng)地包括用于檢測受試者口腔內(nèi)牙垢的檢測系統(tǒng)，以及一個或多個處理器。(多個)處理器被配置為經(jīng)由檢測系統(tǒng)獲取受試者口腔內(nèi)的牙垢指示，并基于牙垢指示控制電化學(xué)系統(tǒng)以提供電化學(xué)過程，例如，電化學(xué)地生成離子和/或?qū)㈦娀瘜W(xué)生成的離子輸送到受試者口腔內(nèi)。

15、牙垢檢測尤其通過幫助降低健康牙齒保護(hù)釉質(zhì)不受控制且不必要的溶解風(fēng)險，從而使低ph驅(qū)動的牙垢溶解更安全。這意味著，根據(jù)本公開內(nèi)容的口腔護(hù)理系統(tǒng)可用于居家牙垢去除。

16、檢測系統(tǒng)可以利用任何合適的牙垢檢測原理，例如，區(qū)分牙垢相對于牙釉質(zhì)的一個或多個特征的檢測原理。

17、例如，檢測系統(tǒng)可以包括離子檢測系統(tǒng)，該離子檢測系統(tǒng)被配置為例如通過來自牙釉質(zhì)的一種或多種離子的釋放速率不同于、特別是低于來自牙垢的一種或多種離子的釋放速率來檢測牙垢。

18、這種釋放速率的差異可能反映了牙垢是通過從含有有機(jī)物的生物膜經(jīng)過逐漸的鈣化和交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)形成過程向主要甚至完全無機(jī)的牙結(jié)石的轉(zhuǎn)變而形成的事實。

19、在一些實施例中，檢測系統(tǒng)可以包括材料硬度檢測系統(tǒng)，其被配置為通過硬度測量來檢測牙垢，例如通過被配置為敲擊受試者口腔中的材料的敲擊元件。

20、在這樣的實施例中，檢測系統(tǒng)可以被配置為基于牙垢和牙釉質(zhì)之間的硬度差異來檢測牙垢。

21、牙垢往往比牙釉質(zhì)軟，特別是在其形成的早期階段。

22、在一些實施例中，檢測系統(tǒng)包括用于光學(xué)地檢測受試者口腔內(nèi)的牙垢的光學(xué)檢測系統(tǒng)。

23、已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，光學(xué)檢測牙垢尤其有利，至少部分原因在于牙垢和牙釉質(zhì)與光的相互作用存在差異。這可能是由于牙垢的化學(xué)/結(jié)構(gòu)特性與牙釉質(zhì)不同。

24、光學(xué)檢測系統(tǒng)可以例如包括用于對受試者的口腔進(jìn)行成像的成像系統(tǒng)，和/或非成像光學(xué)檢測系統(tǒng)，例如，包括(多個)光電二極管和(多個)光纖。

25、在一些實施例中，該檢測系統(tǒng)包光譜檢測系統(tǒng)，被配置為以光譜學(xué)的方式檢測受試者口腔內(nèi)牙垢的存在。因此，牙垢指示可以基于對牙垢存在的光譜檢測。

26、這種對牙垢存在的光譜檢測，可以利用牙垢與牙釉質(zhì)不同的化學(xué)/結(jié)構(gòu)特性，從而導(dǎo)致這些材料之間存在光譜差異，而這些差異可以通過光譜來辨別。本公開內(nèi)容的關(guān)鍵點在于利用光譜信息來區(qū)分牙垢和牙釉質(zhì)。

27、在一些實施例中，一個或多個處理器被配置為執(zhí)行光譜比較算法以區(qū)分牙垢和牙釉質(zhì)，其中牙垢指示包括光譜比較算法的結(jié)果。

28、換句話說，光譜比較算法(也可以備選地稱為“光譜匹配算法”)可以在處理器上運(yùn)行，并且光譜比較算法的結(jié)果可用于生成用于控制電化學(xué)系統(tǒng)的控制信號。例如，此類控制信號可以基于光譜比較算法的結(jié)果啟動或終止電化學(xué)過程，例如(氫)離子的生成。

29、在一些實施例中，對受試者口腔內(nèi)牙垢的光譜檢測包括紅外光譜檢測。紅外光譜檢測(例如，使用中紅外和/或近紅外輻射)可以提供一種相對方便可靠的方法來區(qū)分牙釉質(zhì)和牙垢。

30、在這樣的實施例中，可以基于口腔內(nèi)的材料的紅外光學(xué)測量來適應(yīng)性地控制電化學(xué)系統(tǒng)，例如通過打開或關(guān)閉電化學(xué)處理。

31、當(dāng)電化學(xué)過程包括生成氫離子以輸送到受試者的口腔內(nèi)時，基于紅外光學(xué)測量的控制可以提供一種特別方便和可靠的方法，以幫助最小化健康牙釉質(zhì)不受控制/不必要的溶解的風(fēng)險。

32、在一些實施例中，電化學(xué)系統(tǒng)包括控制裝置和一對或多對導(dǎo)電元件，諸如用于接觸水溶液的電極。在這些實施例中，一個或多個處理器可被配置為基于指示存在牙垢的牙垢指示，觸發(fā)控制裝置以提供電信號，該電信號使一對或多對電極中的至少一個電極從水溶液中的水生成氫離子，并輸送到受試者的口腔內(nèi)。

33、在這樣的實施例中，氫離子可以幫助降低受試者牙齒附近的局部ph，以幫助溶解牙垢。

34、控制信號的變化可以控制氫離子的生成和/或中和。

35、電信號的變化(例如，隨時間變化)可以提供對氫離子的生成的控制，這與例如通過由連續(xù)施加的直流電源跨電極對兩端提供不變電壓而生成的不受控制的氫離子生成形成對比。這可以更精確地控制受試者牙齒所處的局部ph，從而方便在家中使用口腔護(hù)理系統(tǒng)。

36、需要注意的是，本文中使用的術(shù)語“電信號”可以指電壓信號或電流信號。備選地，也可以控制電阻抗。

37、在一些實施例中，電信號的變化限制了氫離子生成的變化率，例如相對于由直流電源提供的跨電極對兩端的、與電信號的峰值振幅等效的不變電壓。

38、備選地，或者附加地，電信號的變化可以促進(jìn)氫離子中和，例如通過包括或由施加到電極的雙向波形定義的電信號。通過這種雙向波形提供的中和促進(jìn)將在下文更詳細(xì)地解釋。

39、在一些實施例中，電信號包含振幅、極性和頻率中至少一者的周期性變化。這可能有助于控制氫離子的積聚，從而有助于控制局部ph。

40、備選地或者附加地，電信號包括雙向波形。通過這種雙向波形交替改變電極的極性，有助于限制從電極發(fā)出的低ph“前沿”的進(jìn)展，并穩(wěn)定ph。這是因為，極性改變后，先前在其中一個電極處生成的氫離子可能會被同一電極處當(dāng)前生成的氫氧根離子中和。

41、在一些實施例中，雙向波形的正峰值振幅與雙向波形的負(fù)峰值振幅不同。這可能導(dǎo)致特定位置處的ph持續(xù)但可控地增加或減少。

42、在一些實施例中，正峰值振幅和負(fù)峰值振幅中的一者是正峰值振幅和負(fù)峰值振幅中的另一者的至少1.1倍，例如約1.5倍。

43、在一組實施例中，電信號是連續(xù)波形，例如正弦波或方波。這種連續(xù)波形可以被視為提供連續(xù)變化的電信號。

44、在另一組實施例中，電信號是脈沖電信號。與例如電極對兩端電壓不變的情況相比，這種脈沖電信號可以導(dǎo)致ph更平緩、更可控的變化。

45、在一些實施例中，脈沖電信號的占空比小于或等于90％，優(yōu)選小于或等于75％，最優(yōu)選小于或等于50％。

46、占空比是脈沖持續(xù)時間(或脈沖寬度)與波形總周期之比的百分比。相對于電極對兩端的不變電壓，與脈沖電信號相關(guān)聯(lián)的較小的總電流“接通”時間有助于限制上述低ph“前沿”的進(jìn)展。

47、在某些實施例中，電信號(電流或電壓)既是脈沖信號又是雙極性信號。在這些實施例中，與雙極性電信號的正向分量相關(guān)聯(lián)的占空比可以與雙極性電信號的負(fù)向分量相關(guān)聯(lián)的占空比相同或不同。

48、在一些實施例中，在其處生成氫離子的一對或多對電極中的至少一個電極可插入到受試者的口腔中。在這些實施例中，水溶液可包括受試者的唾液和/或一種或多種口腔護(hù)理劑。

49、此類(多種)口腔護(hù)理劑可以是選自牙膏、漱口水和增白劑中的至少一種。

50、更一般地，值得注意的是，水溶液除了水之外，還可以包括一種或多種類型的離子。

51、在一些實施例中，口腔護(hù)理系統(tǒng)包括至少一個清潔元件，用于機(jī)械地和/或流體地清潔受試者的口腔內(nèi)部。

52、在這樣的實施例中，通過離子生成促進(jìn)的牙垢去除可以通過(多個)清潔元件而被增強(qiáng)。

53、可以考慮任何合適類型的清潔元件。至少一個清潔元件可以包括用于刷洗受試者口腔內(nèi)部的刷毛，和/或用于清潔受試者口腔內(nèi)部表面的流體輸送噴嘴。備選地或者附加地，至少一個清潔元件可以包括由彈性材料制成的杯狀物，用于摩擦受試者口腔內(nèi)部的表面。例如，這種杯狀物可以是所謂的潔牙杯。

54、在一些實施例中，一個或多個處理器被配置為控制至少一個清潔元件的移動和/或來自該至少一個清潔元件的流體輸送。

55、備選地或附加地，口腔護(hù)理系統(tǒng)可包括致動器，該致動器被配置為引起至少一個清潔元件的運(yùn)動和/或來自至少一個清潔元件的流體(即，液體和/或氣體)輸送。

56、此類致動器可以是可控制的(例如)由(多個)處理器控制，以實現(xiàn)口腔護(hù)理系統(tǒng)的機(jī)械和/或流體治處理模式。

57、致動器可以例如包括傳動系，例如包括電機(jī)的傳動系和/或液壓泵或氣動泵。

58、在一些實施例中，一個或多個處理器被配置為基于牙垢指示來控制至少一個清潔元件的移動和/或流體輸送。

59、在這樣的實施例中，一個或多個處理器可被配置為基于牙垢指示來控制致動器，使得致動器引起至少一個清潔元件的移動和/或來自至少一個清潔元件的流體輸送。

60、因此，除了電化學(xué)過程之外，還可以基于牙垢指示來實施機(jī)械和/或流體清潔，例如通過基于牙垢的流體泵控制，例如，控制流體噴射壓力、流量、體積和/或頻率；和/或控制傳動系，例如，控制傳動系特性，諸如頻率、掃描振幅和/或運(yùn)動類型。

61、例如，運(yùn)動調(diào)整的類型可能涉及在振蕩、旋轉(zhuǎn)或平移運(yùn)動的基礎(chǔ)上再添加(“沖擊錘式”)敲擊運(yùn)動。

62、在這些實施例中，基于牙垢指示的致動器控制器可以幫助更快地去除經(jīng)電化學(xué)處理(例如，軟化)的牙垢，需要注意的是，牙垢中的有機(jī)成分受電化學(xué)過程的影響可能小于無機(jī)成分。換句話說，電化學(xué)過程可以幫助至少部分地去除可視為鈣化的磷酸鈣支架的物質(zhì)，而(例如，在電化學(xué)過程的同時或之后實施的)致動器控制可以幫助去除那些不再或較少被至少部分去除的磷酸鈣支架保持在牙齒部件上的有機(jī)物質(zhì)。

63、因此，(多個)清潔元件的操作可以有利地與由電化學(xué)系統(tǒng)生成的離子一起關(guān)聯(lián)到牙垢檢測。這可以促進(jìn)以安全有效的方式使用口腔護(hù)理裝置進(jìn)行口腔處理。

64、在一些實施例中，一個或兩個電極機(jī)械耦合到致動器，使得致動器的移動引起電極的移動。

65、在這樣的實施例中，致動器的移動可以導(dǎo)致有效面積增加，換句話說，占地面積增加，其中實施由電極提供的電化學(xué)處理。

66、在一些實施例中，一個或多個處理器被配置為控制電化學(xué)系統(tǒng)基于指示牙垢存在于受試者口腔內(nèi)某個位置的牙垢指示來啟動離子的生成，并且基于在該位置檢測到牙釉質(zhì)來終止離子的生成。

67、因此，電化學(xué)處理(例如，通過氫離子生成)可能響應(yīng)于檢測到牙垢而被開啟，并響應(yīng)于檢測到同一位置處的牙釉質(zhì)而被停止。后者可能是由于牙垢溶解所致。

68、備選地或附加地，(多個)處理器可以被配置為基于牙垢指示來調(diào)節(jié)電化學(xué)系統(tǒng)用來生成離子的功率，該牙垢指示表明存在于受試者口腔內(nèi)的所述位置處的牙垢的量(諸如相對于牙釉質(zhì)的牙垢的量)。

69、例如，如果牙垢指示表明牙垢層沒有顯示處減小的厚度，或牙垢層厚度減少的速率等于或低于閾值，則在電化學(xué)過程期間，(多個)處理器可被配置為增加電化學(xué)系統(tǒng)用于生成離子的功率和/或可向用戶(例如，向受試者的牙科護(hù)理提供者)發(fā)出通知。

70、因此，口腔護(hù)理系統(tǒng)可以提供適合相對頑固的牙垢沉積物的電化學(xué)過程。

71、在一些實施例中，隨著牙垢層厚度的減小，電功率(即，電化學(xué)處理劑量)可以降低。這有助于保護(hù)牙釉質(zhì)免受與電化學(xué)處理相關(guān)聯(lián)的任何不利影響。

72、在一些實施例中，口腔護(hù)理系統(tǒng)包括可插入受試者口腔的口腔護(hù)理組件。在這些實施例中，口腔護(hù)理組件可以被包括在牙刷的刷頭中，例如牙刷的刷頭。

73、在此類實施例中，口腔護(hù)理組件中可以包括至少一個離子生成電極。

74、因此，可以在口腔內(nèi)生成離子，這可以促進(jìn)離子在口腔內(nèi)的輸送。

75、作為口腔護(hù)理組件中包括的至少一個離子生成電極的備選或補(bǔ)充，檢測系統(tǒng)的(多個)檢測元件(例如，包括上述光學(xué)檢測系統(tǒng)的光學(xué)元件的檢測元件)可被包括在口腔護(hù)理組件中。

76、口腔護(hù)理組件中包括(多個)檢測元件(例如，刷頭)可提供布置檢測系統(tǒng)的相對直接的方法，以便允許牙垢檢測。

77、在一些實施例中，至少一個離子生成電極和檢測元件被包括在口腔護(hù)理組件(例如，刷頭)中。這可以提供一種相對直接的實現(xiàn)方式，使得能夠?qū)崿F(xiàn)牙垢檢測和受試者口腔內(nèi)離子輸送的組合。

78、在一些實施例中，口腔護(hù)理系統(tǒng)包括輸出設(shè)備，并且一個或多個處理器被配置為基于牙齒牙垢指示來控制輸出設(shè)備以向用戶提供通知。

79、以此方式，用戶可以隨時了解受試者的牙垢狀況。

80、在一些實施例中，通知包括安排牙醫(yī)預(yù)約的警報，例如，基于牙垢指示，該牙垢指示表明在使用口腔護(hù)理系統(tǒng)進(jìn)行一定次數(shù)(例如，預(yù)定次數(shù))的處理之后，或者在使用口腔護(hù)理系統(tǒng)處理受試者一段時間(例如，刷牙時間)之后，牙垢未被去除。

81、在這些實施例中，用戶可以是受試者及其牙科護(hù)理提供者中的至少一者。在通過通知來通知牙科護(hù)理提供者的實施例中，該通知可以為牙科護(hù)理提供者提供警報，以安排與受試者的預(yù)約，例如為了分診的目的。

82、更一般而言，口腔護(hù)理系統(tǒng)可以包括或本身就是牙刷、牙托、沖洗器或由牙科醫(yī)生或口腔衛(wèi)生師操作的專業(yè)牙科器械。特別提及的是牙刷形式的口腔護(hù)理系統(tǒng)。

83、值得注意的是，包含牙刷、牙托和沖洗器的口腔護(hù)理系統(tǒng)可視為個人口腔護(hù)理系統(tǒng)的示例。此類個人口腔護(hù)理系統(tǒng)可由使用者在家中自行使用。

84、根據(jù)另一方面，提供了一種控制口腔護(hù)理系統(tǒng)的電化學(xué)系統(tǒng)的方法，該口腔護(hù)理系統(tǒng)還包括用于檢測受試者口腔內(nèi)的牙垢的檢測系統(tǒng)，該方法包括：通過檢測系統(tǒng)獲取指示受試者口腔內(nèi)的牙垢的牙垢指示；以及基于牙垢指示控制電化學(xué)系統(tǒng)。

85、離子，諸如氫離子、鋅離子、錫離子、銅離子和/或銀離子，可輸送至受試者口腔內(nèi)，如前所述。在一些實施例中，該方法不包括將離子輸送至受試者口腔內(nèi)，相應(yīng)地，該方法不包括任何處理步驟。

86、根據(jù)另一方面，提供了一種包括計算機(jī)程序代碼的計算機(jī)程序，當(dāng)該計算機(jī)程序在口腔護(hù)理系統(tǒng)所包括的一個或多個處理器上運(yùn)行時，該口腔護(hù)理系統(tǒng)包括用于檢測受試者口腔內(nèi)的牙垢的檢測系統(tǒng)和用于生成離子的電化學(xué)系統(tǒng)，以使一個或多個處理器實施根據(jù)本文公開的任意實施例的方法。

87、可以提供一個或多個非暫態(tài)計算機(jī)可讀介質(zhì)，該非暫態(tài)計算機(jī)可讀介質(zhì)上存儲有計算機(jī)程序，該計算機(jī)程序包括計算機(jī)程序代碼，該計算機(jī)程序代碼被配置為，當(dāng)該計算機(jī)程序在一個或多個處理器上運(yùn)行時，使得一個或多個處理器實現(xiàn)根據(jù)本文所述的任意實施例的方法。

88、更一般地，本文中描述的與方法和計算機(jī)程序相關(guān)的實施例可適用于口腔護(hù)理系統(tǒng)，并且本文中描述的與口腔護(hù)理系統(tǒng)相關(guān)的實施例可適用于方法和計算機(jī)程序。

89、本發(fā)明的這些和其他方面將從下文描述的實施例變得顯而易見并且將參考下文描述的實施例進(jìn)行闡明。