Способ очистки полости рта

Способ очистки полости рта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к способам очистки поверхностей полости рта, например, зубов и десен.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Термин «биологические отложения» по существу относится к отложениям материала биологического происхождения, такого как зубной налет, бактерии, зубной камень и твердые назубные отложения, по существу нежелательным с точки зрения гигиены полости рта. Зубной налет представляет собой сложные органические отложения, частично образованные в результате активности бактерий на поверхностях полости рта, таких как зубы, или в результате загрязнения, например, остатками пищи на зубах, деснах, языке или щеке. Зубной налет является нежелательным предшественником разрушения зуба и развития кариеса.

Желательно обнаружить отложения зубного налета в полости рта для непосредственного их удаления, например, при помощи зубных щеток (ручных или электрических), зубной нити, зубочисток или оросителей для полости рта, так как это позволит обнаружить области, которым следует уделить особое внимание при профессиональной очистке зубов. Такие отложения бывает сложно обнаружить in situ/in vivo на зубах, деснах, языке или щеке. Особенно важно обнаружить зубной налет. Известно, что для обнаружения зубного налета используют флуоресцентную диагностику, в которой падающее излучение направлено на поверхности полости рта, и флуоресцентное излучение, имеющее характеристики, связанные с наличием биологических отложений, обнаруживается при отражении излучения от поверхностей.

Существующий уровень техники предлагает два основных способа обнаружения зубного налета. В рамках первого способа используют первичное флуоресцентное свечение, при котором отслеживают флуоресцентное свечение самого зубного налета или другого зубного материала. В рамках другого способа используют вторичное флуоресцентное свечение, при котором поверхности полости рта, в которой предположительно скапливается зубной налет, обрабатывают флуоресцентным маркировочным материалом, который предпочтительно связывается с зубным налетом, и обнаруживают флуоресцентное излучение маркировочного материала на поверхностях полости рта, с которыми он связан, устанавливая, таким образом, наличие зубного налета. Известны также головки зубных щеток с выходящим через них пучком оптических волокон, направляющим падающее излучение на тестируемую поверхность зуба и собирающим испускаемое излучение с тестируемой поверхности зуба.

Необходимым условием таких способов является направление падающего излучения на исследуемые поверхности полости рта и сбор результирующего флуоресцентного излучения с данных поверхностей. Амплитуда данного излучения зависит от количества биологических отложений, размещенных на поверхности, а также от удаленности источника света и датчиков от поверхности. Таким образом, обнаруженное фактическое значение величины зубного налета будет изменяться в зависимости от таких факторов, следовательно, полученное значение величины зубного налета не может достоверно отражать состояние зубного налета на поверхности полости рта. Нет данных о том, что известные устройства учитывают компенсацию на расстояния между источником излучения и/или датчиками и поверхностью полости рта при определении количества биологических отложений на поверхностях полости рта.

Устройства и способы обнаружения и удаления зубного налета в полости рта в соответствии с настоящим изобретением, описанные в настоящем документе и включенные в формулу изобретения, представляют собой усовершенствованные способы очистки зубов, в частности в местах обнаружения и удаления зубного налета.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение представляет собой способ очистки полости рта. Способ включает стадии размещения в полости рта устройства, подходящего для обнаружения и удаления зубного налета с поверхности полости рта, где устройство включает в себя источник излучения света. На поверхность по меньшей мере одного зуба в полости рта нанесен флуоресцентный агент, способный связываться с зубным налетом по меньшей мере на одном зубе. Поверхность по существу одновременно очищают и облучают светом с длиной волны, эффективной для обеспечения флуоресцентного излучения при взаимодействии с флуоресцентным агентом по меньшей мере на одном зубе. По меньшей мере часть флуоресцентного излучения собирают в течение предварительно определенного первого периода времени. На основе флуоресцентного излучения, собранного в течение предварительно определенного первого периода времени, определяют среднее значение величины зубного налета и сравнивают его с предварительно определенным значением величины зубного налета. В течение предварительно определенного второго периода времени по существу одновременно чистят и облучают по меньшей мере один зуб. Диапазон расстояния между источником света и поверхностью определяют в течение предварительно определенного второго периода времени, затем сравнивают диапазон расстояния с предварительно определенным пороговым расстоянием. Одновременную очистку и облучение поверхностей полости рта продолжают до тех пор, пока все из множества секций полости рта не будут очищены, или в течение предварительно определенного максимального периода времени, в зависимости от того, что произойдет раньше.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 представляет собой блок-схему принципа действия устройства для очистки и способов настоящего изобретения.

На Фиг.2 показан вид сверху варианта осуществления щетинистой поверхности головки зубной щетки, применимой в рамках настоящего изобретения.

На Фиг.3 показан вариант осуществления способа настоящего изобретения.

Фиг.4 представляет собой образец графика данных, полученных с опытного устройства для очистки полости рта в течение 10 секунд чистки щеткой конкретного сегмента полости рта.

Фиг.5 представляет собой вид в сечении варианта осуществления устройства для очистки поверхностей полости рта в соответствии с настоящим изобретением.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Следующие термины используются как в описании изобретения, так и в формуле изобретения, и являются взаимозаменяемыми. APV взаимозаменяемо используется для термина «среднее значение величины зубного налета» ACPV взаимозаменяемо используется для термина «среднее компенсированное значение величины зубного налета». PMTP взаимозаменяемо используется для термина «предварительно определенный максимальный период времени». PTP взаимозаменяемо используется для термина «предварительно определенный период времени». PPV взаимозаменяемо используется для термина «предварительно определенное значение величины зубного налета». PDT взаимозаменяемо используется для термина «предварительно определенное пороговое расстояние».

Предлагаются устройство и способы очистки поверхности полости рта, включая обнаружение и удаление зубного налета на поверхности полости рта, например, на зубах и деснах. Устройство содержит источник излучения для направления падающего излучения на поверхность в полости рта, с которой связан флуоресцентный агент. Устройство дополнительно содержит средство для очистки поверхности полости рта. Исходя из предложенного описания, специалисту в данной области техники будет понятно, что существует множество вариантов осуществления, подходящих для очистки поверхности полости рта, например, зубов. Например, в рамках настоящего изобретения применяются зубные щетки, электрические или ручные. Кроме того, в настоящем изобретении могут применяться такие устройства, которые для очистки зубных и межзубных поверхностей подают воду под давлением. Помимо этого, в рамках настоящего изобретения можно использовать средство, обеспечивающее чистку ультразвуком с применением водной струи, направляемой на поверхность полости рта.

Используемый в настоящем документе термин «флуоресцентный агент» обозначает композицию или соединение, наносимое на поверхность полости рта, например, на зубы или десны, которое способно связываться с зубным налетом, присутствующим на поверхности в полости рта, и обеспечивать флуоресцентное излучение под облучением падающим излучением с определенной длиной волны. Термин «связывание» или «связь» с зубным налетом означает, что флуоресцентный агент соединяется с отложениями зубного налета на поверхности полости рта таким образом, что его нельзя будет отделить от отложения зубного налета при условиях очистки, описанных в настоящем документе. Например, чистка обработанной поверхности щеткой, ручной или электрической, не приведет к удалению флуоресцентного агента с поверхности. Это возможно только после удаления с поверхности зубного налета, с которым он соединен.

Источник излучения, как правило, способен излучать свет, пиковая длина волны которого составляет от приблизительно 450 до приблизительно 500 нанометров, хотя диапазон значений может варьироваться в зависимости от конкретного флуоресцентного агента, наносимого на очищаемую поверхность полости рта. Устройство может необязательно включать в себя фильтр для фильтрации падающего излучения перед взаимодействием с исследуемой поверхностью полости рта. Устройство также включает в себя оптические коллекторы для сбора флуоресцентного излучения и необязательно отраженного света, полученных в результате взаимодействия падающего излучения с обработанной поверхностью. В определенных вариантах осуществления оптические коллекторы могут содержать оптические волокна или нити. Устройство также включает в себя оптический канал для передачи собранного флуоресцентного излучения и отраженного света в устройство. В определенных вариантах осуществления оптический канал может содержать оптические волокна. Таким образом, оптические волокна могут служить как для сбора, так и для передачи отраженного света и флуоресцентного излучения.

Устройство дополнительно включает в себя электрические компоненты для распознавания или обнаружения оптического света флуоресцентного излучения, средства для преобразования оптического светового сигнала в электрический сигнал и процессор для обработки электрического сигнала, согласующегося с собранным флуоресцентным излучением, регистрируемым через повторяющиеся интервалы времени для определения среднего значения величины зубного налета. Таким образом, в настоящем документе значение величины зубного налета определяется как значение величины, основанное на флуоресцентном излучении, генерируемом при взаимодействии падающего излучения с флуоресцентным агентом и собранным при помощи устройства, и согласующееся с таким флуоресцентным излучением.

В вариантах осуществления, где собирают как отраженный свет, так и флуоресцентное излучение, устройство дополнительно включает в себя электрические компоненты для распознавания оптического светового сигнала отраженного света и флуоресцентного излучения. В одном варианте осуществления распознавание или обнаружение оптических световых сигналов отраженного света и флуоресцентного излучения осуществляются последовательно, но по существу одновременно. В настоящем документе термин «по существу одновременно» означает, что хотя измерения производятся не в один и тот же момент, разница во времени между обнаружением отраженного света и флуоресцентного света соответственно настолько мала, что обнаружение каждого происходит почти одновременно. Устройство дополнительно содержит средства для преобразования оптического светового сигнала в электрический сигнал, например, преобразователь. Устройства могут включать в себя средства для усиления или регулирования электрического сигнала для формирования сглаженного или усредненного сигнала или сигнала с пониженным шумом. Устройство также включает в себя процессор для обработки данных, который может содержать аналого-цифровой преобразователь для преобразования электрического сигнала из аналогового формата в цифровой формат. Затем процессор математически обрабатывает электрический сигнал собранного отраженного света и флуоресцентного излучения, регистрируемого через повторяющиеся интервалы, чтобы определить среднее компенсированное значение величины зубного налета (ACPV) в течение определенного периода времени. Термин «компенсированное значение величины зубного налета» означает, что при определении значения величины зубного налета учитывают расстояние между оптическим коллектором и исследуемой поверхностью полости рта. Таким образом, компенсированное значение величины зубного налета определяют в зависимости от расстояния между оптическим коллектором и поверхностью полости рта в любой конкретный момент (при каждом конкретном показании). В результате определения значения величины зубного налета в зависимости от расстояния компенсированное значение величины зубного налета, определенное таким образом, будет по существу неизменно для конкретной поверхности в любой конкретный момент (при каждом конкретном показании), независимо от фактического расстояния между источником излучения и очищаемой поверхностью полости рта. Термин «по существу неизменный» означает, что определенное компенсированное значение величины зубного налета на любом конкретном расстоянии статистически не изменяется. Устройство можно использовать в качестве компонента устройств для очистки полости рта, таких как зубные щетки (ручные или электрические), или в комбинации с ними.

Способы и устройства для очистки поверхностей полости рта, например зубов и десен, составляющие предмет настоящего изобретения, включают в себя использование флуоресцентного агента, наносимого на поверхность в полости рта перед очисткой. Например, флуоресцеин или его соли, например, флуоресцеин натрия, представляют собой известные флуоресцентные агенты и могут быть диспергированы в подходящей среде, такой как зубная паста, стоматологический гель или ополаскиватель, содержащей флуоресцентный агент. Флуоресцентный агент можно нанести либо путем предварительного полоскания полости рта флуоресцентным агентом, либо путем нанесения зубной пасты или стоматологического геля, содержащих флуоресцентный агент. Зубной налет на поверхностях полости рта удерживает количество флуоресцентного агента, пропорциональное количеству зубного налета на поверхности. Хотя флуоресцеин представляет собой один из примеров флуоресцентного агента, известны другие агенты, которые связываются с зубным налетом подобно флуоресцеину. Определенная длина волны падающего излучения, используемая в способах и устройствах настоящего изобретения, будет варьироваться в зависимости от конкретного выбранного флуоресцентного агента.

После нанесения флуоресцентного агента на очищаемую поверхность в полости рта пользователь устанавливает в полости рта устройство, подходящее для обнаружения и удаления зубного налета с поверхности полости рта, и выполняет очистку поверхности. Полость рта можно разделить на множество секций, например, от 4 до 16 секций, это позволяет выполнять очистку полости рта стадиями, переходя от одной секции к другой до тех пор, пока не будет очищена вся поверхность в полости рта, например, зубы и/или десны. Количество секций, на которые можно разделить полость рта, можно предварительно выбрать и запрограммировать в устройстве, как описано ниже в настоящем документе. В альтернативном варианте осуществления количество секций можно определять непрерывно во время очистки на основе показаний о среднем флуоресцентном излучении, непрерывно считываемых в ходе процесса очистки. В любом случае само устройство подает пользователю сигнал, например, помимо прочего, звуковой, визуальный или вибрирующий, указывающий ему на необходимость переместить устройство к другой из множества секций в полости рта.

На практике устройство устанавливают в одной из множества секций очищаемой полости рта. Устройство по существу одновременно чистит, или чистит щеткой, в случае использования зубной щетки со щетинками, и облучает поверхность по меньшей мере одного зуба в очищаемой секции полости рта при помощи падающего излучения. На поверхность зуба в очищаемой щеткой и облучаемой секции нанесен флуоресцентный агент, способный связываться с зубным налетом на поверхности по меньшей мере одного зуба. Поверхность облучают падающим излучением с длиной волны, эффективной для обеспечения флуоресцентного излучения при взаимодействии с флуоресцентным агентом, связанным с зубным налетом на поверхности по меньшей мере одного зуба.

Способ настоящего изобретения включает в себя сбор по меньшей мере части флуоресцентного излучения с поверхности, очищаемой в течение предварительно определенного первого периода времени (PTP1), и затем определение среднего значения величины зубного налета (APV). APV представляет собой среднее значение величины зубного налета на основании множества показаний о флуоресцентном излучении, собранных в течение PTP1. Затем APV сравнивают с по меньшей мере одним предварительно определенным значением величины зубного налета (PPV1). Пользователь продолжает по существу одновременно чистить щеткой и облучать по меньшей мере один зуб в секции в течение предварительно определенного второго периода времени (PTP2). Продолжительность PTP2 определяют путем сравнения APV с PPV, при этом продолжительность увеличивается для областей с большим APV, как подробнее описано в настоящем документе ниже. Например, если APV больше PPV1, то PTP2 для непрерывной чистки щеткой устанавливается на одно значение величины. Если APV меньше PPV1, то APV сравнивают со вторым предварительно определенным значением величины зубного налета (PPV2), которое меньше PPV1. Если APV меньше PPV1, но больше PPV2, то PTP2, исходя из PPV2, будет меньше, чем он был бы для PPV1. Если APV меньше PPV2, то APV сравнивают с третьим PPV3, которое меньше PPV2, и PTP2, исходя из PPV3, будет меньше, чем он был бы для PPV2.

По существу одновременно с очисткой и определением APV в течение соответствующего PTP устройство может регистрировать расстояние между источником излучения и очищаемой поверхностью. В течение конкретного PPT можно снимать множество показаний расстояния. Затем можно сравнивать диапазон показаний расстояния, снятых в течение соответствующего PTP, с предварительно определенным пороговым расстоянием (PDT) для обеспечения использования устройства для очистки на расстоянии от очищаемой поверхности, обеспечивающим эффективную очистку поверхности. Специалистам в данной области будет понятно, что показания расстояния как таковые, основывающиеся на уровне или интенсивности собранного флуоресцентного излучения и отраженного света, регистрируются как электрические сигналы, например, напряжение и т. д., при этом более интенсивный сигнал указывает на то, что устройство находится ближе к поверхности, а менее интенсивный сигнал указывает на то, что устройство находится дальше. Например, по шкале от 0 до 10, 10 указывает на то, что устройство находится в непосредственной близости от поверхности, тогда как 0 указывает на то, что устройство слишком удалено от поверхности, чтобы обеспечить ее эффективную очистку. Например, если PDT установлено на 5, предпочтительными будут значения расстояния, большие или равные PDT, тогда как значения меньше 5 будут менее предпочтительны. Таким образом, показания расстояния и PDT представляют собой значения, основывающиеся на соответствующем флуоресцентном излучении и отраженном свете и обусловленные их обработкой. Значения расстояния больше, чем PDT указывают на то, что устройство для очистки размещено в полости рта надлежащим образом относительно очищаемой поверхности.

Если APV больше конкретного PPV, с которым его сравнивают, и все расстояния в диапазоне, измеренном в течение PPT, больше или равны PDT, устройство дает пользователю сигнал переместить устройство к другой секции. Если какое-либо из зарегистрированных показаний расстояния меньше PDT, устройство должно оставаться в очищаемой в данный момент секции. В любом случае, очистка продолжается, и цикл повторяется до тех пор, пока общее время очистки не превысит предварительно определенный максимальный период времени для полости рта, когда устройство подает пользователю сигнал о завершении процесса очистки в полости рта, или до тех пор, пока не будут очищены все секции полости рта, в зависимости от того, что произойдет раньше.

В определенных вариантах осуществления отраженный свет, полученный при взаимодействии падающего излучения с обработанной поверхностью, собирается по существу одновременно с флуоресцентным излучением. В данных вариантах осуществления значения флуоресцентного излучения представляют собой компенсированные значения флуоресцентного излучения, определенные выше в настоящем документе.

Фиг.1 представляет собой блок-схему принципа действия способов и устройств очистки поверхностей полости рта в соответствии с настоящим изобретением. Конкретный вариант осуществления представляет собой зубную щетку, хотя настоящее изобретение предусматривает и другие устройства, используемые в полости рта. Фиг.2 представляет собой вид сверху щетинистой поверхности головки зубной щетки в соответствии с настоящим изобретением. В показанном варианте осуществления часть головки зубной щетки 14, показанная на Фиг.1 в виде первого прямоугольника, выполненного пунктирной линией, помимо стандартных пучков щетинок 26 для очистки зубов, включает в себя источник излучения 22 и оптические волокна 24a и 24b для передачи отраженного света 33 и флуоресцентного излучения 34, полученных при взаимодействии поверхности полости рта с падающим излучением. Головка 14 также может включать в себя первый оптический фильтр 42 в зависимости от источника излучения.

Корпус электрической части 18, показанный на Фиг.1 в виде второго прямоугольника, выполненного пунктирной линией, содержит другие электрические компоненты устройства для обнаружения зубного налета, размещенные в нем, как описано выше в настоящем документе. В некоторых вариантах осуществления корпус электрической части 18 может находиться в части рукоятки устройства для очистки, например, в рукоятке зубной щетки. В представленном варианте осуществления оптические волокна 24a и 24b отходят от головки 14 к корпусу электрической части 18. Корпус 18 также включает в себя второй оптический фильтр 44, первый оптический преобразователь 46, второй оптический преобразователь 48, первый усилитель 52, второй усилитель 54, процессор для обработки данных 56 и источник питания 50 для работы электрических компонентов.

На Фиг.1 также показана типичная поверхность полости рта, например, зуб 60, с верхней поверхностью 62 и боковой поверхностью 64. Хотя на Фиг.1 показано, что устройство 10 направлено на верхнюю поверхность 62 зуба 60, следует понимать, что как верхняя поверхность 62, так и боковая поверхность 64 зуба 60 могут взаимодействовать с падающим излучением. Кроме того, подвергаться такому воздействию излучения могут одновременно верхняя поверхность 62 и боковая поверхность 64 множества зубов 60 в зависимости от техники очистки зубов щеткой пользователя. Устройство для очистки также может быть направлено на другие поверхности в полости рта, такие как десна, язык или щека.

В процессе работы перед использованием устройства для очистки полость рта обрабатывают флуоресцентным маркировочным материалом, т.е. флуоресцентным агентом, который предпочтительно связывается с зубным налетом и испускает флуоресцентное излучение при взаимодействии с падающим излучением. Пиковая длина волны падающего излучения может варьироваться в зависимости от конкретного выбранного флуоресцентного агента. В вариантах осуществления, где используется флуоресцеин или его соли, например, флуоресцеин натрия, пиковая длина волны падающего излучения может составлять от приблизительно 450 до приблизительно 500 нанометров. После размещения в полости рта источник излучения 22 испускает свет, пиковая длина волны которого составляет от приблизительно 450 до приблизительно 500 нанометров (нм) или составляет приблизительно 470 нанометров. Свет может проходить через первый оптический фильтр 42, который удаляет по существу весь свет, длина волны которого больше приблизительно 510 нм. Как показано на фигуре, падающее излучение 32, исходящее от источника излучения 22, направлено на верхнюю поверхность 62 зуба 60, хотя, как описано выше, падающее излучение может взаимодействовать с множеством поверхностей полости рта, например, с зубами. При взаимодействии с поверхностью падающее излучение взаимодействует с флуоресцентным агентом, связанным с зубным налетом, размещенным на поверхностях зуба 60. Затем флуоресцентный агент испускает флуоресцентное излучение 34, пиковая длина волны которого составляет от приблизительно 520 до приблизительно 530 нанометров. Первая часть флуоресцентного излучения 34, испускаемого флуоресцентным агентом, собирается оптическими волокнами 24a и передается в устройство посредством оптических волокон 24a для дальнейшей математической обработки. В частности, по существу одновременно с первой частью флуоресцентного излучения 34 собирается и передается вторая часть отраженного света 33. Флуоресцентное излучение 34 проходит через второй оптический фильтр 44, который удаляет по существу весь свет, длина волны которого меньше приблизительно 515 нм, при этом по существу весь отраженный свет не попадает в процессор для обработки данных 56. Уже отфильтрованное флуоресцентное излучение 34 проходит через первый оптический преобразователь 46 в форме фотодиода, который преобразует оптический световой сигнал в электрический сигнал. Электрический сигнал проходит через первый усилитель 52 для усиления электрического сигнала, передаваемого в процессор для обработки данных 56.

Первую часть отраженного света собирают оптическими волокнами 24b и передают в устройство посредством оптических волокон 24b для дальнейшей математической обработки. В частности, с первой частью отраженного света собирается и передается вторая часть флуоресцентного излучения 34. Вторая часть флуоресцентного излучения 34 и первая часть отраженного света передаются через второй оптический преобразователь 48 в форме фотодиода, который преобразует оптический световой сигнал в электрический сигнал. Хотя в альтернативном варианте в состав устройства входит оптический фильтр для удаления по существу всего флуоресцентного излучения перед прохождением через второй оптический преобразователь 48, в показанном варианте осуществления ни вторая часть флуоресцентного излучения, ни первая часть отраженного света не подвергаются фильтрации перед прохождением через второй оптический преобразователь 48, так как данные сигналы используются для измерения расстояния от источника излучения 22 до поверхности зуба 60. Неотфильтрованный электрический сигнал проходит через второй усилитель 54 для усиления электрического сигнала, передаваемого в процессор для обработки данных 56.

Электронные компоненты, которые можно использовать в устройстве для обнаружения зубного налета 10, могут включать в себя фотодиоды Taos TSL12S-LF, усилители Opamp Analog AD8544ARZ, флуоресцентные фильтры Semrock (FF01-500-LP, FF01-475/64) и микропроцессор Atmel ATMEGA8L-8AU.

Процессор для обработки данных 56 выполняет математическую обработку на входах из первого оптического преобразователя 46 и второго оптического преобразователя 48. В процессе математической обработки электрический сигнал, полученный из отфильтрованного флуоресцентного излучения 34, преобразуется для учета электрического сигнала, полученного из неотфильтрованного электрического сигнала, который использовался для определения расстояния от кончика оптического волокна 24b, т.е. оптического коллектора, до поверхности зуба 60. Соотношение двух сигналов определяется экспериментальным путем посредством измерения уровня соответствующего сигнала на известных расстояниях от поверхности объектов, покрытых флуоресцентным агентом. Результатом математической обработки является корректированный электрический сигнал, в результате дающий компенсированное значение величины зубного налета, определяемое и рассматриваемое в настоящем документе.

На Фиг.2 показан вид сверху первого варианта осуществления устройства настоящего изобретения. Как показано на фигуре, устройство 10 выполнено в форме зубной щетки с частью рукоятки 12 и частью головки 14. На Фиг.2 показана щетинистая поверхность 16 устройства 10. Щетинистая поверхность 16 части головки 14, как показано на фигуре, имеет по существу овальную форму, однако важно отметить, что щетинистая поверхность 16 также может иметь форму треугольника, квадрата, прямоугольника, трапеции и других многоугольников или форму круга, эллипса, полукруга, дельтоида, звезды или другие изогнутые формы.

На щетинистой поверхности 16 размещены источник излучения 22, оптические коллекторы и передатчики 24, а также чистящие пучки 26. Источник излучения 22, предпочтительно в форме излучателя света, такого как светоизлучающий диод (светодиод), направляет падающее возбуждающее излучение на очищаемые поверхности зубов. Оптические коллекторы и передатчики 24, как правило, в форме оптических волокон, собирают флуоресцентное излучение, исходящее от зубов. Оптические волокна можно изготовить из стекла, такого как силикатное стекло, а также из других материалов, таких как фторцирконатное, фторалюминатное и халькогенидное стекло, но они также могут представлять собой пластиковые оптические волокна (ПОВ).

Чистящие пучки 26 изготовлены из приблизительно 20-50 отдельных щетинок, расположенных на щетинистой поверхности 16 таким образом, чтобы оптимизировать очистку поверхностей зубов. На Фиг.1 показан один вариант размещения пучков 26 на щетинистой поверхности 16. Следует понимать, что объем настоящего изобретения не ограничивает количество вариантов размещения пучков 26 на щетинистой поверхности 16. Диаметр обычных пучков составляет приблизительно 1,6 мм (0,063 дюйма), а площадь в сечении - приблизительно 2 мм² (0,079 дюйма²). Диаметр обычных щетинок: 0,15 мм (0,006 дюйма) у мягких щетинок, 0,2 мм (0,008 дюйма) у щетинок средней жесткости и 0,25 мм (0,010 дюйма) у жестких щетинок.

Основная проблема при выявлении кариеса, зубного налета или бактериальной инфекции на зубах при помощи описанного выше способа состоит в том, что обнаруженное флуоресцентное излучение может подвергаться разрушающему воздействию дневного света или искусственного освещения помещения. Данный свет окружающей среды подобным образом может отражаться от зуба 60 и, таким образом, собираться оптическими волокнами 24a и 24b. Участок спектра света окружающей среды, лежащий на участке обнаружения в соответствии с настоящим изобретением, обуславливает фоновый сигнал, т.е. шум, ограничивающий чувствительность при обнаружении зубного налета.

Настоящее изобретение предлагает эффективное решение данной проблемы, состоящее в периодическом модулировании падающего излучения 32, генерируемого источником излучения 22. В данном случае вследствие малой продолжительности состояния возбуждения флуоресцентное излучение 34 практически мгновенно заменяет интенсивность возбуждающего излучения. В отличие от этого свет окружающей среды не подвергается периодической модуляции и накладывается на обнаруженное излучение 34 только в качестве постоянной составляющей. Поэтому для оценки излучения 34 в качестве сигнала обнаружения применяют и оценивают только излучение, модулированное с соответствующей частотой. Таким образом, постоянная составляющая света окружающей среды частично фильтруется, и зубной налет обнаруживается фактически независимо от света окружающей среды. Поскольку свет окружающей среды при этом подвергается незначительной модуляции частотой сетевого напряжения, в качестве модулирующей частоты для падающего излучения 32 необходимо выбирать частоту, явно отличающуюся от частоты сетевого напряжения и предпочтительно находящуюся в диапазоне от 100 Гц до 200 кГц.

Устройства и способы для обнаружения и удаления зубного налета в полости рта также можно использовать в качестве части систем гигиены полости рта, отслеживающих здоровье полости рта, или в комбинации с ними. Такие системы могут регистрировать уровни зубного налета на поверхностях зубов, десен, языка или щек до и после процедур очистки, а также отслеживать уровни зубного налета с течением времени, сообщая результаты пользователю или стоматологу.

Существует ряд различных способов, или режимов, использования устройства для очистки полости рта, составляющего предмет настоящего изобретения, для обнаружения и удаления зубного налета в полости рта. Ссылка на Фиг.1 дана для наглядности и не подразумевает ограничения объема изобретения. На Фиг.3 показан один вариант осуществления способа использования устройства для очистки полости рта 10, составляющего предмет настоящего изобретения. В данном варианте осуществления пользователю рекомендовано выполнять процедуру очистки зубов по нескольким, т.е. множеству, секциям в полости рта и перемещать устройство от секции к секции после получения ВЫХОДНОГО СИГНАЛА от устройства для очистки полости рта 10. Порядок, в котором секции подвергаются очистке, не имеет значения для работы устройства для очистки полости рта 10. Количество секций может составлять 16, 12, 10, 8, 6 или 4.

На первой стадии включают устройство для очистки полости рта 10 и устанавливают на ноль ГЛОБАЛЬНЫЙ ТАЙМЕР, ведущий отсчет времени от 0 до предварительно определенного максимального времени окончания очистки полости рта, и ЛОКАЛЬНЫЙ ТАЙМЕР, ведущий обратный отсчет от предварительно определенного времени до 0 для конкретной секции. При переходе к следующей стадии падающее излучение из источника излучения 22 направляют на верхнюю поверхность 62 или боковую поверхность 64 зуба 60 (или зубов) в очищаемой секции. Процессор 56 ожидает, пока уровень неотфильтрованного электрического сигнала, используемого для определения расстояния от источника излучения 22 до поверхности зуба 60, не превысит предварительно заданное ПОРОГОВОЕ РАССТОЯНИЕ1. Это позволяет убедиться в том, что источник излучения 22 установлен в непосредственной близости от верхней поверхности 62 или боковой поверхности 64 зуба 60. Когда уровень неотфильтрованного электрического сигнала превышает предварительно заданное ПОРОГОВОЕ РАССТОЯНИЕ1, программа переходит к следующим стадиям, обнуляет СЧЕТЧИК и запускает ГЛОБАЛЬНЫЙ ТАЙМЕР.

При переходе к следующей стадии процессор 56 запускает алгоритм входных сигналов от первого оптического преобразователя 46 и второго оптического преобразователя 48, что позволяет получить корректированный электрический сигнал. ЛОКАЛЬНЫЙ ТАЙМЕР устанавливают на предварительно определенное НАЧАЛЬНОЕ ВРЕМЯ. Среднее значение величины зубного налета рассчитывают от НАЧАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ до 0, т.е. первый период времени, и регистрируют как ЗУБНОЙ НАЛЕТ. Таким образом, НАЧАЛЬНОЕ ВРЕМЯ и первый период времени могут составлять, без ограничений, 10; 5; 4; 2; 1; 0,5 или 0,25 секунд. В некоторых вариантах осуществления можно рассчитать среднее значение величины зубного налета, используя данные на интервалах, таких как 1; 0,5; 0,25; 0,125; 0,1; 0,05; 0,025; 0,0125; 0,01 или 0,005 секунд, в течение первого периода времени и вычислив средние значения корректированного электрического сигнала, измеренные в нескольких точках отсчета. Временные интервалы для регистрации данных могут быть регулярными или произвольно выбранными в течение первого периода времени.

Теперь операционная программа в процессоре 56 достигает первого блока принятия решений. В этом блоке выполняется сравнение APV с первым предварительно заданным значением величины зубного налета (PPV1). PPV1 может быть определено экспериментально как среднее значение величины в выбранной группе пользователей устройства для очистки полости рта 10 или может быть определено для конкретного пользователя устройства 10.

Если значение APV больше PPV1, операционная программа в процессоре 56 устанавливает ЛОКАЛЬНЫЙ ТАЙМЕР на ВРЕМЯ ОЧИСТКИ ЩЕТКОЙ1 (BT1). BT1 может быть определено экспери