專利名稱：用于牙菌斑檢測(cè)的帶有熒光裝置的牙刷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)牙表面上的生物沉積、更確切地是牙菌斑沉積的新型裝置，具體而言，本發(fā)明涉及用于此目的的、以熒光測(cè)量法來(lái)檢測(cè)此類沉積的裝置，更確切地說(shuō)，本發(fā)明涉及用于此目的、裝在手動(dòng)或電動(dòng)牙刷上的裝置。
此處所說(shuō)的“生物沉積”一詞通常是指生物源材料的沉積，諸如牙菌斑、細(xì)菌、牙石、牙垢等，這些通常被認(rèn)為是不利于牙衛(wèi)生的。牙菌斑是一種復(fù)合有機(jī)沉淀，部分成因是細(xì)菌或諸如食物殘?jiān)惖碾s質(zhì)在牙齒上活動(dòng)而形成的，它是齲齒形成和發(fā)展的不良先兆。
所期望的是，在諸如用牙刷清除此類沉積之前檢測(cè)出牙上的沉積，這樣，對(duì)牙的清潔可集中在檢測(cè)到有此類沉積的區(qū)域，此類沉積很難在口腔內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)從牙上檢測(cè)到。檢測(cè)出牙菌斑是尤其重要的。公知的檢測(cè)牙菌斑的方法是采用熒光測(cè)量法，在目前技術(shù)水平下有兩種用熒光檢測(cè)牙菌斑的方法輔助(secondary)熒光法和自體(auto)熒光法。在輔助熒光法中，被懷疑有牙菌斑附著的牙齒被涂以一種熒光標(biāo)記材料，該材料優(yōu)選與牙菌斑結(jié)合在一起，當(dāng)沒(méi)有結(jié)合的多余材料從牙上被沖洗掉以后，在牙齒上與牙菌斑結(jié)合在一起的標(biāo)記材料的部位隨激勵(lì)照射而發(fā)光，這種熒光輻射被檢測(cè)到，從而標(biāo)示出牙菌斑的存在。WO92/06671和WO97/01298公開了基于輔助熒光法的典型方法和利用這類方法的裝置。
自體熒光法不使用熒光標(biāo)記材料，代之以檢測(cè)牙菌斑自身隨激勵(lì)照射而發(fā)出的熒光輻射。US5382163、DE29704185、DE29705934、EP0774235，和WO97/01298公開了此類方法和實(shí)施這些方法的裝置。在這些公開文獻(xiàn)中，一般檢測(cè)到輻射波長(zhǎng)在大約600nm以上的的牙菌斑自體熒光輻射，提示存在牙菌斑。
已知光學(xué)方法還用于牙齲檢測(cè)，即對(duì)由沒(méi)有除去的牙菌斑引起的牙病的檢測(cè)，此類典型方法公開在US4290433、EP0862897和WO97/42869上，但這些方法不能檢測(cè)出牙菌斑自身。
目前所公開的檢測(cè)牙菌斑的方法和裝置都不是最佳的，尤其在只有相對(duì)較小的牙菌斑存在的情況下。但是在這種情況下，牙清潔是最好的方法，以便在牙菌斑積累起來(lái)前就將牙菌斑的早期沉積清除掉。對(duì)于不同的人來(lái)說(shuō)，牙菌斑有不同的特征，所以期望能提供一種能“個(gè)人化的”系統(tǒng)。需要將熒光標(biāo)記材料施加到牙齒上的方法不方便。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用以在口腔內(nèi)檢測(cè)牙齒上的生物沉積的裝置和一種方法，它至少部分解決目前技術(shù)所存在的問(wèn)題。
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，一種用于檢測(cè)牙表面上的生物沉積的裝置包括將激勵(lì)射線照到檢測(cè)牙表面的發(fā)光裝置；在一種與一個(gè)基本無(wú)生物沉積的牙表面的自體熒光輻射相關(guān)的波長(zhǎng)上檢測(cè)牙表面的熒光輻射的檢測(cè)裝置；在一種與一個(gè)基本無(wú)生物沉積的牙表面的自體熒光輻射相關(guān)的波長(zhǎng)上將所檢測(cè)牙表面的所述熒光輻射強(qiáng)度與一個(gè)已知生物沉積要少于所檢測(cè)牙表面的自體熒光輻射強(qiáng)度相比較的比較裝置；將獲得的比較結(jié)果與所檢測(cè)牙表面上生物沉積的情況聯(lián)系起來(lái)的裝置，以及用以提示裝置的使用者存在此類生物沉積的指示裝置。
檢測(cè)牙表面可以是使用者口中被確認(rèn)或懷疑上面有諸如牙菌斑之類的生物沉積的、或者是使用者期望檢測(cè)牙菌斑存在的牙表面，通常目的是使用諸如牙刷來(lái)清除此類沉積。
為方便起見，已知一個(gè)牙表面比所檢測(cè)的牙表面存在的生物沉積少，將該牙表面稱為一個(gè)“干凈”牙表面。一個(gè)干凈牙表面上可以有生物沉積，但其數(shù)量要少于檢測(cè)牙表面上存在的沉積，或者最好是沒(méi)有或基本沒(méi)有生物沉積。
本發(fā)明的這個(gè)方面的裝置是基于發(fā)現(xiàn)了如下現(xiàn)象，即一個(gè)無(wú)生物沉積的牙表面當(dāng)激勵(lì)射線照到上面時(shí)，會(huì)發(fā)出一個(gè)強(qiáng)烈的且可容易檢測(cè)的自體熒光輻射，通常強(qiáng)度峰值出現(xiàn)在波長(zhǎng)約為450nm處，但在更高波長(zhǎng)處也有相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度，而且，即使是少量諸如牙菌斑的生物沉積存在于牙表面上，該自體熒光輻射也會(huì)急劇地衰減，所以如果牙表面上存在生物沉積，則該自體熒光輻射的強(qiáng)度就會(huì)減少。另外還發(fā)現(xiàn)，自體熒光的這個(gè)特性不受牙表面其它特征，諸如由于自然變化、年齡、性另和吸煙引起的沉積(煙垢)等引起的牙齒顏色或自然反射率的影響，因此該裝置和方法的使用足以保證不受由于不同裝置使用者的牙的變化所帶來(lái)的影響。另外，已經(jīng)確認(rèn)，大部分銷售的牙膏在受到引起牙表面或它上面的生物沉積所發(fā)射的熒光輻射射線后不發(fā)出熒光，而且它們的光譜也區(qū)別于來(lái)自于自然釉質(zhì)的光譜，所以確信對(duì)本發(fā)明裝置的操作不會(huì)受到干擾。
盡管用于激勵(lì)熒光的激勵(lì)射線的優(yōu)選波長(zhǎng)低于420nm，但這樣的短波長(zhǎng)射線在某些情況下可能對(duì)牙組織有害，因而，出于安全的原因，激勵(lì)射線的優(yōu)選波長(zhǎng)為470±40nm。合適的和優(yōu)選的發(fā)光裝置在后面將予以詳細(xì)討論。
一個(gè)無(wú)生物沉積的牙表面發(fā)出的熒光輻射波長(zhǎng)在420nm以上，典型地如

圖1所示強(qiáng)度的峰值在約450nm以上，因而，檢測(cè)裝置可檢測(cè)出這樣的波長(zhǎng)在420nm以上的熒光輻射。
特別是為了區(qū)分激勵(lì)射線和熒光輻射，適合的檢測(cè)裝置檢測(cè)的熒光輻射射線在波長(zhǎng)520nm以上。在這些波長(zhǎng)情況下，來(lái)自于沒(méi)有或基本上沒(méi)有生物沉積的牙表面的自體熒光輻射仍然很強(qiáng)，所以優(yōu)選的是在波長(zhǎng)約530nm以上、如在530-630nm段上測(cè)量熒光輻射射線。
用于比較來(lái)自干凈牙表面與來(lái)自檢測(cè)牙表面的自體熒光輻射的相對(duì)強(qiáng)度的裝置可包括一個(gè)電信號(hào)/數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)來(lái)處理與自體熒光輻射相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)。最好是系統(tǒng)測(cè)量的范圍在上述強(qiáng)度/波長(zhǎng)圖中。能實(shí)現(xiàn)該目的的適合的信號(hào)/數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)在本領(lǐng)域中是公知的。
來(lái)自干凈牙表面的自體熒光輻射的強(qiáng)度可以用許多方法來(lái)確定。
在本發(fā)明裝置的一種結(jié)構(gòu)中，對(duì)于上面提及的不同人之間的給定激勵(lì)輻射強(qiáng)度而言，來(lái)自沒(méi)有或基本沒(méi)有生物沉積的牙表面的自體熒光輻射強(qiáng)度可以處理成一個(gè)常量，這樣的強(qiáng)度可以憑經(jīng)驗(yàn)確定，并且作為一個(gè)參考標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)在裝置中，作為裝置的構(gòu)成部分提供給使用者，例如，可存儲(chǔ)在它的電子裝備和/或軟件中。
在一個(gè)備選結(jié)構(gòu)中，該裝置最初可用于使用者牙中一顆據(jù)信為干凈的牙表面、如牙冠或諸如前面的門牙上，這些牙表面上通常沒(méi)有堆積或只堆積了相對(duì)很少的諸如牙菌斑的生物沉積。在許多情況下，這樣的“干凈”表面能被認(rèn)為是基本無(wú)生物沉積的牙表面。來(lái)自干凈表面的自體熒光輻射強(qiáng)度可被測(cè)得，并且作為一個(gè)基準(zhǔn)用以與來(lái)自檢測(cè)牙表面的輻射強(qiáng)度相比較。在使用者將該裝置第一次用于干凈牙表面后，該裝置隨后即可用于檢測(cè)牙表面，而且可在干凈牙表面和檢測(cè)牙表面測(cè)得的自體熒光輻射之間進(jìn)行比較。
在另一個(gè)備選結(jié)構(gòu)中，檢測(cè)裝置可以在使用者牙上的位置間移動(dòng)，諸如沿牙表面橫向移動(dòng)，諸如在使用者的許多或所有牙上移動(dòng)。因而，由于這種移動(dòng)，激勵(lì)射線即被導(dǎo)向到相同或不同牙的許多牙表面上，這些表面的生物沉積的數(shù)量可能不同，即有些表面存在的生物沉積相對(duì)少，即這樣的一些表面相對(duì)于檢測(cè)牙表面來(lái)說(shuō)是“干凈的”。例如，檢測(cè)裝置可以在牙根部和前面解釋為可能基本沒(méi)有生物沉積的諸如牙冠部或諸如門牙之間移動(dòng)，這種方式被稱為是一種“動(dòng)態(tài)”檢測(cè)，即裝置在使用者牙齒上移動(dòng)工作。
由于在這個(gè)結(jié)構(gòu)中，本發(fā)明的這個(gè)裝置在使用者口中的牙表面上移動(dòng)，所以它將遇到存在有生物沉積的檢測(cè)牙表面部位，還將遇到牙齒的干凈部位。因此，由于檢測(cè)裝置在牙表面上沿使用者的嘴移動(dòng)，因而檢測(cè)到的熒光輻射射線強(qiáng)度將在代表具有生物沉積的檢測(cè)牙表面的最小值與代表干凈牙表面的最大值之間變化。所以，當(dāng)該裝置沿使用者的嘴移動(dòng)時(shí)檢測(cè)到的熒光輻射的變化可能表現(xiàn)為一系列隨時(shí)間變化的強(qiáng)度峰值和/或平穩(wěn)段(以后總體稱為“峰值”)。而且這些峰值將表示出在具有生物沉積的檢測(cè)牙表面和干凈的牙表面之間部位的變化，相對(duì)低的峰值出現(xiàn)在前者，而相對(duì)高的峰值出現(xiàn)在后者。這些相對(duì)低和高的峰值之間的高度差別代表了檢測(cè)牙表面上的生物沉積在數(shù)量上的差別。具有這種結(jié)構(gòu)的裝置可能測(cè)出單個(gè)牙的檢測(cè)牙表面上存在的生物沉積。
另一方面，該裝置在使用者的幾顆或所有牙上移動(dòng)，通過(guò)檢測(cè)這段時(shí)間里的熒光輻射峰值，即可檢測(cè)出在一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)牙表面上的生物沉積存在情況，這樣就能表示出“整張嘴”的沉積存在情況，即顯示出使用者口中哪些地方有生物沉積，但不可能給出在確定的牙上的精確位置。
另外或另一方面，該裝置可以采用脈沖高度分析(一種公知技術(shù))通過(guò)內(nèi)部電子設(shè)備和/或軟件裝置適用于測(cè)量最高與最低峰值間的差。當(dāng)這差值發(fā)生改變即減小時(shí)，代表越來(lái)越多的牙表面變干凈了，在諸如刷牙的牙清潔過(guò)程中，這就表明沉積存在并且正在被清除。
另外或另一方面，諸如通過(guò)再一次應(yīng)用脈沖高度分析，該裝置可適用于測(cè)量最高和最低峰值的平均值。當(dāng)該平均值增加時(shí)，就代表越來(lái)越多的牙表面變干凈了，在一個(gè)刷牙過(guò)程中，這就表示沉積存在并且正在被清除。
在發(fā)光裝置沒(méi)有將激勵(lì)射線對(duì)準(zhǔn)牙表面的部位和/或當(dāng)一個(gè)/多個(gè)檢測(cè)裝置沒(méi)有放在適合于檢測(cè)來(lái)自牙表面的熒光輻射的部位時(shí)，有可能有“假的”熒光輻射最小值出現(xiàn)，例如，當(dāng)發(fā)光裝置和/或檢測(cè)裝置對(duì)準(zhǔn)了或靠近到牙縫、口腔中除了牙以外的其它部分或牙填充物時(shí)，這就可能出現(xiàn)上述情況。本發(fā)明的裝置可構(gòu)造成能忽略這樣的假最小值，即忽略低于一個(gè)特定確定值的任何熒光強(qiáng)度峰值，例如僅對(duì)在某一特定限制范圍內(nèi)的強(qiáng)度峰值作出響應(yīng)，而在這個(gè)相關(guān)限制范圍中，那些來(lái)自牙表面的熒光輻射是被期望發(fā)生的。
因此，根據(jù)本發(fā)明裝置的這個(gè)最后描述的實(shí)施例，檢測(cè)裝置可構(gòu)造成檢測(cè)在一段時(shí)間里的熒光輻射，在這段時(shí)間中，檢測(cè)裝置從一個(gè)牙區(qū)域朝一個(gè)或多個(gè)其它牙區(qū)域移動(dòng)；檢測(cè)隨時(shí)間變化的輻射強(qiáng)度的峰值；以及測(cè)量和比較這些峰值的高度。
在這個(gè)實(shí)施例中，更具體而言，該裝置可構(gòu)造成測(cè)量這些峰值的最低值與最高值間的差值，而且把該差值與生物沉積的存在情況聯(lián)系起來(lái)，并且告知使用者，例如，可能出現(xiàn)相差5-90％，諸如5-50％的情況。另一方面或另外，在這個(gè)實(shí)施例中，該裝置可構(gòu)成測(cè)量這些峰值的最低值與最高值間的差值，然后計(jì)算出平均值，然后把該平均值的一個(gè)增加量與生物沉積的存在情況聯(lián)系起來(lái)，并且隨后告知使用者，通常可能出現(xiàn)的平均增量為5-90％，例如5-50％。
這些熒光輻射強(qiáng)度峰值的檢測(cè)以及峰值高度的測(cè)量和比較在具有現(xiàn)代檢測(cè)及電子和數(shù)據(jù)處理能力的系統(tǒng)中是很容易實(shí)現(xiàn)的。
在本發(fā)明裝置的另一個(gè)備選構(gòu)造中還可提供這樣的檢測(cè)裝置，即檢測(cè)來(lái)自兩處分隔的牙表面部位的熒光輻射，并比較來(lái)自這兩處分隔表面的熒光輻射的相對(duì)強(qiáng)度，以將任何這種差別與牙表面上的生物沉積的存在情況聯(lián)系起來(lái)；并把這樣的沉積存在情況告知使用者。
如果分隔開的兩個(gè)部位間的距離合適，則很可能如果一個(gè)部位上有生物沉積，而另一個(gè)部位將是干凈的。兩個(gè)部位間合適的最大間距可以最大到牙的高度，即從齒齦(即齒齦的邊緣)到牙冠的跨間距離。因而，通常兩個(gè)部位間的間距可以從約2mm到齒高如2-10mm。
這種構(gòu)造的裝置可以有安放位置相關(guān)的兩個(gè)檢測(cè)裝置，所以當(dāng)裝置伸入口中時(shí)，兩個(gè)檢測(cè)裝置中的一個(gè)可能貼近牙齒、位于或接近齒齦線，而另一個(gè)位于或接近牙冠。例如，如果本發(fā)明的裝置包括一個(gè)牙刷頭，則這兩個(gè)檢測(cè)裝置可能安放在橫跨牙刷頭寬度的位置上(即方向垂直于手柄方向)，所以當(dāng)該牙刷頭用于刷牙時(shí)，這兩個(gè)檢測(cè)裝置很可能變成以上面描述的那種方式安放。
在該裝置的上述實(shí)施例中，可以至少有兩個(gè)檢測(cè)裝置，其中的至少兩個(gè)以上面提到的距離間隔放置。對(duì)兩個(gè)間隔距離的熒光輻射的檢測(cè)可以同時(shí)進(jìn)行。在這兩個(gè)間隔部位測(cè)得的熒光輻射強(qiáng)度間的任何差別能與生物沉積的存在情況相聯(lián)系起來(lái)。當(dāng)然，在使用中可能發(fā)生這樣的情況，即在間隔部位的一處，如兩個(gè)或多個(gè)檢測(cè)裝置中的一個(gè)不是在適合于檢測(cè)來(lái)自牙表面的熒光輻射的地方，例如它貼近了牙縫、口腔組織和牙填充物等。在這種情況下，在間隔部位測(cè)得的熒光輻射強(qiáng)度的差值很可能超出在有生物沉積的檢測(cè)牙表面與干凈表面之間預(yù)期出現(xiàn)的最大差值，因而該裝置可構(gòu)造成忽略大于給定確定值的所有這些差值，例如，僅對(duì)在確定給定范圍內(nèi)的差值作出響應(yīng)。
在實(shí)際過(guò)程中可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，即使整個(gè)牙表面都是“干凈的”，來(lái)自該牙的不同部位的熒光輻射也可能不同，更具體而言，沿牙的縱軸方向可能會(huì)出現(xiàn)輻射強(qiáng)度的梯度，可探測(cè)到，在接近牙根的牙頸或齒齦邊緣部位處的強(qiáng)度要大于牙的切齒或牙冠部位。這個(gè)梯度可能受到諸如牙菌斑的生物沉積的存在情況影響，因?yàn)楦嗟某练e可能堆積在靠近牙根處，因而，在有生物沉積的牙上，與干凈牙相比，該梯度可能更陡。所以本發(fā)明的裝置可構(gòu)造成當(dāng)裝置從牙表面的一個(gè)部位移動(dòng)到另一部位時(shí)，裝置能探測(cè)到和/或測(cè)量出這樣的一個(gè)梯度。例如，該裝置可構(gòu)造成在牙清潔過(guò)程中能檢測(cè)和/或測(cè)量在這樣一個(gè)梯度上的變化，如該梯度的斜度減小，因?yàn)橛捎谏锍练e從諸如牙根處被清除，在牙根和牙冠之間的熒光輻射強(qiáng)度的梯度很可能減小。該裝置可構(gòu)造成利用上述梯度的變化來(lái)指出在牙測(cè)試表面上生物沉積的存在情況。
最后描述的這個(gè)裝置尤其適于檢測(cè)單個(gè)牙上的沉積，而且也可以適于檢測(cè)在使用者的若干牙或所有牙中哪些地方存在牙沉積，例如，提供給使用者指出其整個(gè)口腔中有生物沉積存在的一個(gè)“整個(gè)口腔”的指征。
本發(fā)明裝置的設(shè)置和校準(zhǔn)，例如設(shè)定被檢測(cè)的、被測(cè)量的以及與所檢測(cè)牙表面的生物沉積存在情況相關(guān)聯(lián)的熒光輻射強(qiáng)度的限制范圍，設(shè)定裝置響應(yīng)強(qiáng)度的限制范圍等等，都是本發(fā)明裝置的任何具體構(gòu)造的一個(gè)設(shè)計(jì)問(wèn)題。憑借本領(lǐng)域?qū)I(yè)人員的能力，采用現(xiàn)代電子設(shè)備和內(nèi)部嵌入的軟件可能很容易地實(shí)現(xiàn)這些問(wèn)題。例如本發(fā)明的裝置可設(shè)置成對(duì)來(lái)自干凈牙表面與來(lái)自有生物沉積的檢測(cè)牙表面的熒光輻射強(qiáng)度之間的特定百分比差值作出響應(yīng)，例如，該裝置可設(shè)置成對(duì)來(lái)自干凈牙表面與來(lái)自有生物沉積的檢測(cè)牙表面的熒光輻射強(qiáng)度之間的相差范圍在1～90％之間的差值作出響應(yīng)，諸如，相差范圍在1～5％、1～10％、1～20％、1～30％或更大。
將獲得的比較結(jié)果與在檢測(cè)牙表面上諸如牙菌斑等生物沉積的存在聯(lián)系起來(lái)的裝置還可包括一個(gè)信號(hào)/數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)編程將產(chǎn)生于檢測(cè)牙表面的自體熒光輻射強(qiáng)度與來(lái)自一個(gè)基本無(wú)生物沉積的牙表面的自體熒光輻射強(qiáng)度之間的差值與諸如牙菌斑等生物沉積的存在聯(lián)系起來(lái)。該信號(hào)/數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可包括一個(gè)裝在裝置內(nèi)部的專用集成電路(“ASIC”)，例如，該數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可將任何這類差值與諸如牙菌斑等沉積的存在相聯(lián)系。另一方面，該數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可通過(guò)編程僅將大于一個(gè)預(yù)定數(shù)量的差值與諸如牙菌斑等沉積的存在例如在上面提及的限制范圍內(nèi)聯(lián)系起來(lái)。
本發(fā)明的進(jìn)一步的特征是基于在牙表面上的牙菌斑有其自身固有的自體熒光輻射這個(gè)事實(shí)，正如前面對(duì)目前技術(shù)水平的討論中所提及的，例如，US5382163、DE29704185、DE29705934、EP0774235以及WO97/01298都公開了牙菌斑的這類熒光輻射的波長(zhǎng)在約600nm以上。
當(dāng)據(jù)信為牙菌斑的牙表面上的生物沉積被波長(zhǎng)低于約500nm、優(yōu)選小于450nm的射線照射下，已發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生的自體熒光輻射的最大輻射強(qiáng)度出現(xiàn)在波長(zhǎng)約為530nm至約630nm之間，更確切地說(shuō)是具有兩個(gè)最大輻射，一個(gè)出現(xiàn)在約540～550nm之間，另一個(gè)出現(xiàn)在610～620nm之間。這兩個(gè)最大值的發(fā)現(xiàn)被認(rèn)為是新穎的發(fā)現(xiàn)。
當(dāng)只有少量生物沉積存在于牙上時(shí)，則與沒(méi)有或基本沒(méi)有生物沉積相關(guān)的自體熒光輻射可能很強(qiáng)烈，因而來(lái)自沉積自身或諸如牙菌斑等沉積組成物的自體熒光輻射探測(cè)不到，即它淹沒(méi)在與牙表面自身材料相關(guān)的自體熒光中。然而，隨著牙上諸如牙菌斑等生物沉積量的增加和/或沉積年代的增加，由沉積自身或諸如牙菌斑等沉積組成物發(fā)出的自體熒光通常也隨之增強(qiáng)，直到該自體熒光輻射強(qiáng)度達(dá)到不管與沒(méi)有或基本沒(méi)有生物沉積相關(guān)的自體熒光如何都能被檢測(cè)到的程度。當(dāng)沉積很厚或時(shí)間很長(zhǎng)時(shí)，來(lái)自沉積自身或它的組成物的自體熒光輻射將占支配地位，不管與牙表面自身材料相關(guān)的自體熒光如何能很容易地被測(cè)得。
因而存在一個(gè)連續(xù)光譜，當(dāng)只有少量沉積或只有一薄層生物沉積存在時(shí)，可采用如前面描述的本發(fā)明的第一方面的裝置和方法來(lái)測(cè)量生物沉積；當(dāng)存在很多生物沉積時(shí)，就可以對(duì)來(lái)自生物沉積或諸如牙菌斑等沉積組成物本身的自體熒光輻射進(jìn)行測(cè)量。
因此，在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明的裝置另外包括以一個(gè)與來(lái)自牙表面上生物沉積的自體熒光輻射有關(guān)的波長(zhǎng)來(lái)檢測(cè)來(lái)自檢測(cè)牙表面的自體熒光輻射的檢測(cè)裝置，和將這個(gè)自體熒光輻射與檢測(cè)牙表面上生物沉積的存在聯(lián)系起來(lái)的裝置，以及用以提示裝置使用者存在生物沉積的指示裝置。
優(yōu)選的是，該檢測(cè)裝置能夠以一個(gè)與來(lái)自牙表面上的牙菌斑的自體熒光輻射相關(guān)的波長(zhǎng)來(lái)檢測(cè)來(lái)自檢測(cè)牙表面的自體熒光輻射。
這些檢測(cè)裝置可以檢測(cè)來(lái)自生物沉積的具有前面所揭示的與來(lái)自牙菌斑的自體熒光有關(guān)的波長(zhǎng)的自體熒光輻射。優(yōu)選的是，該裝置能檢測(cè)前面提及的波長(zhǎng)在約530nm～約630nm之間的兩個(gè)輻射最大值中的其中一個(gè)或這兩個(gè)。
如前面所述，來(lái)自牙表面上諸如牙菌斑等生物沉積的自體熒光輻射的利用本身被認(rèn)為是新穎的，因此，本發(fā)明的又一個(gè)方面是提供一個(gè)用于檢測(cè)在檢測(cè)牙表面上的生物沉積、更確切地說(shuō)是牙菌斑的裝置，該裝置包括用于檢測(cè)來(lái)自檢測(cè)牙表面上生物沉積的波長(zhǎng)在約530nm～約630nm之間的自體熒光輻射的檢測(cè)裝置；將來(lái)自生物沉積的自體熒光輻射與檢測(cè)牙表面上生物沉積的存在相聯(lián)系起來(lái)的裝置；以及用以提示裝置使用者存在生物沉積的指示裝置。
優(yōu)選的是，自體熒光的檢測(cè)在前面提及的兩個(gè)輻射最大值中的一處或兩處進(jìn)行，即一處在波長(zhǎng)約為540～550nm處，另一處在波長(zhǎng)約為610～620nm處。
來(lái)自生物沉積的自體熒光輻射適宜由裝置將激勵(lì)射線照到檢測(cè)牙表面上來(lái)產(chǎn)生，這個(gè)激勵(lì)射線可以是與本發(fā)明第一方面的裝置中使用的波長(zhǎng)相同的激勵(lì)射線。
用于上述方面和本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中的合適的發(fā)光裝置可以包括一個(gè)諸如發(fā)光二極管(LED)的發(fā)光源，其中該發(fā)光二極管能夠發(fā)出在可見光譜的藍(lán)色光譜段中的輻射線)，最好是包含的射線波長(zhǎng)在430～500nm之間，這樣的發(fā)光二極管(即輻射線在480±50nm內(nèi))是可以買到的。該發(fā)光二極管優(yōu)選應(yīng)當(dāng)是低功率的，以使功耗最小，發(fā)光二極管合適的工作電源為5～20mA。
來(lái)自諸如發(fā)光二極管的激勵(lì)射線可經(jīng)一個(gè)光導(dǎo)管導(dǎo)向牙表面，例如光導(dǎo)管可以是一束或多束光纖。市場(chǎng)上很方便得到的光纖即可使用，但對(duì)插入使用者口中而言，塑料材料要優(yōu)于玻璃纖維，這樣可將斷裂或劃傷使用者牙齦或其它口腔組織的風(fēng)險(xiǎn)降至最低。適于用作光纖的材料在接受激勵(lì)射線照射時(shí)應(yīng)當(dāng)不發(fā)出任何熒光。已發(fā)現(xiàn)，約0.25～2.0mm(即250μm～2.0mm)的光纖適用于此目的。而且，依據(jù)牙表面上對(duì)諸如牙菌斑的生物沉積檢測(cè)的范圍大小，已發(fā)現(xiàn)一束光纖最大至約4mm是合適的。在光源與檢測(cè)牙表面間的光路上加入濾光器可能是適宜的，以確保那些能引起熒光輻射的波長(zhǎng)下的激勵(lì)射線優(yōu)先被引導(dǎo)至檢測(cè)牙表面。在光源與檢測(cè)牙表面間的光路上加入聚光鏡，諸如一片或多片透鏡也可能是適宜的，以保證激勵(lì)射線聚焦和集中到檢測(cè)牙表面。
如果發(fā)光裝置發(fā)出波長(zhǎng)低于約420nm的射線，則出于安全原因優(yōu)選設(shè)置一個(gè)截止濾光器，以防止那樣的射線到達(dá)使用者的組織。這一類的適合的濾光器是公知的。這類適用的濾光器是一個(gè)分光濾光器，例如分光鏡，它在激勵(lì)射線的波長(zhǎng)上發(fā)生反射，而在所發(fā)出的熒光射線波長(zhǎng)上能透過(guò)。從阻斷這種低波長(zhǎng)射線的方面來(lái)說(shuō)，由于該分光鏡便宜且適宜，因而為優(yōu)選。
檢測(cè)裝置可包括一個(gè)通用的檢測(cè)器，如一個(gè)半導(dǎo)體光電二極管。在檢測(cè)器和檢測(cè)牙表面間的光路上加一個(gè)濾光器可能是適宜的，以保證那些熒光輻射優(yōu)先引導(dǎo)至檢測(cè)器。在檢測(cè)器和檢測(cè)牙表面間的光路上加入聚光鏡，諸如一片或多片透鏡也可能是適宜的，以保證熒光輻射聚焦和集中到檢測(cè)器上。該檢測(cè)裝置還可包括一根光導(dǎo)管，例如如上面描述的由一根或多根光纖組成的光纖束，以便將來(lái)自牙表面的熒光輻射引導(dǎo)到用于熒光輻射射線的檢測(cè)器。
盡管可采用獨(dú)立的光導(dǎo)管用于引導(dǎo)激勵(lì)射線和熒光輻射射線，但可備選的是，在光導(dǎo)管的部分長(zhǎng)度上，兩種射線可共用一根光導(dǎo)管，并且可使用公知類型的一個(gè)光束分離/合并器，以適當(dāng)?shù)姆绞椒蛛x和引導(dǎo)激勵(lì)射線和輻射射線，例如可使用同一光纖引導(dǎo)激勵(lì)射線和發(fā)出的熒光射線。激勵(lì)射線和發(fā)出的熒光射線可采用分光濾光器來(lái)濾光。
將激勵(lì)射線和熒光輻射的檢測(cè)同步調(diào)制和/或鎖相在諸如20～500Hz是優(yōu)選的，例如在100～300Hz，合適的是在200Hz周圍，所以能輕易地從諸如使用者口腔外面的光源等背景輻射中將熒光輻射識(shí)別出來(lái)。最好應(yīng)當(dāng)避免在主電源頻率(通常為50～60Hz)或它的倍數(shù)上調(diào)制，以避免來(lái)源于使用者環(huán)境中電燈光的干擾。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，構(gòu)成發(fā)光裝置的光導(dǎo)管和檢測(cè)裝置的光導(dǎo)管的光纖可以相互間捆扎成束放在一個(gè)合適的導(dǎo)管中，并且端接在一個(gè)共用的光學(xué)探測(cè)頭，諸如一個(gè)透明的罩蓋或一個(gè)聚焦的發(fā)送/采集探測(cè)頭上。這樣的一個(gè)探測(cè)頭可以包含一片或多片透鏡，它可將來(lái)自發(fā)光裝置的激勵(lì)射線聚焦到檢測(cè)牙表面上，并可將來(lái)自檢測(cè)牙表面的熒光輻射聚焦進(jìn)入光導(dǎo)管。光纖相互間的捆扎成束可以是隨意的?？蓚溥x的是，光纖可以這樣捆扎成束，即構(gòu)成發(fā)光裝置的光導(dǎo)管的光纖或者構(gòu)成檢測(cè)裝置的光導(dǎo)管的光纖可以圍成一個(gè)中心孔，該中心孔由分別構(gòu)成發(fā)光裝置的光導(dǎo)管或檢測(cè)裝置的光導(dǎo)管的光纖環(huán)或多邊形圍繞著。如果用于激勵(lì)射線和輻射射線的光導(dǎo)管是獨(dú)立的光纖，則由于熒光輻射射線的強(qiáng)度低，最好用于輻射射線的光導(dǎo)管的纖維數(shù)量要多于用于激勵(lì)射線的光導(dǎo)管纖維數(shù)量。
用于將諸如牙菌斑等生物沉積的存在提示給裝置使用者的裝置可以包括一個(gè)能給使用者一個(gè)可見信號(hào)(如光)或可聽信號(hào)(如聲音)的電子裝置，以提示存在這類生物沉積。例如，這樣一個(gè)裝置可以僅當(dāng)有顯著量的生物沉積存在時(shí)給出這種信號(hào)，并且當(dāng)生物沉積被清除后停止給出該信號(hào)，或者備選的是，當(dāng)生物沉積存在時(shí)，該裝置可以不給出信號(hào)，但當(dāng)生物沉積沒(méi)有的時(shí)候給出這樣一個(gè)信號(hào)。兩者選一的提示模式對(duì)本領(lǐng)域?qū)I(yè)人員來(lái)說(shuō)是公知的，這樣一個(gè)裝置的構(gòu)造對(duì)電子領(lǐng)域的專業(yè)人員而言顯而易見。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，該裝置包括一支牙刷，例如可將引導(dǎo)激勵(lì)射線至檢測(cè)牙表面的裝置和檢測(cè)來(lái)自檢測(cè)牙表面的熒光輻射的裝置裝入牙刷頭中，例如將前面描述的一根或多根光纖裝入并端接在安放于刷頭中的一個(gè)光學(xué)探測(cè)頭上，因此，該光學(xué)探測(cè)頭能很方便地貼近使用者的檢測(cè)牙表面，例如近至1cm或更小，近似于牙刷毛的通常長(zhǎng)度。這種牙刷在它的頭上還可裝有常用的清洗硬毛，而且在一個(gè)實(shí)施例中，該清洗硬毛可以本身包含有或裝有一根或多根這樣的光纖，從而構(gòu)成了一個(gè)探測(cè)頭。所述牙刷可以手動(dòng)使用，或更通常的情況下可以是一個(gè)電動(dòng)牙刷，即其中裝有牙刷毛的牙刷頭靠一個(gè)電馬達(dá)來(lái)驅(qū)動(dòng)。
裝有探測(cè)頭的頭部可以是牙刷的一個(gè)固定部分，或者備選和優(yōu)選的是可以更換的。一般地，發(fā)光裝置、檢測(cè)裝置和其它電子信號(hào)/數(shù)據(jù)處理裝置等以及一個(gè)合適的電源(如電池或外接電源接頭等)均可以設(shè)置在牙刷柄中間。如果這樣的牙刷有一個(gè)電驅(qū)動(dòng)清洗刷，則在該構(gòu)造中，所有電子元件如驅(qū)動(dòng)馬達(dá)等都能裝入牙刷柄中。
如果本發(fā)明的裝置裝在一個(gè)牙刷中，則它可被構(gòu)造成便于指出使用者牙表面上生物沉積的初始存在情況，而且在經(jīng)過(guò)一段適宜時(shí)間的刷牙后指出生物沉積量減少或已不存在。這樣的一個(gè)牙刷可被構(gòu)造成為使用者指出在使用者的牙的某個(gè)區(qū)域有生物沉積存在，并且需要繼續(xù)刷牙，以除去沉積。
因而，本發(fā)明還提供了一個(gè)裝有如前面描述的裝置的牙刷，這樣的牙刷最好構(gòu)造成具有能為使用者指出初始存在于牙上的沉積已經(jīng)通過(guò)刷牙過(guò)程被清除的裝置，和/或?yàn)槭褂谜咧赋黾词菇?jīng)過(guò)一段時(shí)間刷牙后沉積依然存在并需要繼續(xù)刷牙的裝置。
可備選的是，該設(shè)備可包括一套牙科器械，例如一套適合于牙科醫(yī)生在口腔內(nèi)實(shí)施對(duì)患者的病牙進(jìn)行檢查的牙科器械。
在使用時(shí)，可以先清洗檢測(cè)牙表面，如初步?jīng)_洗，以清除那些可能遮住檢測(cè)牙表面的殘?jiān)推渌还潭ǖ某练e以及雜質(zhì)，然后將裝置放到檢測(cè)牙表面上。當(dāng)裝置提示使用者檢測(cè)牙表面上存在有諸如牙菌斑的生物沉積時(shí)，該牙表面即可做清潔了，例如使用牙刷毛和諸如牙膏的任意一種牙粉混合物來(lái)清潔。然后，該裝置被重新放到該檢測(cè)牙表面上，以確定是否依然存在沉積。如果沉積依然存在，則重復(fù)上述過(guò)程，直到裝置提示沉積已被清除。換言之，具體來(lái)說(shuō)，如果裝置包含有牙刷，則該裝置能很簡(jiǎn)便地用在刷牙過(guò)程中，而且刷牙持續(xù)到裝置提示沉積已被清除達(dá)到了一個(gè)滿意程度為止。如果在刷牙過(guò)程中使用了牙膏，則最好牙膏不含有在由檢測(cè)裝置檢測(cè)的熒光輻射波長(zhǎng)上呈現(xiàn)熒光的成分。
現(xiàn)在將通過(guò)實(shí)例結(jié)合附圖參考來(lái)對(duì)本發(fā)明予以描述。
圖1顯示的是在輻射波長(zhǎng)為420～750nm范圍內(nèi)，來(lái)自無(wú)生物沉積的檢測(cè)牙表面的自體熒光輻射和來(lái)自有牙菌斑沉積的檢測(cè)牙表面的自體熒光輻射的強(qiáng)度/波長(zhǎng)圖。
圖2顯示的是在波長(zhǎng)為530nm以上，來(lái)自無(wú)生物沉積的檢測(cè)牙表面的自體熒光輻射和來(lái)自有生物沉積的檢測(cè)牙表面的一個(gè)更詳細(xì)的強(qiáng)度/波長(zhǎng)圖。
圖3顯示的是來(lái)自牙菌斑的自體熒光輻射的強(qiáng)度/波長(zhǎng)圖。
圖4顯示的是用于發(fā)光和檢測(cè)裝置的包含有光纖的光導(dǎo)管的剖面圖。
圖5顯示的是本發(fā)明的裝置的探測(cè)頭的縱剖圖。
圖6顯示的是用于本發(fā)明裝置的一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的簡(jiǎn)要示意圖。
圖7顯示的是本發(fā)明的裝置在使用中的一個(gè)簡(jiǎn)要示意圖。
圖8簡(jiǎn)要顯示了本發(fā)明的一支牙刷。
圖9顯示了使用本發(fā)明的裝置的一種方式。
圖10顯示了使用本發(fā)明裝置的另一種方式。
圖11和12顯示的是來(lái)自一組牙上的熒光輻射強(qiáng)度圖。
圖13顯示的是沿牙縱軸方向的熒光強(qiáng)度-距離圖。
如圖1所示，自體熒光輻射的波長(zhǎng)(nm)表示在橫軸方向，強(qiáng)度(任意單位)表示在縱軸方向。一個(gè)干凈的檢測(cè)牙表面、即已經(jīng)通過(guò)公知的方法清除了生物沉積而變干凈的表面接受波長(zhǎng)小于420nm的激勵(lì)射線的照射，產(chǎn)生的來(lái)自無(wú)生物沉積的牙表面的自體熒光強(qiáng)度可采用通常的熒光檢測(cè)顯微鏡來(lái)測(cè)量?？梢钥吹皆撦椛涞膹?qiáng)度/波長(zhǎng)圖如圖1中的線11所示。最大輻射在約450nm處。當(dāng)牙表面隨后被一層新近的牙菌斑覆蓋時(shí)，再一次象上面那樣測(cè)量檢測(cè)牙表面在受到波長(zhǎng)小于420nm的激勵(lì)射線照射下產(chǎn)生的自體熒光輻射的強(qiáng)度?？梢钥吹皆撦椛涞膹?qiáng)度/波長(zhǎng)圖如圖1中的線12所示。在約410nm處，輻射強(qiáng)度的峰值顯著變小。
根據(jù)圖2，自體熒光輻射的波長(zhǎng)(nm)顯示在橫軸，強(qiáng)度(任意單位)顯示在縱軸。在圖2中，圖1中顯示的在530nm以上波長(zhǎng)的自體熒光強(qiáng)度的那部分經(jīng)放大后顯示。圖2的曲線21顯示的是基本無(wú)生物沉積的牙表面的自體熒光強(qiáng)度，圖2的曲線22和23依次顯示的是存在數(shù)量遞增的生物沉積的自體熒光強(qiáng)度。從圖中可以看出，在那些可由低于530nm的激勵(lì)射線產(chǎn)生的較高波長(zhǎng)上，熒光輻射強(qiáng)度的衰減足以使它們很容易被檢測(cè)到。
圖2還簡(jiǎn)要顯示了一顆牙的剖面，其中該牙上有一個(gè)干凈的牙釉面24。在該牙上還有一塊逐漸變厚的諸如牙菌斑的生物沉積25。對(duì)應(yīng)于一個(gè)干凈區(qū)域和牙菌斑厚度依次增加的兩個(gè)區(qū)域的熒光輻射強(qiáng)度分別表示成I21、I22和I23。
根據(jù)圖3，自體熒光輻射的波長(zhǎng)(nm)顯示在橫軸，強(qiáng)度(任意單位)表示在縱軸。一個(gè)其上有厚的生物沉積而且該沉積被確認(rèn)為是新的牙菌斑的檢測(cè)牙表面受到波長(zhǎng)小于420nm的激勵(lì)射線照射，引起的來(lái)自沉積覆蓋表面的自體熒光強(qiáng)度可用通常的熒光檢測(cè)顯微鏡來(lái)測(cè)量?？捎^察到，輻射峰值在約530～630nm之間，更確切地說(shuō)是兩個(gè)輻射峰值中的一個(gè)在約540～550nm處(如圖3中的峰值31)，另一個(gè)在約610～520nm處(如圖3中的峰值32)。
圖4顯示的是整個(gè)光導(dǎo)管41部分的一個(gè)剖面。光導(dǎo)管41包括一根導(dǎo)管42，導(dǎo)管中間是一束光纖43、44，包括用于激勵(lì)射線的光導(dǎo)管43和用于輻射射線的光導(dǎo)管44。這些光纖43和44是隨意排列成束的，由于輻射射線強(qiáng)度低的緣故，其中用于輻射射線的光纖44要多于用于激勵(lì)射線的光纖43。
圖5顯示的是裝在光導(dǎo)管41中的探測(cè)頭的縱向剖面，其中與圖4有關(guān)的部分給與了相同的標(biāo)號(hào)。在一個(gè)透明的探測(cè)頭蓋56后面，光纖43和44端接于一個(gè)公共的探測(cè)頭表面55上，并夾持在一個(gè)端蓋57之間，由此構(gòu)成探測(cè)頭。在使用時(shí)，表面55的前邊可以很貼近檢測(cè)牙表面。
圖6是用于本發(fā)明的裝置的一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的簡(jiǎn)要示意。波長(zhǎng)為480nm±50nm(藍(lán)色)的激勵(lì)射線由發(fā)光二極管61產(chǎn)生，一組三個(gè)分光鏡62、63、64將波長(zhǎng)在480nm以上的光線引導(dǎo)至能將這些光線聚焦至光導(dǎo)管66的聚焦鏡65處。這些分光鏡能防止任何大量的波長(zhǎng)低于480nm的光線被引導(dǎo)到檢測(cè)牙表面，使來(lái)自這些光線的任何有害于使用者的風(fēng)險(xiǎn)降至最低。光導(dǎo)管66是一束沿著其能將光線引導(dǎo)至牙表面67的光纖，并且熒光輻射射線沿該光導(dǎo)管返回。透鏡65聚焦熒光輻射射線，分光鏡64只將波長(zhǎng)在530nm以上的熒光輻射射線傳送到達(dá)透鏡68處，透鏡68將這些熒光輻射射線聚焦到檢測(cè)器69。
圖7顯示的是本發(fā)明的裝置的一個(gè)簡(jiǎn)要示意圖。該裝置包括一個(gè)發(fā)光裝置，該發(fā)光裝置本身包含了一個(gè)發(fā)光二極管形式的光源71和能導(dǎo)引激勵(lì)射線的聚焦系統(tǒng)，它將激勵(lì)射線即發(fā)光二極管發(fā)出的光沿包括一束光纖的光導(dǎo)管72從如圖4和圖5中所示的探測(cè)頭73處導(dǎo)引至檢測(cè)牙表面74上，其中在牙表面上有諸如牙菌斑75的沉積。來(lái)自牙表面74和/或沉積75上的熒光輻射通過(guò)探測(cè)頭73收集，由包含一束光纖的光導(dǎo)管76導(dǎo)引至檢測(cè)裝置77。上述過(guò)程即是檢測(cè)來(lái)自檢測(cè)牙表面74的熒光輻射。這種輻射的波長(zhǎng)可能與來(lái)自基本無(wú)生物沉積的牙表面的自體熒光輻射和/或來(lái)自沉積75的自體熒光輻射有關(guān)。
來(lái)自檢測(cè)裝置77的電信號(hào)隨后到達(dá)信號(hào)/數(shù)據(jù)處理裝置78，該裝置78可以包括將來(lái)自檢測(cè)牙表面的自體熒光輻射強(qiáng)度跟一個(gè)與來(lái)自基本無(wú)生物沉積的牙表面的自體熒光輻射有關(guān)的自體熒光輻射強(qiáng)度相比比較的裝置，將獲得的比較結(jié)果與檢測(cè)牙表面上的沉積存在相聯(lián)系的裝置，以及/或者將來(lái)自沉積的自體熒光輻射與檢測(cè)牙表面上的沉積存在聯(lián)系起來(lái)的裝置。該信號(hào)/數(shù)據(jù)處理裝置78可以相應(yīng)地包含一個(gè)微處理器，而且可預(yù)裝標(biāo)準(zhǔn)的諸如與來(lái)自基本無(wú)生物沉積的牙表面的自體熒光輻射有關(guān)的參考強(qiáng)度數(shù)據(jù)，和/或與來(lái)自牙菌斑的自體熒光輻射有關(guān)的參考強(qiáng)度數(shù)據(jù)。
信號(hào)/數(shù)據(jù)處理裝置78的電信號(hào)輸出被送到指示裝置79，該裝置借助合適的信號(hào)為裝置使用者提供有關(guān)的諸如牙菌斑等生物沉積存在的情況，例如提示沉積不存在，或者提示沉積存在，或者提示存在的沉積已被清除。
發(fā)光裝置71、信號(hào)/數(shù)據(jù)處理裝置78和指示裝置79均由電源710供電，該電源710可以是一個(gè)調(diào)制電源，例如受信號(hào)/數(shù)據(jù)處理裝置78的控制。使用者通過(guò)控制器711控制整個(gè)裝置。控制器711可以包含一個(gè)簡(jiǎn)單的通/斷開關(guān)和/或一個(gè)方式選擇器開關(guān)，例如用以決定指示裝置79給出信號(hào)的性質(zhì)、和/或裝置的操作方式，即它是檢測(cè)與基本無(wú)生物沉積的牙表面有關(guān)的熒光輻射波長(zhǎng)，還是檢測(cè)來(lái)自生物沉積的熒光輻射，或者兩者皆可。
在使用時(shí)，探測(cè)頭73與檢測(cè)牙表面74貼得很近，光源71發(fā)出的激勵(lì)射線經(jīng)光導(dǎo)管72導(dǎo)引至表面74，而且探測(cè)頭73收集熒光輻射射線，并經(jīng)光導(dǎo)管76將熒光輻射射線導(dǎo)引至檢測(cè)裝置77，其中的熒光輻射射線可以是在與基本無(wú)生物沉積的牙表面相對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)上，或者在與生物沉積相對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)上。光源71和檢測(cè)器77的運(yùn)行被調(diào)制成同步，來(lái)自檢測(cè)器77的電信號(hào)被輸入信號(hào)/數(shù)據(jù)處理裝置78，隨之產(chǎn)生信號(hào)/數(shù)據(jù)處理裝置78的輸出信號(hào)，該輸出信號(hào)輸入到指示裝置79，提供給使用者一個(gè)合適的信號(hào)。
在一種使用方式中，探測(cè)頭73非常貼近一個(gè)已知的沒(méi)有生物沉積的參照牙表面74A，諸如使用者門牙的一個(gè)表面上，并且如前所述，用調(diào)制的方法通過(guò)探測(cè)頭73將熒光輻射收集并通過(guò)光導(dǎo)管76導(dǎo)引至檢測(cè)裝置77，其中的熒光輻射可以是在與基本無(wú)生物沉積相對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)上，或者在與生物沉積相對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)上。來(lái)自檢測(cè)器77的電信號(hào)被輸入至信號(hào)/數(shù)據(jù)處理裝置78，并且該信號(hào)可用來(lái)產(chǎn)生強(qiáng)度參考數(shù)據(jù)。裝置隨后用于檢測(cè)牙表面75上的諸如牙菌斑等生物沉積，即在信號(hào)/數(shù)據(jù)處理裝置78中用來(lái)與來(lái)自檢測(cè)牙表面74的熒光輻射檢測(cè)數(shù)據(jù)相比較。在這種方式下，指示裝置79可提示使用者這樣的參考數(shù)據(jù)已經(jīng)產(chǎn)生。
圖8簡(jiǎn)要顯示了牙刷81的整體，該牙刷81包含有牙刷柄82、裝有多簇清潔用牙刷毛84的牙刷頭83和連接兩者的頸部85。在接頭86處，牙刷頭83可以從頸部85取下更換。探測(cè)頭73平行于牙刷毛84從頭部83伸出，它所具有的通常結(jié)構(gòu)如圖5所示，即是柔軟、可彎曲的光纖束，在長(zhǎng)度、直徑和質(zhì)地上都與牙刷毛簇84相接近。圖中顯示的是一個(gè)探測(cè)頭73，但牙刷頭83可包括兩個(gè)或多個(gè)探測(cè)頭。探測(cè)頭73通過(guò)光導(dǎo)管72、76連至牙刷柄82，牙刷柄包括具有一個(gè)發(fā)光二極管的光源71、檢測(cè)裝置77、信號(hào)/數(shù)據(jù)處理裝置78和電源710，而且在它的外表面上具有指示裝置79和控制開關(guān)711，接頭86被做成使得探測(cè)頭73和牙刷柄82之間形成良好的光連接。
在使用時(shí)，通過(guò)控制開關(guān)711使牙刷接通電源并用以刷牙。探測(cè)頭73采用這里描述的方法來(lái)檢測(cè)生物沉積的存在，并通過(guò)指示裝置79提示使用者沉積的存在情況。該指示裝置79還可以提示使用者這樣的信息裝置通電、電池電壓過(guò)低、在86處存在連接故障或者由于諸如在牙刷毛84上的探測(cè)頭已經(jīng)磨損而需要更換牙刷頭83。如果牙刷81提示使用者牙沉積存在，則使用者可持續(xù)刷牙，真到沉積已經(jīng)被清除。牙刷柄82還可包括一個(gè)可選的用以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)牙刷頭83的馬達(dá)87和驅(qū)動(dòng)裝置88。
圖8還顯示了有兩個(gè)探測(cè)頭73的兩個(gè)牙刷頭89和810，在牙刷頭89中，這兩個(gè)探測(cè)頭73沿牙刷81的頭-柄縱向軸線排列，而在牙刷頭810中，這兩個(gè)探測(cè)頭73沿牙刷81的橫向軸線放置(即此方向垂直于頭-柄縱向軸線)。如圖8所示，牙刷頭89和810可以是適用于牙刷柄82的可更換頭部，如圖8所示的使用成對(duì)探測(cè)頭73能使牙的更大范圍同時(shí)被檢測(cè)，或者通過(guò)裝置內(nèi)部的電路和軟件能使生物沉積的檢測(cè)更加精確?？蓚溥x的是，在牙刷頭89、810上的這兩個(gè)探測(cè)頭73可以參照隨后的圖10中的方式使用。
圖9顯示的是本發(fā)明的裝置的一種使用方法，圖9A顯示的是從使用者的牙齦線95伸出的一組牙齒91、92、93、94的簡(jiǎn)圖，并顯示了橫跨這組牙齒91、92、93、94的距離。在牙上面有生物沉積的區(qū)域表示為91A、92A、93A，并且在這些牙之間還有牙縫隙96、97、98，牙齒94有一塊汞合金填充物99。
一種如圖8所示的裝在牙刷頭中的類似41、73那樣的探測(cè)頭例如在刷牙過(guò)程中以不規(guī)則路徑A-A移動(dòng)橫穿過(guò)牙齒91-94。在這個(gè)路徑下，除了那些沒(méi)有生物沉積的干凈區(qū)域、即在牙齒91-94上顯示的干凈區(qū)域以外，探測(cè)頭41、73還碰到了上面有生物沉積的區(qū)域91A、92A和93A以及牙縫96、97、98和填充物99。
圖9B所示的是在一個(gè)“動(dòng)態(tài)”測(cè)量過(guò)程中，即探測(cè)頭41、73在路徑A-A上橫移過(guò)牙齒91-94時(shí)檢測(cè)到的來(lái)自牙齒91-94表面的熒光輻射I的強(qiáng)度-時(shí)間圖。該強(qiáng)度-時(shí)間圖顯示了與牙齒91-94干凈區(qū)域相對(duì)應(yīng)的高波峰和平穩(wěn)段910、與牙齒91-94上有生物沉積的部位相對(duì)應(yīng)的較低的波峰和平穩(wěn)段911以及與牙縫96、97、98和填充物99相對(duì)應(yīng)的波谷912。
高波峰910的最高點(diǎn)的熒光強(qiáng)度為I1，低波峰912的最低點(diǎn)的熒光強(qiáng)度為I2。設(shè)定一個(gè)下限I0，它高于波谷強(qiáng)度912，但低于I2的水平。將裝置設(shè)定成在使用過(guò)程中忽略任何小于I0的熒光輻射強(qiáng)度，I1-I2大于零表示生物沉積存在。該裝置還可設(shè)置為將I1-I2大于一個(gè)確定值的情況與生物沉積的存在聯(lián)系起來(lái)，并在此基礎(chǔ)上提示使用者有沉積91A、92A和93A存在。該裝置還可構(gòu)造成計(jì)算熒光輻射強(qiáng)度的平均值Im。
圖9C顯示了表面沒(méi)有生物沉積的一組牙齒91-94。類似41、73那樣的探測(cè)頭橫向移過(guò)牙齒91-94的表面所產(chǎn)生的相對(duì)應(yīng)的熒光強(qiáng)度/時(shí)間圖如圖9D所示。如從圖9D中所看到的那樣，盡管I1-I2的差值仍然大于零，但要明顯小于圖9B中的I1-I2的值?？梢栽谘b置的軟件和/或電路中設(shè)定某個(gè)確定值，如果圖9D的這個(gè)減小了的I1-I2值小于這個(gè)確定值，則可提示使用者牙齒91-94的表面足夠干凈。圖9D還顯示，由于沉積91A、92A和93被清除，熒光輻射的平均值Im也隨之增加了。
如果在圖9中使用的該裝置用在如圖8所示的牙刷上，則它可設(shè)置成提示使用者當(dāng)I1-I2的差值仍然大于確定的設(shè)置值時(shí)，需要繼續(xù)進(jìn)行突擊刷牙。
圖10所示的是四顆代表性的牙齒101、102、103和104，其中的三顆102、103、104上面有生物沉積的區(qū)域102A、103A、104A，牙齒101整個(gè)是干凈的，牙齒104有一塊汞合金填充物105，牙齒之間有牙縫107。類似41、73那樣的兩個(gè)探測(cè)頭108、109用于牙表面101、102、103、104，探測(cè)頭108、109之間的跨度“d”近似于從牙齦線110到牙冠111的牙高度的80％，熒光輻射的強(qiáng)度由探測(cè)頭108、109各自檢測(cè)，并且它們的相對(duì)強(qiáng)度由裝置的電路和軟件進(jìn)行測(cè)量和比較。
在牙齒101上，由兩個(gè)探測(cè)頭108、109檢測(cè)的熒光輻射強(qiáng)度基本相等，或者差別小于一個(gè)確定值，該確定值是在裝置的電路和軟件的極限范圍設(shè)定中設(shè)置的，這個(gè)小的差別提示使用者牙齒101上沒(méi)有沉積。
在牙齒102上，探測(cè)頭108檢測(cè)出來(lái)自牙齒干凈部分的熒光輻射，而探測(cè)頭109測(cè)得來(lái)自有生物沉積的牙表面區(qū)域102A的熒光輻射。這兩個(gè)探測(cè)頭108、109測(cè)得的熒光輻射強(qiáng)度是有差別的，探測(cè)頭109測(cè)得的強(qiáng)度要小于探測(cè)頭108測(cè)得的強(qiáng)度，但是這個(gè)差別還處于裝置的內(nèi)部電路和軟件設(shè)定的極限以內(nèi)，并且用以提示使用者在牙齒102上有生物沉積存在。
在牙齒103上，探測(cè)頭108檢測(cè)來(lái)自牙齒103上有生物沉積的區(qū)域103A的熒光輻射，而探測(cè)頭109處在牙縫中。在牙齒104上，探測(cè)頭108檢測(cè)來(lái)自牙齒104上干凈區(qū)域104A的熒光輻射，探測(cè)頭109貼近一塊汞合金填充物110，而填充物上是沒(méi)有熒光輻射的。對(duì)于牙齒103和104二者而言，由探測(cè)頭108和109檢測(cè)的熒光輻射之間的差別要大于在裝置的電路和軟件中預(yù)先設(shè)置的極限，因而裝置將忽視，不會(huì)給出錯(cuò)誤的讀數(shù)。
圖8中所示的牙刷頭89和810包括了適用于圖10描述的過(guò)程的兩個(gè)探測(cè)頭。
下面給出闡述本發(fā)明的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
1．裝置構(gòu)造在試驗(yàn)中，照射源是一個(gè)發(fā)出波長(zhǎng)為470nm±40nm射線的發(fā)光二極管，激勵(lì)濾光器允許波長(zhǎng)為355-490nm的射線到達(dá)牙表面，阻擋濾光器允許波長(zhǎng)大于520nm的射線通過(guò)，而分光鏡允許波長(zhǎng)在510nm以上的光線透過(guò)作為被檢測(cè)的熒光輻射。
2．基本數(shù)據(jù)對(duì)16名志愿者做了調(diào)查抽樣，并且志愿者都接受了徹底的專業(yè)牙清潔。熒光輻射數(shù)據(jù)記錄下了在第一象限和第四象限中所有牙(上頜，牙11-17；下頜，牙41-47)的口腔情況(確切的是在上下平分牙的中心線的中點(diǎn)上的情況)。在絕大多數(shù)情況下，經(jīng)評(píng)審，釉質(zhì)都是完好的，但少數(shù)情況下存在著牙填充物。在這些情況下，記錄下來(lái)自填充物的熒光信號(hào)。
從中發(fā)現(xiàn)，除了最后一顆臼齒(17和47)以外，干凈牙的熒光強(qiáng)度隨著“牙號(hào)”即分別隨位置或牙類型的增大而增強(qiáng)。但是還發(fā)現(xiàn)，這個(gè)來(lái)自不同的牙干凈表面的熒光輻射之間的差別小得可以不計(jì)。從中還發(fā)現(xiàn)，來(lái)自補(bǔ)牙材料的熒光輻射強(qiáng)度如下所示非常小(通?！?.0)材料測(cè)量次數(shù)范圍汞合金2 0.05-0.06黃金 4 0.12-0.15
陶瓷 130.01-0.14復(fù)合材料 4 0.08-0.12(一次為1.04)牙釉質(zhì) 195 1.00-＞3.4這表明，由于補(bǔ)牙材料的熒光輻射引發(fā)問(wèn)題的可能性幾乎沒(méi)有。
3．牙菌斑檢測(cè)4名志愿者經(jīng)受了36個(gè)小時(shí)的所有物理和化學(xué)的口腔衛(wèi)生測(cè)量，同時(shí)允許牙菌斑生長(zhǎng)。在12小時(shí)和36小時(shí)后，在上頜前面的6顆牙齒上各測(cè)量4次，每次測(cè)量前和測(cè)量后都自我做一次牙清潔。
測(cè)得的結(jié)果如下表所示
這些數(shù)據(jù)顯示了在與干凈牙釉有關(guān)的波長(zhǎng)下熒光輻射強(qiáng)度隨牙菌斑的生長(zhǎng)所產(chǎn)生的可計(jì)量的差別。這個(gè)在牙干凈部位與牙菌斑覆蓋部位間的相對(duì)差別表明，成熟的厚牙菌斑與在12小時(shí)后形成的薄牙菌斑相比常常更大程度地減少熒光輻射強(qiáng)度。
4．牙菌斑的“動(dòng)態(tài)”測(cè)量以清除了沉積的天然牙為樣本，以它們的自然次序插入一個(gè)蠟?zāi)Ｖ校瑯?gòu)成一個(gè)人工下頜。用探測(cè)頭73如一個(gè)慢速移動(dòng)的牙刷那樣在這組牙齒上“掃描”。在這種方式下，即以上面描述的與圖9相對(duì)應(yīng)的方式得到相對(duì)于時(shí)間/距離的熒光強(qiáng)度，該強(qiáng)度顯示為接觸牙齒時(shí)表現(xiàn)為高信號(hào)，在牙齒間的牙間部位時(shí)表現(xiàn)為熒光間隙(低信號(hào))，因此這些間隙可以忽略。
在該試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，對(duì)能獲得的那些可再現(xiàn)曲線來(lái)說(shuō)，類似牙齒(如前臼齒、臼齒)的熒光波峰在相類似的水平上，并能從曲線上區(qū)分出牙釉部位和牙間部位。當(dāng)掃描到牙邊緣時(shí)，熒光信號(hào)要低于掃描到貼近牙齦部位時(shí)獲得的信號(hào)，代表了干凈牙表面的強(qiáng)度的自然梯度。
由于有這樣在實(shí)驗(yàn)室模擬環(huán)境下的成功的結(jié)果，因而就實(shí)行了在三個(gè)志愿者口腔內(nèi)的檢測(cè)，其中志愿者將承受兩天的所有口腔衛(wèi)生。在進(jìn)行細(xì)致的自我牙清潔之前和之后實(shí)施如上概述的檢測(cè)。檢測(cè)是在諸如平行于牙齦邊緣的牙切割部位進(jìn)行的，而且是針對(duì)上頜(上顎)和下頜(下顎)進(jìn)行的。
檢測(cè)結(jié)果表示在圖11和12中，圖中表示的是牙菌斑覆蓋的牙齒的熒光輻射強(qiáng)度和相同的牙在牙清潔以后的熒光強(qiáng)度。圖11顯示的是靠近牙根(那里常有牙菌斑形成)的部位的測(cè)量結(jié)果，而圖12顯示的是靠近牙冠(那里很不容易有牙菌斑形成)的部位的測(cè)量結(jié)果。
這些結(jié)果表明在口腔中，干凈牙齒靠近牙齦的熒光強(qiáng)度要高(見圖11)，而在門牙部位的熒光強(qiáng)度要低(見圖12)；門牙是幾乎沒(méi)有牙菌斑的地方，在該地方來(lái)自牙菌斑覆蓋的牙的熒光平均值與來(lái)自干凈牙的平均值幾乎相同，見圖11。牙齦邊緣是可能有牙菌斑的地方，該地方相對(duì)于干凈牙來(lái)說(shuō)信號(hào)衰減了，見圖12。
對(duì)于移動(dòng)探測(cè)頭掃描過(guò)的每一顆牙來(lái)說(shuō)，可以看到，當(dāng)清除了牙沉積后，熒光輻射強(qiáng)度隨之增強(qiáng)了，而且如圖11所示，靠近牙齦部位的增加量更大。根據(jù)圖11所示，在牙清潔之前，即牙沉積存在時(shí)，最高波峰與最低波峰間(忽略牙間的“假”最小值)的熒光強(qiáng)度差值(I1-I2)不干凈的大約為17.5強(qiáng)度單位。在牙清潔之后，即沉積被除去后，最高波峰與最低波峰間的熒光強(qiáng)度差值(I1-I2)干凈的減小到約8.0強(qiáng)度單位，減小了約50％。從圖11中還可看到，這些波峰高度的平均值在牙清潔后增加了約20-30％。牙冠部位的類似的結(jié)果顯示在圖12中。當(dāng)然，(I1-I2)不干凈的與(I1-I2)干凈的之間的差別和平均值的增加量要比牙齦部位的小。這些數(shù)據(jù)表示了動(dòng)態(tài)測(cè)量給出牙沉積存在提示的可行性。
5．單顆牙的熒光測(cè)量進(jìn)行試驗(yàn)，以確定沿著牙的縱軸方向，即從牙齒與牙齦線(或牙齦邊緣)相交的頸部區(qū)域到牙的切割部位(或牙冠)在不同位置的表面上“干凈”牙釉的自體熒光輻射是否隨位置的變化而不同。這些試驗(yàn)既在牙菌斑覆蓋的牙表面上進(jìn)行，又在干凈牙表面上進(jìn)行。三位志愿者承受了2天的任何生物或化學(xué)的口腔衛(wèi)生。已知這三位志愿者分別有輕度、中度和重度的牙菌斑。然后，在進(jìn)行專業(yè)的牙清潔之前和之后記錄下不同類型的牙齒沿縱軸方向上最多4個(gè)位置即在頸部區(qū)域、牙冠和兩個(gè)中間位置(位置1為較下邊位置，位置2為較上邊位置)的牙釉熒光輻射。
在下面的表中給出了一個(gè)有較重程度牙菌斑的志愿者的試驗(yàn)結(jié)果
*牙質(zhì)-牙釉接合處
**僅有2個(gè)有效值下表匯總了三個(gè)志愿者的試驗(yàn)結(jié)果，它顯示了由于牙菌斑的清除而引起的在熒光輻射強(qiáng)度方面的改變。
熒光強(qiáng)度的變化
這一結(jié)果表明，沿著牙的縱軸，自體熒光強(qiáng)度隨著距離有一個(gè)梯度變化，從開始的牙齦邊緣(牙頸部)的高熒光強(qiáng)度到牙切割部位(牙冠)的較低和更均勻分布的強(qiáng)度。特別高的值在探測(cè)頭到達(dá)所述的牙質(zhì)-牙釉(dentino-enamel)接合處時(shí)獲得。
熒光輻射強(qiáng)度由于牙菌斑而衰減的程度大小與牙菌斑厚度和位置有關(guān)。在牙冠部，盡管已發(fā)現(xiàn)熒光輻射強(qiáng)度有變化，但對(duì)于所有志愿者來(lái)說(shuō)均是預(yù)期沒(méi)有牙菌斑。牙菌斑的清除引起的強(qiáng)度變化的中間值對(duì)于輕度和中度牙菌斑形式的是1～0％，對(duì)于重度牙菌斑形式的大約是10％。相反，在牙頸部，那里預(yù)期有最厚的牙菌斑，因而熒光輻射強(qiáng)度的衰減為最大，例如記錄下的對(duì)于重度牙菌斑形式的強(qiáng)度衰減約為11％。
這些結(jié)果可表示為如圖13所示的圖形，它顯示了在一個(gè)對(duì)應(yīng)于來(lái)自干凈牙表面的輻射的波長(zhǎng)上熒光輻射強(qiáng)度隨牙上的縱向距離所產(chǎn)生的變化，示出針對(duì)干凈表面的和存在牙菌斑的。從該圖上可以看到，對(duì)于沿牙的縱軸從牙齦邊緣到牙冠的兩個(gè)分離的點(diǎn)來(lái)說(shuō)，來(lái)自有牙菌斑的表面的熒光輻射強(qiáng)度梯度要比來(lái)自干凈牙表面的梯度陡。該梯度的測(cè)量結(jié)果可用作牙表面上牙菌斑檢測(cè)的基礎(chǔ)，并且在牙清潔過(guò)程中，梯度的陡度變小的這種變化可能與隨后清除的牙菌斑初始情況有關(guān)。
權(quán)利要求
1．一種用于檢測(cè)牙表面上生物沉積的裝置，它包括用以將激勵(lì)射線導(dǎo)引到檢測(cè)牙表面的發(fā)光裝置；檢測(cè)裝置，該裝置在與來(lái)自基本無(wú)生物沉積的牙表面的自體熒光輻射有關(guān)的波長(zhǎng)上檢測(cè)來(lái)自檢測(cè)牙表面的熒光輻射；比較裝置，該裝置在與來(lái)自基本無(wú)生物沉積的牙表面的自體熒光輻射有關(guān)的波長(zhǎng)上將來(lái)自檢測(cè)牙表面的所述熒光輻射強(qiáng)度與來(lái)自已知比檢測(cè)牙表面的生物沉積要少的一個(gè)牙表面的自體熒光輻射強(qiáng)度相比較；將由此獲得的比較結(jié)果與檢測(cè)牙表面上的生物沉積的存在聯(lián)系起來(lái)的裝置；以及用以提示裝置使用者存在這樣的生物沉積的指示裝置。
2．如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于檢測(cè)裝置在波長(zhǎng)大于520nm時(shí)檢測(cè)熒光輻射。
3．如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于來(lái)自無(wú)生物沉積或基本無(wú)生物沉積的牙表面的自體熒光輻射的強(qiáng)度作為一個(gè)參考標(biāo)準(zhǔn)被存儲(chǔ)在裝置中。
4．如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于該裝置構(gòu)造成使該裝置先用到使用者的一個(gè)被確認(rèn)為干凈的牙表面上，測(cè)量來(lái)自該被確認(rèn)為干凈的牙表面的自體熒光輻射強(qiáng)度，并且以該所述的強(qiáng)度為基準(zhǔn)，用來(lái)與來(lái)自檢測(cè)牙表面的輻射強(qiáng)度相比較。
5．如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于檢測(cè)裝置可以在使用者的牙齒位置間移動(dòng)，因而在該移動(dòng)過(guò)程中，激勵(lì)射線被導(dǎo)引到同一顆或不同牙齒的許多牙表面上，隨著裝置沿使用者口腔的移動(dòng)，測(cè)量出了檢測(cè)裝置所檢測(cè)到的熒光輻射的變化，而且將由此獲得的測(cè)量結(jié)果與檢測(cè)牙表面上的生物沉積的存在情況聯(lián)系起來(lái)。
6．如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于該裝置適合于測(cè)量熒光輻射強(qiáng)度的最高波峰與最低波峰間的差值，并且將牙清潔過(guò)程中該差值的變化與檢測(cè)牙表面上的生物沉積的存在情況聯(lián)系起來(lái)。
7．如權(quán)利要求5或6所述的裝置，其特征在于該裝置適合于測(cè)量最高波峰與最低波峰間的平均值，并且將牙清潔過(guò)程中的該差值的增加與檢測(cè)牙表面上的生物沉積的存在情況聯(lián)系起來(lái)。
8．如權(quán)利要求5,6或7所述的裝置，其特征在于該裝置被構(gòu)造成忽略在一個(gè)給定的確定最小值以下的任何熒光強(qiáng)度波峰。
9．如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于該裝置被構(gòu)造成在檢測(cè)裝置從一個(gè)牙部位移動(dòng)到另外的一個(gè)或多個(gè)牙部位的過(guò)程中，檢測(cè)該段時(shí)間中的熒光輻射；檢測(cè)隨時(shí)間變化的輻射強(qiáng)度的波峰；以及測(cè)量和比較該波峰的高度。
10．如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于所述裝置被構(gòu)造成測(cè)量熒光輻射強(qiáng)度的最低波峰與最高波峰的高度之間的差值，并將該差值與生物沉積的存在情況聯(lián)系起來(lái)，并且隨后提示給使用者。
11．如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于該裝置的檢測(cè)裝置能檢測(cè)來(lái)自牙表面上兩個(gè)分開部位上的熒光輻射，并比較來(lái)自這兩個(gè)分開部位的熒光輻射的相對(duì)強(qiáng)度，將該相對(duì)強(qiáng)度之間的任何差別與牙表面上的生物沉積的存在聯(lián)系起來(lái)，并提示使用者存在這種沉積。
12．如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于所述兩個(gè)部位之間的最大跨距為牙與牙齦的接合處到牙冠之間的高度。
13．如權(quán)利要求11或12所述的裝置，其特征在于兩個(gè)檢測(cè)裝置安放在彼此相關(guān)的位置上，因此當(dāng)裝置伸入口中時(shí)，兩個(gè)檢測(cè)裝置中的一個(gè)很可能位于靠近牙齒且處于或接近牙齦線的部位，另一個(gè)則位于或接近牙冠處。
14．如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于該裝置包括一個(gè)有兩個(gè)檢測(cè)裝置的牙刷頭，檢測(cè)裝置安放成橫跨牙刷的寬度。
15．如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于該裝置被構(gòu)造成隨著裝置從牙表面的一個(gè)部位移動(dòng)到另一個(gè)部位觀察熒光輻射強(qiáng)度隨橫跨牙表面的距離存在的任何梯度，和/或測(cè)量這些梯度。
16．如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于該裝置被構(gòu)造成檢測(cè)和/或測(cè)量在牙清潔過(guò)程中所述梯度的變化。
17．如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于該裝置另外包括在與來(lái)自牙表面上生物沉積的自體熒光輻射有關(guān)的波長(zhǎng)上檢測(cè)來(lái)自檢測(cè)牙表面的自體熒光輻射的檢測(cè)裝置；和將該自體熒光輻射與檢測(cè)牙表面上的生物沉積的存在聯(lián)系起來(lái)的裝置；以及用于提示裝置的使用者存在生物沉積的指示裝置。
18．如權(quán)利要求17的所述裝置，其特征在于檢測(cè)裝置能夠在與來(lái)自牙表面上牙菌斑的自體熒光輻射相關(guān)的波長(zhǎng)上檢測(cè)來(lái)自檢測(cè)牙表面的自體熒光輻射。
19．一種用于檢測(cè)在檢測(cè)牙表面上的生物沉積、更確切地說(shuō)是牙菌斑的裝置，其特征在于包括用于檢測(cè)來(lái)自檢測(cè)牙表面上生物沉積的、波長(zhǎng)在約530nm～約630nm之間的自體熒光輻射的檢測(cè)裝置；將該來(lái)自生物沉積的自體熒光輻射與檢測(cè)牙表面上生物沉積的存在聯(lián)系起來(lái)的裝置；以及用于提示裝置使用者存在生物沉積的指示裝置。
20．如權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于檢測(cè)裝置檢測(cè)兩處最大輻射中的一處或兩處分另處在約540-550nm和約610-620nm的自體熒光輻射。
21．如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于激勵(lì)射線的波長(zhǎng)為470±40nm。
22．如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于激勵(lì)射線由一根或多根光纖組成的一個(gè)光導(dǎo)管導(dǎo)引到牙表面，而且檢測(cè)裝置包含了由一根或多根光纖組成的一個(gè)光導(dǎo)管，以將來(lái)自牙表面的熒光輻射作為熒光輻射射線導(dǎo)引到檢測(cè)器。
23．如權(quán)利要求22所述的裝置，其特征在于組成發(fā)光裝置和檢測(cè)裝置的光導(dǎo)管的光纖被捆扎成束放于一根適合的導(dǎo)管中，并端接于一個(gè)公共的光學(xué)探測(cè)頭上。
24．如權(quán)利要求22或23所述的裝置，其特征在于由于熒光輻射射線強(qiáng)度較低的緣故，用作輻射射線光導(dǎo)管的光纖數(shù)量要多于用作激勵(lì)射線光導(dǎo)管的光纖數(shù)量。
25．如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于使用一個(gè)阻斷濾光器來(lái)阻止波長(zhǎng)低于約420nm的射線到達(dá)使用者的人體組織。
26．如權(quán)利要求25的裝置，其特征在于使用一個(gè)分光鏡濾光器。
27．如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于激勵(lì)射線和熒光輻射的檢測(cè)是被調(diào)制和/或鎖相的。
28．如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于它包括一支牙刷，該牙刷的頭中裝有將激勵(lì)射線導(dǎo)引到檢測(cè)牙表面的裝置和檢測(cè)來(lái)自檢測(cè)牙表面的熒光輻射的裝置。
29．如權(quán)利要求28所述的裝置，其特征在于它被構(gòu)造成能指出在使用者牙表面上的生物沉積的初始情況，以及指出在經(jīng)過(guò)一段適當(dāng)時(shí)間的刷牙后生物沉積數(shù)量的減少或已不存在。
30．如權(quán)利要求28或29所述的裝置，其特征在于它被構(gòu)造成能指出在使用者牙齒的一個(gè)區(qū)域中存在生物沉積的地方，因而需要繼續(xù)刷牙以清除沉積。
全文摘要
一種用以檢測(cè)牙表面上生物沉積的裝置。該裝置具有將激勵(lì)射線導(dǎo)引到檢測(cè)牙表面上的發(fā)光裝置,以及在與來(lái)自干凈牙表面的自體熒光輻射相關(guān)的一個(gè)波長(zhǎng)上檢測(cè)來(lái)自檢測(cè)牙表面的熒光輻射的檢測(cè)裝置。將來(lái)自檢測(cè)牙表面的所述熒光輻射強(qiáng)度與來(lái)自干凈牙表面的自體熒光輻射強(qiáng)度進(jìn)行比較,并且將比較結(jié)果與檢測(cè)牙表面上的沉積存在情況聯(lián)系起來(lái)。該裝置優(yōu)選為嵌在一支牙刷中,它能提示使用者沉積存在以及沉積存在被清除。
文檔編號(hào)A61B10/00GK1309545SQ99808684
公開日2001年8月22日 申請(qǐng)日期1999年5月12日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月16日
發(fā)明者W·米勒爾, M·舍普萊恩 申請(qǐng)人:赫爾穆特·亨德股份有限公司