[发明专利]时间分辨荧光方法中的牙菌斑位置检测以及用于牙菌斑检测的系统

说明书

提出了一种牙菌斑检测系统，包括牙科工具和用于从多个角度接收荧光的多模式光学波导，该荧光以导致模式色散的不同路径长度沿着多模光学波导的芯行进。该牙菌斑检测系统还包括检测器，被配置成接收荧光用于基于频域寿命测量来检测牙菌斑、牙结石和/或龋齿，并且传送牙齿的牙菌斑标识信息。模式色散用来检测牙齿上的至少一个牙菌斑、牙结石和或龋齿荧光区域。用模式色散检测的牙菌斑荧光区域包括相对于牙菌斑荧光区域的中心点的不同水平的牙菌斑。因此，牙菌斑检测信号取决于离牙菌斑荧光区域的中心点的径向距离。

技术领域

本公开涉及牙科清洁工具(诸如牙刷)。更具体地，本公开涉及一种用于基于时间分辨荧光来检测牙菌斑的电子牙刷。

背景技术

牙刷被设计成通过从牙齿表面和邻间区域清除生物膜和食物残渣来清洁牙齿以便改善口腔健康。已经产生了广泛多种的电子牙刷设计以通过增加牙刷头部的速度和使用声波振动并且在一些情况下使用超声波振动以提供改进的刷洗性能。现代的牙刷在清除牙菌斑方面非常有效。消费者只需在问题区域中刷洗几秒以剥离正在被刷洗的牙菌斑。然而，在没有反馈的情况下，消费者在牙菌斑已经完全被清除之前，可能移动到另一牙齿上。因此，牙齿上的牙菌斑水平的指示非常需要。

尽管在牙刷设计中有改进，但是问题仍然停留在现有电动牙刷不检测牙菌斑的存在与否。因此，对开发可以识别牙菌斑的牙科清洁工具的需求仍在不断增加。

发明内容

下面提出了所要求保护的主题的简化描述以便提供对所要求保护的主题的某些方面的基本理解。该发明内容不是所要求保护的主题的详尽的概述。它既不旨在标识所要求保护的主题的关键或重要元素，也不旨在描绘所要求保护的主题的范围。其唯一目的是以简化形式提出所要求保护的主题的某些概念，作为稍后提出的更详细描述的序言。

按照本公开的各方面，提出了一种牙菌斑、牙结石和/或龋齿检测系统。该牙菌斑、牙结石和/或龋齿检测系统包括牙科工具和用于从多个角度接收荧光的光学多模波导或光导，该荧光以导致模式色散的不同路径长度沿着多模光学波导的芯行进。牙菌斑检测系统还包括检测器，被配置成接收荧光用于基于频域寿命测量检测牙菌斑并且传送牙齿的牙菌斑标识信息。光学波导的长度至少为20cm，由此模式色散用于检测牙齿上的至少一个牙菌斑荧光区域。

根据本公开的方面，光学波导是多模光纤或渐变折射率光纤。

根据本公开的又一方面，模式色散通过变化光学波导的长度进行调整。

根据本公开的又一方面，用模式色散检测的牙菌斑荧光区域包括相对于牙菌斑荧光区域的中心点的不同水平的牙菌斑。

根据本公开的另一方面，与荧光区域的外围相比，模式色散在荧光区域的中心点之间最不同。

根据本公开的再一方面，牙菌斑检测信号取决于离牙菌斑荧光区域的中心点的径向距离。

根据本公开的又一方面，模式色散是调制频率的常数。来自牙菌斑荧光区域的时间分辨荧光响应的相移和解调基于模式色散和调制频率而变化。

根据本公开的另一方面，当调制频率为40MHz时，光纤的数值孔径(NA)为0.48米并且长度为2米。

根据本公开的再一方面，反馈机构被提供用于基于所检测到的模式色散来收集到操纵牙科工具的用户的实时反馈，和/或用可视指示在刷洗周期结束时向用户提供总结。

根据本公开的又一方面，提出了一种经由牙科工具检测牙齿上的牙菌斑、牙结石和/或龋齿的方法。该方法包括以下步骤：提供用于从多个角度接收荧光的多模光学波导，该荧光以导致模式色散的不同路径长度沿着多模光学波导的芯行进；并且提供被配置成接收用于基于频域寿命测量来检测牙菌斑的荧光并且传送牙齿的牙菌斑标识信息的检测器。该模式色散用于检测到牙齿上的至少一个牙菌斑荧光区域的径向距离。