(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯面上の粘弾性の物質の存在を検出するための歯科衛生検出装置であって、前記歯科衛生検出装置は、
近位端及び遠位端を定める遠位口腔挿入部であって、
第１の流体内に浸漬されるよう構成されたストリームプローブの遠位プローブ部であって、第２の流体が通過することを可能にする開口を有する遠位先端を定め、前記遠位先端の前記開口は、歯面上に存在し得る粘弾性の物質を検出するよう構成された、遠位プローブ部と、 
近位端、及び前記遠位口腔挿入部の前記遠位端の近傍に延びる遠位先端を定める遠位光学歯肉検出器送信部と、
近位端及び遠位先端を定め、前記遠位口腔挿入部の前記遠位端の近傍に延びる遠位光学歯肉検出器受信部とを含む、遠位口腔挿入部を含み、
前記遠位プローブ部の前記遠位先端を介する前記第２の流体の通過は、前記遠位プローブ部の前記遠位先端の前記開口を介する流体の通過を少なくとも部分的に妨害する粘弾性の物質と相関するストリームプローブ信号の測定に基づく、前記歯面上に存在し得る粘弾性の物質の検出を可能にし、前記遠位光学歯肉検出器送信部及び前記遠位光学歯肉検出器受信部は、それぞれ、コントローラによる光信号の送信及び光信号の受信時、前記遠位プローブ部の前記遠位先端の前記開口が、前記開口を介する流体の通過を少なくとも部分的に妨害する粘弾性の物質と接触し、歯肉と接触していないかを前記コントローラが決定することを可能にする前記光信号を送信及び受信する、歯科衛生検出装置。
【請求項２】
前記遠位光学歯肉検出器送信部は、近位端、及び前記遠位口腔挿入部の前記遠位端の近傍に延びる遠位先端を定める第１の遠位送信光ファイバを含み、
前記遠位光学歯肉検出器送信部は、近位端、及び前記遠位口腔挿入部の前記遠位端の近傍に延びる遠位先端を定める第２の遠位送信光ファイバを更に含む、請求項１に記載の歯科衛生検出装置。
【請求項３】
前記遠位光検出器送信部は、遠位先端を有する第１の遠位送信光ファイバを含み、
広い光照射領域を定めるよう、前記遠位光検出器受信部は、前記遠位プローブ部の前記遠位先端に関して前記第１の遠位送信光ファイバの前記遠位先端によって定められる距離よりも小さい前記遠位プローブ部の前記遠位先端に関する距離を定める遠位先端を有する第１の遠位受信光ファイバを含む、請求項１に記載の歯科衛生検出装置。
【請求項４】
前記遠位光検出器送信部は、前記遠位口腔挿入部の前記遠位端の近傍に延びる遠位先端を有する第１の遠位送信光ファイバを含み、
前記遠位光検出器受信部は、遠位先端を有する第１の遠位受信光ファイバを含み、
広い光収集領域を定めるよう、前記第１の遠位送信光ファイバの前記遠位先端は、前記遠位プローブ部の前記遠位先端に関して前記第１の遠位受信光ファイバの前記遠位先端によって定められる距離よりも小さい前記遠位プローブ部の前記遠位先端に関する距離を定める、請求項１に記載の歯科衛生検出装置。
【請求項５】
前記遠位光学歯肉検出器受信部は、
近位端、及び前記遠位口腔挿入部の前記遠位端の近傍から延びる遠位先端を定める第１の遠位受信光ファイバと、
近位端及び遠位先端を定め、前記遠位口腔挿入部の前記遠位端の近傍から延びる第２の遠位受信光ファイバとを含む、請求項１に記載の歯科衛生検出装置。
【請求項６】
前記遠位口腔挿入部は、前記遠位口腔挿入部の第１の側及び前記遠位口腔挿入部の第２の側を定めるよう、前記遠位口腔挿入部の長さに沿う縦方向中心線を定め、
前記遠位プローブ部は第１の遠位プローブ部であり、前記遠位光学歯肉検出器送信部は第１の遠位光学歯肉検出器部であり、前記遠位光学歯肉検出器受信部は第１の遠位光学歯肉検出器受信部であり、それぞれが前記縦方向中心線によって定められる前記遠位口腔挿入部の前記第１の側に配置され、前記遠位口腔挿入部は更に、
前記第１の流体内に浸漬されるよう構成された第２のストリームプローブの第２の遠位プローブ部であって、前記第２の流体が通過することを可能にする開口を有する遠位先端を定め、前記第２の遠位プローブ部の前記遠位先端の前記開口は、歯面上に存在し得る粘弾性の物質を検出するよう構成された、歯肉上に配置される第２の遠位プローブ部と、
近位端、及び前記遠位口腔挿入部の前記遠位端の近傍に延びる遠位先端を定める第２の遠位光学歯肉検出器送信部と、
近位端及び遠位先端を定め、前記遠位口腔挿入部の前記遠位端の近傍から延びる第２の遠位光学歯肉検出器受信部とを含み、
前記第１の遠位プローブ部の前記遠位先端を介する前記第２の流体の通過は、前記遠位プローブ部の前記遠位先端の前記開口を介する流体の通過を少なくとも部分的に妨害する粘弾性の物質と相関する信号の測定に基づく、前記歯面上に存在し得る粘弾性の物質の検出を可能にし、前記遠位光学歯肉検出器送信部及び前記遠位光学歯肉検出器受信部は、それぞれ、コントローラによる光信号の送信及び光信号の受信時、前記遠位プローブ部の前記遠位先端の前記開口が、前記開口を介する流体の通過を少なくとも部分的に妨害する粘弾性の物質と接触し、歯肉と接触していないかを前記コントローラが決定することを可能にする前記光信号を送信及び受信する、請求項１に記載の歯科衛生検出装置。
【請求項７】
前記歯科衛生検出装置は更に近位ボディ部を含み、
前記近位ボディ部は、前記遠位光学歯肉検出器送信部に光結合された近位光学歯肉検出器送信部を含む、請求項１に記載の歯科衛生検出装置。
【請求項８】
前記近位光学歯肉検出器送信部は第１の近位光送信ファイバを含み、
前記近位ボディ部は光結合器を更に含み、
前記光結合器は前記第１の近位光送信ファイバに光結合される、請求項７に記載の歯科衛生検出装置。
【請求項９】
前記近位光学歯肉検出器送信部は、第１の発光ダイオード及び第２の発光ダイオードを更に含み、各ダイオードは前記光結合器に光結合され、前記第１及び第２の発光ダイオードから前記遠位口腔挿入部内の前記遠位光学歯肉検出器送信部に光が送られる、請求項８に記載の歯科衛生検出装置。
【請求項１０】
前記近位光学歯肉検出器送信部は、第１の近位送信光ファイバを含み、
前記近位光学歯肉検出器送信部は、更に、前記第１の近位送信光ファイバに光結合された発光ダイオードを含む、請求項７に記載の歯科衛生検出装置。
【請求項１１】
前記近位ボディ部は、前記遠位光学歯肉検出器受信部に光結合された近位光学歯肉検出器受信部を更に含む、請求項７に記載の歯科衛生検出装置。
【請求項１２】
前記遠位光学歯肉検出器受信部は、第１の遠位受信光ファイバを含み、
前記近位光学歯肉検出器受信部は、前記第１の遠位受信光ファイバに光結合された第１の近位受信ファイバを含む、請求項１１に記載の歯科衛生検出装置。
【請求項１３】
前記近位光学歯肉検出器受信部は、前記第１の近位受信光ファイバに光結合された光検出器を更に含む、請求項１２に記載の歯科衛生検出装置。
【請求項１４】
前記近位光学歯肉検出器受信部は、前記第１の近位受信光ファイバに光結合された第２の光検出器を更に含む、請求項１３に記載の歯科衛生検出装置。
【請求項１５】
前記近位光学歯肉検出器送信部は、第１の近位光送信ファイバと、前記第１の近位送信光ファイバに光結合された発光ダイオードとを含む、請求項１４に記載の歯科衛生検出装置。
【請求項１６】
前記近位光学歯肉検出器送信部は、第２の近位光送信ファイバと、前記第２の近位送信光ファイバに光結合された発光ダイオードとを更に含む、請求項１５に記載の歯科衛生検出装置。
【請求項１７】
前記近位光学歯肉検出器送信部は、
前記遠位光学歯肉検出器送信部に光結合された第１の近位送信光ファイバと、
前記遠位光学歯肉検出器送信部に光結合された第２の近位送信光ファイバとを含む、請求項７に記載の歯科衛生検出装置。
【請求項１８】
前記近位ボディ部は、更に、
前記第１の近位送信光ファイバに光結合された第１の発光ダイオードと、
前記第２の近位送信光ファイバに光結合された第２の発光ダイオードとを含む、請求項１７に記載の歯科衛生検出装置。
【請求項１９】
前記近位光学歯肉検出器受信部は、
前記第１の遠位受信ファイバに光結合された第１の近位受信光ファイバと、
前記第２の遠位受信ファイバに光結合された第２の近位受信光ファイバとを含む、請求項１７に記載の歯科衛生検出装置。
【請求項２０】
前記近位ボディ部は、更に、
前記第１の近位受信光ファイバに光結合された第１の光検出器と、
前記第２の近位受信光ファイバに光結合された第２の光検出器とを含む、請求項１９に記載の歯科衛生検出装置。
【請求項２１】
前記近位光学歯肉検出器送信部は、
光送信面を定め、光学レンズを介して前記第１の近位送信ファイバに光結合されるダイクロイックキューブを含み、前記光学レンズは、前記ダイクロイックキューブの前記光送信面から出射された前記第１の近位送信ファイバを通る光を集束するよう配置される、請求項７に記載の歯科衛生検出装置。
【請求項２２】
前記ダイクロイックキューブは、第１の受光面及び第２の受光面を更に含み、
前記近位光学歯肉検出器送信部は、更に、
第１の発光ダイオード、及び、前記第１の発光ダイオードと前記第１の受光面との間に配置され、前記第１の発光ダイオードから出射された光を前記第１の受光面に集束させる他の光学レンズと、
第２の発光ダイオード、及び、前記第２の発光ダイオードと前記第２の受光面との間に配置され、前記第２の発光ダイオードから出射された光を前記第２の受光面に集束させる更に他の光学レンズとを含む、請求項２１に記載の歯科衛生検出装置。
【請求項２３】
前記ストリームプローブ信号は圧力信号であり、前記検出装置は更に、
前記ストリームプローブの近位プローブ部内の前記圧力信号を検出するよう構成及び配置された圧力センサを含む、請求項７に記載の歯科衛生検出装置。
【請求項２４】
コントローラを更に含み、前記コントローラは前記圧力センサによって感知された圧力値を処理し、前記ストリームプローブの前記遠位プローブ部の前記遠位先端の前記開口を介する第２の流体の通過を少なくとも部分的に妨害する粘弾性の物質と相関する信号の測定、及び、コントローラによる光信号の送信及び光信号の受信時、前記遠位プローブ部の前記遠位先端の前記開口が、前記遠位プローブ部の前記遠位先端の前記開口を介する流体の通過を少なくとも部分的に妨害する粘弾性の物質と接触し、歯肉と接触していないかを前記コントローラが決定することを可能にする前記光信号をそれぞれ送信及び受信する前記遠位光学歯肉検出器送信部及び前記遠位光学歯肉検出器受信部による確認に基づき、前記圧力値が、前記歯面上に存在し得る粘弾性の物質の検出を示すか否かを決定する、請求項２３に記載の歯科衛生検出装置。
【請求項２５】
前記遠位口腔挿入部は、前記遠位口腔挿入部の前記近位端に配置された送信カプラーを更に含み、前記遠位光学歯肉検出器送信部は、前記送信カプラーに結合される、請求項１乃至２４の何れか一項に記載の歯科衛生検出装置。
【請求項２６】
前記遠位口腔挿入部の前記近位端に配置された受信カプラーを更に含み、前記遠位光学歯肉検出器受信部は、前記受信カプラーに結合される、請求項２５に記載の歯科衛生検出装置。
【請求項２７】
前記近位ボディ部は、前記送信カプラー及び前記受信カプラーを介して前記遠位口腔挿入部に取り外し可能に取り付け可能である、請求項２６に記載の歯科衛生検出装置。
【請求項２８】
前記近位ボディ部は、前記遠位口腔挿入部と一体的に形成される、請求項７乃至２４の何れか一項に記載の歯科衛生検出装置。
【請求項２９】
前記粘弾性の物質は、歯垢である、請求項１乃至２８の何れか一項に記載の歯科衛生検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［０００２］本開示は、歯面の状態を検出するために使用される装置に関する。より具体的には、本開示は、歯面の状態を検出するために使用されるストリームプローブに関する。
【０００２】
［０００４］本願は、２０１２年１２月２１日に出願された米国仮出願No. 61/740,904、“PLAQUE DETECTION USING A STREAM PROBE”、及び２０１２年１２月２７日に出願された米国仮出願No. 61/746,361、“PLAQUE DETECTION USING A STREAM PROBE”の利益及びこれらに基づく優先権を主張し、これにより、両出願の全内容が参照により本明細書に組み込まれる。 
【背景技術】
【０００３】
［０００６］虫歯又は歯周病は、歯垢内に存在する細菌によって引き起こされる感染症であると考えられている。歯垢の除去は口腔衛生にとって非常に重要である。しかし、歯垢を肉眼で特定することは容易ではない。歯垢及び／又は虫歯の検出を援助するために、様々な歯垢検出装置が製造されてきた。
【０００４】
［０００７］歯垢検出装置のほとんどは、訓練された専門家用に構成され、歯垢（及び／又は齲蝕）と虫歯でない領域からの可視発光スペクトルが大きく異なることを利用する。一部の歯垢検出装置は、消費者が良好な口腔衛生を達成するのを援助するために、（通常、ほとんどが訓練された歯科専門家ではない）消費者による家庭での使用のために構成される。
【０００５】
［０００８］例えば、歯垢装置の１つの既知の種類は、照射光を用いて歯材料及び歯肉を照射し、バイオフィルムに感染している領域及び歯垢領域を特定する。この種の歯垢検出装置は、単色励起光を用いて４４０−４７０ｎｍ（例えば青色光）及び５６０−６４０ｎｍ（例えば赤色光）の２つの帯域の蛍光を検出するよう構成することができ、強度を差し引くことにより歯垢及び／又は虫歯領域が明らかになる。
【０００６】
［０００９］上述の歯垢装置はそれらの使用目的には適しているが、１つ以上の短所を呈する。特に、目の各領域は異なる光の波長を吸収することが知られており、目が余りに多くの光を吸収する場合、目が傷つくおそれがある。理解され得るように、起こり得る目の負傷を防ぐためには、歯垢検出装置が適切に口内に配置されるまで、ユーザーが歯垢検出装置を起動しないことが必要である。しかし、上記装置は、歯垢検出装置が口内に配置されたときを自動的に検出するよう構成されていない。結果として、適切な取扱い上の注意が守られない場合、例えば消費者による誤用の場合、目にさらされるとき、目を傷つけ又は不快なぎらつきを生じる潜在的に有害な放射がもたらされるおそれがある。更に、この技術は特に古い歯垢を検出するのに適しており、歯の蛍光と若い（１日後）歯垢の蛍光とは区別されない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
［００１１］本発明の一課題は、表面（例えば歯面（dental surface））上の物質（例えば歯垢）の改良された検出を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
［００１２］したがって、本開示の一側面は、表面上の物質の存在を検出するための装置を含む。装置は、近位ポンプ（例えばシリンジ）部を含む近位ボディ部、及び第１の流体に浸漬されるよう構成された少なくとも１つの遠位プローブ部を含む。近位ポンプ部及び遠位プローブ部は、互いに流体連結する。遠位プローブ部は、第２の流体（例えば気体又は液体）の通過を可能にする開口を有する遠位先端を定める。装置は、遠位先端を介する第２の流体の通過が、遠位先端の開口を介する流体の通過を少なくとも部分的に妨害する物質と相関する信号の測定に基づく、表面上に存在し得る物質の検出を可能にするよう構成される。
【０００９】
［００１３］一側面では、信号は圧力信号でもよく、検出装置は、圧力信号を検出するよう構成及び配置された圧力センサを更に含む。近位ポンプ部が、圧力センサを含んでもよい。
【００１０】
［００１４］一側面では、装置は、近位ポンプ部と遠位プローブ部との間に配置された圧力センシング部を更に含んでもよく、圧力センサは、圧力信号を検出するよう圧力センシング部と流体連結するよう配置される。近位ポンプ部、圧力センシング部、及び遠位プローブ部は、合わせて検出装置の総体積となる内部体積をそれぞれ定め、検出装置はアコースティックローパスフィルタを形成し得る。
【００１１】
［００１５］他の側面では、近位ポンプ部は可動プランジャーを含んでもよく、可動プランジャーが近位ポンプ部の近位端から近位ポンプ部の遠位端に向かって往復移動できるよう構成及び配置されてもよい。これにより、プランジャーの移動は遠位プローブ部内に体積又は質量フローを引き起こし、又は近位ポンプ部が可動ダイアフラムを含む場合、これによりダイアフラムの移動が遠位プローブ部内に体積又は質量フロー変化を引き起こす。
【００１２】
［００１６］装置は、更にコントローラを含んでもよい。コントローラは圧力センサが感知した圧力値を処理し、圧力値が遠位先端の開口を介する流体の通過を妨害する物質を示すか否かを決定し得る。物質は歯垢でもよい。
【００１３】
［００１７］装置の他の側面では、信号はプローブ部の歪みを表す。検出装置は更に、プローブ部の歪みを表す信号を検出及び測定できるよう構成され且つ遠位プローブ部上に配置された歪みゲージを含み得る。
【００１４】
［００１８］一側面では、開口を有する遠位先端は、遠位先端が表面に触れるとき、第２の流体が遠位先端を通過することが可能であるようになるような角度で面取りされてもよい。開口の面の角度は、遠位先端が表面に触れ、物質が遠位先端の開口を介する流体の通過を少なくとも部分的に妨害するとき、遠位先端を介する第２の流体の通過が少なくとも部分的に妨害されるようなものでもよい。
【００１５】
［００１９］本開示の他の側面は、互いに流体連結するポンプ部及び近位プローブ部、並びにコネクタを含む近位ボディ部を含み、近位プローブ部と遠位プローブ部との間の流体連結を確立するために、近位プローブ部はコネクタを介して検出装置の遠位プローブ部に接続され得る。検出装置は、第１の流体内に浸漬されるよう構成された遠位プローブ部を含む。遠位プローブ部は、第２の流体の通過を可能にする開口を有する遠位先端を定める。装置は、遠位先端を介する第２の流体の通過が、遠位先端の開口を介する流体の通過を少なくとも部分的に妨害する物質と相関する信号の測定に基づく、表面上に存在し得る物質の検出を可能にするよう構成される。
【００１６】
［００２０］本開示の他の側面は、表面上の物質の存在を検出するためのシステムを含む。システムは、上記の第１の検出装置と、上記の第１の検出装置と同様に構成された少なくとも第２の検出装置とを含む。
【００１７】
［００２１］本開示の他の側面は、表面上の物質の存在を検出する方法を含み、方法は、近位端及び流体媒体の通過を可能にする開口を有する遠位プローブ先端を含む内部チャネルを定めるストリームプローブ管状部材又はストリームプローブにより、プローブ先端を表面の近くに且つストリームプローブ管状部材が第１の流体媒体内に浸漬されるよう配置するステップと、第２の流体媒体を内部チャネル及び遠位プローブ先端を通過させるステップと、第１の流体媒体内に生じる相互作用ゾーンにおいて、遠位プローブ先端を表面に触れさせるステップと、内部チャネル若しくは遠位プローブ先端又はこれらの結合を介する第２の流体媒体のフローの少なくとも部分的な妨害の検出により、相互作用ゾーンの特性を調べるステップとを含む。
【００１８】
［００２２］本開示の他の側面は、表面上の物質の存在を検出する方法を含み、方法は、それぞれが近位端及び流体媒体の通過を可能にする開口を有する遠位プローブ先端を含む内部チャネルを定める少なくとも２つのストリームプローブ管状部材又はストリームプローブにより、２つのプローブ先端を表面の近くに且つ２つのストリームプローブ管状部材又はストリームプローブが第１の流体媒体内に浸漬されるよう配置するステップと、第２の流体媒体を内部チャネル及び遠位プローブ先端を通過させるステップと、第１の流体媒体内に生じる相互作用ゾーンにおいて、遠位プローブ先端を表面に触れさせるステップと、内部チャネル若しくは遠位プローブ先端又はこれらの結合を介する第２の流体媒体のフローの少なくとも部分的な妨害の検出により相互作用ゾーンの特性を調べるステップとを含む。
【００１９】
［００２３］一側面では、内部チャネル及び遠位プローブ先端を介する第２の流体媒体のフローの少なくとも部分的な妨害の検出は、２つのストリームプローブ管状部材のうちの一方及び２つのストリームプローブ管状部材のうちの他方で検出された圧力信号間の差の検出を含み得る。
【００２０】
［００２４］他の側面では、内部チャネル及び遠位プローブ先端を介する第２の流体のフローの少なくとも部分的な妨害の検出は、２つのストリームプローブ管状部材のうちの一方及び２つのストリームプローブ管状部材のうちの他方で検出された歪み信号間の差の検出を含み得る。
【００２１】
［００２５］他の側面では、遠位先端は、遠位先端が表面に触れ、第２の流体媒体が面取りされた開口を通過することが可能になるとき、第２の流体媒体を内部チャネル及び遠位プローブ先端を通過させるステップが可能になるような角度で面取りされ得る開口を有する。
【００２２】
［００２６］他の側面では、内部チャネル及び遠位プローブ先端のうちの少なくとも１つを介する第２の流体媒体のフローの少なくとも部分的な妨害を検出するステップは、開口の面の角度が、遠位先端が表面に触れ、物質が遠位先端の開口を介する第２の流体媒体の通過を少なくとも部分的に妨害するとき、遠位先端を介する第２の流体の通過が少なくとも部分的に妨害されるような角度であることにより可能にされる。
【００２３】
［００２７］一側面では、相互作用ゾーンの特性の調査は、相互作用ゾーン内の表面に由来する歯垢の特性の測定を含み得る。
【００２４】
［００２８］他の側面では、第２の流体媒体を内部チャネル及び遠位プローブ先端を通過させるステップは、第２の流体媒体を少なくとも２つのストリームプローブ管状部材の近位端から遠位プローブ先端を介して遠位に流させること、又は、第２の流体媒体を遠位プローブ先端から内部チャネルを介してストリームプローブ管状部材の近位端に向けて近位に流させることによって実行され得る。
【００２５】
［００２９］本開示は、プローブ先端を介する流体媒体の流出特性を記録することにより歯面を調査する方法について述べる。プローブ先端から流出する流体の特性は、例えば、時間の関数として流体媒体の圧力を記録することによって測定され得る。先端−表面領域からの気泡を含む流体の放出特性は、プローブ先端に存在する歯面又は歯科物質（dental material）の粘弾性特性を特徴付け得る。気泡を含む流体は、歯ブラシの歯垢除去率も高め得る。
【００２６】
［００３０］本開示の例示的な実施形態の新規の特徴は以下の通りである。
【００２７】
［００３１］（ａ）プローブ先端において流体媒体が表面と接触させられ、先端と表面との間に相互作用ゾーンを生成する。
【００２８】
［００３２］（ｂ）相互作用ゾーン内の媒体の形状及び／又は動態は、表面及び／又は表面に由来する物質の特性に依存する。
【００２９】
［００３３］（ｃ）相互作用ゾーン内の媒体の圧力、形状、及び／又は動態が検出される。
【００３０】
［００３４］コントローラにより、特定の歯の歯面において、歯垢の所定の最大容認可能又は許容可能レベルを上回る歯垢レベルが検出されたか否かが決定される。
【００３１】
［００３５］陰性の決定がなされた場合、ブラシを隣の歯又は他の歯に進めるよう、組み込みストリームプローブ歯垢検出システムを有する電気歯ブラシのユーザーに信号が送られる。
【００３２】
［００３６］あるいは、陽性の検出がなされた場合、その特定の歯のブラッシングを続けるよう、組み込みストリームプローブ歯垢検出システムを有する電気歯ブラシのユーザーに信号が送られる。
【００３３】
［００３７］したがって、本開示の実施形態は、遠位先端の開口を介する流体の通過が、開口を介する流体の通過を少なくとも部分的に妨害する物質と相関する信号の測定に基づく、表面、例えば歯面上に存在し得る物質の検出を可能にするよう構成された装置に関する。装置は近位ポンプ部と、他の流体内に浸漬されるよう構成された少なくとも１つの遠位プローブ部とを含む。装置は、少なくとも２つの装置を含む対応するシステム内に含まれてもよい。方法は、フローの少なくとも部分的な妨害のための相互作用ゾーンの調査を含む。
【００３４】
［００３８］例示的な一実施形態では、例えば遠位プローブ部内の圧力が周囲圧力以下のとき、第１の流体も遠位プローブ部の遠位先端の開口を通過し得る。
【００３５】
［００３９］ストリームプローブ管状部材が歯肉上に配置される場合の偽の陽性信号の発生を減らすよう方法の有効性を高めるために、歯肉と歯垢とを識別することが有益である。したがって、本開示の例示的な一実施形態によれば、歯垢検出機能を備えた歯ブラシ等の検出装置は、歯垢検出用の第１のストリームプローブ及び歯肉のみを検出するための第２のストリームプローブを含む。両信号を比較することにより、検出装置は歯肉を歯垢に対して識別することができる。表面上の物質の存在を検出するための検出装置は、第１のストリームプローブの遠位プローブ部を含む。遠位プローブ部は、第１の流体内に浸漬されるよう構成される。第１のストリームプローブの遠位プローブ部は、第２の流体が通過することを可能にする開口を有する遠位先端を定める。遠位先端は、検出装置の対象又はユーザーにより表面上に存在し得る物質を検出するよう構成されたサイズ及び形状を有する。検出装置は、第２のストリームプローブの遠位プローブ部を含む。第２のストリームプローブの第１の遠位プローブ部は、第１の流体内に浸漬されるよう構成され、第２の流体の通過を可能にする開口を有する遠位先端を定める。遠位先端は、遠位先端が検出装置の対象又はユーザーの歯肉上に配置されていることを検出するよう構成されたサイズ及び形状を有する。検出装置は、第１のストリームプローブの遠位プローブ部の遠位先端を介する第２の流体の通過及び第２のストリームプローブの遠位プローブ部の遠位先端を介する第２の流体の通過が、第１のストリームプローブの遠位プローブ部の遠位先端の開口を介する第２の流体の通過を少なくとも部分的に妨害する物質と相関する信号の測定、及び、物質が検出装置の対象又はユーザーの歯肉ではなく、物質が検出装置の対象又はユーザーの歯肉である偽のアラーム信号の生成ではないことの確認に基づく、表面上に存在し得る物質の検出を可能にするよう構成される。確認は、第１のストリームプローブの遠位プローブ部の遠位先端の開口を介する流体の通過を少なくとも部分的に妨害する物質と相関する信号の測定と、第２のストリームプローブの遠位プローブ部の遠位先端の開口を介する流体の通過を妨害しない物体と相関する信号の測定との間の比較によって実現される。
【００３６】
［００４０］例示的な一実施形態では、第１のストリームプローブの遠位プローブ部は長軸を定め、第２のストリームプローブの遠位プローブ部は長軸を定め、それぞれが各長軸を横断する方向に円形断面を定める。第２のストリームプローブの遠位プローブ部の遠位先端の開口は、第１のストリームプローブの遠位プローブ部の遠位先端の開口のまわりに同心円状に配置され得る。第１のストリームプローブの遠位プローブ部及び第２のストリームプローブの遠位プローブ部は共通の長軸を定め、第１のストリームプローブの遠位プローブ部の遠位先端及び第２のストリームプローブの遠位プローブ部の遠位先端は、それぞれ、共通の長軸を横断する方向に、且つ、共通の長軸に関して定められる第１のストリームプローブの遠位プローブ部及び第２のストリームプローブの遠位プローブ部の各近位端に関して凹状プロフィールを定め得る。
【００３７】
［００４１］例示的な他の実施形態では、第１のストリームプローブの遠位プローブ部及び第２のストリームプローブの遠位プローブ部は共通の長軸を定め、第１のストリームプローブの遠位プローブ部の遠位先端及び第２のストリームプローブの遠位プローブ部の遠位先端は、それぞれ、共通の長軸を横断する方向に、且つ、共通の長軸に関して定められる第１のストリームプローブの遠位プローブ部及び第２のストリームプローブの遠位プローブ部の各近位端に関して凸状プロフィールを定め得る。
【００３８】
［００４２］他の例示的な実施形態では、第１のストリームプローブの遠位プローブ部及び第２のストリームプローブの遠位プローブ部は共通の長軸を定め、共通の長軸に関して定められた第１のストリームプローブの遠位プローブ部及び第２のストリームプローブの遠位プローブ部の各近位端に関して、且つ、共通の長軸沿いの遠位先端に関して、第１のストリームプローブの遠位プローブ部の遠位先端は凹状プロフィールを定め、共通の長軸沿いの遠位先端に関して、第２のストリームプローブの遠位プローブ部の遠位先端は凸状プロフィールを定め得る。
【００３９】
［００４３］例示的な一実施形態では、第１のストリームプローブの遠位プローブ部及び第２のストリームプローブの遠位プローブ部は、互いの近傍に且つ長軸が互いに平行であるように配置され得る。
【００４０】
［００４４］他の側面では、例示的な一実施形態において、検出装置は更に、ポンプ部、第１のストリームプローブの近位プローブ部、及び第２のストリームプローブの近位プローブ部を含む近位ボディ部を含み、近位ポンプ部、第１のストリームプローブの近位プローブ部及び遠位プローブ部、第２のストリームプローブの近位プローブ部及び遠位プローブ部は、互いに流体連結する。
【００４１】
［００４５］例示的な他の実施形態では、信号は圧力信号であり、検出装置は更に、第１のストリームプローブの近位部分内の圧力信号を検出するよう構成及び配置された圧力センサと、第２のストリームプローブの近位部分内の圧力信号を検出するよう構成及び配置された圧力センサとを含み得る。検出装置は、更に、第１のストリームプローブの近位部分内に配置された制限オリフィスと、第２のストリームプローブの近位部分内に配置された制限オリフィスとを含み得る。例示的な一実施形態では、第２のストリームプローブの近位プローブ部は、第１のストリームプローブの近位プローブ部のまわりに同心円状に配置される。
【００４２】
［００４６］他の例示的な実施形態では、ポンプ部、第１のストリームプローブの近位プローブ部、及び第２のストリームプローブの近位プローブ部は、第１のストリームプローブの遠位プローブ部及び第２のストリームプローブの遠位プローブ部にそれぞれ取り外し可能に取り付け可能である。
【００４３】
［００４７］あるいは、他の例示的な実施形態では、第１のストリームプローブの遠位プローブ部は第１のストリームプローブの近位プローブ部と一体的に連結され、第２のストリームプローブの遠位プローブ部は第２のストリームプローブの近位プローブ部と一体的に連結される。
【００４４】
［００４８］他の側面では、例示的な一実施形態において、検出装置は、更にコントローラを含み、コントローラは圧力センサによって感知された圧力値を処理し、第１のストリームプローブの遠位プローブ部の遠位先端の開口を介する第２の流体の通過を少なくとも部分的に妨害する物質と相関する信号の測定、及び、物質が検出装置の対象又はユーザーの歯肉ではなく又は物質が検出装置の対象又はユーザーの歯肉である偽の陽性アラーム信号の生成ではないことの確認に基づき、圧力値が表面上に存在し得る物質の検出を示すか否かを決定する。確認は、第１のストリームプローブの遠位プローブ部の遠位先端の開口を介する第２の流体の通過を少なくとも部分的に妨害する物質と相関する信号の測定と、第２のストリームプローブの遠位プローブ部の遠位先端の開口を介する第２の流体の通過を妨害しない物体と相関する信号の測定との間の比較によって実現される。 
【００４５】
［００４９］本開示に係る表面上の物質の存在を検出するための検出装置の他の例示的な実施形態は、ユーザー又は対象の歯肉上に配置されている第１のストリームプローブによってトリガーされて歯垢の存在を誤って知らせる偽の陽性信号を無効化する。より具体的には、本開示の実施形態に係る光学歯肉検出器は、上記の歯垢検出のためのストリームプローブを用いた偽の陽性信号に対する解決策を提供し、すなわち、歯垢として解釈され得る歯肉上のストリームプローブの閉塞により偽の陽性信号が起こる。
【００４６】
［００５０］光学歯肉検出器の適用の原理は、歯肉の反射率における波長６００ｎｍでの鋭い遷移の上下の波長に関する反射光の比率を測定することである。この反射率比は、歯肉と歯との間の良好なコントラストを表す。歯肉上のストリームプローブ位置と１つ又は複数の歯上のストリームプローブ位置とを区別するよう閾値を設定することができ、これにより、ストリームプローブによる歯垢検出の偽の陽性信号が無効化される。 
【００４７】
［００５１］したがって、本開示に係る表面上の物質の存在を検出するための歯科衛生検出装置は、近位端及び遠位端を定める遠位口腔挿入部を含み、第１の流体内に浸漬されるよう構成されたストリームプローブの遠位プローブ部を含む。遠位プローブ部は、第２の流体が通過することを可能にする開口を有する遠位先端を定める。遠位先端は表面上に存在し得る物質を検出するよう構成されたサイズ及び形状を有する。遠位口腔挿入部は、近位端及び遠位先端を定める遠位光学歯肉検出器送信部を含む。遠位光学歯肉検出器送信部の遠位先端は、遠位口腔挿入部の遠位端の近傍に延びる。遠位口腔挿入部は、近位端及び遠位先端を定める遠位光学歯肉検出器受信部を含む。遠位光学歯肉検出器受信部は遠位口腔挿入部の遠位端の近傍に延びる。検出装置は、遠位プローブ部の遠位先端を介する第２の流体の通過が、遠位プローブ部の遠位先端の開口を介する流体の通過を少なくとも部分的に妨害する物質と相関するストリームプローブ信号の測定に基づく、表面上に存在し得る物質の検出を可能にするよう構成される。また、検出装置は、遠位光学歯肉検出器送信部及び遠位光学歯肉検出器受信部が、それぞれ、コントローラによる光信号の送信及び光信号の受信時、遠位プローブ部の遠位先端の開口が、開口を介する流体の通過を少なくとも部分的に妨害する物質と接触し、検出装置の対象又はユーザーの歯肉と接触していないかをコントローラが決定することを可能にする光信号を送信及び受信するよう構成される。
【００４８】
［００５２］例示的な一実施形態では、遠位光学歯肉検出器送信部は、近位端及び遠位口腔挿入部の遠位端の近傍に延びる遠位先端を定める第１の遠位送信光ファイバを含み、遠位光学歯肉検出器送信部は更に、近位端及び遠位口腔挿入部の遠位端の近傍に延びる遠位先端を定める第２の遠位送信光ファイバを含み得る。
【００４９】
［００５３］他の例示的な実施形態では、歯科衛生検出装置は更に近位ボディ部を含み、近位ボディ部は、遠位光学歯肉検出器送信部に光結合された近位光学歯肉検出器送信部を含む。
【００５０】
［００５４］例示的な一実施形態では、近位光学歯肉検出器送信部は、光送信面を定め、光学レンズを介して第１の近位送信ファイバに光結合されたダイクロイックキューブを含み、光学レンズは、ダイクロイックキューブの光送信面から出射された第１の近位送信ファイバを通る光を集束するよう配置される。ダイクロイックキューブは、第１の受光面及び第２の受光面を更に含み得る。近位光学歯肉検出器送信部は更に、第１の発光ダイオード、及び第１の発光ダイオードと第１の受光面との間に配置され、第１の発光ダイオードから出射された光を第１の受光面に集束させる他の光学レンズと、第２の発光ダイオード、及び第２の発光ダイオードと第２の受光面との間に配置され、第２の発光ダイオードから出射された光を第２の受光面に集束させる他の光学レンズとを含み得る。
【００５１】
［００５５］他の例示的な実施形態では、近位光学歯肉検出器送信部は第１の近位光送信ファイバを含み、近位ボディ部は第１の近位光送信ファイバに光結合された光結合器を更に含み得る。
【００５２】
［００５６］近位光学歯肉検出器送信部は、第１の発光ダイオード及び第２の発光ダイオードを更に含み得る。各ダイオードが光結合器に光結合され、第１及び第２の発光ダイオードから遠位口腔挿入部内の遠位光学歯肉検出器送信部に光が送られ得る。
【００５３】
［００５７］他の例示的な実施形態では、近位光学歯肉検出器送信部は、第１の近位送信光ファイバを含み、近位光学歯肉検出器送信部は、更に、第１の近位送信光ファイバに光結合された発光ダイオードを含む。
【００５４】
［００５８］他の例示的な実施形態では、近位ボディ部は、遠位光学歯肉検出器受信部に光結合された近位光学歯肉検出器受信部を更に含み得る。
【００５５】
［００５９］他の例示的な実施形態では、遠位光学歯肉検出器受信部は、第１の遠位受信光ファイバを含み、近位光学歯肉検出器受信部は、第１の遠位受信光ファイバに光結合された第１の近位受信ファイバを含む。
【００５６】
［００６０］他の例示的な実施形態では、近位光学歯肉検出器受信部は、第１の近位受信光ファイバに光結合された光検出器を更に含む。近位光学歯肉検出器受信部は、第１の近位受信光ファイバに光結合された第２の光検出器を更に含み得る。
【００５７】
［００６１］他の例示的な実施形態では、近位光学歯肉検出器送信部は、第１の近位光送信ファイバと、第１の近位送信光ファイバに光結合された発光ダイオードとを含む。
【００５８】
［００６２］他の例示的な実施形態では、近位光学歯肉検出器送信部は、第２の近位光送信ファイバと、第２の近位送信光ファイバに光結合された発光ダイオードとを更に含み得る。
【００５９】
［００６３］他の例示的な実施形態では、ストリームプローブ信号は圧力信号であり、検出装置は更に、ストリームプローブの近位プローブ部内の圧力信号を検出するよう構成及び配置された圧力センサを含む。
【００６０】
［００６４］例示的な一実施形態では、歯科衛生検出装置はコントローラを更に含み、コントローラは圧力センサによって感知された圧力値を処理し、ストリームプローブの遠位プローブ部の遠位先端の開口を介する第２の流体の通過を少なくとも部分的に妨害する物質と相関する信号の測定、及び、コントローラによる光信号の送信及び光信号の受信時、遠位プローブ部の遠位先端の開口が、遠位プローブ部の遠位先端の開口を介する流体の通過を少なくとも部分的に妨害する物質と接触し、検出装置の対象又はユーザーの歯肉と接触していないかをコントローラが決定することを可能にする光信号をそれぞれ送信及び受信する遠位光学歯肉検出器送信部及び遠位光学歯肉検出器受信部による確認に基づき、圧力値が、表面上に存在し得る物質の検出を示すか否かを決定する。
【００６１】
［００６５］本開示の上記及び他の側面は、後述される実施形態を参照して説明され、明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
［００６７］本開示の側面は、下記の図面を参照してより良く理解され得る。図中の構成要素は必ずしも縮尺通りではなく、開示の原理を明確に説明することに重点が置かれる。更に、図面において、同様の参照符号は異なる図面を通して対応する部品又は部分を示す。
【００６３】
【図１】［００６９］図１は、本開示に係る歯面に作用するストリームプローブの一般的な原理を示す。
【図２】［００７０］図２は、本開示の例示的な一実施形態に係る、歯面に作用するストリームプローブに関する、親水性がより低い表面及び親水性がより高い表面上の表面張力の影響を示す。
【図３】［００７１］図３は、本開示の例示的な一実施形態に係る水中の針からの気泡の左右の図を示し、左では歯垢表面に触れ、右ではエナメル質表面に触れている。
【図４Ａ】［００７２］図４Ａは、管内圧の測定中にプローブ先端に管を介して連続的な気体流を供給するポンプ部を有するストリームプローブの本開示の例示的な一実施形態を示す。
【図４Ｂ】［００７３］図４Ｂは、ポンプ内圧の測定中にプローブ先端に管を介して連続的な気体流を供給するポンプ部の例示的な一実施形態を有する図４Ａのストリームプローブの他の例示的な実施形態を示す。
【図４Ｃ】［００７４］図４Ｃは、ポンプ内圧の測定中にプローブ先端に管を介して略連続的な気体流を供給するポンプ部の他の例示的な実施形態を有する図４Ａ及び図４Ｂのストリームプローブの他の例示的な実施形態を示す。
【図５】［００７５］図５は、時間の関数として図４Ａのストリームプローブのサンプル圧力測定を示す。
【図６】［００７６］図６は、様々な歯面までの図４Ａのプローブ先端の距離の関数としてサンプル圧力信号振幅を示す。
【図７】［００７７］図７は、本開示の例示的な一実施形態に係る表面上の物質の存在を検出するためのシステムを示し、左は、歯垢等の歯面物質による部分的な妨害を有するストリームプローブの一実施形態を示し、一方、右は、妨害されていないストリームプローブの一実施形態を示す。
【図８】［００７８］図８は、左に、図７の妨害されていないストリームプローブのサンプル圧力測定対時間を示し、右に、図７の部分的に妨害されているストリームプローブのサンプル圧力測定対時間を示す。
【図９】［００７９］図９は、本開示の例示的な一実施形態に係るテフロン（登録商標）先端を有するストリームプローブの圧力信号対時間を示す。
【図１０】［００８０］図１０は、本開示の例示的な一実施形態に係る電気歯ブラシ等の歯科用装置に組み込まれたストリームプローブシステムを示す。
【図１１】［００８１］図１１は、ブラシの毛の中に配置されたストリームプローブ先端を有する図１０の線２１１−２１１沿いに取られた歯科用装置のブラシの図を示す。
【図１２】［００８２］図１２は、ストリームプローブ先端がブラシの毛から遠位に延びる、図１１のブラシの図の他の例示的な実施形態を示す。
【図１３】［００８３］図１３は、第１のストリームプローブ先端への入り口における管内圧及び第２のストリームプローブ先端への入り口における内圧を測定する間、２つのプローブ先端に管を介して連続的な気体流を供給するポンプ部を有する図４Ａのストリームプローブの他の例示的な実施形態を示す。
【図１４】［００８４］図１４は、図１３に係るストリームプローブの実施形態に係るようなブラシの基部を含むブラシ上に複数のストリームプローブを含む図１０のブラシの他の例示的な実施形態を示す。
【図１５】［００８５］図１５は、図１４のブラシの他の図を示す。
【図１６】［００８６］図１６は、図１４のブラシの他の図を示す。
【図１７】［００８７］図１７は、ブラシの基部を含むブラシ上に複数のストリームプローブを含む図１０のブラシの他の例示的な実施形態を示す。
【図１８】［００８８］図１８は、図１７のブラシの他の図を示す。
【図１９】［００８９］図１９は、図１７のブラシの他の図を示す。
【図２０】［００９０］図２０は、ストリームプローブ作動装置が第１のストリームプローブを含む、表面上の物質の存在を検出するためのシステム本開示の例示的な一実施形態を示す。
【図２１】［００９１］図２１は、他のストリームプローブ作動装置が第２のストリームプローブを含む図２０のシステムを示す。
【図２２】［００９２］図２２は、モーターが図２０及び図２１のストリームプローブ作動装置を作動する共通のシャフトに動作可能に接続された図２０及び図２１のシステムを示す。
【図２３】［００９３］図２３は、本開示の例示的な一実施形態に係る、歯垢検出用の第１のストリームプローブと装置の対象又はユーザーの歯肉検出用の第２のストリームプローブとを含む検出装置を示す。
【図２４】［００９４］図２４は、第２のストリームプローブが第１のストリームプローブのまわりに同心円状に配置される第１のストリームプローブ及び第２のストリームプローブの断面を示す図２３の断面２４−２４沿いに取られた断面図である。
【図２５Ａ】［００９５］図２５Ａは、遠位先端が共に凹状プロフィールを有する、図２３の第１のストリームプローブ及び第２のストリームプローブの遠位プローブ部の遠位先端の部分側面図である。
【図２５Ｂ】［００９６］図２５Ｂは、図２３及び図２５Ａの第１及び第２のストリームプローブの遠位プローブ部の遠位先端の他の例示的な実施形態の部分側面図であり、第１のストリームプローブの遠位プローブ部の遠位先端は凹状プロフィールを有し、第２のストリームプローブの遠位プローブ部の遠位先端は凸状プロフィールを有する。
【図２５Ｃ】［００９７］図２５Ｃは、図２５Ｂの第１及び第２のストリームプローブの遠位プローブ部の遠位先端の他の例示的な実施形態の部分側面図であり、第１のストリームプローブの遠位プローブ部の遠位先端は凹状プロフィールを有し、第２のストリームプローブの遠位プローブ部の遠位先端は凸状プロフィールを有する。
【図２５Ｄ】［００９８］図２５Ｄは、遠位先端が共に凸状プロフィールを有する、図２３、図２５Ａ、図２５Ｂ、及び図２５Ｃの第１及び第２のストリームプローブの遠位プローブ部の遠位先端の他の例示的な実施形態の部分側面図である。
【図２６Ａ】［００９９］図２６Ａは、第２のストリームプローブが自身の長軸を横断する方向に弧状の非円形断面を定め、第１のストリームプローブの遠位プローブ部が自身の長軸を横断する方向に円形断面を定める、図２４の遠位プローブ部の他の例示的な実施形態の断面図である。
【図２６Ｂ】［００１００］図２６Ｂは、第１のストリームプローブの遠位プローブ部の外面が第２のストリームプローブの遠位プローブ部の内面と接するような直径を第１のストリームチューブの遠位プローブ部が有する、図２６Ａの遠位プローブ部の他の例示的な実施形態の断面図である。
【図２６Ｃ】［００１０１］図２６Ｃは、第１のストリームプローブの遠位プローブ部が一組の平行なプレートによって形成され、平行なプレートの側辺が第２のストリームプローブの遠位プローブ部の内面と接触する、図２６Ａ及び図２６Ｂの第１のストリームプローブの遠位プローブ部の他の例示的な実施形態を示す。
【図２７】［００１０２］図２７は、第１のストリームプローブの遠位プローブ部及び第２のストリームプローブの遠位プローブ部が互いの近傍に且つ長軸が互いに平行であるように分かれて配置される、図２３乃至図２５Ｄの第１及び第２のストリームプローブの遠位プローブ部の他の例示的な実施形態を示す。
【図２８】［００１０３］図２８は、第２のストリームプローブの遠位プローブ部が、図２６Ａ乃至図２６Ｃの第２のストリームプローブと同様に、自身の長軸を横断する方向に弧状の非円形断面を定める点を除き、図２７の第１及び第２のストリームプローブの遠位プローブ部の他の例示的な実施形態を示す。
【図２９】［００１０４］図２９は、遠位プローブ部の遠位先端が第２のストリームプローブの遠位プローブ部の遠位先端を越えて遠位に延び、各遠位先端が平坦な、真っ直ぐな、又は面一なプロフィールを有する点を除き、図２７及び図２８の遠位プローブ部の他の例示的な実施形態を示す。
【図３０】［００１０５］図３０は、本開示の例示的な一実施形態に係る、歯垢検出用のストリームプローブ及び装置の対象又はユーザーの歯肉を検出するための光学歯肉検出器を含む検出装置の一般的且つ複合的な部分的に概略的なブロック図である。
【図３１】［００１０６］図３１は、遠位口腔挿入部が光送信ファイバ及び光受信ファイバを含み、近位ボディ部が結合器を介して光送信ファイバに光を送る複数の光源を含む、本開示に係る図３０の検出装置の特定の一実施形態を示す。
【図３２】［００１０７］図３２は、遠位口腔挿入部が光送信ファイバ及び光受信ファイバを含み、近位ボディ部が２つの光検出器に光を送る光受信ファイバを含む、本開示に係る図３０の検出装置の他の特定の実施形態を示す。
【図３３】［００１０８］図３３は、遠位口腔挿入部が、ストリームプローブ先端がブラシの毛の中、送信光ファイバと受信光ファイバとの間に位置するブラシを含む、本開示の実施形態に係る検出装置の遠位口腔挿入部の詳細図を示す。
【図３４】［００１０９］図３４は、本開示の例示的な一実施形態に係る、歯垢検出用のストリームプローブ及び歯肉検出用の光検出器が図３３の電気歯ブラシ等の歯科用装置に組み込まれた図１０の歯科用装置の他の実施形態を示す。
【図３４Ａ】［００１１０］図３４Ａは、歯科用装置のブラシの毛の中の図３３のストリームプローブと光ファイバとの間の接続を示す、図３４の歯科用装置の丸で囲われた部分の詳細図である。
【図３４Ｂ】［００１１１］図３４Ｂは、図３３、図３４、及び図３４Ａの歯科用装置のブラシの毛支持部材内にストリームプローブ及び光ファイバを通す例示的な一実施形態を示す、図３４Ａの切断線３４Ｂ−３４Ｂ沿いに取られた断面図である。
【図３５】［００１１２］図３５は、スペクトル波長の関数としての歯肉及び歯の反射率の実験的測定結果のプロット図を示す。
【図３６】［００１１３］図３６は、丸で囲われた箇所において歯垢及び歯肉検出測定結果が実験的に求められた白色の、黄色の、及び深刻に汚れた歯を示す。
【図３７】［００１１４］図３７は、図３６に示される歯の歯垢及び歯肉検出測定の実験的測定結果のプロット図を示す。
【図３８】［００１１５］図３８は、歯及び歯肉上で測定された赤色及び緑色信号のプロット図を示す。
【図３９】［００１１６］図３９は、牛歯からのプローブの距離の関数としての歯垢及び歯肉検出の信号レベルのプロット図を示す。
【図４０】［００１１７］図４０は、遠位口腔挿入部が第１及び第２の光送信ファイバを有し、近位ボディ部上に光結合器を有さず、光受信ファイバが単一の光検出器に光を供給する、本開示に係る図３０の検出装置の他の特定の実施形態を示す。
【図４１】［００１１８］図４１は、広い照射領域を確立するために、遠位光送信ファイバが遠位光受信ファイバと比較してより短い長さを有する、本開示に係る図３２の検出装置の他の特定の実施形態を示す。
【図４２】［００１１９］図４２は、広い収集領域を確立するために、遠位光受信ファイバが遠位光送信ファイバと比較してより短い長さを有する、本開示に係る図３２の検出装置の他の特定の実施形態を示す。
【図４３】［００１２０］図４３は、第２の光受信ファイバが第２の光検出器に光を供給する、本開示に係る図４０の検出装置の他の特定の実施形態を示す。
【図４４】［００１２１］図４４は、近位ボディ部が、レンズ及びダイクロイックキューブを介して近位光送信ファイバに光を送る２つの光源を含む、本開示に係る図３１の検出装置の他の特定の実施形態を示す。
【図４５】［００１２２］図４５は、遠位口腔挿入部が、第１の側及び第２の側を定めるようその長さ沿いの縦方向中心線を定め、歯垢検出用のストリームプローブ及び歯肉検出用の光検出器を含む第１の検出装置が第１の側に配置され、歯垢検出用のストリームプローブ及び歯肉検出用の光検出器を含む第２の検出装置が第２の側に配置される、本開示の例示的な一実施形態に係る検出装置の遠位口腔挿入部を示す。
【図４６】［００１２３］図４６は、図３０の検出装置の近位光学歯肉検出器送信部と遠位光学歯肉検出器送信部との間、及び、遠位光学歯肉検出器受信部と近位光学歯肉検出器受信部との間の光結合を示し、結合は空気伝送によって作用される。
【発明を実施するための形態】
【００６４】
［００１２５］本開示は、特に、ユーザーが実際に歯から歯垢を除去しているのか及び歯垢を完全に除去し終えたかをユーザーに知らせ、安心、及び良い習慣への指導の両方を提供することによって、ユーザーが歯を清掃するのを援助することに関するシステム、装置、及び方法の様々な実施形態を説明する。例示的な一実施形態では、さもなければ消費者受容が低い可能性が高いため、情報はブラッシング中にリアルタイムで提供される。例えば、磨いている位置がきれいで、次の歯に移ることができるとき、歯ブラシがユーザーに合図を与えれば有用である。これは歯磨きの時間を短くするだけでなく、より優れた、より意識的なブラッシングルーチンをもたらし得る。
【００６５】
［００１２６］本開示の例示的な実施形態の１つの特定の使用目標は、歯磨剤の泡によって包囲された振動歯ブラシシステム、例えばＰｈｉｌｉｐｓ  Ｓｏｎｉｃａｒｅ（登録商標）歯ブラシ内で歯垢を検出できるようにすることである。検出システムは、より厚い、除去可能な歯垢層を有する表面と、よりきれいなペリクル／歯石／薄い歯垢／歯面との間のコントラストを提供すべきである。
【００６６】
［００１２７］本明細書で定められるように、「に結合される」との用語は、「に結合されるよう構成される」とも解釈され得る。「送信するために」との用語は、「の送信を可能にするために」とも解釈され得る。「受信するために」との用語は、「の受信を可能にするために」とも解釈され得る。
【００６７】
［００１２８］図１は、本開示の例示的な一実施形態に係るストリームプローブ１０を使用して、表面上の物質、例えばエナメル質等の表面上の歯垢等の物質の存在を検出する方法を示す。円筒状の管部材として例示的に示されるストリームプローブ１０は、近位端１６、内部チャネル１５、及び遠位プローブ先端１２を定める。内部チャネル１５は、例えば気体又は液体等の流体媒体１４を収容する。プローブ先端１２は、表面１３、例えば歯面の近傍に配置される。プローブ１０は、例えば歯科洗浄液などの水溶液等の流体媒体１１内に浸漬される。プローブ流体媒体１４はプローブチャネル１５中を流れ、相互作用ゾーン１７において表面１３に触れる。プローブ媒体１４のアウトフローを介して、相互作用ゾーン１７の特性が調べられる。
【００６８】
［００１２９］図１０に関して後により詳細に述べられるように、表面上の物質の存在を検出するための装置又は器具、例えば組み込みストリームプローブ歯垢検出システムを備えた電気歯ブラシを含むデンタルクリーニング器具等は、流体媒体１４がプローブ先端１２において表面１３、例えば歯面と接触し、遠位先端１２と表面１３との間に相互作用ゾーン１７を生成するよう構成される。
【００６９】
［００１３０］図１０に関して後により詳細に述べられるように、相互作用ゾーン１７内の媒体１４の形状及び／又は動態は、表面１３の特性及び／又は表面１３に由来する物質に依存し、相互作用ゾーン１７内の媒体１４の圧力、形状、及び／又は動態が検出され、特定の歯面１３において歯垢の所定の最大許容可能レベルが検出されるか否かに関して、コントローラが決定を行う。
【００７０】
［００１３１］より具体的には、媒体１４が気体３０の場合（図２参照）、先端１２に気体のメニスカスが現れ、表面１３と接触する。先端における気体の形状及び動態は、先端１２の特性（例えば、先端材料、表面エネルギー、形状、直径、粗度）、溶液１１の特性（例えば材料組成）、媒体１４の特性（例えば圧力、流速）、及び表面１３の特性（例えば粘弾性特性、表面張力）、並びに／又は表面１３に由来する物質（粘弾性特性、表面への付着、テクスチャー等）に依存する。
【００７１】
［００１３２］図２は、表面張力の影響を示す。高い表面エネルギーを有する表面又は強く水和している表面の場合、例えば左の図に示される歯垢の表面等の親水性の表面３１の場合、気体３０は、相互作用ゾーン１７付近の表面３１から水系媒体１１を容易には置換しない。
【００７２】
［００１３３］低い表面エネルギーを有する表面又はあまり水和していない表面、例えば右の図に示されるエナメル質表面等の親水性がより低い表面３３の場合、気体３０は表面３３から水系媒体１１をより容易に置換する。気泡３２及び３４の特性（形状、圧力、放出レート等）は、歯面３１又は３３の表面張力に依存する。これは気泡法と呼ばれる。つまり、ストリームプローブ又は遠位プローブ部１０は、気体３０等の第２の流体の遠位先端１２を介する通過が、表面３１又は３３の近傍において、気体３０等の第２の流体によって水系媒体１１等の第１の流体内に生成された１つ以上の気泡３２又は３４と相関する信号の測定に基づく、表面３１又は３３上に存在し得る物質の検出を可能にするよう構成される。
【００７３】
［００１３４］図３は、例えば水等の水溶液１１下のストリームプローブ１０からのこのような種類の気泡３２及び３４の図を示す。左の図中に示されるように、気泡３２は濡れた歯垢層３１上に付着しないが、右の図中に示されるように、気泡３４はエナメル質表面３３上に付着し、これは、エナメル質表面３３と比較して歯垢層３１がより親水性であることを示す。
【００７４】
［００１３５］図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃは、本開示の例示的な実施形態に係る表面上の物質の存在を検出するための検出装置又は器具をそれぞれ示し、検出装置は、パラメータセンシング及び測定による歯垢検出の原理を説明するために、パラメータセンサを含むストリームプローブによって例示されている。本明細書で定められるように、パラメータセンサは、ストリームプローブ内の流れの妨害を示し、よって歯垢又はストリームプローブ内の流れを妨げる他の物質を示し得る信号によって表される物理的指標を感知する圧力センサ、歪みセンサ、フローセンサ、又はこれらの組み合わせを含む。周囲温度以上に加熱されたワイヤーから差圧又は熱フローを測定するフローセンサはフローセンサであり、又は圧力、歪み、若しくはフロー、又は化学的若しくは生物学的指標を含む他の指標に関して知られている又は考えられる他の手段は、ストリームプローブ内のフローを妨げる歯垢又は他の物質を示し得るストリームプローブ内のフローの妨害を示す信号によって表される物理的指標を感知するパラメータセンサの定義内に含まれる。単純さのため、説明を目的として、１つ以上のパラメータセンサは１つ以上の圧力センサによって例示される。図中に示されるパラメータセンサの位置は、異なる種類のパラメータに一般的に適用されるよう意図されるが、当業者は、必要であれば、採用される１つ以上のパラメータセンサの具体的な種類に応じて、パラメータセンサの位置が図中に示される１つ以上の位置から調整され得ることを認識するであろう。実施形態はこのコンテキストに限定されない。
【００７５】
［００１３６］より具体的には、図４Ａでは、ストリームプローブ１００は、図示される管状シリンジ部等の近位ポンプ部１２４、例示的には図示されるような管状の構成を有する中央パラメータセンシング部１２０、及び同様に例示的には図示されるような管状の構成を有し、遠位プローブ先端１１２を定める遠位プローブ部１１０を含む。遠位管状プローブ部１１０は、第１の長さＬ１及び第１の断面積Ａ１を定め、中央パラメータセンシング部１２０は第２の長さＬ２及び第２の断面積Ａ２を定め、一方、近位管状シリンジ部１２４は第３の長さＬ３及び第３の断面積Ａ３を定める。近位管状シリンジ部１２４は、例えば図４Ａの例示的実施形態では、最初は近位端１２４’の近傍に配置される往復運動可能なプランジャー１２６を含む。
【００７６】
［００１３７］プランジャー１２６が縦方向に長さＬ３に沿って一定の速度で且つ近位端１２４’から離れるように移動するとき、プランジャー１２６により、空気の連続的な流体ストリーム１３０が中央パラメータセンシング管状部１２０を介してプローブ先端１１２に供給される。流体ストリーム１３０が気体の場合、気体の連続ストリーム１３０がプランジャー１２６を介して（例えばプランジャー１２６内のアパーチャ１２８を介して（図４Ｂのプランジャー１２６’参照））又は中央パラメータセンシング管状部１２０に接続するブランチ接続１２２からプローブ先端１１２に供給される。例示的な一実施形態では、ブランチ接続１２２の上流の位置において、中央パラメータセンシング管状部１２０内に制限オリフィス１４０が配置され得る。
【００７７】
［００１３８］近位管状シリンジ部１２４の遠位端１２４”に向かって長さＬ３に沿ってプランジャー１２６が移動するのに伴い、ブランチ接続１２２を介して中央パラメータセンシング部管状部１２０及び遠位管状プローブ部１１０と流体連結する圧力計Ｐを使用して、中央パラメータセンシング部管状部１２０内の圧力が測定される（制限オリフィス１４０が存在する場合、制限オリフィス１４０の下流）。
【００７８】
［００１３９］プランジャー１２６の移動時、圧力計Ｐにおける圧力対時間は、プローブ１１０の先端１１２における気体メニスカスの表面（図１の表面１３、並びに図２及び図３の表面３１及び３３参照）との相互作用を特徴付ける。制限オリフィス１４０の下流のストリームプローブ１００の体積のみが関係し、ストリームプローブ１００が圧力源ではなくフロー源としてより近く又は近似的に振る舞うため、制限オリフィス１４０の存在は、圧力計Ｐの応答時間を向上させる。制限オリフィス１４０の上流の体積は、より無関係になる。
【００７９】
［００１４０］気泡法に関して、差圧は略一定であり、これは、システム内の体積が変化するため、一定のプランジャー速度で気泡サイズが変化し、よって気泡レートが変化することを意味する。略固定の気泡レートを得るために、往復運動可能なプランジャーが使用され得る。上記したように、例示的な一実施形態では、圧力センサＰは代替的に又は追加でフローセンサとして、例えば差圧センサとして機能し得る。当業者は、遠位プローブ先端１１２を介する流体ストリーム又は第２の流体１３０のフローは、圧力センサＰ等の圧力センサ以外の手段によって、例えば音響的に又は熱的に検出され得ることを認識するであろう。実施形態はこのコンテキストに限定されない。したがって、プランジャー１２６の移動は、遠位プローブ先端１１２を介する圧力、体積又は質量フローの変化を引き起こす。
【００８０】
［００１４１］図５は、図４Ａのストリームプローブ１００を用いた、時間の関数として（１区画が１秒に対応する）の圧力信号（ニュートン／平方メートル、Ｎ／ｍ２で測定）の例を示す。信号の定期的な変化は、プローブ先端１１２における気泡の定期的な放出に起因する。
【００８１】
［００１４２］構成要素の寸法を注意して選択することにより、圧力読み取りの感度が向上され得る。プローブ１１０と合わせて、管１２０及びシリンジ１２４の両方からの総体積Ｖ１（＝Ａ１×Ｌ１）＋体積Ｖ２（＝Ａ２×Ｌ２）＋体積Ｖ３（＝Ａ３×Ｌ３）は、アコースティックローパスフィルタを形成する。図４Ａの例示的なストリームプローブ１００では、断面積Ａ３は断面積Ａ２より大きく、断面積Ａ２は断面積Ａ１よりも大きい。システム内の気体流れ抵抗は、良好なシステム応答時間を有するのに十分小さく設計されるべきである。気泡による差圧が記録される場合、気泡の体積と全システムの体積との間の比は、プローブ先端１１２における気泡放出に起因する十分な差圧信号が得られるのに十分大きくあるべきである。また、信号の損失をもたらす可能性があるため、管１２０及びプローブ１１０の壁と相互作用する圧力波の熱−粘性損失も考慮に入れなければならない。
【００８２】
［００１４３］図４Ａに示されるストリームプローブ１００では、一例として、３つの体積はそれぞれ異なる。しかし、３つの体積は互いに等しくてもよく、又は、ポンプ体積がプローブ体積より小さくてもよい。
【００８３】
［００１４４］図４Ｂは、本開示に係るストリームプローブの他の例示的な実施形態を示す。より具体的には、ストリームプローブ１００’では、図４Ａのストリームプローブ１００の中央パラメータセンシング部１２０が省かれており、ストリームプローブ１００’は、近位ポンプ部１２４及び遠位プローブ部１１０のみを含む。圧力センサＰ１は、今度は、プランジャー１２６’に例示的に配置されており、プランジャー１２６’内のアパーチャ１２８を介して近位ポンプ部１２４内の圧力を感知する。
【００８４】
［００１４５］代わりに、圧力センサＰ２が遠位プローブ部１１０内の機械的接続２３０に配置されてもよい。図４Ａ及び制限オリフィス１４０に関して上述した態様と同様に、例示的な一実施形態では、機械的接続２３０の上流に、よって圧力センサＰ２の上流、遠位プローブ部１１０内に制限オリフィス２４０が配置され得る。同様に、制限オリフィス２４０の下流のストリームプローブ１００’の体積のみが関係し、ストリームプローブ１００’が圧力源ではなくフロー源としてより近く又は近似的に振る舞うため、制限オリフィス２４０の存在は、圧力計Ｐ２の応答時間を向上させる。制限オリフィス２４０の上流の体積は、より無関係になる。
【００８５】
［００１４６］しかし、圧力センサＰ１の場合、制限オリフィス２４０はオプションであり、遠位プローブ部１１０内の圧力の適切な感知のために必要ではないことに留意されたい。
【００８６】
［００１４７］例示的な一実施形態では、圧力センサＰ２は、代替的に又は追加でフローセンサとして、例えば差圧センサとして機能し得る。当業者は、遠位プローブ先端１１２を介する第２の流体のフローは、圧力センサＰ２等の圧力センサ以外の手段によって、例えば音響的に又は熱的に検出され得ることを認識するであろう。実施形態はこのコンテキストに限定されない。したがって、プランジャー１２６の移動は、遠位プローブ先端１１２を介する圧力、体積又は質量フローの変化を引き起こす。
【００８７】
［００１４８］図４Ａのストリームプローブ１００に関して説明した態様と同様に、図示されるように、図４Ｂのストリームプローブ１００’において、近位ポンプ部１２４の体積Ｖ３が遠位プローブ部１１０の体積Ｖ１より大きくてもよい。あるいは、２つの体積が互いに等しく、又は体積Ｖ３が体積Ｖ１より小さくてもよい。
【００８８】
［００１４９］図４Ａに示されるストリームプローブ１００内に制限オリフィス１４０が存在する場合、制限オリフィス１４０の下流の体積Ｖ２の部分内の体積及び体積Ｖ１と比較して、体積Ｖ３及び制限オリフィス１４０の上流の体積Ｖ２の部分は圧力応答についてより無関係になることに留意されたい。
【００８９】
［００１５０］同様に、図４Ｂに示されるストリームプローブ１００’内に制限オリフィス２４０が存在する場合、制限オリフィス２４０の下流の体積Ｖ１と比較して、体積Ｖ３及び制限オリフィス２４０の上流の体積Ｖ１は圧力応答により無関係になる。
【００９０】
［００１５１］更に、当業者は、制限オリフィス１４０及び２４０によるフローの制限が、制限オリフィスを取り付ける代わりに、中央パラメータセンシング管状部１２０又は遠位プローブ部１１０を波形に（ｃｒｉｍｐｉｎｇ）することにより実現され得ることを認識するであろう。本明細書で定められるように、制限オリフィスは管の波形にされた部分を含む。
【００９１】
［００１５２］あるいは、歪みゲージ１３２によって表されるパラメータセンサが遠位プローブ１１０の外面上に配置されてもよい。歪みゲージ１３２は近位ポンプ部１２４の外面上に配置されてもよい（図示無し）。遠位端１１２における気泡の放出を求めるための代替的な方法として、歪みゲージ１３２によって感知された歪み値は時間の関数として直接読み取られ又は圧力値に変換されて、図５と同様な読み出しを生成してもよい。
【００９２】
［００１５３］図４Ｃは、ストリームプローブ内のフローの妨害を示し、よって歯垢又はストリームプローブ内のフローを妨げる他の物質を示し得るパラメータを感知しつつ、管を介してプローブ先端に略連続的な気体ストリームを供給するポンプ部の他の例示的な実施形態を有するストリームプローブの、より具体的には図４Ａ及び図４Ｂの他の例示的な実施形態を示す。より具体的には、ストリームプローブ１００”は、動作中は一般的に好ましい略連続的なフローを供給するよう設計された流体ポンプを例示する。ストリームプローブ１００”は図４Ａのストリームプローブ１００と概して同様であり、遠位プローブ部１１０、遠位プローブ先端１１２、及び中央パラメータセンシング部１２０’を含み、中央パラメータセンシング部１２０’は、圧力センサによって表されるパラメータセンサＰを更に含み、更に圧力センサＰの上流に制限オリフィス１４０を含み得る。
【００９３】
［００１５４］ストリームプローブ１００”は、近位ポンプ部１２４の中心線軸Ｘ１−Ｘ１’沿いに往復運動する往復プランジャー１２６に代わり、近位ポンプ部１２４の長軸Ｘ２−Ｘ２’を横断する方向にダイアフラムポンプ１５０が往復運動する近位ポンプ部１４２によって近位ポンプ部１２４が置き換えられる点で、ストリームプローブ１００と異なる。ダイアフラムポンプ１５０の往復運動の方向は両方向矢印Ｙ１−Ｙ２によって示されている。ダイアフラムポンプ１５０は、（シャフトによって表されている）モーター１５２と、フレキシブル又は圧縮可能ダイアフラム１５８に動作的に接続される接続ロッド又はシャフト１５６に動作的に接続されるエキセントリック機構１５４とを含む。
【００９４】
［００１５５］エアインテーク供給経路１６０は近位ポンプ部１４２と流体連結し、周囲から近位ポンプ部１４２に空気を供給する。エアインテーク供給経路１６０は、大気からの吸引口１６２ａと近位ポンプ部１４２への下流接続１６２ｂとを有するインテーク導管部材１６２を含み、これにより、吸引口１６２ａを介する近位ポンプ部１４２と大気との間の流体連結を提供する。吸引フロー遮断デバイス１６４、例えばチェックバルブがインテーク導管部材１６２内の吸引口１６２ａと下流接続１６２ｂとの間に配置される。吸引フィルタ１６６、例えば（Ｗ．Ｌ．Ｇｏｒｅ＆Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ，Ｉｎｃ．，Ｅｌｋｔｏｎ，Ｍａｒｙｌａｎｄ，ＵＳＡによりＧｏｒｅ−Ｔｅｘ（登録商標）の商品名で販売されている）拡張ポリテトラフルオロエチレンｅＰＴＦＥ等の多孔質な材料からつくられる薄膜が、エアインテーク供給経路１６０のインテーク導管部材１６２内に、吸引フロー遮断デバイス１６４の上流、且つ定期交換を容易にするために一般的には吸引口１６２ａの近傍に配置されてもよい。
【００９５】
［００１５６］中央パラメータセンシング部１２０’は、近位ポンプ部１４２の吐出流路としての役割も果たす。近位ポンプ部吐出流路フロー遮断デバイス１６８、例えばチェックバルブが中央パラメータセンシング部１２０’内のパラメータセンサＰ及び存在する場合は制限オリフィス１４０の上流に配置される。
【００９６】
［００１５７］したがって、遠位先端１１２は、遠位プローブ部１１０、中央パラメータセンシング部１２０’、及び近位ポンプ部１４２を介して、エアインテーク供給経路１６０のエアインテーク導管部材１６２の吸引口１６２ａと流体連結する。
【００９７】
［００１５８］モーター１５２の動作中、モーター１５２は矢印Ｚによって示される方向に回転し、エキセントリック機構１５４は、これにより接続ロッド又はシャフト１５６に往復運動を与える。接続ロッド又はシャフト１５６がモーター１５２に向かって矢印Ｙ１の方向に動くとき、フレキシブル又は圧縮可能ダイアフラム１５８もモーター１５２に向かって矢印Ｙ１の方向に動き、これにより近位ポンプ部１４２の内部体積Ｖ’内の圧力を低下させる。圧力低下によりポンプ部吐出流路フロー遮断デバイス１６８は閉じて吸引フロー遮断デバイス１６４が開き、これにより吸引口１６２ａを通じて空気が引き込まれる。
【００９８】
［００１５９］接続ロッド又はシャフト１５６がモーター１５２から離れ且つフレキシブル又は圧縮可能ダイアフラム１５８に向かって矢印Ｙ２の方向に動き、フレキシブル又は圧縮可能ダイアフラム１５８が同様に内部体積Ｖ’に向かって矢印Ｙ２の方向に動き、これにより近位ポンプ部１４２の内部体積Ｖ’内の圧力上昇を引き起こすまで、エキセントリック機構１５４は矢印Ｚの方向に回転し続ける。圧力上昇により吸引フロー遮断デバイス１６４が閉じてポンプ部吐出流路フロー遮断デバイス１６８が開き、これにより、空気が中央パラメータセンシング部１２０’及び遠位プローブ部１１０中を流れ、遠位先端１１２を通過する。
【００９９】
［００１６０］制限オリフィス１４０が配備され、上記したように近位ポンプ部１４２の吐出流路としての役割も果たす中央パラメータセンシング部１２０’内に配置される場合、ポンプ部吐出流路フロー遮断デバイス１６８と制限オリフィス１４０との間の体積Ｖ”によって、ローパスフィルタ機能が果たされる。したがって、制限オリフィス１４０が配備される場合、ポンプ部吐出流路フロー遮断デバイス１６８は制限オリフィス１４０の上流でなければならない。結果として、遠位先端１１２への空気流から高周波数パルセーションが除去される。
【０１００】
［００１６１］図４Ａ及び図４Ｂのポンプ部１２４のピストン又はプランジャー１２６、１２６’及び図４Ｃの液体ダイアフラムポンプ１５０は、遠位先端１１２又は遠位プローブ部１１０における所望の圧力変化を生じさせるために使用され得る容積型ポンプ又はコンプレッサの例である。遠位先端１１２における所望の圧力又はフロー変化を生じさせるために、他の種類の容積型ポンプ若しくはコンプレッサ、又は遠心ポンプ若しくは当該技術分野で知られる他の種類のポンプを使用してもよい。
【０１０１】
［００１６２］図６は、異なる表面に関して測定された圧力振幅データを、プローブ先端１１２と図１の表面１３又は図２の表面３１及び３３との間の距離ｄ１又はｄ２の関数として示す。内径０．４２ｍｍのプラスチック針が使用された。０．６ｍｍまでの距離で明確な違いが見られ、最も疎水性の表面（テフロン（登録商標））が最大の圧力信号を与える一方、最も親水性の表面（歯垢）が最も低い信号を与える。
【０１０２】
［００１６３］図５及び図６に示されるデータは、制限オリフィスを含まずに取得されたことに留意されたい。
【０１０３】
［００１６４］図１乃至図６は、例えばプローブ先端１１２における歯垢の検出方法として、（圧力、圧力変動、気泡サイズ、及び／又は気泡放出レートによる）先端からの気泡放出の測定を含む、表面上の物質の存在を検出する第１の方法を表した。図１、図２、及び図６に関して上記したように、プローブ先端１１２は、図１の表面１３又は図２の表面３１及び３３等の表面から距離ｄ１又はｄ２離れて配置される。
【０１０４】
［００１６５］気泡生成及び検出方法を空気等の気体である第２の流体に関して説明してきたが、方法は、第２の流体が液体であり、気泡の代わりに水滴が生成される場合にも有効であり得ることに留意されたい。
【０１０５】
［００１６６］更に、方法は定圧及び変化する流体アウトフローの測定によって作用されてもよい。装置は、第２の流体の変化する圧力及び／又は変化するフローを記録し得る。例示的な一実施形態では圧力が記録されて第２の流体のフローが制御され、例えばフローは一定に保たれる。他の例示的な実施形態ではフローが記録されて第２の流体の圧力が制御され、例えば圧力は一定に保たれる。
【０１０６】
［００１６７］本開示の例示的な実施形態に係る表面上の物質の存在を検出する第２の方法において、図７は、図４Ａ、図４Ｂ、又は図４Ｃのプローブ１１０のプローブ先端１１２の閉塞の影響を示す。図７に示されるプローブ、ストリームプローブ管状部材、又はストリームプローブ１１０’は、近位端１３８及び内部チャネル１３４を含む。ストリームプローブ又はストリームプローブ管状部材１１０’は、ストリームプローブ１１０’が、遠位先端１１２’から出たために第２の流体３０’と示される、遠位先端１１２を介する第２の流体媒体の通過が遠位先端１１２’が表面３１又は３３に触れると可能になり、また、第２の流体媒体３０’も面取りされた開口１３６を通過可能になるような角度αで水平面３１又は３３に対して面取りされた開口１３６を有する面取りされた又は斜めに切られた遠位先端１１２’を含む点で、図４Ａ、図４Ｂ、又は図４Ｃのストリームプローブ１１０と異なる。開口１３６の面の角度αは、遠位先端１１２’が表面３１又は３３に触れ、粘弾性の物質１１６等の物質１１６が遠位先端１１２’の開口１３６を介する流体の通過を少なくとも部分的に妨害する場合に、遠位先端１１２’を介する第２の流体媒体３０’の通過が少なくとも部分的に妨害されるような角度である。流体の通過の妨害を検出するためには単一のプローブ１１０’しか要求されないが、例示的な一実施形態では、流体の通過の妨害を検出するために、システム３０００として少なくとも２つのプローブ１１０’が配備されることが望ましい場合がある（図１３乃至図１７及び図１９乃至図２１に関する後の説明を参照されたい）。
【０１０７】
［００１６８］代替的に、図１、図２、図４Ａ、又は図４Ｂのプローブ先端１１２は、面取りされた又は斜めに切られた端部を有さず、表面３１又は３３に対してある角度（例えば角度α）で保持される。例示的な一実施形態では、物質は水とゼロでは無い接触角を有する。例示的な一実施形態では、水とゼロでは無い接触角を有する物質はエナメル質である。
【０１０８】
［００１６９］図７の左側に示されるように、プローブ先端１１２’が歯面３１からの粘弾性の物質１１６によって塞がれると、図７の右側に示されるように、プローブ先端１１２’が塞がれておらず（第２の流体媒体３０’）、先端１１２’又は歯面３３に歯科物質を有さない場合と比較すると、気体３０等の流体は先端１１２’から流れ出にくくなる。
【０１０９】
［００１７０］図８は、左側に示される、歯垢が存在しないエナメル質上、及び、右側に示される、歯垢層が存在するサンプル上を移動するベベルを有する金属針等のプローブ先端の圧力信号を示す。歯垢が存在するか否かを検出するために、歯垢による針開口の閉塞に起因する、右側で見られる圧力上昇を感知することができる。
【０１１０】
［００１７１］図９は、水領域１、ＰＭＭＡ（ポリメチルメチルアクリレート）領域２、歯垢が存在するＰＭＭＡ領域３、及び水領域４の上を移動するテフロン（登録商標）先端からのエアフローの圧力信号を示す。先端は（左から右に）水領域１、ＰＭＭＡ領域２、歯垢が存在するＰＭＭＡ領域３、及び再び水領域４の上を移動する。テフロン（登録商標）先端は図示されていない。
【０１１１】
［００１７２］本明細書で差圧に言及するとき、次の考察を考慮すべきである。図８において、流体ストリーム３０は、左のパネル上で圧力が上昇する場合、妨害される。したがって、関心パラメータは平均圧力、又は平均若しくは瞬間ピーク圧力である。
【０１１２】
［００１７３］対照的に、図９はより小さいプローブ先端に関する同じ信号を示し、この場合、はるかに滑らかな信号が得られる。
【０１１３】
［００１７４］図８及び図９に示されるデータは、制限オリフィスを含まずに取得された。
【０１１４】
［００１７５］図２に係る予備実験では、以下が認められた。
【０１１５】
［００１７６］図３に示されるように、（濡れた状態の）歯垢はきれいなエナメル質よりも親水性である。
【０１１６】
［００１７７］先端からの気泡の放出は、圧力変化によって測定することができる。一定の変位速度を有するシリンジは、時間の関数として圧力の鋸歯状信号を与える。これは、図５のオシロスコープ図に示されている。
【０１１７】
［００１７８］先端と表面とが近接する場合、鋸歯状信号の振幅は、探査される表面の親水性が低い場合よりも表面の親水性が高い場合の方が小さい。したがって、親水性が高い表面上ではより小さい気泡が放出される。これは、異なる表面に関して先端から表面までの距離ｄ１又はｄ２（図１及び図２参照）の関数として圧力信号振幅が与えられる図６の測定結果によっても示される。
【０１１８】
［００１７９］図７に係る予備実験では、以下が認められた。
【０１１９】
［００１８０］シリンジが一定の変位速度で使用される場合、塞がれていない先端は、気泡の定期的な放出及び圧力対時間の鋸歯状パターンを与える。図８の左側のパネルを参照されたい。
【０１２０】
［００１８１］歯垢材料を通過する金属先端による実験では、歯垢材料による先端の閉塞及び空気による先端の開放のため、圧力上昇及び圧力対時間の不規則な鋸歯状パターンが認められた。図８の右側のパネルを参照されたい。
【０１２１】
［００１８２］テフロン（登録商標）先端による実験において、先端開口における異なる材料（左から右に、先端が水中、先端がＰＭＭＡの上、歯垢が存在するＰＭＭＡの上、そして再び先端が水中）に関して、明確な信号の違いが見られた。
【０１２２】
［００１８３］これらの予備実験は、（圧力、圧力変化、気泡サイズ、及び／又は気泡放出レートによる）先端からの気泡放出の測定が、先端における歯垢を検出する適切な方法となり得ることを示す。したがって、上記に照らして、少なくとも、本開示の例示的な実施形態の新規な特徴は、以下の通りである。
【０１２３】
［００１８４］（ａ）流体媒体１４がプローブ先端１２において表面１３と接触させられ、先端１２と表面１３との間に相互作用ゾーン１７を生成し（図１参照）；（ｂ）相互作用ゾーン１７内の媒体１４の形状及び／又は動態が表面１３の特性及び／又は表面１３に由来する材料に依存し；（ｃ）相互作用ゾーン１７内の媒体１４の圧力、形状、及び／又は動態が検出されるという点で特徴付けられる。
【０１２４】
［００１８５］表面上の物質の存在を検出する２つの異なる方法の先の記載に関して、図４Ａ及び図４Ｂの近位ポンプ部１２４は実効的にはシリンジとして機能する。プランジャー１２６又は１２６’の遠位への押し込み中、図４Ａ及び図４Ｂの先端１１２又は図７の先端１１２’における気体若しくはエアフロー又は液体フローは、先端から外側に押し出され得る（プランジャーが押されるとき）。
【０１２５】
［００１８６］プランジャー１２６又は１２６’の後退又は後進中、気体若しくはエアフロー又は液体フローが先端１１２又は１１２’において内側に且つプローブ管１１０又は１１０’の方向に吸引され得る。例示的な一実施形態では、プランジャー１２６又は１２６’は、電動歯ブラシの毛の振動と共に自動的に作動され、又は、毛が振動していない状態で作動される（例えば、デンタルフロスデバイスと同じ原理を使用して）。したがって、シリンジ又はポンプ１２４は、気体又は空気のフローが先端１１２から遠く且つエナメル質の方向に注入されて気泡３２又は３４を生成するストリーム方法のために使用することができる。気泡及び位置は光学的に検出され、表面が歯垢のように親水性が高いか又はエナメル質のように親水性が低いかに基づき、気泡の位置は歯垢が存在するか否かを決定する。すなわち、表面は、検出対象の物質の親水性とは異なる親水性を有し、例えばエナメル質は歯垢より低い親水性を有する。歯垢が存在するか否かに関わらず、先端はエナメル質から特定の距離ｄ２（図２参照）離れた位置に配置される。
【０１２６】
［００１８７］あるいは、気泡法のために圧力センシングを使用することもできる。同様に図２及び図４Ａを参照して、シリンジとして機能する同じポンプ部１２４は、次のように圧力センシング方法のために使用することができる。エナメル質表面３１又は３３に向けて流体が注入される。プローブ先端１１２は、例えば図２のｄ２のように、始めはエナメル質表面から特定の距離離れて配置される。図５及び図６に示され及び上記に記載されるように、圧力信号が観測される。気泡放出測定は、上記したように圧力及び／又は圧力変化によって実行される。
【０１２７】
［００１８８］本開示の例示的な実施形態に係る表面上の物質の存在を検出する第２の方法では、図７に示されるように、遠位先端１１２を介する気体３０等の第２の流体の通過は、遠位先端１１２’の開口からの流体の通過を少なくとも部分的に妨害する物質と相関する信号の測定に基づく、表面３１上に存在し得る物質１１６の検出を可能にする。上記したように、信号は圧力上昇若しくは減少、又は他の変数における変化を含み得る。
【０１２８】
［００１８９］例示的な一実施形態では少なくとも２つのプローブ１１０’が使用されるため、図７は、表面上の物質の存在を検出するためのシステム３００を示す。例示的な一実施形態では、上記のように、プローブ１１０’は表面３１又は３３と接触する。表面３３に歯垢が存在しない場合、すなわちフローが妨害されない場合、圧力信号は図８の左側のパネルに示されるようである。表面に歯垢、例えば粘弾性の材料１１６が存在する場合、圧力信号は図８の右側のパネルに示されるようである。
【０１２９】
［００１９０］実践的なアプリケーションに関して、１つ以上のプローブ１１０’は非常に小さい、例えば０．５ｍｍ未満の直径を有し、プローブ先端１１２’がばね機能により歯面３３と接触すると考えられる。したがって、歯垢に到達すると、管はこの歯垢層内に押し込まれる。図８に示される圧力信号は、単一のプローブが接触した状態で得られた。
【０１３０】
［００１９１］再び図７を参照して、表面上の物質の存在を検出する第２の方法の代替的な例示的実施形態では、図４Ａ及び図４Ｂの近位ポンプ部の近位端１２４’に向かう近位方向のプランジャー１２６又は１２６’の後進によってエナメル質表面から離れるように流体が吸引される。流体又は気体インフロー３０は、今度は（単純さのために内部チャネル１３４の外部に示される）点線の矢印によって示される流体又は気体アウトフロー３５になる。歯垢１１６が存在する場合、歯垢はプローブ先端における開口を塞ぐ程度に十分大きいか、又はプローブチャネル内に吸引される程度に十分小さい。圧力信号は図８の反転バージョンになる。低い方の圧力は、歯垢が存在する場合に得られる。
【０１３１】
［００１９２］本明細書で定められるように、プローブ先端を介する第２の流体の流れの方向に関わらず、閉塞又は妨害は、先端自体を、完全に塞ぐ場合を含み、少なくとも部分的に塞ぐ物質による直接の妨害を意味し、又は、閉塞又は妨害は、プローブ先端の近傍における物質の存在による第２の流体の流れ場の乱れによる間接的な妨害を意味し得る。
【０１３２】
［００１９３］プランジャーの定速を保つことによる第１及び第２の方法の実行に加えて、方法は、近位ポンプ部内の圧力を一定に保ち、プローブ先端からの第２の流体の変化するアウトフローを測定することにより実行することができる。読み出し及び制御は、様々な態様で構成することができる。例えば、装置は第２の流体の変化する圧力及び／又は変化するフローを記録してもよい。例示的な一実施形態では、圧力が記録され、第２の流体のフローが制御され、例えば、フローが一定に保たれる。他の例示的な実施形態では、フローが記録されて第２の流体の圧力が制御され、例えば、圧力が一定に保たれる。
【０１３３】
［００１９４］更に、システム３００のために２つ以上のプローブ１１０’が配備される場合、プローブ１１０’のうちの１つは、遠位プローブ先端１１２’を介する第２の流体のフローの圧力センシングを含み、一方、別のプローブ１１０’は歪みセンシング又はフローセンシングを含み得る。
【０１３４】
［００１９５］更に、第１の気泡検出の方法又は第２の妨害の方法の両方に関して、第２の流体のフローは一般的に層流であるが、第２の流体の乱流も本開示の範囲に含まれる。
【０１３５】
［００１９６］図１０は、本開示の例示的な一実施形態に係る表面上の物質の存在を検出するための検出装置又は器具を示し、検出装置は、ストリームプローブを歯ブラシ等の歯科用器具に組み込むことにより、表面上の物質の存在を検出するための検出装置を形成することによって例示される。
【０１３６】
［００１９７］慣習的に、例えば上述したＰｈｉｌｉｐｓ  Ｓｏｎｉｃａｒｅ（登録商標）歯ブラシ等の電気歯ブラシシステムは、ボディ要素とブラシ要素とを含む。通常、電子部品（モーター、ユーザーインターフェイスＵＩ、ディスプレイ、バッテリー等）はボディ内に収容され、一方、ブラシ要素は電子部品を含まない。このため、ブラシ要素は手頃なコストで容易に交換及び取替可能である。
【０１３７】
［００１９８］例示的な一実施形態では、検出装置又は器具２００、例えば電気歯ブラシ等のデンタルクリーニング器具は、近位ボディ部２１０及び遠位口腔挿入部２５０によって構成される。近位ボディ部２１０は、近位端２１２及び遠位端２１４を定める。遠位口腔挿入部２５０は、近位端２６０及び遠位端２６２を定める。遠位端２６２は、ブラシ基部２５６及び毛２５４を含む振動ブラシ２５２と、図４Ａに関して上記した空気ストリームプローブ１００又は図４Ｂに関する１００’等の空気ストリームプローブ又は液体ストリームプローブの遠位部分とを含む。図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃと併せて、検出装置２００は、能動部品、例えば機械、電気、又は電子部品が近位ボディ部２１０内に組み込まれ又はその外面上に配置される一方、遠位プローブ部１１０等の受動部品が、限定はされないが遠位口腔挿入部２５０によって例示される遠位部分内に組み込まれ又はその上に配置されるよう構成される。より具体的には、プローブ１１０のプローブ先端１１２は、毛２５４と混ざり合うように毛２５４の近くに又は毛２５４内に組み込まれ、一方、中央パラメータセンシング管状部１２０及び近位管状シリンジ部１２４は、近位ボディ部２１０内に組み込まれ又はその外面上に配置される。したがって、遠位プローブ部１１０は少なくとも部分的に遠位口腔挿入部２５０と接触する。遠位プローブ先端１１０の一部１１１は近位ボディ部２１０上に配置され、よって近位プローブ部である。
【０１３８】
［００１９９］例示的な一実施形態では、ブラシ基部２５６及び毛２５４を含むブラシ２５２を含む遠位口腔挿入部２５０は、交換可能又は取替可能である。すなわち、近位ボディ部２１０は遠位口腔挿入部２５０に取り外し可能に取り付け可能である。
【０１３９】
［００２００］能動部品を備える近位ボディ部２１０への遠位口腔挿入部２５０の接触は、近位ボディ部２１０上の機械的接続２３０によって提供され、機械的接続２３０は、近位ボディ部２１０の遠位端２１４と遠位口腔挿入部２５０の近位端２６０とを接続し、よって、空気流が生成され、例えば図４ＢのパラメータセンサＰ２又は図４Ａ若しくは図４ＣのパラメータセンサＰの位置で圧力が感知されるよう、遠位プローブ先端１１０の一部１１１を遠位口腔挿入部２５０上に配置された遠位プローブ先端１１０に接続するよう配置される。圧力センサ信号に基づき、プローブ先端１１２の領域に歯垢が存在するか否かが判断される。したがって、近位ボディ部２１０は、機械的接続２３０を介して、図１０では遠位口腔挿入部２５０として示される遠位プローブ部に取り外し可能に取り付け可能である。図１０では、検出装置又は器具２００は、遠位口腔挿入部２５０と近位ボディ部２１０とが互いに取り外し可能に取り付け可能であり、よってどちらも取替可能なように示されているが、検出装置又は器具２００は、遠位口腔挿入部２５０及び近位ボディ部２１０が互いから容易に分離することができない単一の統合複合装置又は器具として構成又は形成されても良いことを当業者は認識するであろう。
【０１４０】
［００２０１］更に、図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃに示されるように、ブラシ２５２、ブラシ基部２５６、又は毛２５４を有さずに独立してストリームプローブ１００、１００’、又は１００”を使用してもよい。検出装置又は器具２００は、表面上の物質の存在を検出するために、ブラシ２５２、ブラシ基部２５６、又は毛２５４を有して又は有さずに、歯科及び非歯科用途のいずれにも適用することができる。
【０１４１】
［００２０２］検出装置又は器具２００がデンタルクリーニング器具として設計される場合、プローブ１１０は、ユーザーへの一切の潜在的な不快感を低減するために、毛２５４の回転剛性と略等しい回転剛性をもたらし、動作中、プローブ１１０が毛の動作のスイープ領域及びタイミングと略等しい領域をスイープするよう、寸法設定され及び材料が選択され得る。剛性の設計に寄与する変数は、選択される材料の寸法、質量、及び弾性係数を含む。
【０１４２】
［００２０３］例示的な一実施形態では、能動部品は上記したような圧力センサＰを含む。図１に関して、センサＰは相互作用ゾーン１７内の媒体１４の形状及び／又は動態を感知するために使用される。このようなセンサは使用上ロバスト且つ単純であるという利点を有する。センサＰは、それらと電気通信するコントローラ２２５を含む検出電子機器２２０と電気通信する。
【０１４３】
［００２０４］他の例示的な一実施形態では、能動部品は、相互作用ゾーン１７内の媒体１４の形状及び／又は動態を感知するために、光学的、電気的、又はアコースティックセンサ、例えばマイクロフォン等を含み得る。
【０１４４】
［００２０５］コントローラ２２５はプロセッサ、マイクロコントローラ、ＳＯＣ（ｓｙｓｔｅｍ  ｏｎ  ｃｈｉｐ）、ＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｇａｔｅ  ａｒｒａｙ）等であり得る。本明細書に記載される様々な機能及び動作を実行するためのプロセッサ、マイクロコントローラ、ＳＯＣ、及び／又はＦＰＧＡを含み得る１つ以上の要素は、まとめて、例えば特許請求の範囲に記載されるようなコントローラの一部である。コントローラ２２５は、単一のプリント基板（ＰＣＢ）上に取り付けられ得る単一の集積回路（ＩＣ）チップとして提供されてもよい。あるいは、例えばプロセッサ、マイクロコントローラ等を含むコントローラの様々な回路部品は、１つ以上の集積回路チップとして提供される。すなわち、様々な回路部品は１つ以上の集積回路チップ上に配置される。
【０１４５】
［００２０６］更に、能動部品は、空気又は液体ストリームを生成する方法を可能にする。空気及び液体の複合ストリームも可能である。方法は電気的又は機械的ポンピング方法を含み、機械的方法は機械的に作動されるばね部品を含み、例えば、図４のプランジャー１２６が機械的に作動される。例示的な一実施形態では、空気流の生成方法は電気的ポンピング原理であり、これは上記の圧力センシング要素と良好に結びつく。他の例示的な実施形態では、空気が他のガス、例えば窒素又は二酸化炭素等の他の気体によって置き換かえられ得る。このような例示的な実施形態では、近位ボディ部２１０は流体の一定圧力又は一定フローを生成するために、近位ポンプ部１２４及びプランジャー１２６又は他の種類のポンプを含み得るが、近位ボディ部２１０は、近位ボディ部２１０内に取り付けられ得るようサイズ設計され、弁制御システム（図示無し）によって一定圧力又は一定フローを提供可能な圧縮ガスの容器（図示無し）を含んでもよい。
【０１４６】
［００２０７］他の例示的な実施形態では、受動部品は、例えばプローブ１１０及び遠位先端１１２等（図１０参照）、端部に開口を有する管のみを含む。
【０１４７】
［００２０８］他の例示的な実施形態では、能動部品と受動部品との接続は、圧力センサの出力への管の機械的カップリング２３０によって実現される。このようなカップリングは、理想的には実質的に圧密である。圧力値は比較的低い（＜＜１ｂａｒ）。
【０１４８】
［００２０９］動作中、センシングは歯磨きプロセス中に繰り返し実行される。好ましい例示的な実施形態では、センシングは＞１Ｈｚ、より好ましくは＞５Ｈｚ、一層好ましくは＞１０Ｈｚの周波数で実行される。このような高周波数実施形態は、個別の歯の上で複数回の測定が行われ得るため（所与の歯の上での滞在時間は、通常１〜２秒程度）、歯ブラシが次々に歯を移動するのに伴う、歯垢除去の動的且つリアルタイム測定を容易化する。
【０１４９】
［００２１０］図１に関して、上記したように、相互作用ゾーン１７内の媒体１４の形状及び／又は動態は、表面１３の特性及び／又は表面１３に由来する物質に依存し、相互作用ゾーン１７内の媒体１４の圧力、形状、及び／又は動態が検出され、コントローラ２２５により、特定の歯面１３において、歯垢の所定の最大許容可能レベルを上回る歯垢のレベルが検出されるか否かに関して決定がされる。
【０１５０】
［００２１１］陽性の検出がされた場合、その特定の歯面１３における継続されたクリーニングにより当該歯面１３において所定の最大許容可能歯垢レベルが達成されるまで、電気歯ブラシのユーザーに進行又は前進信号は送られない。
【０１５１】
［００２１２］歯垢のレベルが最大許容可能歯垢レベル以下に下がると、すなわち、陰性の検出がされると、ユーザーに進行信号又は前進信号が送られ、歯科用装置の振動ブラシ及びプローブ先端を移動させることにより隣の歯又は他の歯に進むことの許可がユーザーに通知される。
【０１５２】
［００２１３］あるいは、陽性の検出がされた場合、組み込みストリームプローブ歯垢検出システムを備える電気歯ブラシのユーザーに、その特定の歯を磨き続けるよう信号が送られる。
【０１５３】
［００２１４］更に、ブラシ内の受動部品の複数の好ましい動作モードが存在する。
【０１５４】
［００２１５］第１のモード動作では、管の先端が（Ｐｈｉｌｉｐｓ  Ｓｏｎｉｃａｒｅ（登録商標）歯ブラシでは約２６５Ｈｚで振動する）ブラシの振動から音響的に分離されるよう、管が構成される。これは、管をブラシヘッドに弱くのみ結合することによって達成され得る。
【０１５５】
［００２１６］更なる動作モードでは、管は、管の先端が静的であるよう構成される。これは、駆動周波数でプローブの先端が静的な振動ノードにあるよう、管の機械的特性（剛性、質量、長さ）を選択することにより達成され得る。このような状況は、開口に近い管の端部に追加の重りを付加することにより援助され得る。
【０１５６】
［００２１７］図１０の遠位口腔挿入部２５０の部分断面図である図１１に示されるように、他の例示的な一実施形態では、センシング機能に対する歯ブラシの毛の動きの影響は、管の周囲に毛が除去された空間２５８を組み込むことにより低減される。より具体的には、図１１のプローブ１１０は、基部２５６及び基部２５６から略垂直に突出する毛２５４を含むブラシヘッド２５２を示す。空間２５８は、プローブ先端１１２１の周囲の除去された毛ワイヤーによって位置決めされる。プローブ先端１１２１は、表面３１又は３３に向けて流体がプローブ１１０を通過することを可能にするために、プローブ先端１１２１が直角エルボ１１２２を含む点で、プローブ先端１１２及び１１２’と異なる。
【０１５７】
［００２１８］例示的な一実施形態では、空間２５８は、毛２５４の振動の振幅と同程度であるべきである。実践では、毛は約１〜２ｍｍの振幅で振動する。これはセンシングをよりロバストにする。
【０１５８】
［００２１９］更なる例示的な実施形態では、図１２に示されるように、プローブ先端１１２１は毛２５４によって覆われる領域を遠方に越えて配置される。これは、ブラシの現在位置の向こうに存在する歯垢、例えば、不完全なブラッシング動作によって取りそこなった歯垢を検出することを可能にする。
【０１５９】
［００２２０］更なる詳細として、理想的には、ブラッシング中のブラシ２５２の歯面３１又は３３に対する角度は４５°である。理想的には、プローブ先端１１２１の歯面３１又は３３に対する角度は約０°である。歯面３１又は３３に対して４５°の先端１１２１を有する少なくとも２つのプローブ１１０、並びに対応する少なくとも２つの圧力センサ及び２つのポンプがあり、常に１つのプローブが表面３１又は３３に最適に面する直線運動。
【０１６０】
［００２２１］他の例示的な実施形態では、ブラシ内に複数のプローブが組み込まれる。これらのプローブは代替的に、少なくとも以下のように配置又は使用され得る。
【０１６１】
［００２２２］（ａ）（取りそこなった）歯垢をより効果的に感知するために、ブラシのあちこちの複数の位置に配置される、又は
【０１６２】
［００２２３］（ｂ）歯垢除去の程度及び有効性を決定するための差測定のために使用される。
【０１６３】
［００２２４］例示的な一実施形態では、単一の能動的センシング要素及び複数の受動要素によって、例えば単一の圧力センサに取り付けられた管等によって複数のプローブが実現され得る。あるいは、複数の能動及び受動センシング要素が使用されてもよい。
【０１６４】
［００２２５］上記したように、管の端部は多様な寸法を有し得る。代替的な例示的実施形態では、管の先端は、機械的なスペーサを使用して歯面から離される。一部の例示的な実施形態では、開口は管に対して角度をつけられてもよい。
【０１６５】
［００２２６］図１３乃至図２２は、複数のストリームプローブにより表面上の物質の存在を検出するための上記原理を採用する、表面上の物質の存在を検出するための検出システム３０００の例を示す。より具体的には、本開示の例示的な一実施形態では、システム３０００は、図４Ａ及び図１０に関して上記したような近位ポンプ部１２４及びプランジャー１２６を有する空気ストリームプローブのような、表面上の物質の存在を検出するための検出装置１１００を含む。しかし、近位ポンプ部１２４及びプランジャー１２６の代わりに、図４Ｃに関して上記した近位ポンプ部１４２及びダイアフラムポンプ１５０を配備して、近位ポンプ部１２４及びプランジャー１２６に関して後述される態様と同様にして表面上の物質の存在を検出するための略連続的なフロー１１００を供給してもよいことに留意されたい。
【０１６６】
［００２２７］近位ポンプ部１２４は、第１の脚１０１１及び第２の脚１０２２を定める遠位Ｔ字接続１０１によって構成される中央パラメータセンシング管状部１２０’を含む。遠位プローブ先端３１１２を有する第１のストリームプローブ３０１は第１の脚１０１１と流体連結し、遠位プローブ先端３１２２を有する第２のストリームプローブ３０２は第２の脚１０１２と流体連結する。
【０１６７】
［００２２８］第１のストリームプローブ３０１の近傍のブランチ接続３１２を介して、圧力センサＰ３が第１の脚１０１１に接続され、第２のストリームプローブ３０２の近傍の分岐接続３２２を介して、圧力センサＰ４が第２の脚１０１２に接続される。図４Ａに関して上記したストリームプローブ１００、図４Ｂに関して上記したストリームプローブ１００’、及び図４Ｃに関して上記したストリームプローブ１００”についてと同様に、ストリームプローブ１１００は、第１の脚１０１１内、中央パラメータセンシング管状部１２０’と第１の脚１０１１との間のジャンクション３１４の下流且つ第１のストリームプローブ３０１及び圧力センサＰ３の上流に配置される制限オリフィス３１１４を含んでもよい。同様に、第２の脚１０１２内、中央パラメータセンシング部管状部１２０’と第２の脚１０１２との間のジャンクション３２４の下流且つ第２のストリームプローブ３０２及び圧力センサＰ４の上流に、制限オリフィス３１２４が配置されてもよい。制限オリフィス３１１４及び３１２４の下流のストリームプローブ１１００の体積しか関係しないため、ここでも、制限オリフィス３１１４及び３１２４の存在は圧力計Ｐ３及びＰ４の応答時間を向上させる。圧力降下は主に制限オリフィス３１１４及び３１２４にかけて起こり、ストリームプローブ１１００は圧力源ではなくフロー源としてより近く又は近似的に振る舞うため、各圧力センサＰ３及びＰ４へのエアフローは略独立になる。制限オリフィス２４０の上流の体積はより無関係になる。単一のプランジャー１２６によって駆動される一方、圧力センサＰ３及びＰ４は圧力上昇をそれぞれ概して別々に感知することができる。
【０１６８】
［００２２９］更に、当業者は、オリフィス３１１４及び３１２４によるフローの制限が、制限オリフィスを設ける代わりに、ジャンクション３１４及び３２４の近傍で遠位Ｔ字接続１０１を波形にすることにより実現され得ることを認識するであろう。上記と同様に、本明細書で定められるように、制限オリフィスは管の波形にされた部分を含む。
【０１６９】
［００２３０］図１０に示される検出装置２００に関して上記したのと同様に、センサＰ３及びＰ４は、それらと電気通信するコントローラ２２５を含む検出電子機器２２０等の検出電子機器及びコントローラと電気通信する（図１０参照）。
【０１７０】
［００２３１］検出電子機器２２０による歯垢の検出時、コントローラ２２５は信号又はアクションステップを生成する。図１０を参照して、例示的な一実施形態では、コントローラ２２５は、その特定の位置で自身の歯又は対象の歯を磨き続けるようユーザーに伝えるための、ブザー等の一定の又は間欠的な音、及び／又は、一定の又は間欠的な光等に基づく聴覚又は視覚アラーム２２６と電気通信する。
【０１７１】
［００２３２］例示的な一実施形態では、検出電子機器２２０によって検出された信号に基づき、コントローラ２２５は、歯の上に存在する歯垢の量の推定を生成するために、データを記録してもよい。データは、検出電子機器２２０及びコントローラ２２５と電気通信する画面１２５上に表示される数量の形式であってもよい。画面１２５は、図１０に示されるように、近位ボディ部２１０上に配置され、又は近位ボディ部２１０から延びてもよい。当業者は、ユーザーが画面上に表示されたデータをモニタするのに適した他の位置に画面１２５が配置され得ることを認識するであろう。
【０１７２】
［００２３３］ユーザーへの伝達は、ベースステーション２２８と無線信号２２８’を送受信するための送受信機として更に構成されたコントローラ２２５を含み、ベースステーション上には、聴覚又は視覚アラーム２２６をトリガーするための、又は、画面１２５上に数量若しくはアニメーション等の他の表示メッセージを記録するための信号を生成する様々なインジケータが備えられる。
【０１７３】
［００２３４］あるいは、コントローラ２２５は、歯垢が認識されたことを知らせ、その位置でブラッシングを続けるようユーザーに命令するアニメーションを画面２３１上に生成するアプリケーションソフトウェアを実行するスマートフォン２２９と無線信号２２９’を送受信するための送受信機として更に構成されてもよい。あるいは、アプリケーションソフトウェアは、検出された歯垢の量に関する量的データを示してもよい。
【０１７４】
［００２３５］図１４乃至図１６は、毛３５４がブラシ基部３５６上に取り付けられたブラシ３５２を含む他の遠位口腔挿入部分３５０を示し、ブラシ基部３５６及び毛３５４の上端に向かって見ると、図１４に示されるようである。図１５及び図１６で最も良く示されるように、図２及び図７の表面３１及び３３のような関心表面に向けて複数の流体のフローが方向変換されることを可能にする、遠位プローブ先端３１１２及び３１２２がブラシ基部３５６の水平な上面３５６’から略垂直に延びている。遠位プローブ先端３１１２及び３１２２の代替的な又は追加の位置が、図１４のブラシ基部３５６の近位端の近傍の点線によって示されている。
【０１７５】
［００２３６］同様に、図１７乃至図１９は、毛３５４がブラシ基部３５６上に取り付けられたブラシ３５２を含む別の遠位口腔挿入部３６０を含むという点でシステム３０００と異なる、表面上の物質の存在を検出するためのシステム３０１０を示し、ブラシ基部３５６及び毛３５４の上端に向かって見ると、図１７に示されるようである。図１９に最も良く示されるように、ブラシ基部３５６の水平な上面３５６’に対して角度βで遠位プローブ先端３２１２及び３２２２がそれぞれ延び、これらは、複数の流体のフローが、図２及び図７の表面３１及び３３のような関心表面に向けて角度βで方向づけられることを可能にする。同様に、遠位プローブ先端３２１２及び３２２２のための代替的な又は追加の位置が、図１７のブラシ基部３５６の近位端の近傍に点線によって示されている。
【０１７６】
［００２３７］図１４乃至図１６及び図１７乃至図１９に示される遠位口腔挿入部３５０及び３６０は、（ａ）（圧力、圧力変動、気泡サイズ、及び／又は気泡放出レートによる）先端からの気泡放出の測定を含む、表面上の物質の存在を検出する第１の方法のために、又は（ｂ）遠位先端を介する気体又は液体等の第２の流体の通過を含む、遠位先端の開口を介する流体の通過を妨害する物質と相関する信号の測定に基づき表面上の物質の存在を検出する第２の方法のためのいずれにも使用され得る。
【０１７７】
［００２３８］図２０乃至図２２は、複数のストリームプローブと、共通の回転シャフト及びモーターによって作動され得る対応する近位ポンプ部とを含むシステム３０００又はシステム３０１０の例示的な実施形態を示す。より具体的には、図２０は、第１のストリームプローブ３１００’を含む第１のストリームプローブ作動装置３１００を示す。第１のストリームプローブ３１００’は、図４Ｂに関して上記したストリームプローブ１００’と同一であり、近位ポンプ部１２４及びプランジャー１２６、並びに遠位プローブ先端３１１２（図１４乃至図１６参照）又は遠位プローブ先端３２１２（図１７乃至図１９参照）を含み得る。図示されるようなカム機構であり得る回転−直動作動部材３１０２は、往復シャフト３１０６及びシャフト３１０６の近位端に配置されたローラー機構３１０８を介してプランジャー１２６と動作可能に連絡する。
【０１７８】
［００２３９］ローラー機構３１０８は、カム機構３１０２の周縁上の経路を定めるチャネル３１１０と噛み合う。チャネル３１１０は経路沿いに延び、カムピーク３１０２ａ及びカムトラフ３１０２ｂを含む。カム機構３１０２はカムシャフト３１０４上に取り付けられ、カムシャフト３１０４により、例えば矢印３１２０が示すような反時計方向に回転させられる。カム機構３１０２の回転に伴い、ローラー機構３１０８が間欠的にピーク３１０２ａによって押され又はトラフ３１０２ｂに引き込まれるため、シャフト３１０６に往復直線運動が付与される。これにより、プランジャー１２６に往復直線運動が付与され、ストリームプローブ３１００’内に圧力が生成され、流体が遠位先端３１１２又は３２１２を通過する。当業者は、チャネル３１１０によって定められる経路がプランジャー１２６に略一定の速度を付与するよう設計され得ることを理解するであろう。あるいは、チャネル３１１０によって定められる経路は、近位ポンプ部１２４内に略一定の圧力を与えるよう設計され得る。ローラー機構３１０８がピーク３１０２ａにあるため、プランジャー１２６は近位プランジャー部１２４の近位端１２４’から離れた位置にある。
【０１７９】
［００２４０］図２１は、第２のストリームプローブ３２００’を含む第２のストリームプローブ作動装置３２００を示す。第２のストリームプローブ３２００’も、図４Ｂに関して上記したストリームプローブ１００’と同一であり、近位ポンプ部１２４及びプランジャー１２６、並びに遠位プローブ先端３１２２（図１４乃至図１６参照）又は遠位プローブ先端３２２２（図１７乃至図１９参照）を含み得る。上記と同様に、図示されるようにカム機構であり得る回転−直動作動部材３２０２が、往復シャフト３２０６、及びシャフト３２０６の近位端に配置されたローラー機構３２０８を介してプランジャー１２６と動作可能に連絡する。
【０１８０】
［００２４１］同様に、ローラー機構３２０８は、カム機構３２０２の周縁の経路を定めるチャネル３２１０と噛み合う。チャネル３２１０は経路沿いに延び、カムピーク３２０２ａ及びカムトラフ３２０２ｂを含む。カム機構３２０２は共通のシャフト３２０４に取り付けられ、シャフト３２０４によって、例えば矢印３２２０が示す反時計方向に回転させられる。カム機構３２０２の回転に伴い、回転機構３２０８が間欠的にピーク３２０２ａによって押し出され又はトラフ３２０２ｂに引き込まれるため、シャフト３２０６に往復直線運動が付与される。これにより、プランジャー１２６にも往復直線運動が付与され、ストリームプローブ３２００’内に圧力が生成され、遠位先端３１２２又は３２２２を介して流体フローが通過する。上記と同様に、当業者は、チャネル３２１０によって定められる経路が、略一定の速度をプランジャー１２６に付与するよう設計され得ることを理解するであろう。上記と同様に、代替的に、チャネル３１１０によって定められる経路は、近位ポンプ部１２４内に略一定の圧力を与えるよう設計され得る。第１のストリームプローブ作動装置３１００とは異なり、ローラー機構３２０８が今度はトラフ３２０２ｂにあるため、プランジャー１２６は近位プランジャー部１２４の近位端１２４’の位置にある。
【０１８１】
［００２４２］図２２は、ストリームプローブ作動装置３１００の第１の回転−直動作動部材３１０２がモーター３３００に対して共通のシャフト３１０４の近位に設置され、一方、ストリームプローブ作動装置３２００の第２の回転−直動作動部材３２０２がモーター３３００に対して共通の３１０４の遠位に設置されるよう、共通のシャフト３１０４に動作可能に接続されたモーター３３００を示す。当業者は、モーター３３００による共通のシャフト３１０４の回転が、図２０及び図２１に関して上記したような複数のストリームプローブの動作を引き起こすことを認識するであろう。バッテリー又はウルトラキャパシタ等の近位ボディ部２１０（図１０参照）上に設けられた電源２７０、あるいは外部電源への接続、又は他の適切な手段（図示無し）により、モーター３３００に電力が供給される。
【０１８２】
［００２４３］当業者は、ストリームプローブ作動装置３１００又はストリームプローブ作動装置３２００のいずれもが、図１３に関して上記した複数の遠位プローブ先端３１１２及び３１２２、又は図１７乃至図１９に関して上記した複数の遠位プローブ先端３２１２及び３２２２を備える単一の空気ストリームプローブ１１００を作動し得ることを認識するであろう。
【０１８３】
［００２４４］当業者は、図２０乃至図２２に関して述べたストリーム作動装置３１００及び３２００が、所望の動作を実現するために採用され得る装置の例に過ぎないことを認識するであろう。例えば、当業者は、ストリームプローブ１００”及び関連付けられたコンポーネントが、プランジャー１２６及び回転−直動作動部材３１０２若しくは回転−直動作動部材３２０２又は両方を置換し、モーター３３００が、図４Ｃに関して上記したようなフレキシブル又は圧縮可能ダイアフラム１５８を含むダイアフラムポンプ１５０によって置換され得ることを認識するであろう。
【０１８４】
［００２４５］モーター３３００は、検出器電子機器２２０によって受け取られる信号に基づきモーター動作を制御するコントローラ２２５と電気通信する。図１０に関して上記したアラーム２２６、画面１２５、ベースステーション２２８、及びスマートフォン２２９に加えて、図１０に関連して、歯垢が検出されたことのユーザーへの伝達は、歯垢が検出された場合にブラッシング強度を周波数、振幅、又は両方において上昇させるようモーター３３００の動作を変化させることにより歯ブラシ駆動モードを変化させるようプログラミングされたコントローラ２２５を含み得る。振幅及び／又は周波数の上昇は、いずれも、その領域内でブラッシングを続けることをユーザーに知らせ、よって歯垢除去の有効性を向上させる。あるいは、コントローラ２２５は、例えば歯垢が確認されたことを知らせるためにドライブトレーンを変更することにより、ユーザーが通常のブラッシングから区別することができる異なる感覚を口内に生成するようプログラミングされてもよい。
【０１８５】
［００２４６］歯ブラシへの気泡の供給は、ブラッシングの歯垢除去率も向上させ得る。
【０１８６】
［００２４７］１つの可能な機構は、（ｉ）気泡がきれいなエナメル質の箇所に付着し、（ｉｉ）ブラッシングが気泡を動かし、よって気泡の空気／水界面を動かし、（ｉｉｉ）歯垢材料は非常に親水性であり、よって水溶液中に留まることを好むため、気泡の端部が歯垢材料に接触すると、端部が歯垢材料をエナメル質からはがす傾向にあることである。別の可能な機構は、気泡の存在が流体内の局所的な混合及びせん断力を高め、よって歯垢除去率を高め得ることである。本明細書に記載される表面上の物質を検出する方法の他の例示的な実施形態は、信号の一次導関数のモニタリング、ＡＣ（交流）変調、及び歯肉検出のためのセンサの使用を含み得る。
【０１８７】
［００２４８］ストリームプローブ管状部材１１０’（図７参照）のいずれかが歯肉上に配置される場合の偽の陽性信号の発生を減らすよう方法の有効性を高めるために、歯肉と歯垢とを区別することは有益である。比較的柔らかい歯肉もストリームの（部分的な）閉塞をもたらす。この閉塞は偽の陽性信号を生じる。ユーザーは、センサ位置が実際には歯肉上であるにも関わらず、歯垢が存在すると考える可能性がある。
【０１８８】
［００２４９］したがって、次に図２３乃至図２９を参照して、本開示の一実施形態によれば、図２３、図２４、及び図２５Ａには、歯垢検出機能を備えた歯ブラシ等の検出装置４００が示されており、検出装置４００は、歯垢を検出するための第１のストリームプローブ４０１と、歯肉だけを検出するための第２のストリームプローブ４０２とを含む。両信号を比較することにより、検出装置４００は歯肉と歯垢とを区別することができる。他の実施形態では、第１のストリームプローブ４０１も検出装置４００の対象又はユーザーの歯肉を検出し得る。本明細書で定められるように、対象は、検出装置４００のユーザーが検出装置４００を適用する子供若しくは虚弱者（ｉｎｆｉｒｍ  ｐｅｒｓｏｎ）を含む人、又は動物である。ユーザーは歯科又は医療専門家を含み得る。あるいは、検出装置４００は、検出装置４００のユーザーによって自己適用されてもよい。
【０１８９】
［００２５０］第１のストリームプローブ４０１は、第１の流体１１内に浸漬されるよう構成された遠位プローブ部４１０によって構成される。第１のストリームプローブ４０１の遠位プローブ部４１０は、開口４１６を有する遠位先端４１２を定め、開口４１６を介する第２の流体３０の通過を可能にする。遠位先端４１２は、検出装置４００のユーザーが表面、例えば図７の表面３１又は３３上に存在し得る物質、例えば図７の物質１１６を検出するために構成された形状及びサイズを有し、物質１１６は歯垢であり得る。
【０１９０】
［００２５１］同様に、第２のストリームプローブ４０２は、同様に第１の流体１１内に浸漬されるよう構成された遠位プローブ部４２０によって構成される。第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４２０は、開口４２６を有する遠位先端４２２を定め、開口４２６を介する第２の流体の通過を可能にする。遠位先端４２２は、遠位先端４２２が対象の歯肉上に配置されていることを検出装置４００のユーザーが検出するために構成された形状及びサイズを有し、対象は検出装置４００のユーザーであり得る。
【０１９１】
［００２５２］検出装置４００も、第１のストリームプローブ４０１の遠位プローブ部４１０の遠位先端４１２を介する第２の流体３０の通過、及び第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４２０の遠位先端４２２を介する第２の流体３０の通過が、信号の測定に基づく表面３１、３３上に存在し得る物質１１６の検出を可能にするよう構成される。信号は、第１のストリームプローブ４０１の遠位プローブ部４１０の遠位先端４１２の開口４１６を介する流体３０の通過を少なくとも部分的に妨害する物質１１６、及び、物質１１６が検出装置４００の対象又はユーザーの歯肉ではなく、物質が検出装置４００の対象又はユーザーの歯肉である偽のアラーム信号の生成ではないことの確認と相関する。確認は、第１のストリームプローブ４０１の遠位プローブ部４１０の遠位先端４１２の開口４１６を介する流体３０の通過を少なくとも部分的に妨害する物質１１６と相関する信号の測定と、第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４２０の遠位先端４２２の開口４２６を介する流体３０の通過を妨害していない物体と相関する信号の測定との間の比較により実現される。
【０１９２】
［００２５３］図１０も参照して、検出装置４００は、シリンダ１２５とシリンダ１２５内で往復運動可能なプランジャー１２６とを有する近位ポンプ部１２４を含む近位ボディ部２１０を更に含む。シリンダ１２５は、流体導管部材４０３及びプレナム４０４と流体連結する。一方、プレナム４０４は、カプラー又はコネクタ４０６’を介して遠位プローブ部４１０に結合される第１のストリームプローブ４１０の近位プローブ部４１４と流体連結し、これにより、シリンダ１２５、流体導管部材４０３、プレナム４０４、及び近位プローブ部４１４と第１のストリームプローブ４１０の遠位プローブ部４１０との間の流体連結を提供する。
【０１９３】
［００２５４］同様に、プレナム４０４は一方で、第２のカプラー又はコネクタ４０６”を介して遠位プローブ部４２０に結合される第２のストリームプローブ４２０の近位プローブ部４２４と流体連結し、これにより同様に、シリンダ１２５、流体導管部材４０３、プレナム４０４、及び近位プローブ部４２４と第２のストリームプローブ４２０の遠位プローブ部４２０との間の流体連結を提供する。当業者は、カプラー又はコネクタ４０６’及び４０６”は、互いに分離した部材であってもよく、又は、図２４の断面図に示される連結柱４０６１及び４０６２を有する共通のカプラー又はコネクタ４０６として一体的に形成されても良いことを認識及び理解するであろう。
【０１９４】
［００２５５］上記と同様に、当業者は、検出装置４００が、所望の動作を実現するために採用され得る検出装置の一例に過ぎないことを認識するであろう。例えば、当業者は、同様に、図４Ｃに関して上記されたストリームプローブ１００”と、フレキシブルな又は圧縮可能なダイアフラム１５８を含むダイアフラムポンプ１５０を含む関連コンポーネントとが、プランジャー１２６、シリンダ１２５、ポンプ部１２４等によって置換され得ることを認識するであろう。
【０１９５】
［００２５６］図２４は、検出装置４００の近位端４００ａの方向に見られた、カプラー若しくはコネクタ４０６又は別個のカプラー若しくはコネクタ４０６’、４０６”における、図２３の切断線２４−２４沿いに取られた検出装置４００の断面図である。ここで、検出装置４００の遠位端４００ｂは近位端４００ａに対して定められる。
【０１９６】
［００２５７］同様に当業者によって理解され得るように、例示的な一実施形態では、検出装置４００は、第１のストリームプローブ４０１の遠位プローブ部４１０が第１のストリームプローブ４０１の近位プローブ部４１４と一体的に連結され、第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４２０が第２のストリームプローブ４０２の近位プローブ部４２４と一体的に連結されるよう構成されてもよい。
【０１９７】
［００２５８］例示的な一実施形態では、信号は圧力信号でもよく、この場合、検出装置は、第１のストリームプローブの近位部分４１４内の圧力信号を検出するよう構成及び配置された圧力センサＰ５を更に含み得る。更に、圧力センサＰ６が、第２のストリームプローブ４２０の近位部分４２４内の圧力信号を検出するよう構成及び配置され得る。シリンダ１２５、流体導管部材４０３、プレナム４０４、及び近位プローブ部４１４、４２４と、第１及び第２のストリームプローブ４１０、４２０の遠位プローブ部４１０、４２０との間には流体連結が存在するため、制限オリフィス４１７が第１のストリームプローブ４１０の近位部分４１４内に配置され、少なくとも１つの制限オリフィス４１８ａが第２のストリームプローブ４２０の近位部分４２４内に配置される。更なる例示的な一実施形態では、第２の制限オリフィス４１８ｂが第２のストリームプローブ４２０の近位部分４２４内に配置され得る。
【０１９８】
［００２５９］制限オリフィス４１７及び少なくとも４１８ａ又は４１８ｂの存在は、第１のストリームプローブ４１０内に存在する信号と第２のストリームプローブ４２０内に存在する信号との間の望ましくない相互作用を制限するために必要である。更に、制限オリフィス及び少なくとも４１８ａ、更に例示的な実施形態では４１８ｂは、制限オリフィス４１７並びに４１８ａ及び／又は４１８ｂの下流のストリームプローブ４０１及び４０２の体積のみが関係し、ストリームプローブ４０１及び４０２がそれぞれ圧力源ではなくフロー源としてより近く又は近似的に振る舞うため、圧力センサＰ５及びＰ６の応答時間を向上させる。制限オリフィス４１７並びに４１８ａ及び／又は４１８ｂの上流の体積は、より無関係になる。
【０１９９】
［００２６０］図１０にも示されるように、検出装置４００は更に、今度は圧力センサＰ５及びＰ６によって感知された圧力値を処理し、第１のストリームプローブ４０１の遠位プローブ部４１０の遠位先端４１２の開口４１６を介する流体３０の通過を少なくとも部分的に妨害する物質１１６と相関する信号の測定、及び、物質１１６が検出装置４００の対象又はユーザーの歯肉ではなく、物質が検出装置４００の対象又はユーザーの歯肉である偽の陽性アラーム信号の生成ではないことの確認に基づく表面３１、３３上に存在し得る物質１１６の検出を示す圧力値であるか否かを決定するコントローラ２２５を含む。コントローラ２２５は、データを記憶するためのメモリ（図示無し）を含む。上記したように、物質１１６が検出装置４００の対象又はユーザーの歯肉ではなく、物質が検出装置４００の対象又はユーザーの歯肉である偽の陽性アラーム信号の生成ではないことの確認は、第１のストリームプローブ４０１の遠位プローブ部４１０の遠位先端４１２の開口４１６を介する流体３０の通過を少なくとも部分的に妨害する物質１１６と相関する信号の測定と、遠位プローブ部４２０の遠位プローブ部４２０の遠位先端４２２の開口４２６を介する流体３０の通過を妨害していない物体と相関する信号の測定との間の比較によって実現される。検出装置４００は、更に、プランジャー１２６の作動のため、ストリームプローブ作動装置３１００、モーター３３００（図２０乃至図２２参照）、バッテリー２７０、及び上記されるようにコントローラ２２５（図１０参照）を含み得る。圧力センサＰ５及びＰ６はコントローラ２２５と電気通信する。コントローラ２２５は、前述と同様にしてユーザーに対してアラーム又は信号を生成する。
【０２００】
［００２６１］図２３、図２４、及び図２５Ａから理解され得るように、これらに図示される例示的な実施形態では、第２のストリームプローブ４２０の近位プローブ部４２４は、第１のストリームプローブ４１０の近位プローブ部４１４のまわりに同心円状に配置されている。
【０２０１】
［００２６２］第１のストリームプローブ４０１の遠位プローブ部４１０は長軸Ａ−Ａを定め、第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４２０は長軸Ａ’−Ａ’を定め、それぞれが、各長軸Ａ−Ａ及びＡ’−Ａ’を横断する方向に円形断面を定める。図２３、図２４、及び図２５Ａに示されるように、長軸Ａ−Ａ及びＡ’−Ａ’は一致してもよく、又は互いからずれ、平行であってもよい（図示無し）。
【０２０２】
［００２６３］図２３及び図２５Ａに示されるように、第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４２０の遠位先端４２２の開口４２６は、第１のストリームプローブ４０１の遠位プローブ部４１０の遠位先端４１２の開口４１６のまわりに同心円状に配置されている。当業者は、第２のストリームプローブ４２０の近位プローブ部４２４が第１のストリームプローブ４１０の近位プローブ部４１４のまわりに同心円状に配置されておらず、特に、軸Ａ−ＡとＡ’−Ａ’とが並行であるが互いにずれている、本開示の他の実施形態が構成され得ることを認識するであろう。
【０２０３】
［００２６４］この技法は、上記のストリームプローブ歯垢検出方法と共通の技術を使用するため、柄又はボディ部においてストリームポンプ等の部品を共有することができ、総ＢＯＭ（ｂｉｌｌ  ｏｆ  ｍａｔｅｒｉａｌ）を減らすことができる。産業化の観点から、同タイプの技術、部品のソーシング等が適用され得る（再利用、共通性）。
【０２０４】
［００２６５］検出装置４００は、歯垢ではなく歯肉のみを検出するために第２の追加のストリーム管を適用することを対象とするため、例示的な一実施形態では、歯垢検出用の第１のストリームプローブ４０１が、歯肉検出用のより直径が大きい第２のストリームプローブ４０２内中央に配置される。このように構成される場合、歯肉検出用の第２のストリームプローブ４０２は、歯垢検出用の第１のストリームプローブ４０１と同じルート沿い、すなわちＡ−Ａ沿いに動く。このようにすることで、検出装置４００の対象又はユーザーの口内の実質的にちょうど同じ箇所で両生成圧力信号Ｐ５及びＰ６を比較することができる。
【０２０５】
［００２６６］図２５Ａに示されるように、歯肉検出用の第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４２０の遠位先端４２２のプロフィールは、第２のストリームプローブ４０２が歯肉を検出可能でありながら、歯垢を検出し得ないようなものであるべきである。
【０２０６】
［００２６７］より具体的には、図２３、図２４、及び図２５Ａに示されるように、第１のストリームプローブ４０１の遠位プローブ部４１０及び第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４２０は、共通の長軸、例えば軸Ａ’−Ａ’と一致する軸Ａ−Ａを定める。第１のストリームプローブ４０１の遠位プローブ部４１０の遠位先端４１２及び第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４２０の遠位先端４２２は、それぞれ、共通の長軸Ａ−Ａ又はＡ’−Ａ’を横断する方向に、且つ、第１のストリームプローブ４０１の遠位プローブ部４１０及び第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４２０の共通の長軸Ａ−Ａ又はＡ’−Ａ’に関してそれぞれ定められる各近位端４１２’及び４２２”に関して、凹状プロフィールを定める。遠位先端４２２のプロフィールは、遠位先端４２２の開口４２６のまわりに円周状に延在する平坦な周囲４２８を含む。
【０２０７】
［００２６８］第１のストリームプローブ４０１の遠位先端４１２は、直径ｄ１と、軸Ａ−Ａとの交点のトラフ４１８で最大になる、軸Ａ−Ａ沿いに近位に延びる距離ｘ１とを定める凹状又はアーチ状のプロフィールを有する。したがって、距離ｘ１は、遠位先端４１２に対する歯面からの遠位先端４１２の距離を、歯石層の高さ未満、すなわち、一般的に、歯面から１００μｍ未満になるよう限定する。したがって、歯垢に遭遇すると開口４１６は閉塞されるため、プローブ先端４１２は歯垢を検出することができる。
【０２０８】
［００２６９］歯肉検出用の第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４２０の遠位先端４２２は、第１のストリームプローブ４０１の遠位先端４１２の直径ｄ１と比較して、比較的大きい直径ｄ２を定め、また、トラフ４２７にて最大となる、軸Ａ−ａ又はＡ’−ａ’沿いに近位に延びる距離ｘ２を定める。直径ｄ２及び距離ｘ２の寸法は、一般的に、歯垢が開口４２６を閉塞できないようなものである。これは、２つのプローブ４０１及び４０２が通常歯面に対してある角度で傾斜し、よって開口４２６を介する漏れがより容易に起こるはずという事実に部分的に起因し得る。
【０２０９】
［００２７０］歯垢又は歯肉の検出は、プローブ先端のサイズ及び形状の両方、特にプローブ先端における曲率に関する。曲率が大きい半径Ｒを有する場合、遠位先端４２２は歯肉によって容易に塞がれる。遠位先端４２２が小さい曲率Ｒを有する場合、歯肉が変形して遠位先端４２２を塞ぐことはより難しい。先端の曲率Ｒによって作成される開口の高さｘ２は、遠位先端４２２を閉塞するのに歯垢層がどれだけ厚くなければならないかを決定する。大きい直径ｄ２及び大きい曲率半径Ｒを有する第２のプローブ４０２を提供することにより、遠位先端４２２は歯肉によって容易に閉塞されるが、歯垢によっては閉塞されない。
【０２１０】
［００２７１］一般的に、第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４２０の遠位先端４２２の開口４２６の開口の直径ｄ２は、約２５０μｍ以上でもよく、一般的に５００μｍを越えるべきではなく、よって約２５０〜５００μｍの範囲内である。曲率半径Ｒは、直径ｄ２の１／２より著しく大きくあるべきである。対応して、第１のストリームプローブ４０１の遠位プローブ部４１０の遠位先端４１２の開口４１６の開口の直径ｄ１は、約３００μｍ以下、又は約１５０〜３００μｍの範囲内であってもよく、曲率半径ｒは直径ｄ１の約１／２であってもよい。
【０２１１】
［００２７２］当業者は、例えば唾液、歯磨剤、食べかす、歯垢への暴露等、検出装置４００の使用中に起こる状況の著しい多様性のため、これらの寸法範囲は強い制限（ハードリミット）ではなく、使用経験に基づき変化し得ることを認識するであろう。
【０２１２】
［００２７３］図２５Ｂ及び図２５Ｃは、検出装置４００の他の例示的な実施形態を示し、図２３及び図２５Ａの第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４２０が、遠位プローブ部４４０及び遠位プローブ部４６０によってそれぞれ置換されている。遠位プローブ部４２０に関してと同様に、遠位プローブ部４４０及び４６０は、それぞれ、図２４に示される各長軸Ａ−Ａ及びＡ’−Ａ’を横断する方向に円形断面を定める。図２５Ｂにおいて、ここでは第２のストリームプローブ４０２の一部である遠位プローブ部４４０の遠位先端４２２の開口４４６は、第１のストリームプローブ４０１の遠位プローブ部４１０の遠位先端４１２の開口４１６のまわりに同心円状に配置されている。しかし、遠位プローブ部４２０とは対照的に、第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４４０の遠位先端４４２は、共通の長軸Ａ−Ａ又はＡ’−Ａ’沿いに遠位先端４４２に関して、及び各近位端４１２’及び４２２’に関して、凸状プロフィールを定める。遠位先端４１２の凹状プロフィールは、図２３、図２４、及び図２５Ａと変わらない。
【０２１３】
［００２７４］遠位先端４４２の凸状プロフィールは、今度は軸Ａ−Ａ又はＡ’−Ａ’沿いに近位に距離ｘ２’延び、頂点又は弧状の交点４４４を定める。より具体的には、第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４４０の遠位先端４４２によって定められる凸状プロフィールは、２つの直線４４８間の弧状の交点４４４によって定められる。
【０２１４】
［００２７５］図２５Ｃでは、今度は第２のストリームプローブ４０２の一部である遠位プローブ部４６０の遠位先端４６２の開口４６６は、同様に、第１のストリームプローブ４０１の遠位プローブ部４１０の遠位先端４１２の開口４１６のまわりに同心円状に配置されている。同様に、遠位プローブ部４２０とは対照的に、今度は遠位プローブ部４２０の曲率半径Ｒに対して反転した曲率半径Ｒ’を有する第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４６０の遠位先端４６２も、共通の長軸Ａ−Ａ又はＡ’−Ａ’沿いに遠位先端４６２に関して、及び各近位端４１２’及び４２２’に関して、凸状プロフィールを定める。遠位先端４１２の凹状プロフィールは、図２３、図２４、図２５Ａ、及び図２５Ｂと変わらない。
【０２１５】
［００２７６］同様に、遠位先端４６２の凸状プロフィールは軸Ａ−Ａ又はＡ’−Ａ’沿いに近位に距離ｘ２’延び、頂点４６４を定める。しかし、頂点又は弧状の交点４４４とは対照的に、第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４６０の遠位先端４６２によって定められる凸状プロフィールは、頂点４６４自体も滑らかな弧状のプロフィールによって定められるような滑らかな弧状のプロフィールを定める。
【０２１６】
［００２７７］遠位部分４２０に関してと同様に、図２５Ｂに示される遠位プローブ部４４０及び図２５Ｃに示される遠位プローブ部４６０の両方に関して、直径ｄ２及び距離ｘ２’の寸法は、一般的に、歯垢が各開口４４６及び４６６を閉塞できないようなものである。
【０２１７】
［００２７８］次に図２５Ｄを参照して、検出装置４００の他の例示的な実施形態では、図２５Ｃの遠位プローブ部４６０は、今度は第１のストリームプローブ４０１の遠位プローブ部４１０の他の例示的な実施形態のまわりに同心円状に配置される。より具体的には、歯垢検出用の第１のストリームプローブ４０１の遠位プローブ部４３０及び歯肉検出用の第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４６０は、共通の長軸Ａ−Ａ、Ａ’−Ａ’を定める。しかし、遠位プローブ部４６０の遠位先端４６２及び遠位プローブ部４１０の遠位先端４１２は、それぞれ、共通の長軸Ａ−Ａ、Ａ’−Ａ’を横断する方向に、且つ、共通の長軸Ａ−Ａ、Ａ’−Ａ’に関して定められる各近位端４１２’、４２２”に関して、凸状プロフィールを定める。第１のストリームプローブ４０１の遠位プローブ部４１０の遠位先端４１２によって定められる凹状曲率半径ｒに対して、遠位プローブ部４６０の遠位先端４６２は凸状曲率半径ｒ’を定める。
【０２１８】
［００２７９］遠位先端４１２に関して定められる距離ｘ１に関してと同様に、第１のストリームプローブ４０１の遠位先端４３２は、直径ｄ１と、軸Ａ−Ａとの交点における頂点４３４で最大となる、軸Ａ−Ａ沿いに遠方に延びる距離ｘ１’とを定める凸状又はアーチ状プロフィールを有する。したがって、距離ｘ１’も、遠位先端４３２に対する歯面からの遠位先端４３２の距離を、歯垢層の高さ未満、すなわち、一般的に、歯面から１００μｍ未満になるように限定する。したがって、歯垢に遭遇すると開口４３６は閉塞されるため、プローブ先端４３２は同様に歯垢を検出することができる。
【０２１９】
［００２８０］当業者は、遠位プローブ部４３０、４４０、及び４６０の代替的な例示的実施形態が、遠位プローブ部４１０及び４２０に係る図２３に関して上記した検出装置４００に関して同様に使用され得ることを認識し、また、その方法を理解するであろう。歯垢検出遠位プローブ部４１０、４３０、及び歯肉検出遠位プローブ部４２０、４４０、４６０は、耐摩耗性のために、ポリアミド（ナイロン）又はポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の硬いポリマー、又は、ユーザー若しくは対象に対してより柔らかくより快適な感覚を提供するために、シリコンゴム若しくはポリウレタン等のより柔らかい材料等の同じ材料から共につくられてもよい。あるいは、耐摩耗性のために内側又は歯垢検出遠位プローブ部４１０及び４３０はポリアミド（ナイロン）又はポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の硬いポリマーから形成される一方、外側又は歯肉検出遠位プローブ部４２０、４４０、４６０は、ユーザーに対してより柔らかくより快適な感覚を与えるため、シリコンゴム又はポリウレタン等のより柔らかい材料から形成されてもよい。あるいは、設計要件及び／又は製品使用経験の指示に従い、この材料の選択が逆転されてもよい。
【０２２０】
［００２８１］次に図２６Ａ乃至図２６Ｃを参照して、第１のストリームプローブ４０１の遠位プローブ部４１０及び第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４２０の更なる代替的な例示的実施形態が示されている。より具体的には、図２６Ａを参照して、第１のストリームプローブ４０１の遠位プローブ部４１０又は４３０は、同様に長軸Ａ−Ａを定め、第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４８０は、同様に長軸Ａ’−Ａ’を定める。第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４８０の遠位先端４８２の開口４８４は、同様に、第１のストリームプローブ４０１の遠位プローブ部４１０又は４３０の遠位先端４１２又は４３２の開口領域４１６又は４３６のまわりに同心円状に、且つ、長軸Ａ−Ａ及びＡ’−Ａ’が互いに平行になるように配置される。しかし、第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４８０は、第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４８０の長軸Ａ’−Ａ’を横断する方向に、弧状の非円形断面を定める。第１のストリームプローブ４０１の遠位プローブ部４１０は同様に、第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４８０の長軸Ａ−Ａ又はＡ’−Ａ’を横断する方向に円形断面を定める。
【０２２１】
［００２８２］図２６Ａの代替的な例示的実施形態では、第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４８０は、長軸Ａ’−Ａ’沿いの内面４８５を定める。第１のストリームプローブ４０１の遠位プローブ部４１０、４３０は、長軸Ａ−Ａ沿いの外面４１５、４３５をそれぞれ定める。外面４１５、４３５は内面４８５と接触しない。
【０２２２】
［００２８３］図２６Ｂは、第１のストリームプローブ４０１の遠位プローブ部４１０の他の例示的な実施形態を示す。より具体的には、同様に、第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４８０は、長軸Ａ’−Ａ’沿いの内面４８５を定める。第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４８０は短軸Ｂ１−Ｂ１を有する楕円形断面を定め、短軸Ｂ１−Ｂ１沿いに楕円形断面の幅Ｗが定められる。長軸Ｂ２−Ｂ２は、楕円形断面の長さＬを定める。しかし、図２６Ａに示される遠位プローブ部４１０及び４３０とは対照的に、第１のストリームプローブ４０１の遠位プローブ部４５０は、その長軸沿いに外面４５５を定め、遠位プローブ部４１０及び４３０の直径ｄ１より大きい直径ｄ３を定める。直径ｄ３は遠位プローブ部４８０の幅Ｗと略等しく、第１のストリームプローブ４０１の遠位プローブ部４５０の外面４５５は第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４８０の内面４８５と接触し、短軸Ｂ１−Ｂ１と合致する第１及び第２の接触線を定める。
【０２２３】
［００２８４］遠位プローブ部４５０は第１及び第２の接触線においてフロー制限効果を与えるが、第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４８０の楕円形断面によって定められる楕円形の開口４８４の断面積は、第１のストリームプローブ４０１の遠位プローブ部４５０の遠位先端４５２の開口４５６の断面積を上回り、検出装置４００の対象又はユーザーの歯肉の検出を可能にし、一方、遠位プローブ部４５０は、上記したように歯垢を検出するよう設計された開口４５６を介する断面積を有する。
【０２２４】
［００２８５］図２６Ｃは、第１のストリームプローブ４０１の遠位プローブ部４１０の他の例示的な実施形態を示す。より具体的には、同様に、第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４８０は、長軸Ａ’−Ａ’沿いに内面４８５を定める。第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４８０は、短軸Ｂ１−Ｂ１を有する楕円形断面を定め、短軸Ｂ１−Ｂ１沿いに楕円形断面の幅Ｗが定められる。長軸Ｂ２−Ｂ２は楕円形断面の長さＬを定める。しかし、図２６Ｂに示される遠位プローブ部４５０とは異なり、第１のストリームプローブ４０１の遠位プローブ部４７０は、それぞれが側辺４７２１、４７２２及び４７４１、４７４２を定める一組の平行なプレート４７２及び４７４によって形成され、同様に、第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４８０の長軸Ａ’−Ａ’に関して共通の長軸Ａ−Ａを定める。平行なプレート４７２及び４７４の側辺４７２１、４７２２及び４７４１、４７４２は、それぞれ第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４８０の内面４８５と接触する。
【０２２５】
［００２８６］同様に、第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４８０の楕円形断面は、第１のストリームプローブ４０１の平行なプレート４７１及び４７２間の遠位プローブ部４７０の開口４７６の断面積を上回り、検出装置４００の対象又はユーザーの歯肉の検出を可能にし、一方、遠位プローブ部４７０は、上記したように歯垢を検出するよう設計された開口４７６を介する断面積を有する。
【０２２６】
［００２８７］図２６Ａ乃至図２６Ｃに表される検出装置４００は、更に、制限オリフィス４１７、４１８ａ、及び４１８ｂと、互いに分離した部材でもよく又は図２４の断面図に示される連結柱４０６１、４０６２を有する共通のカプラー又はコネクタ４０６として一体的に形成され得るカプラー又はコネクタ４０６’、４０６”とを含む。更に、当業者は、図２３のプレナム４０４が、少なくとも第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４８０の楕円形断面形状に適合するよう設計及び構成されることを認識し、また、その方法を理解するであろう。
【０２２７】
［００２８８］遠位先端４８２が届きにくい領域により容易に入ることができるので、長軸Ａ−Ａ又はＡ’−Ａ’沿いの図２６Ａ乃至図２６Ｃの遠位プローブ部４８０の楕円形断面は、歯肉線の検出を向上させる。また、長軸Ａ−Ａ又はＡ’−Ａ’の方向の遠位プローブ部４８０のより大きい幅Ｗは、歯肉検出器又は第２のストリームプローブ４０２の遠位先端４８２が、歯肉の歯間領域に深く入り過ぎることを防ぐ傾向がある。
【０２２８】
［００２８９］次に図２７乃至図２９を参照して、本開示の検出装置４００の他の例示的な実施形態が示されており、第１のストリームプローブの遠位プローブ部及び第２のストリームプローブの遠位プローブ部は長軸が互いに平行になるよう互いの近傍に配置され、よって互いに分かれており、互いに同心円状に配置されていない。
【０２２９】
［００２９０］より具体的には、図２３乃至図２５Ｄと共に図２７を参照して、同様に、第１のストリームプローブ４０１の遠位プローブ部４１０又は４３０は長軸Ａ−Ａ（紙に入る方向）を定め、第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４２０、４４０、又は４６０は長軸Ａ’−Ａ’（紙に入る方向）を定め、それぞれが各長軸Ａ−Ａ及びＡ’−Ａ’を横断する方向に円形断面を定める。更に、第１のストリームプローブ４０１の遠位プローブ部４１０又は４３０及び第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４２０、４４０、又は４６０は、互いの近傍に配置され、長軸Ａ−Ａ及びＡ’−Ａ’は互いに平行である。図２３乃至図２５Ｄに関して上述したと同様に、直径ｄ１及びｄ２、並びに距離ｘ１、ｘ１’及びｘ２、ｘ２’の寸法は、一般的に、歯垢が各開口４２６、４４６、及び４６６を閉塞できないようなものである。
【０２３０】
［００２９１］したがって、歯肉検出用の第２のストリームプローブ４０２は、歯垢検出用の第１のストリームプローブ４０１の近傍に配置される。プローブ４０１及びプローブ４０２の両方が同時に歯肉線に接触できるよう、一般的に、両方が遠位口腔挿入部２５０又はブラシヘッド（図１０参照）の長軸沿いに配置される。
【０２３１】
［００２９２］図２８は、円形断面を有する第２のストリームプローブ４０２の遠位部分４２０、４４０、及び４６０が遠位部分４８０によって置換される点を除き、図２７に関して上記した検出装置４００の他の例示的な実施形態と類似する検出装置４００の他の例示的な実施形態を示す。同様に、遠位プローブ部４８０は、第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４８０の長軸Ａ’−Ａ’を横断する方向に、弧状の非円形断面を定める。
【０２３２】
［００２９３］同様に、図２８に示される長軸Ａ’−Ａ’沿いの図２６Ａ乃至図２６Ｃの遠位プローブ部４８０の楕円形断面は、遠位先端４８２が届きにくい領域により容易に入ることができるため、歯肉線の検出を向上させる。また、長軸Ａ−Ａ又はＡ’−Ａ’の方向の遠位プローブ部４８０のより大きな幅Ｗは、歯肉検出器又は第２のストリームプローブ４０２の遠位先端４８２が歯肉の歯間領域内に深く入り過ぎることを防ぐ傾向がある。
【０２３３】
［００２９４］図２９は、円形断面を有する第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４２０、４４０、及び４６０、並びに第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４８０の長軸Ａ’−Ａ’を横断する方向に弧状の非円形断面を定める遠位プローブ部４８０が、円形断面を定める第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４８６によって置換される点を除き、図２７及び図２８に関して上記された検出装置４００の他の例示的な実施形態と類似する検出装置４００の他の例示的な実施形態を示す。
【０２３４】
［００２９５］遠位プローブ部４９０も長軸Ａ−Ａを定め、概して遠位プローブ部４１０及び４３０と同様である。歯垢検出用の第１のストリームプローブ４０１の遠位プローブ部４９０の遠位先端４９１の開口４９２の断面積は、歯肉検出用の第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４８６の断面積に略等しい。第１のストリームプローブ４０１の遠位先端４９１も、曲率半径ｒ、直径ｄ１、及び軸Ａ−Ａとの交点のトラフ４９３で最大になる、軸Ａ−Ａ沿いに近位に延びる距離ｘ１を定める凹状又はアーチ状プロフィールを有する。したがって、上記と同様に、距離ｘ１は、遠位先端４９１に面する歯面からの遠位先端４９１の距離を、歯垢層の高さ未満、すなわち、一般的に歯面から１００μｍ未満になるよう限定する。したがって、歯垢に遭遇すると開口４１６は閉塞されるため、プローブ先端４９０は歯垢を検出することができる。
【０２３５】
［００２９６］対照的に、遠位プローブ部４８６の遠位先端４８７は開口４８８を有し、図２３乃至図２５Ｄに関して上記された凹状又は凸状プロフィールに対して、長軸Ａ’−Ａ’に関して平坦な、まっすぐな、又は面一なプロフィールを有する。平坦なプロフィールは、歯肉を検出する信号の精度を高める。
【０２３６】
［００２９７］図２７及び図２８と同様に、歯垢検出用の第１のストリームプローブ４０１の遠位プローブ部４９０及び歯肉検出用の第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４８６は、それぞれ長軸Ａ−Ａ及びＡ’−Ａ’を定め、遠位プローブ部４９０及び遠位プローブ部４８６は長軸Ａ−Ａ及びＡ’−Ａ’が互いに平行になるよう互いに隣接して配置され、一実施形態では、互いに付着される。しかし、第１のストリームプローブ４０１の遠位プローブ部４９０の遠位先端４９１は、今度は、第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４８６の遠位先端４８７を越えて、長軸Ａ−Ａ沿いに遠位に距離ｘ３延びる。したがって、歯肉検出用の第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４８６は歯垢によって閉塞されず、よって第１のストリームプローブ４０１の遠位プローブ部４９０が歯垢によって閉塞される場合、歯肉検出を可能にする。
【０２３７】
［００２９８］図２７乃至図２９に関して上記され、これらに図示される別々の遠位プローブ部の例示的な実施形態は、同心円状のストリームプローブ４０１及び４０２を作動する図２３に関して上記され、図示される検出装置４００ではなく、別々のストリームプローブ３０１及び３０２を作動する図１３に示される検出装置１１００に組み込まれることに留意されたい。検出装置１１００において、遠位Ｔ字接続１０１と流体連結する第２のストリームプローブ４０２の遠位プローブ部４２０、４４０、４６０、４８０、又は４８６の特定の断面形状を収容するよう、遠位Ｔ字接続１０１が改変される。
【０２３８】
［００２９９］上記したように、歯垢検出用の第１のストリームプローブが歯肉上に配置されたときにも圧力信号を与え得ると考えられる。比較的柔らかい歯肉は、ストリームの（部分的な）閉塞をもたらす。この閉塞は、第１のストリームプローブによる偽の陽性信号の生成をもたらす。ユーザーは、実際にはセンサ位置が歯肉上であるにも関わらず、歯垢が存在すると考え得る。第２の歯垢検出用のストリームプローブは、第２のストリームプローブがユーザーの歯肉上に配置されたときを決定し、偽の陽性信号を無効化するよう設計される。
【０２３９】
［００３００］図２３乃至図２９に示されるストリームプローブは概して弧状の断面によって特徴付けられるが、三角形、正方形、長方形、五角形等の多角形なども採用され得ることに留意されたい。
【０２４０】
［００３０１］図３０乃至図４６は、第１のストリームプローブがユーザー又は対象の歯肉上に配置されることにより偽の陽性信号がトリガーされ、歯垢の存在を誤って知らせることを無効化するための、本開示に係る表面上の物質の存在を検出するための検出装置の他の例示的な実施形態を示す。より具体的には、本開示の実施形態に係る光学的歯肉検出器は、上記したような歯垢検出用のストリームプローブを用いた偽の陽性信号に対する解決策を提供し、すなわち、偽の陽性信号は、歯垢と解釈され得る歯肉上のストリームプローブの閉塞により起こる。
【０２４１】
［００３０２］光学歯肉検出器の適用の原理は、歯肉の反射率における波長６００ｎｍでの鋭い遷移の上下の波長に関して、反射光内の比率を測定することである。この反射率比は、歯肉と歯との間の良好なコントラストを示す。歯肉上のストリームプローブ位置と１つ又は複数の歯上のストリームプローブ位置とを区別するよう閾値を設定することができ、これにより、ストリームプローブによる歯垢検出の偽の陽性信号が無効化される。
【０２４２】
［００３０３］図３０は、歯垢検出装置５００の一般的且つ複合的な図を含む、本開示に係る歯科衛生検出器装置１０００の一般的なブロック図である。歯垢検出装置５００は、図１３の第１のストリームプローブ３０１及び図２３の第１のストリームプローブ４０１を表す単一のストリームプローブを含む。ユーザー又は対象の歯肉を検出するための図１３の第２のストリームプローブ３０２又は図２３の第２のストリームプローブ４０２に代えて、光学歯肉検出器８００が歯垢検出用の歯垢検出装置又はストリームプローブ５００と共に使用される。光学歯肉検出器８００は、ストリームプローブ５００の遠位先端５２２が対象又はユーザーの歯肉に又は１つ又は複数の歯の上に位置しているかの指標を提供する。光学歯肉検出器８００が提供する情報に基づき、ストリームプローブ５００が歯肉上に存在することによりトリガーされる偽の陽性信号の頻度を下げることができる。
【０２４３】
［００３０４］より具体的には、図３０に複合的且つ一般的に示されるように、１つ又は複数の歯等の表面上の歯垢等の物質の存在を検出するための歯科衛生検出装置１０００は、近位端１２０１及び遠位端１２０２を定める遠位口腔挿入部１２００を含む。遠位口腔挿入部１２００は、第１の流体（図７参照）に浸漬されるよう構成されたストリームプローブ５００の遠位プローブ部５２０を含む。遠位プローブ部５２０は、開口５２６を有する遠位先端５２２を定め、開口５２６を介する第２の流体３０又は３５（図７参照）の通過を可能にする。開口５２６は、図７及び図２３乃至図３０に関して上記したように、表面３１又は３３上に存在し得る物質１１６を検出するのに十分な断面積及びそのように構成された形状を有する。
【０２４４】
［００３０５］例示的な一実施形態では、遠位口腔挿入部１２００は、更に、遠位口腔挿入部１２００の近位端１２０１に位置する機械的カプラー又は接続５０５を含む。遠位プローブ部５２０は、機械的接続５０５に結合され得る。
【０２４５】
［００３０６］光学歯肉検出器８００は、近位端６２１及び遠位先端６２２を定める遠位光学歯肉検出器送信部６２０を含む。遠位先端６２２は、遠位口腔挿入部１２００の遠位端１２０２の近傍に延びる。光学歯肉検出器８００は、更に、近位端７２１及び遠位先端７２２を定める遠位光学歯肉検出器受信部７２０を含む。遠位光学歯肉検出器受信部７２０は、遠位口腔挿入部１２００の遠位端１２０２の近傍に延びる。
【０２４６】
［００３０７］例示的な一実施形態では、遠位口腔挿入部１２００は更に、遠位口腔挿入部１２００の近位端１２０１に位置する送信カプラー６０５を含む。遠位光学歯肉検出器送信部６２０は送信カプラー６０５に結合される。遠位口腔挿入部１２００は、更に、遠位口腔挿入部１２００の近位端１２０１に位置する受信カプラー７０５を含み得る。遠位光学歯肉検出器受信部７２０は受信カプラー７０５に結合され得る。
【０２４７】
［００３０８］検出装置１０００は、近位ボディ部１１００を更に含む。例示的な一実施形態では、近位ボディ部１１００は近位ストリームプローブ部５１０を含み、近位ストリームプローブ部５１０は、機械的接続５０５を介して遠位プローブ部５２０に結合され得る近位ストリームプローブ歯垢検出器部５１４を含み得る。近位ボディ部１１００は、更に、ポンプドライバ部５１６と、歯垢検出のために近位ストリームプローブ歯垢検出器部５１４及び遠位プローブ部５２０に圧力を供給し又はこれらから圧力を引き下げるようポンプドライバ部５１６を作動するためにポンプドライバ部５１６と機械的に結合されるポンプドライバ及び電源５１８とを含む。図１０に関して上記したプロセス制御装置２２５と同様なプロセス制御装置２２５１が、ポンプドライバ及び電源５１８と電気通信し、遠位口腔挿入部１２００の動作を制御する。コントローラ２２５１は、データを記憶するためのメモリを含む（図示無し）。
【０２４８】
［００３０９］当業者は、ストリームプローブ５００が、例えば図４Ａに関して上記したストリームプローブ１００、図４Ｂに関して上記したストリームプローブ１００’、又は図４Ｃに関して上記したストリームプローブ１００”のいずれかとして構成され得ることを認識するであろう。
【０２４９】
［００３１０］例示的な一実施形態では、近位ボディ部１１００は、遠位光学歯肉検出器送信部６２０と光結合する近位光学歯肉検出器送信部６１０を含む。両者間の光結合は、送信カプラー６０５を介し得る。
【０２５０】
［００３１１］例示的な一実施形態では、近位ボディ部１１００は更に、遠位光学歯肉検出器受信部７２０に光結合された近位光学歯肉検出器受信部７１０を含む。両者間の光結合は、受信カプラー７０５を介し得る。
【０２５１】
［００３１２］検出装置１０００は、遠位プローブ部５２０の遠位先端５２２を介する第２の流体３０又は３５の通過が、遠位ストリームプローブ部５２４及び遠位先端５２２を含む遠位プローブ部５２０の遠位先端５２２の開口５２６を介する流体３０又は３５の通過を少なくとも部分的に妨害する物質１１６と相関するストリームプローブ信号の測定に基づく表面３１、３３（図７参照）上に存在し得る物質１１６の検出を可能にするよう構成され、また、プロセス制御装置２２５１による光信号の送信及び光信号の受信時、遠位プローブ部５２０の遠位先端５２２の開口５２６が、開口５２６を介する流体３０、３５の通過を少なくとも部分的に妨害する物質１１６と接触しており、検出装置１０００の対象又はユーザーの歯肉と接触していないことをプロセス制御装置２２５１が決定することを可能にする光信号を遠位光学歯肉検出器送信部６２０及び遠位光学歯肉検出器受信部７２０がそれぞれ送信及び受信するよう構成される。
【０２５２】
［００３１３］近位光学歯肉検出器送信部６１０からの光パルスの周波数に基づくサンプリングレートは、好ましくは、２５０Ｈｚの毛の動きを追うことができる程度に十分高く選択され、例えば５ＫＨｚに選択される。例示的な一実施形態では、サンプリングレートはブラシヘッド／毛の動きの周波数より十分高く（＞５倍）設定される。両方の光源が落とされているときに信号を測定することにより、検出器上のオフセット光及び検出器からの暗電流の補正をすることができる。マイクロプロセッサ又はプロセス制御装置２２５１による光源パルシング周波数の制御、検出器の読み出し、及びデータ処理、後にキャリブレーション値も記憶され得る。歯肉検出器が歯肉に相当する信号をもたらす場合、ストリームプローブからの後の圧力信号は無視され、歯肉による偽の陽性が無効化される。
【０２５３】
［００３１４］検出のための最適な波長は、短い波長に関しては６００ｎｍ以下（好ましくは４５０〜６００ｎｍ）であり、長い波長に関しては６００ｎｍより大きい（好ましくは６３０〜８００ｎｍ）。
【０２５４】
［００３１５］あるいは、一般的に、後述される図３１及び図３２、又は図４０乃至図４４において図示及び記載される例示的な実施形態のためのブラシヘッド／毛の動きの周波数と同期してサンプリングが実行されてもよい。
【０２５５】
［００３１６］上記方法のいずれに関しても、マイクロプロセッサ又はコントローラ２２５１は、近位光学歯肉検出器受信部７１０及び近位光学歯肉検出器送信部６１０と電気通信し得る。マイクロプロセッサ又はコントローラ２２５１は、Ａ／Ｄ変換を実行することにより信号を部分的に処理し得る。
【０２５６】
［００３１７］データの処理は以下を含む。
【０２５７】
［００３１８］波長λ１及びλ２のための信号を取得。
【０２５８】
［００３１９］バックグラウンド光レベルの測定に基づきオフセット値を決定。
【０２５９】
［００３２０］バックグラウンド光レベル値を差し引くことにより、波長信号値λ１及びλ２を補正。
【０２６０】
［００３２１］補正された値λ１及びλ２に基づき、反射率比Ｒ＝λ１／λ２を求める。
【０２６１】
［００３２２］Ｒ＝λ１／λ２の補正された値を歯と歯肉に関する閾値と比較する。
【０２６２】
［００３２３］λ１／λ２の決定のための最適精度を達成するために、ファクトリーキャリブレーションが用いられてもよく、キャリブレーションデータはプロセス制御装置２２５１のメモリ内に記憶され得る。また、ブラッシングセッション又は複数回のブラッシングセッションにわたり記録されたデータに基づきキャリブレーション／閾値が更新されてもよく、よって、最初はファクトリー設定値が使用され、特定のユーザー又は対象の歯及び歯肉の色をより正確に反映するよう、時間と共に閾値が調整されてもよい。
【０２６３】
［００３２４］図３０に複合的な形式で表される検出装置１０００の特定の例示的な実施形態が、図３１及び図３２、図４０乃至図４６に表されている。特定の実施形態のためのコンポーネント参照番号は、一般的なコンポーネント参照番号と対応するよう示されている。例えば、図３０において、検出装置１０００の近位光学歯肉検出器送信部６１０は、図３１では、検出装置１０００ａの近位光学歯肉検出器送信部６１０ａとして示され、図３２では、検出装置１０００ｂの近位光学歯肉検出器送信部６１０ｂとして示されている。例示的な実施形態の詳細な説明を通して、同様なナンバリングパターンが維持される。図３１、図３２、及び図４０乃至図４４には、複合的且つ一般的な歯垢検出装置５００が示されている。
【０２６４】
［００３２５］より具体的には、図３０に関して説明される複合的検出装置１０００と共に図３１を参照して、本開示の例示的な実施形態が開示されており、検出装置１０００ａは、それぞれが部分的に遠位口腔挿入部１２００ａ上に配置される、図３０に関して上記されたような複合的歯垢検出装置５００と、光学歯肉検出器８００ａとを含む。遠位口腔挿入部１２００ａは遠位光学歯肉検出器送信部６２０ａと遠位光学歯肉検出器受信部７２０ａとを含み、遠位光学歯肉検出器送信部６２０ａにおいて、遠位送信光ファイバ６２０１は、遠位口腔挿入部１２００ａの遠位端１２０２ａの近傍に延びる遠位先端６２２１を有し、遠位光学歯肉検出器受信部７２０ａにおいて、遠位受信光ファイバ７２０１は遠位先端７２２１を有し、遠位口腔挿入部１２００ａの遠位端１２０２ａから延びる。遠位口腔挿入部１２００ａは更に、開口５２６を有する遠位先端５２２を定める遠位プローブ部５２０を含む。
【０２６５】
［００３２６］検出装置１０００ａは、近位光学歯肉検出器送信部６１０ａを含む近位ボディ部１１００ａを更に含む。近位光学歯肉検出器送信部６１０は、送信カプラー６０５を介して遠位送信光ファイバ６２０１と光結合され得る第１の近位光送信ファイバ６１０１を含む。近位光学歯肉検出器送信部６１０ａは、更に光結合器６１２１を含み、光結合器６１２１は、第１の近位送信光ファイバ６１０１を介して送信カプラー６０５と光結合される。
【０２６６】
［００３２７］近位光学歯肉検出器送信部６１０ａは、更に、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の第１の光源６１６’と、同じく発光ダイオード等の第２の光源６１６”とを含む。第１及び第２の光源６１６’、６１６”から遠位口腔挿入部１２００ａ内の遠位光学歯肉検出器送信部６２０ａに光を送るために、各光源６１６’、６１６”は光結合器６１２１に光結合される。
【０２６７】
［００３２８］遠位口腔挿入部１２００ａは遠位光学歯肉検出器受信部７２０ａを含み、遠位光学歯肉検出器受信部７２０ａにおいて、第１の遠位受信光ファイバ７２０１が受信カプラー７０５と光結合され得る。近位光学歯肉検出器受信部７１０ａは、更に、受信カプラー７０５を介して第１の遠位受信光ファイバ７２０１と光結合され得る第１の近位受信光ファイバ７１０１を含む。近位光学歯肉検出器受信部７１０ａは、更に、第１の近位受信光ファイバ７１０１に光結合される光検出器７１２を含む。
【０２６８】
［００３２９］プロセス制御装置２２５１は、第１の光源６１６’に対して第１の波長λ１の光線を出射するよう信号を送り、第２の光源６１６”に対して第２の波長λ２の光線を出射するよう信号を送り、ここで２つの光線は、第１の光源から結合器光ファイバ６１４’に、第２の光源から結合器光ファイバ６１４”に、そして結合器６１２１に送られ、結合器６１２１は、２つの異なる波長λ１及びλ２の光線が間欠的に且つ２つの異なる波長で交互に遠位送信光ファイバ６２０１を介して遠位先端６２２１に送られるよう２つの別々の光線を混合する。遠位先端６２２１から出射された光は、第１の遠位受信光ファイバ７２０１の遠位先端７２２１に、そして光カプラー７０５を介して光検出器７１２に送られる。図３５乃至図３９に関してより詳細に後述されるように、歯垢検出装置５００がプロセス制御装置２２５１に歯垢が検出されたことを知らせると、検出装置１０００ａは、プロセス制御装置２２５１が２つの波長λ１及びλ２の反射率比Ｒを測定することにより、白い歯か赤い歯肉かを判別する。
【０２６９】
［００３３０］上記したように、反射率比は、２つの波長λ１及びλ２に関する観測される反射レベルの比率Ｒとして定められる。したがって、反射率比Ｒが求められ、特定の判別レベルより高い比率は歯に対応し、このレベル以下の比率は歯肉に対応する。検出のための最適な波長は、短い波長に関しては６００ｎｍ以下（好ましくは４５０〜６００ｎｍ）であり、長い波長に関しては６００ｎｍより大きい（好ましくは６３０〜８００ｎｍ）。
【０２７０】
［００３３１］図３１の検出装置１０００ａに関して、サンプリングレートはブラシヘッドの周波数より十分高く（＞５倍）てもよい。光源６１６’及び６１６”は、ブラシ／毛の動きの周波数で交互にパルシングされる。光源６１６’及び６１６”による交互のパルスの間にバックグラウンド光レベルが測定され、コントローラ２２５１によってオフセット値が計算され、上記したような補正された反射率比Ｒをもたらしてもよい。
【０２７１】
［００３３２］プロセス制御装置２２５１が歯垢が検出されたことを確認すると、プロセス制御装置２２５１は、特定の領域内でブラッシングを継続するよう、アラーム若しくはガイダンスデバイス２２６、又は図１０及び図２２に関して上記された他のユーザーフィードバック方法を起動する。
【０２７２】
［００３３３］図３２は、本開示に係る図３０の検出装置１０００の他の特定の実施形態を示し、図３１の検出装置１０００ａとは対照的に、遠位口腔挿入部は、光送信ファイバ及び光受信ファイバを含み、近位ボディ部は、２つの光検出器に光を送る光受信ファイバを含む。
【０２７３】
［００３３４］より具体的には、検出装置１０００ｂは、遠位口腔挿入部１２００ａと同一であり、且つ、図３１に示される検出装置１０００ａに関して上記された、遠位光検出器送信部６２０ａ及び遠位光検出器受信部７２０ａとそれぞれ同一な遠位光検出器送信部６２０ｂ及び遠位光検出器受信部７２０ｂを含む遠位口腔挿入部１２００ｂを含む。
【０２７４】
［００３３５］近位ボディ部１１００ｂは、複合的且つ一般的な歯垢検出装置５００の近位ストリームプローブ部５１０を含む。光学歯肉検出器８００ｂは、近位光検出器送信部６１０ｂ、遠位光検出器送信部６２０ｂ、遠位光検出器受信部７２０ｂ、及び近位光検出器受信部７１０ｂを含む。
【０２７５】
［００３３６］しかし、近位ボディ部１１００ｂは、今度は発光ダイオードであり得る単一の光源６１６を含む。プロセス制御装置２２５１は、光源６１６に対して第１の波長λ１の第１の光線及び第２の波長λ２の第２の光線を出射するよう信号を送り、２つの光線は、第１の近位送信光ファイバ６１０１を介して遠位送信光ファイバ６２０１の遠位先端６２２１に同時に送られる。遠位先端６２２１から出射された同時光線は、遠位プローブ先端５２２の近傍において第１の遠位受信光ファイバ７２０１の遠位先端７２２１によって収集され、受信カプラー７０５を介して、それぞれが第１の近位受信光ファイバ７１０１に光結合される第１の光検出器７１２’及び第２の光検出器７１２”に輸送される。第１の光検出器７１２’は第１の波長λ１を識別するようフィルタリングされ、一方、第２の光検出器７１２”は第２の波長λ２を識別するようフィルタリングされる。
【０２７６】
［００３３７］歯垢検出装置５００が歯垢が検出された旨の信号を受信すると、検出装置１０００ａに関して上記したのと同様な態様でプロセス制御装置２２５１及びアラーム又はガイダンスデバイス２２６が動作し、第１の波長λ１と第２の波長λ２とを識別して、プローブ先端５２２が実際には歯垢ではなく歯肉を検出しているか否かを決定する。上記したように、最適な波長は短い波長に関しては６００ｎｍ以下（好ましくは４５０〜６００ｎｍ）であり、長い波長に関しては６００ｎｍより大きい（好ましくは６３０〜８００ｎｍ）。
【０２７７】
［００３３８］図３１の検出装置１０００ａの場合と同様に、図３２の検出装置１０００ｂに関して、サンプリングレートは同じくブラシヘッドの周波数より十分高く（＞５倍）てもよい。光源６１６のパルシングは、各測定点におけるバックグラウンド光レベルを達成するためにも好適である。上記と同様に、バックグラウンド光レベルは波長λ１及びλ２から差し引かれる。
【０２７８】
［００３３９］図３３は、本開示の実施形態に係る図３１の検出装置１０００ａの遠位口腔挿入部１２００ａ、又は、図３２の検出装置１０００ｂの遠位口腔挿入部１２００ｂの詳細図を示し、ここで、遠位口腔挿入部１２００ａ又は１２００ｂはブラシ１２０４を含み、遠位ストリームプローブ部５２０のストリームプローブ先端５２２は、ブラシ１２０４の毛１２０６内、送信光ファイバ６２０１の遠位先端６２２１と受信光ファイバ７２０１の遠位先端７２２１との間に位置する。
【０２７９】
［００３４０］図３４は、図１０の検出装置若しくは器具２００、図３０の一般的且つ複合的な検出装置若しくは器具１０００、図３１の検出装置若しくは器具１０００ａ、又は図３２の検出装置若しくは器具１０００ｂの代替的な実施形態を示し、歯垢検出用のストリームプローブ及び歯肉検出用の光検出器が、本開示の例示的な一実施形態に係る図３３の電気歯ブラシのような歯科用装置内に組み込まれている。
【０２８０】
［００３４１］単純さのために、及び、本開示の実施形態の広範な適用性を示すために、図３４の振動電気歯ブラシ１０００’の記載には、図３０の一般的且つ複合的な検出装置１０００の用語及び名称が適用される。より具体的には、振動電気歯ブラシ１０００’は、近位ボディ部１１００及び図３３に詳細に図示される遠位口腔挿入部１２００を含む。遠位口腔挿入部１２００は、機械的接続５０５、送信カプラー６０５、及び受信カプラー７０５を含む複合カプラー１１５０を介して近位ボディ部１１００に結合され得る。遠位口腔挿入部１２００は、遠位プローブ部５２０、遠位光学歯肉検出器送信部６２０、及び遠位光学歯肉検出器受信部７２０を含む。
【０２８１】
［００３４２］近位ボディ部１１００は、近位ストリームプローブ部５１０、近位光学歯肉検出器送信部６１０、及び近位光学歯肉検出器受信部７１０を含む。検出電子機器２２０を介してストリームプローブ５００が歯垢を検出し、コントローラ２２５１が光学歯肉検出器８００により歯垢の存在を確認すると、検出装置１０００’は同様に図１０に関して上記したのと同様に特定の位置においてブラッシングを続けるようユーザーに知らせ得る。
【０２８２】
［００３４３］複合カプラー１１５０を介して、光は近位光学歯肉検出器送信部６１０から取り外し可能ブラシ又は遠位口腔挿入部１２００に送られ、そして光は遠位光学歯肉検出器部分６２０及び図３３の光ファイバ６２０１を介してストリームプローブ５００の遠位プローブ部５２０近傍の位置に送られる。遠位光学歯肉検出器受信部７２０内の図３３の第２のファイバ７２０１によって反射光が捕捉され、近位光学歯肉検出器受信部７１０（例えば柄）に送られ、光は検出器７１２に衝突し、データが処理されて、測定位置に歯肉又は歯が存在したかが判定される。
【０２８３】
［００３４４］図３４Ａは、図３４の歯科用装置１０００’の丸で囲われた部分の詳細図であり、歯科用装置１０００’のブラシ１２０４の毛１２０６内でのストリームプローブと図３３の光ファイバ６２０１及び７２０１との間の接続１２１０を示す。接続１２１０は、好ましくは、毛支持部材１２０８の上方の各部の垂直立ち上がりの始まりにおいて、遠位光学歯肉検出器送信部６２０、遠位ストリームプローブ部５２０、及び遠位光学歯肉検出器受信部７２０を互いに部分的に接続することにより、遠位光学歯肉検出器送信部６２０及び遠位先端６２２、並びに遠位光学歯肉検出器受信部７２０及び遠位先端７２２を遠位ストリームプローブ部５２０及び遠位先端５２２の近傍に維持する。したがって、遠位先端６２２及び７２２は、互いからの総距離が約１ｍｍ以下である、遠位ストリームプローブ部５２０の遠位先端５２２からの距離ｄ３内に維持される。また、この配置は、検出装置１０００’の動作中、先端のフレキシビリティが、ユーザー又は対象に対してより大きな快適さを提供することを可能にする。
【０２８４】
［００３４５］図３４Ｂは、図３４Ａの切断線３４Ｂ−３４Ｂ沿いに取られた断面図であり、図３３、図３４、及び図３４Ａの歯科用検出装置１０００’のブラシの毛支持部材１２０８内における遠位ストリームプローブ部５２０、遠位送信光ファイバ６２０１、及び遠位受信光ファイバ７２０１のルーティングの例示的な一実施形態を示す。遠位送信光ファイバ６２０１及び遠位受信光ファイバ７２０１は、毛支持部材１２０８内び、毛１２０６が埋め込まれた毛支持部材１２０８の表面１２１４とは反対の表面１２１２上に形成されたチャネル１２１０内にルーティングされ得る。この構成は、遠位送信光ファイバ６２０１及び遠位受信光ファイバ７２０１の動作をユーザーが視覚的に確認することを可能にする。
【０２８５】
［００３４６］図３５は、スペクトル波長の関数としての歯肉及び歯の反射率の実験的測定のプロット図を示す。縦軸は０．００〜１．００の範囲の正規化された反射率ＲＮを表す。横軸は波長を表し、ｎｍ単位で光線の第１の波長λ１及び第２の波長λ２の第２の光線を選択するために使用される。反射率の正規化は、プロット１によって表されるように１．０の一定の正規化された反射率を有する白い歯に対してである。プロット２及び３は、それぞれ、波長に関する生体内中切歯１及び生体内中切歯２の正規化された反射率を表す。プロット４及び５は、それぞれ、波長に関する生体内犬歯１及び生体内犬歯２の正規化された反射率を表す。プロット６及び７は、それぞれ、波長に関する歯肉１及び歯肉２の正規化された反射率を表す。
【０２８６】
［００３４７］これらの測定から、６００ｎｍあたりの波長で、波長の関数として浅い挙動を示す歯と、この波長のあたりで急な傾斜を示す歯肉とをはっきりと区別できると結論付けられる。したがって、６００ｎｍあたりの波長が歯肉検出のために有用であると結論付けられる。例えば、波長５７０及び６６０ｎｍは低コストで広く利用可能であり、比率Ｒ５７０／Ｒ６６０は、歯と歯肉との間の良好なコントラストを示す。波長が互いに近い場合、波長依存の（歯、歯肉、及び歯磨剤からの）散乱挙動がより小さいばらつきをもたらすため、互いに比較的近い波長を使用することが有益であると考えられる。この理由のため、黄色発光ダイオード（ＬＥＤ−５９０ｎｍ）及び橙色／赤色（６４０ｎｍ）も使用され得る。黄色ＬＥＤは緑色（５７０ｎｍ）に対して、効率性がより高く、より優れたＳＮ比（ＳＮＲ）をもたらすという更なる利点を有する。
【０２８７】
［００３４８］図３６は、丸で囲われた位置において歯垢及び歯肉検出測定結果が実験的に求められた白色の歯、黄色い歯、及び深刻に汚れた歯を示す。図３７は、図３６に示される歯の歯垢及び歯肉検出測定のための実験的測定のプロット図を示す。
【０２８８】
［００３４９］より具体的には、図３７は、図３６において丸で囲われた白い臼歯１５、黄色い臼歯１６、茶色い臼歯１７、及び黒い臼歯１８、並びに同様に図３６で丸で囲われた白い中切歯１２、黄色い中切歯１３、茶色い中切歯１４に関するスペクトル波長及び汚れの度合いの関数としてび歯肉及び歯の反射率の実験的測定のプロット図を示す。縦軸は、０．００〜１．００の範囲の正規化された反射率ＲＮを表す。横軸は光線をｎｍ単位で表す（第１の波長λ１及び第２の波長λ２の第２の光線）。反射率の正規化は、プロット１１によって表されるように１．０の一定の正規化された反射率を有する白い歯に関してである。プロット１２、１３、及び１４はそれぞれ、波長に関する白い中切歯１２、黄色い中切歯１３、及び茶色い中切歯１４の正規化された反射率を表す。プロット１５、１６、１７、及び１８は、それぞれ、波長に関する白い臼歯１５、黄色い臼歯１６、茶色い臼歯１７、及び黒い臼歯１８の正規化された反射率を表す。プロット１９及び２０は、それぞれ波長に関する歯肉１及び歯肉２の正規化された反射率を表す。
【０２８９】
［００３５０］図３８は、歯及び歯肉上で測定された赤色及び緑色信号のプロット図を示す。縦軸は０〜５ｍＶの範囲のｍＶ単位の（Ｇ−Ｄ）信号を表し、一方、横軸は０〜５０ｍＶの範囲のｍＶ単位の（Ｒ−Ｄ）信号を表す。より具体的には、歯２１及び歯肉２２に関する測定結果が示されており（同じ位置に関する複数の測定結果）、Ｒ−Ｄ及びＧ−Ｄは、３つのファイバ（５７０ｎｍＬＥＤ光、６６０ｎｍＬＥＤ光、及び検出器行き）を備えるペンを使用し、暗信号レベルによって補正された赤色及び緑色信号である。測定結果はいくらかの広がりを示したが（緑色ＬＥＤ及び赤色ＬＥＤからのスポットが横方向に互いにずれ、低い光強度のために緑色チャネル２１上でノイズが発生することに起因する）、より強い又は増加する緑色及びより強い又は増加する赤色の方向を示す双方向矢印２３によって示されるように、歯と歯肉との間の違いは明確に認められる。
【０２９０】
［００３５１］図３９は、牛歯からのプローブの距離（ｍｍ）の関数としての歯垢（Ｒ−Ｄ）２４及び歯肉（Ｇ−Ｄ）２５検出の信号レベル（ｍＶ）のプロット図を示す。歯と接触する位置と比較して、光がよりファイバ、検出器に入りやすいため、最適な信号は歯面からわずかに離れたプローブ位置、０．８ｍｍあたりで得られた。歯磨剤を有する実践的な状況での最適な作業距離は、０．８ｍｍあたりの最大信号点〜０ｍｍである。毛先に対するファイバ端の位置を調整することにより、このパラメータを最適化することができる。しかし、実践的な歯磨剤環境では、歯磨剤内の散乱により光が失われ、歯／歯肉からのピーク信号を図９の左側にシフトさせることに留意されたい。
【０２９１】
［００３５２］図４０は、本開示に係る図３０の検出装置の他の特定の実施形態を示し、遠位口腔挿入部は近位ボディ部上に光結合器を伴わずに第１及び第２の光送信ファイバを含み、光受信ファイバは単一の光検出器に光を供給する。
【０２９２】
［００３５３］より具体的には、図３０に関して説明された複合的検出装置１０００及び図３１に関して説明された検出装置１０００ａと共に図４０を参照して、本開示の例示的な実施形態が開示されている。検出装置１０００ｃは、図３０に関して上記したような複合的歯垢検出装置５００及び光学歯肉検出器８００ｃを含み、それぞれが遠位口腔挿入部１２００ｃ上に部分的に配置されている。図３１とは異なり、遠位口腔挿入部１２００ｃは、第１の遠位送信光ファイバ６２０１が近位端６２１１、及び遠位口腔挿入部１２００ｃの遠位端１２０２ｃの近傍に延びる遠位先端６２２１を定め、更に、第２の遠位送信光ファイバ６２０２が近位端６２１２、及び同様に遠位口腔挿入部１２００ｃの遠位端１２０２ｃに延びる遠位先端６２２２を定める、遠位光検出器送信部６２０ｃを含む。図３１と同様に、遠位光検出器受信部７２０ａは、遠位端１２０２ｃの近傍から延びる遠位先端７２２１を有する遠位受信光ファイバ７２０１を含む。遠位口腔挿入部１２００ｃも、開口５２６を有する遠位先端５２２を定める遠位プローブ部５２０を更に含む。第１の遠位送信光ファイバ６２０１の近位端６２１１及び第２の遠位送信光ファイバ６２０２の近位端６２１２は、近位端６２１１及び６２１２を定める共通の光送信カプラー６０５’に結合され得る。
【０２９３】
［００３５４］検出装置１０００ｃは、更に、近位光学歯肉検出器送信部６１０ｃを含む近位ボディ部１１００ｃを含む。図３１とは対照的に、近位光学歯肉検出器送信部６１０ｃは、送信カプラー６０５’を介して遠位送信光ファイバ６２０１と光結合され得る第１の近位送信光ファイバ６１０１を含み、更に、送信カプラー６０５’を介して第２の遠位送信光ファイバ６２０２と光結合され得る第２の近位送信光ファイバ６１０２を含む。図３１とは対照的に、近位光学歯肉検出器送信部６１０ｃは光結合器６１２１を含まない。
【０２９４】
［００３５５］一方、近位光学歯肉検出器送信部６１０ｃは発光ダイオード等の第１の光源６１６ａ、及び同様に発光ダイオード等の第２の光源６１６ｂを更に含む。第１の光源６１６ａは第１の近位送信光ファイバ６１０１に光結合され、第１の光源６１６ａから、遠位口腔挿入部１２００ｃの遠位光学歯肉検出器送信部６２０ｃ内の遠位送信光検出器ファイバ６２０１に光を送る。更に、第２の光源６１６ｂは第２の近位送信光ファイバ６１０２に光結合され、遠位口腔挿入部１２００ｃの遠位光学歯肉検出器送信部６２０ｃ内の第２の遠位送信光検出器ファイバ６２０２に光を送る。したがって、第１の近位送信光ファイバ６１０１及び第２の近位送信光ファイバ６１０２が結合器に結合される代わりに、各ファイバが独立に遠位口腔挿入部１２００ｃに通され、共通の送信カプラー６０５’に結合されてもよい。
【０２９５】
［００３５６］図３１と同様に、遠位口腔挿入部１２００ｃは、第１の遠位受信光ファイバ７２０１が受信カプラー７０５と光結合され得る遠位光学歯肉検出器受信部７２０ａを含む。近位光学歯肉検出器受信部７１０ａは、更に、受信カプラー７０５を介して第１の遠位受信光ファイバ７２０１に光結合され得る第１の近位受信光ファイバ７１０１を含む。近位光学歯肉検出器受信部７１０ａは、更に、第１の近位受信光ファイバ７１０１に光結合される光検出器７１２を含む。
【０２９６】
［００３５７］プロセス制御装置２２５１は、第１の波長λ１の光線を出射するよう第１の光源６１６ａに信号を送り、第２の波長λ２の光線を出射するよう第２の光源６１６ｂに信号を送り、２つの異なる波長の光線が、１つの光線は第１の遠位送信光ファイバ６２０１を介して遠位先端６２２１に、２つ目の光線は第２の遠位送信光ファイバ６２０２を介して遠位先端６２２２に、間欠的且つ２つの異なる波長で交互に送られるよう、２つの光線は送られる。遠位先端６２２１及び６２２２から出射された光は第１の遠位受信光ファイバ７２０１の遠位先端７２２１に送られ、受信カプラー７０５を介して光検出器７１２に送られる。図３５乃至図３９に関してより詳細に上記したように、歯垢検出装置５００がプロセス制御装置２２５１に歯垢が検出されたことを知らせると、プロセス制御装置２２５１が２つの波長λ１及びλ２から得られる反射率比Ｒを測定することにより、検出装置１０００ｃは白い歯と赤い歯肉とを区別する。上記と同様に、反射率比Ｒは、２つの波長λ１及びλ２の観測された反射レベルの比率として定められる。
【０２９７】
［００３５８］反射率比Ｒが求められ、特定の判別レベル以上の比率は歯に対応し、このレベル未満の比率は歯肉に対応する。検出方法の原理は、少なくとも２つの波長、好ましくは２つの波長を使用して歯肉／歯の反射の指標が得られることである。２つの中心波長から、一方は主に６００ｎｍ未満であり、他方は主に６００ｎｍ以上である。２つの波長λｌｏｗ／λｈｉｇｈの観測された反射レベルの比率が求められ、特定の判別レベル以上の比率は歯に対応し、このレベル未満の比率は歯肉に対応する。
【０２９８】
［００３５９］プロセス制御装置２２５１が歯垢が検出されたことを確認すると、特定の領域においてブラッシングを継続するよう、プロセス制御装置２２５１はアラーム若しくはガイダンスデバイス２２６、又は図１０及び図２２に関して上記した他のユーザーフィードバック方法を起動する。
【０２９９】
［００３６０］図４１は、本開示に係る図３２の検出装置の他の特定の実施形態を示し、遠位光送信ファイバは遠位光受信ファイバと比較してより短い長さを有し、広い照射領域を確立する。
【０３００】
［００３６１］より具体的には、検出装置１０００ｂ’は、遠位プローブ部５２０の遠位先端５２２に対して距離ｄｒ１を定める遠位先端７２２１を有する第１の遠位受信光ファイバ７２０１を含む遠位光検出器受信部７２０ａを含む図３２に関して上記した検出装置１０００ｂと同一である。
【０３０１】
［００３６２］しかし、遠位口腔挿入部１２００ｂ’内の遠位光学歯肉検出器送信部６２０ｂ’は、広い光照射領域Ａ１を定めるよう、遠位プローブ部５２０の遠位先端５２２に対する距離ｄｒ１が、遠位プローブ部５２０の遠位先端５２２に関して遠位送信光ファイバ６２０１’の遠位先端６２２１’によって定められる距離ｄｔ１よりも小さいように構成される。
【０３０２】
［００３６３］広い照射領域Ａ１が、送信経路及び受信経路の両方が歯磨剤の存在による損失を被ることなく、遠位送信光ファイバ６２０１’の遠位先端６２２１’から第１の遠位受信光ファイバ７２０１の遠位先端７２２１への信号を増加させる点を除き、歯垢検出、歯肉検出、及びコントローラ２２５１によるユーザーへの伝達は前述と同じである。
【０３０３】
［００３６４］図４２は、本開示に係る図３２の検出装置の他の特定の実施形態を示し、遠位光受信ファイバは遠位光送信ファイバと比較してより短い長さを有し、広い収集領域を確立する。
【０３０４】
［００３６５］より具体的には、検出装置１０００ｂ”は、遠位プローブ部５２０の遠位先端５２２に対して距離ｄｔ２を定める遠位先端６２２１を有する第１の遠位受信光ファイバ６２０１を含む遠位口腔挿入部１２００ｂ”を含む図３２に関して上記した検出装置１０００ｂと同一である。
【０３０５】
［００３６６］しかし、遠位口腔挿入部１２００ｂ”内の遠位光学歯肉検出器送信部６２０ｂ”は、広い光収集領域Ａ２を定めるよう、第１の遠位送信光ファイバ６２０１’の遠位先端６２２１が、遠位プローブ部５２０の遠位先端５２２に対して第１の遠位受信光ファイバ７２０１’の遠位先端７２２１’によって定められる距離ｄｒ２よりも小さい遠位プローブ部５２０の遠位先端５２２に対する距離ｄｔ２を定めるよう、構成される。
【０３０６】
［００３６７］上記と同様に、図４１の検出装置１０００ｂ’の広い照射領域Ａ１に対して、今度は広い収集領域Ａ２が、送信経路及び受信経路の両方が歯磨剤の存在による損失を被ることなく、遠位送信光ファイバ６２０１の遠位先端６２２１から遠位受信光ファイバ７２０１’の遠位先端７２２１’への信号を増加させる点を除き、歯垢検出、歯肉検出、及びコントローラ２２５１によるユーザーへの伝達は前述と同じである。
【０３０７】
［００３６８］図４３は、本開示に係る図４０の検出装置の他の特定の実施形態を示し、第２の光受信ファイバは第２の光検出器に光を供給する。
【０３０８】
［００３６９］より具体的には、図３０に関して上記された複合的検出装置１０００及び図４０と共に図４３を参照して、検出装置１０００ｃ’が図３０に関して上記したような複合的歯垢検出装置５００と、光学歯肉検出器８００ｃ’とを含み、それぞれが遠位口腔挿入部１２００ｃ’上に部分的に配置される、本開示の例示的な実施形態が開示される。図４０に示されるのと同様に、遠位口腔挿入部１２００ｃ’は、第１の遠位送信光ファイバ６２０１が遠位先端６２２１を有し、第２の遠位送信光ファイバ６２０２が遠位先端６２２２を有し、各遠位先端が遠位口腔挿入部１２００ｃ’の遠位端１２０２ｃ’の近傍に延びる遠位光検出器送信部６２０ｃを含む。
【０３０９】
［００３７０］また、図４０に示されるのと同様に、遠位口腔挿入部１２００ｃ’は、遠位受信光ファイバ７２０１が遠位口腔挿入部１２００ｃ’の遠位端１２０２ｃ’の近傍から延びる遠位先端７２２１を有する遠位光検出器受信部７２０ａを含む。しかし、遠位光検出器受信部７２０ａ’は、遠位先端７２２２を有する第２の遠位受信光ファイバ７２０２を更に含む。
【０３１０】
［００３７１］図４０と同様に、遠位口腔挿入部１２００ｃ’は更に、開口５２６を有する遠位先端５２２を定める遠位プローブ部５２０を含む。第１の遠位受信光ファイバ７２０１の近位端７２１１及び第２の遠位受信光ファイバ７２０２の近位端７２１２は、共通の光受信カプラー７０５’に結合され得る。
【０３１１】
［００３７２］検出装置１０００ｃは、図４０に関して上記された近位光学歯肉検出器送信部６１０ｃを含む近位ボディ部１１００ｃ’を更に含む。図４０とは対照的に、近位光学歯肉検出器受信部７１０ａ’は送信カプラー７０５’を介して第１の遠位受信光ファイバ７２０１に光結合され得る第１の近位受信光ファイバ７１０１を含み、また、受信カプラー７０５’を介して第２の遠位受信光ファイバ７２０１に光結合され得る第２の近位受信光ファイバ７１０２を含む。
【０３１２】
［００３７３］また、近位光学歯肉検出器受信部７１０ａ’は更に第１の光検出器７１２ａ’及び第２の光検出器７１２ｂ’を含む。第１の光検出器７１２ａ’は第１の近位受信光ファイバ７１０１に光結合され、第１の遠位受信光ファイバ７２０１の遠位先端７２２１から光を受け取る。また、第２の光検出器７１２ｂ’は第２の近位受信光ファイバ７１０２に光結合され、遠位口腔挿入部１２００ｃ’の光学歯肉検出器受信部７２０ａ内の第２の遠位受信光ファイバ７２０２の遠位先端７２２２から光を受け取る。遠位先端７２２１及び７２２２も遠位口腔挿入部１２００ｃ’の遠位端１２０２ｃ’の近傍から延びる。  
【０３１３】
［００３７４］更に、図４０に示されるのと同様に、第２の光源６１６ｂは第２の近位送信光ファイバ６１０２に光結合され、第２の光源６１６ｂから、遠位口腔挿入部１２００ｃの遠位光学歯肉検出器送信部６２０ｃ内の第２の遠位送信光ファイバ６２０２に光を送る。したがって、第１の近位送信光ファイバ６１０１及び第２の近位送信光ファイバ６１０２が結合器に結合される代わりに、各ファイバが遠位口腔挿入部１２００ｃに独立して通され、共通の送信カプラー６０５’に結合され得る。
【０３１４】
［００３７５］同様に、歯垢検出及びコントローラ２２５１によるユーザーへの伝達は前述と同じである。
【０３１５】
［００３７６］図４４は、本開示に係る図３１の検出装置の他の特定の例示的な実施形態を示し、近位ボディ部は、レンズ及びダイクロイックキューブを介して近位光送信ファイバに光を送る２つの光源を含む。
【０３１６】
［００３７７］より具体的には、図３１、及び図３０に関して上記した複合的検出装置１０００と共に図４４を参照して、検出装置１０００ｄが、それぞれが部分的に遠位口腔挿入部１２００ａ上に配置される、図３０に関して上記した複合的歯垢検出装置５００と光学歯肉検出器８００ｄとを含む、本開示の他の例示的な実施形態が開示される。図３１に示されるのと同様に、遠位口腔挿入部１２００ａは、遠位送信光ファイバ６２０１が遠位先端６２２１を有する遠位光検出器送信部６２０ａを含む。
【０３１７】
［００３７８］また、図３１に示されるのと同様に、遠位口腔挿入部１２００ａは、遠位受信光ファイバ７２０１が受信カプラー７０５に光結合され得る遠位光検出器受信部７２０ａを含む。
【０３１８】
［００３７９］また、図３１に示されるのと同様に、近位ボディ部１１００ｄは、第１の近位受信光ファイバ７１０１が受信カプラー７０５を介して第１の遠位受信光ファイバ７２０１に光結合され得る近位光学歯肉検出器受信部７１０ａを含む。近位光学歯肉検出器受信部７１０ａは更に、第１の近位受信光ファイバ７１０１に光結合される光検出器７１２を含む。
【０３１９】
［００３８０］しかし、近位光学歯肉検出器送信部６１０ｄが光送信面６１１’を定めるダイクロイックキューブ６１１を含み、ダイクロイックキューブ６１１が、ダイクロイックキューブ６１１の光送信面６１１’から出射された第１の近位送信ファイバ６１０３を通る光を集束させるよう配置された光学レンズ６１３を介して近位送信ファイバ６１０３に光結合される点で、検出装置１０００ｄは図３１に示される検出装置１０００ａとは異なる。ダイクロイックキューブ６１１は、第１の受光面６１１ａ及び第２の受光面６１１ｂを更に含む。
【０３２０】
［００３８１］近位光学歯肉検出器送信部６１０ｄは、更に、第１の発光ダイオード６１５ａ、及び第１の発光ダイオード６１５ａと第１の受光面６１１ａとの間に配置され、第１の発光ダイオード６１５ａから出射された光を第１の受光面６１１ａ内に集束させる他の光学レンズ６１１ａを含む。近位光学歯肉検出器送信部６１０ｄは、更に、第２の発光ダイオード６１５ｂ、及び第２の発光ダイオード６１５ｂと第２の受光面６１１ｂとの間に配置され、第２の発光ダイオード６１５ｂから出射された光を第２の受光面６１１ｂ内に集束させる他の光学レンズ６１１ｂを含む。
【０３２１】
［００３８２］同様に、歯垢検出及びコントローラ２２５１によるユーザーへの伝達は前述と同じである。
【０３２２】
［００３８３］図４５は、本開示の例示的な一実施形態に係る検出装置の遠位口腔挿入部を示し、遠位口腔挿入部は、第１の側及び第２の側を定めるよう、その長さに沿って縦方向中心線を定め、歯垢検出用のストリームプローブ及び歯肉検出用の光検出器を含む第１の検出装置が第１の側に配置され、歯垢検出用のストリームプローブ及び歯肉検出用の光検出器を含む第２の検出装置は第２の側に配置される。
【０３２３】
［００３８４］より具体的には、図４５に示されるように、図３０の一般的且つ複合的な検出装置１０００の遠位口腔挿入部１２００は、遠位口腔挿入部１２００の第１の側１２００’及び遠位口腔挿入部１２００の第２の側１２００”を定めるよう、遠位口腔挿入部１２００の長さＬ沿いに縦方向中心線Ｘ−Ｘを定める。遠位プローブ部５２０は第１の遠位プローブ部であり、遠位光学歯肉検出器送信部６２０は第１の遠位光学歯肉検出器部であり、そして遠位光学歯肉検出器受信部７２０は第１の遠位光学歯肉検出器受信部であり、それぞれが縦方向中心線Ｘ−Ｘによって定められる遠位口腔挿入部１２００の第１の側１２００’上に配置される。
【０３２４】
［００３８５］遠位口腔挿入部１２００は第２の側１２００”に、第１の流体１１内に浸漬されるよう構成された第２のストリームプローブ５００’の第２の遠位プローブ部５２０’を更に含む。また、第２の遠位プローブ部５２０’は、第２の流体３０、３５が通過することを可能にする開口５２６’を有する遠位先端５２２’を定める。上記と同様に、第２の遠位プローブ部５２０’の遠位先端５２２’の開口５２６’は、表面３１、３３上に存在し得る物質１１６を検出するのに十分な断面積及びそのために構成された形状を有する。
【０３２５】
［００３８６］第２の側１２００”上の第２の遠位光学歯肉検出器送信部６２０’は、近位端６２１’及び遠位先端６２２’を定める。第２の遠位光学歯肉検出器送信部６２０’の遠位先端６２２’は、遠位口腔挿入部１２００の遠位端１２０２の近傍に延びる。
【０３２６】
［００３８７］第２の側１２００”上の第２の遠位光学歯肉検出器受信部７２０’は、近位端７２１及び遠位先端７２２’を定める。第２の遠位光学歯肉検出器受信部７２０’の遠位先端７２２”は、遠位口腔挿入部１２００の遠位端１２０２の近傍に延びる。
【０３２７】
［００３８８］検出装置１０００は、遠位プローブ部５２０の遠位先端５２２を介する第２の流体３０、３５の通過が、遠位プローブ部５２０の遠位先端５２２の開口５２６を介する流体３０、３５の通過を少なくとも部分的に閉塞する物質１１６と相関する信号の測定に基づく、表面３１、３３上に存在し得る物質１１６の検出を可能にするよう構成される。また、検出装置１０００は、プロセス制御装置２２５１による光信号の送信及び光信号の受信時、遠位プローブ部５２０の遠位先端５２２の開口５２６が、開口５２６を介する流体３０、３５の通過を少なくとも部分的に妨害する物質１１６と接触し、検出装置１０００の対象又はユーザーの歯肉と接触していないかをプロセス制御装置２２５１が決定することを可能にする光信号を遠位光学歯肉検出器送信部６２０及び遠位光学歯肉検出器受信部７２０がそれぞれ送信及び受信するよう構成される。第２の遠位プローブ部５２０’は、他方の、すなわち第１の遠位プローブ部５２０が歯の上にある一方、１つを歯肉上に保つためのユーザーへのガイダンスの一部として対象又はユーザーの歯肉上に配置され、効果的な歯肉線ブラッシングを保証する。
【０３２８】
［００３８９］検出装置１０００は、遠位プローブ部５２０の遠位先端５２２を介する第２の流体３０、３５の通過が、遠位プローブ部５２０の遠位先端５２２の開口５２６を介する流体３０、３５の通過を少なくとも部分的に閉塞する物質１１６と相関する信号の測定に基づく、表面３１、３３上に存在し得る物質１１６の検出を可能にするよう構成される。また、検出装置１０００は、プロセス制御装置２２５１による光信号の送信及び光信号の受信時、遠位プローブ部５２０の遠位先端５２２の開口５２６が、開口５２６を介する流体３０、３５の通過を少なくとも部分的に妨害する物質１１６と接触し、検出装置１０００の対象又はユーザーの歯肉と接触していないかをプロセス制御装置２２５１が決定することを可能にする光信号を遠位光学歯肉検出器送信部６２０及び遠位光学歯肉検出器受信部７２０がそれぞれ送信及び受信するよう構成される。第２の遠位プローブ部５２０’は、他方の、すなわち第１の遠位プローブ部５２０が歯の上にある一方、１つを歯肉上に保つためのユーザーへのガイダンスの一部として対象又はユーザーの歯肉上に配置され、効果的な歯肉線ブラッシングを保証する。遠位口腔挿入部１２００（例えばブラシヘッド）の口内の位置に応じて、第１の側１２００’の遠位プローブ部５２０、遠位光学歯肉検出器送信部６２０、及び遠位光学歯肉検出器受信部７２０、又は、第２の側１２００”の遠位プローブ部５２０’、遠位光学歯肉検出器送信部６２０’、及び遠位光学歯肉検出器受信部７２０’のいずれかが歯の上にあり、一方、他の側は歯肉の上にある（ユーザーが右利きか左利きか、上側の歯肉及び歯がクリーニングされているか下側の歯肉及び歯がクリーニングされているか、又は歯及び歯肉の内面がクリーニングされているか歯及び歯肉の外面がクリーニングされているかに応じて）。したがって、単一のブラッシングセッション中に口内を動き回るとき、１２００’側のストリームプローブ及び１２００”側のストリームプローブの歯又は歯垢上の相対位置は定期的に逆転する。ブラシヘッドが口内のどこにいるのかに応じて、どちらか一方が歯又は歯肉上にある。歯の上のストリームプローブは歯垢検出プローブを有するべきであり、よって、どの時点においても１つの歯垢検出プローブしか有用でないとしても、両方のストリームプローブが歯垢検出プローブを必要とする。同様に、歯肉上のストリームプローブは、どの時点でも１つの光学歯肉検出器プローブしか有用でないとしても、光学歯肉検出器プローブを有すべきである。
【０３２９】
［００３９０］図４６は、図３０の検出装置の近位光学歯肉検出器送信部と遠位光学歯肉検出器送信部との間、及び、遠位光学歯肉検出器受信部と近位光学歯肉検出器受信部との間の光結合を示し、結合は空気伝送によって実現される。
【０３３０】
［００３９１］より具体的には、図４６は、例えば図３１の検出装置１０００ａと部分的に組み合わされた図３０の検出装置１０００の簡略化された部分図である。近位光学歯肉検出器送信部６１０は、遠位光学歯肉検出器送信部６２０を表す遠位送信光ファイバ６２０１に光線を送る近位送信光ファイバ６１０１によって表される。近位送信光ファイバ６１０１が送信カプラー６０５を介して遠位送信光ファイバ６２０１に光結合される代わりに、光結合は、近位送信光ファイバ６１０１と遠位送信光ファイバ６２０１との間の矢印Ｔ１によって表される空気伝送によって実現される。
【０３３１】
［００３９２］同様に、遠位光学歯肉検出器受信部７２０は、近位光学歯肉検出器受信部７１０を表す近位受信光ファイバ７１０１に光線を送る遠位受信光ファイバ７２０１によって表される。遠位受信光ファイバ７２０１が受信カプラー７０５を介して近位受信光ファイバ７１０１に光結合される代わりに、光結合は、遠位受信光ファイバ７２０１と近位受信光ファイバ７１０１との間の矢印Ｔ２によって表される空気伝送によって実現される。
【０３３２】
［００３９３］歯垢検出装置５００の機械的接続５０５は図３０に示されるのと同じままである。
【０３３３】
［００３９４］本開示のいくつかの実施形態を図面に示したが、本開示をこれらに限定することは意図されず、本開示は当該技術分野が許容する範囲の広さを有し、明細書も同様に読まれることが意図される。したがって、上記は限定ではなく、あくまで特定の実施形態の例示として解されるべきである。当業者は、添付の特許請求の範囲に含まれる他の変形例を想像する。
【０３３４】
［００３９５］請求項において、括弧内の如何なる参照符号も特許請求の範囲を制限すると解されるべきではない。「含む（又は備える若しくは有する）」との用語は、請求項に列挙される以外の要素又はステップの存在を除外しない。要素は複数を除外しない。本発明は、複数の異なる要素を含むハードウェアによって、及び／又は、適切にプログラミングされたプロセッサによって実現され得る。複数の手段を列挙する装置クレームにおいて、これらの手段のうちのいくつかは、単一のハードウェアアイテムによって具現化され得る。単に特定の手段が互いに異なる独立請求項に記載されているからといって、これらの手段の組み合わせを好適に使用することができないとは限らない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図７】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【図２５Ｃ】
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【図２５Ｄ】
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【図２６Ａ】
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【図２６Ｂ】
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【図２６Ｃ】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３４Ａ】
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【図３４Ｂ】
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【図３６】
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【図４５】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３５】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４６】
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