(57)【要約】  組織炎症、特に歯肉炎を検出するためのシステム（１００）であって、システムは、ユーザの口内の組織領域（１０４）で光を放射するように構成される光エミッタ（１０２）と、一定期間にわたって組織領域を通して拡散反射される光信号を検出するように構成される光検出器（１０６）と、光信号から少なくとも２つの信号（Ｒ（λ１）、Ｒ（λ２））に基づいて勾配信号（Ｑ）を決定し、少なくとも２つの信号はヘモグロビン優勢波長範囲からの少なくとも１つの信号を含み、勾配信号の１つまたは複数の特性を決定し、勾配信号の１つまたは複数の特性に基づいて最良の測定信号を選択するように構成される、コントローラ（１３０）とを含む。システムは、さらに、勾配信号の１つまたは複数の特性に基づいて組織炎症の正確な検出のためのプローブの位置に関する情報を提供するように構成されるユーザインタフェース（１１６）を含む。
2022500122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
組織炎症を検出するためのシステムであって：
−  ユーザの口内の組織領域で光を放射するように構成される光エミッタと；
−  一定期間にわたって前記組織領域を通して拡散反射される光信号を検出するように構成される光検出器と；
−  少なくとも１つのコントローラであって：
−  前記光信号からの少なくとも２つの信号に基づいて勾配信号を決定し、前記少なくとも２つの信号は、ヘモグロビン優勢波長範囲からの少なくとも１つの信号を含み：
−  前記勾配信号の１つまたは複数の特性を決定し；
−  前記勾配信号の前記１つまたは複数の特性に基づいて最良の測定信号を選択する；
ように構成される、コントローラと；
−  前記勾配信号の前記１つまたは複数の特性に基づいて組織炎症の正確な検出のためのプローブの位置に関する情報を提供するように構成されるユーザインタフェースと；を有する、
システム。
【請求項２】
前記光エミッタは広帯域光源であり、前記光検出器は、分光計、可変同調フィルタ、または２つ以上の個別の波長感知光検出器からなるグループから選択される波長依存検出器である、
請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記広帯域光源は、ソースファイバに結合される蛍光体変換白色ＬＥＤである、
請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記少なくとも１つのコントローラはさらに、前記波長依存光検出器からの反射率データを分析し、品質信号として機能する勾配信号を決定するように構成される測定値選択および／またはプローブガイドモジュールを有する、
請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記少なくとも１つのコントローラから選択された最良の測定値を受信し、歯肉炎の状態を決定するために酸素化値を計算するように構成される炎症検出モジュールをさらに有する、
請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記ユーザインタフェースはさらに、組織炎症の正確な検出のために、前記プローブの前記位置に関してユーザにフィードバックを提供するユーザフィードバックモジュールを有する、
請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記光検出器は、２つ以上の波長依存光検出器である、
請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記光エミッタは、時系列モードで駆動される２つ以上の光エミッタであり、前記光検出器は、波長非依存光検出器である、
請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
組織炎症を検出するための方法であって、前記方法は：
−  光エミッタによって組織領域に向かって光を放射するステップと；
−  光検出器を介して、一定期間にわたって前記組織領域を通して拡散反射される光信号を検出するステップと；
−  コントローラによって、前記光信号からの少なくとも２つの信号に基づいて、勾配信号を決定するステップであって、前記少なくとも２つの信号は、ヘモグロビン優勢波長範囲からの少なくとも１つの信号を含む、ステップと；
−  前記コントローラによって、前記勾配信号の１つまたは複数の特性を決定するステップと；
−  ユーザインタフェースを介して、前記勾配信号の前記１つまたは複数の特性に基づいて、組織炎症の正確な検出のためのプローブの位置に関する情報を提供するステップと；を含む、
方法。
【請求項１０】
前記組織炎症は歯肉炎である、
請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記勾配信号を決定するステップは、前記少なくとも２つの信号を互いに差し引くステップを含む、
請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記光エミッタは、時系列モードで駆動されるまたは同時に駆動される複数の光源を有し、前記複数の光源の各光源は、異なって変調される、
請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記情報は、ユーザまたは第三者へのフィードバックを含む、
請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記勾配信号の前記１つまたは複数の特性に基づいて最良の測定信号を選択するステップをさらに含む、
請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
前記１つまたは複数の特性は、前記一定期間内の前記勾配信号の最大値を含む、
請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、拡散反射光を用いた、組織炎症、とりわけ歯肉炎の改善された検出のための口腔ヘルスケアシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
拡散反射分光法（ＤＲＳ）を用いる歯肉炎検出は、口腔内の限られた空間に起因して、光を運ぶ１つまたは複数の光ファイバの周りに配置された小さい角度付き（angled）プローブを用いて現在実施されている。このような小さなプローブは、歯肉炎が一般的に発生する隣接歯間領域（interproximal  areas）での測定に有用である。しかしながら、このような小さなプローブは、接触する場合、組織に大きな圧力をかけ、血液を押し出し、それによって血液特性のＤＲＳ測定を中断させることがある。従って、ＤＲＳ測定は、非接触モードで行われることが好ましく、必要とされる非接触モードは、所望の拡散反射成分に加えて鏡面反射光を検出することになる。拡散反射光（すなわち、組織を通って伝搬される光）は、高度に減衰されるので、これらの鏡面成分は、比較的大きくなり得る。
【０００３】
さらに、歯肉炎は、歯の間の隣接歯間領域、および奥歯（back  molars）など、口腔内で到達が困難な場所に主に認められるため、これらの位置では、プローブが正しい位置（乳頭）にどれだけ上手く向けられているかをユーザが見ることは事実上不可能である。
【０００４】
従って、ＤＲＳ法を用いてより正確な歯肉炎の検出を可能にするための、本発明の口腔ヘルスケアシステムおよび方法に対する当技術分野における継続的な必要性が存在する。本発明の口腔ヘルスケアシステムおよび方法は、プローブ位置決めにおけるユーザへのガイダンスを提供する、および／または連続データストリームから最良の測定値を選択することを容易にする。
【発明の概要】
【０００５】
本開示は、拡散反射分光法（ＤＲＳ）を用いて組織炎症を検出するための本発明のシステムおよび方法に関する。本明細書における種々の実施形態および実装形態は、歯肉炎症を識別するために歯肉組織の測定値を取得するように構成される口腔ヘルスケアシステムに関する。口腔ヘルスケアシステムは、１つまたは複数の光エミッタ（light  emitters）と、１つまたは複数の光検出器と、少なくとも１つの波長がヘモグロビン優勢（hemoglobin-dominated）波長範囲から取られる、２つ以上の波長からの反射光勾配（reflected  light  slope）を測定するように構成される波長感知勾配検出器（wavelength-sensitive  slope  detector）を有する歯肉炎検出システムとを含む。このシステムはまた、ユーザフィードバックシステムと、波長感知勾配検出器によって駆動される測定値選択システムとを含む。
【０００６】
概して、一態様では、組織炎症を検出するための方法が提供される。この方法は、組織領域に向かって光エミッタによって光を放射するステップと、光検出器を介して、一定期間にわたって組織領域を通して拡散反射される光（学）信号を検出するステップと、コントローラによって、光信号からの少なくとも２つの信号に基づいて、勾配信号を決定するステップであって、少なくとも２つの信号は、ヘモグロビン優勢波長範囲からの少なくとも１つの信号を含む、ステップと、コントローラによって、勾配信号の１つまたは複数の特性を決定するステップと、ユーザインタフェースを介して、勾配信号の１つまたは複数の特性に基づいて、組織炎症の正確な検出のためのプローブの位置に関する情報を提供するステップとを含む。様々な態様において、組織炎症は歯肉炎である。
【０００７】
一実施形態では、勾配信号を決定するステップは、少なくとも２つの信号を互いに差し引くステップを含む。
【０００８】
一実施形態では、１つまたは複数の特性は、プローブの位置が、それぞれ、より正確であるかまたはより正確でないかに対応する勾配信号の増加または減少を含む。
【０００９】
一実施形態では、光エミッタは広帯域光源であり、光検出器は、分光計、可変同調フィルタ、または２つ以上の個別の波長感知光検出器からなるグループから選択される波長依存検出器である。
【００１０】
一実施形態では、光エミッタは、時系列（time  sequential）モードで駆動されるまたは同時に駆動される複数の光源を含み、複数の光源の各光源は、異なって変調される。
【００１１】
一実施形態では、情報は、ユーザまたは第三者へのフィードバックを含む。
【００１２】
一実施形態では、本方法は、さらに、勾配信号の１つまたは複数の特性に基づいて最良の測定信号を選択するステップを含む。
【００１３】
概して、別の態様では、組織炎症を検出するための方法が提供される。本方法は、組織領域に向かって光エミッタによって光を放射するステップと、光検出器を介して、一定期間にわたって組織領域を通して拡散反射される光信号を検出するステップと、コントローラによって、光信号からの少なくとも２つの信号に基づいて、勾配信号を決定するステップであって、少なくとも２つの信号は、ヘモグロビン優勢波長範囲からの少なくとも１つの信号を含む、ステップと、コントローラによって、勾配信号の１つまたは複数の特性を決定するステップと、コントローラによって、勾配信号の１つまたは複数の特性に基づいて、最良の測定信号を選択するステップとを含む。
【００１４】
一実施形態では、勾配信号を決定するステップは、少なくとも２つの信号を互いに差し引くステップを含む。
【００１５】
一実施形態では、１つまたは複数の特性は、一定期間内の勾配信号の最大値を含む。
【００１６】
一実施態様では、本方法は、さらに、勾配信号の一つまたは複数の特性に基づいて、組織炎症の正確な検出のためのプローブの位置に関する情報を、ユーザインタフェースを介して提供するステップを含む。
【００１７】
一実施形態では、情報は、ユーザまたは第三者へのフィードバックを含む。
【００１８】
一実施形態では、光エミッタは広帯域光源であり、光検出器は、分光計、可変同調フィルタ、または２つ以上の個別の波長感知光検出器からなるグループから選択される波長依存性検出器である。
【００１９】
概して、別の態様では、組織炎症を検出するためのシステムが提供される。システムは、ユーザの口内の組織領域において光を放射するように構成される光エミッタと、一定期間にわたって組織領域を通して拡散反射される光信号を検出するように構成される光検出器と、コントローラであって、光信号からの少なくとも２つの信号に基づいて勾配信号を決定し、少なくとも２つの信号は、ヘモグロビン優勢波長範囲からの少なくとも１つの信号を含み、勾配信号の１つまたは複数の特性を決定し、勾配信号の１つまたは複数の特性に基づいて最良の測定信号を選択するように構成される、コントローラと、勾配信号の１つまたは複数の特性に基づいて組織炎症の正確な検出のためのプローブの位置に関する情報を提供するように構成されるユーザインタフェースとを含む。
【００２０】
本開示の目的のために本明細書で使用される場合、「コントローラ」という用語は、概して、装置、システム、または方法の動作に関連する種々の装置を記述するために使用される。コントローラは、本明細書で議論される種々の機能を実行するために、種々の方法（例えば、専用ハードウェアを用いてなど）で実施することができる。「プロセッサ」は、本明細書で議論される種々の機能を実行するために、ソフトウェア（例えば、マイクロコード）を用いてプログラムされ得る１つまたは複数のマイクロプロセッサを使用するコントローラの一例である。コントローラは、プロセッサを用いてまたは用いずに実装され得、また、いくつかの機能を実行するための専用ハードウェアと、他の機能を実行するためのプロセッサ（例えば、１つまたは複数のプログラムされたマイクロプロセッサおよび関連する回路）との組み合わせとして実装され得る。本開示の様々な実施形態において用いられ得るコントローラ構成要素の例としては、従来のマイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、およびフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）が挙げられるが、これらに限定されない。
【００２１】
本明細書で使用される用語「ユーザインタフェース」は、人間のユーザまたはオペレータと、ユーザとデバイス（複数可）との間の通信を可能にする１つまたは複数のデバイスとの間のインターフェースを指す。本開示の種々の実装において用いられ得るユーザインタフェースの例は、スイッチ、ポテンショメータ、ボタン、ダイヤル、スライダ、トラックボール、ディスプレイスクリーン、種々のタイプのグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）、タッチスクリーン、マイクロホン、および何らかの形態の人間が発生した刺激を受け、それに応答して信号を発生し得る他のタイプのセンサを含むが、これらに限定されない。
【００２２】
前述の概念および以下により詳細に議論される追加の概念の全ての組み合わせは（かかる概念が相互に矛盾しない限り）、本明細書に開示される本発明の主題の一部であると考えられることが理解されるべきである。特に、本開示の末尾にある特許請求の範囲の主題は、本明細書に開示される発明の主題の一部であることが意図される。
【００２３】
本発明のこれらおよび他の態様は、以下に記載する実施形態（複数可）を参照して明らかになり、かつ説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
図面において、同様の参照符号は概して異なる図面を通じて同一の部分を指す。また、図面は必ずしも正確な縮尺ではなく、代わりに、本発明の原理を例示することに概ね重点を置いている。
【００２５】
【図１】一実施形態による、拡散反射率データのグラフである。
【図２Ａ】一実施形態による、６つの波長についての拡散反射率データのグラフである。
【図２Ｂ】一実施形態による、２つの計算された勾配のグラフである。
【図３】一実施形態による、歯肉炎検出システムの概略図である。
【図４】一実施形態による、歯肉炎検出システムの概略図である。
【図５】一実施形態による、歯肉炎を検出するための方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本開示は、拡散反射光を用いる改良された歯肉炎検出のためのシステムおよび方法の様々な実施形態を記載する。より一般的には、出願人は、歯肉炎の存在に対応する歯肉組織中の血液量を測定するシステムを提供することが有益であることを認識し、高く評価した。従って、本明細書に記載または他の方法で想定されるシステムおよび方法は、歯肉組織の測定値を取得するように構成される口腔ヘルスケア装置を提供する。口腔ヘルスケア装置は、光エミッタと、拡散反射光を検出するように構成される光検出器とを含む。反射率データに基づいて、口腔ヘルスケア装置は、最適化されたプローブ位置決めを可能にするために、ユーザまたは第三者にフィードバックを提供することができる。反射率データはまた、最良の測定値を選択するためにも使用することができる。
【００２７】
本明細書に開示または他の方法で想定される実施形態および実装形態は、歯ブラシ、フロス装置、口腔洗浄機、舌洗浄機、または他の個人用ケア装置などの任意の適切な口腔ヘルスケア装置と共に利用することができる。しかしながら、本開示は、これらの口腔ヘルスケア装置に限定されず、従って、本明細書に開示される開示および実施形態は、任意の口腔ヘルスケア装置を含むことができる。
【００２８】
歯肉の腫れ、浮腫、発赤を特徴とする、歯肉の炎症である歯肉炎は、主に歯肉溝（ポケット）にプラークが蓄積することによって主として引き起こされる。このような歯肉疾患は、典型的には、歯と歯の間の隣接歯間領域や奥歯（back  teeth）の周囲など、到達が困難な領域にみられる。
【００２９】
実際、成人人口の50%〜70%が歯肉炎に罹患していると推定されている。しかし、消費者は歯肉炎の初期徴候を検出できないことが多い。歯肉炎は、歯を磨くときに歯肉が出血しやすいことに気づくまでに進行する。したがって、歯肉炎は、疾患が既に進行し、治療が著しく困難になった場合にのみ検出されることがある。歯肉炎は、口腔衛生の改善によって容易に回復するが、歯肉炎は不可逆性歯周炎に伝播しうるので、良好な口腔の健康を維持し、できるだけ早く歯肉炎を検出することが重要である。
【００３０】
歯肉炎は、歯肉の発赤および腫れを検出することによって視覚的に診断され得る。（歯肉の発赤と炎症に基づく非接触歯肉炎指数を記載する、RR.  Lobene,  et  al.,  “A  modified  gingival  index  for  use  in  clinical  trials”,  Clin.  Prev.  Dent.  8:3-6,  (1986)を参照されたい）。しかし、この指数は感度が限られており、使用する光源の演色指数（color  rendering  index）に大きく依存する。従って、現代の蛍光体変換発光ダイオード（ＬＥＤ）は、低いＣＲＩを有することがあり、その結果、視覚的判断が不十分となる。
【００３１】
歯肉の発赤は、歯肉溝または歯肉線に沿った領域のプラーク由来の細菌性バイオフィルム毒素に対する急性炎症反応である。この短期間の炎症反応は、細動脈の平滑筋細胞が弛緩する血管拡張を引き起こし、血管を広げて毛細血管床への血液供給を増加させる。これは、歯肉の発赤をもたらし、小さい温度の増加をもたらすことがあり、これは測定することが困難である。さらに、毛細血管はより透過性になり、その結果、毛細血管から間質空間（interstitial  spaces）への水分の喪失が増加し、歯肉の腫れが生じる。炎症が慢性の場合、組織の血管新生の増加によってさらなる発赤が起こり、組織の追加の血液需要に対処するために追加の毛細血管が形成されることがある。
【００３２】
これらの因子は、拡散反射分光法（ＤＲＳ）に基づく歯肉炎の検出を可能にする。ＤＲＳは、例えば、白色光をターゲットに向けて放射し、拡散（鏡面ではなく）反射光のスペクトル特性を分析することを含む光学的方法である。歯肉組織における異なる発色団のために、拡散反射光のスペクトル特性は、ソース光のそれと明らかに異なる。T.  Hanioka,  et  al.,  "Hemoglobin  concentration  and  oxygen  saturation  of  clinically  healthy  and  inflamed  gingiva  in  human  subjects",  J.  Periodontal  Res.25:  93-98  （1990）に記載のように、総ヘモグロビン濃度の上昇および血中酸素化の低下は、歯肉炎の検出に関連して測定できる。この方法は、６つの固定波長を使用し、脱酸素化、酸素化、および総ヘモグロビン濃度を計算する。後者の２つは酸素飽和度の計算に用いられる。
【００３３】
本開示の特定の実施形態の利用の特定の目標は、最適化されたプローブ位置決めを可能にし、それによってより正確な歯肉炎検出を可能にするために、ユーザにフィードバックを提供することである。フィードバックは、測定された血液の量に基づいており、鏡面反射とは無関係である。測定された血液の量は、最良の測定値を選択するためにも使用される。
【００３４】
上述のように、ＤＲＳに基づく歯肉炎の検出は、総ヘモグロビン濃度の上昇または酸素飽和度の低下に基づく。これらのパラメータの両方は、酸素化および脱酸素化ヘモグロビン濃度に依存する。従って、最大量のヘモグロビン成分が検出されるようにプローブ位置を操作することが有益である。
【００３５】
図１は、他の成分の適合スペクトルとともに測定されたＤＲＳ信号を示す。他の成分は、組織散乱成分、拡散反射を可能にする成分（すなわち、それがなければ、光は拡散反射されず／戻されない）であるチャートの最上線、および歯肉組織の主要な吸収発色団の１つであるメラニンによる吸収成分（チャートの中央線）を含む。図１に示すＤＲＳスペクトルは、鏡面反射成分を含まない（または非常に少ない）。ＤＲＳスペクトルは、２つの波長範囲に分離することができる。すなわち、吸収スペクトルがヘモグロビンによって支配される約６１５ｎｍ未満の第１の波長範囲と、吸収スペクトルが組織成分によって支配される約６１５ｎｍ超の第２の波長範囲である。ヘモグロビン優勢領域（hemoglobin-dominated  region）は、血液に由来するＤＲＳ信号の量を決定するのに最も適している。チャートの下の線、点線は、ヘモグロビン（血液）およびメラニンを含む測定値を示している。
【００３６】
図２Ａでは、ＤＲＳ信号の時間シーケンスは、６つの波長で測定される。図２Ａに示す測定値は、ＤＲＳプローブが歯肉に向かって位置決めされている間に取られている。以下の観察結果が図２Ａに示されている：＜７秒では、信号は全て多かれ少なかれ同じ上昇傾向を示す。ヘモグロビン優勢領域（すなわち、５７５ｎｍ、チャートの下の線）からの信号は、傾向からの最大の逸脱を示している。７．５秒超１０．１７秒未満では、プローブは、拡散反射光がヘモグロビンの影響を受け始めるように歯肉に近づく（吸収のために５７５ｎｍの信号は低下する一方他の波長は増加し続ける）。この傾向は、プローブが歯肉に接触する１０．１７秒まで続く。１０．１７秒超１２．５秒未満では、プローブは血液を押し出し、５７５ｎｍ信号は増加している。１２５秒超で、プローブは除去される。
【００３７】
この時間シーケンスから、ヘモグロビン優勢領域からの信号のレベルは、測定の品質信号として機能し、測定値の選択およびユーザのフィードバックに有用であると思われる。しかし、どの程度の鏡面反射が信号内にあるかは不明である。無彩色であるため、鏡面反射が現れることもあれば、現れないこともある。同様に、鏡面反射が存在する場合もあれば、存在しない場合もある。したがって、測定品質信号として機能させるためにヘモグロビン優勢領域からの信号レベルを使用することは適切ではない。
【００３８】
図２Ｂでは、２つの勾配が示されている。各勾配は、ヘモグロビン優勢領域の波長と組織優勢領域の波長から計算される。例えば、勾配１は６３０ｎｍ信号から減算された５７５ｎｍ信号を表し、勾配２は６７４ｎｍ信号から減算された５７５ｎｍ信号を表す。従って、各計算に使用される２つの波長は、図示の実施形態では６１５ｎｍ信号の両側からである。従って、本明細書に記載の本発明のシステムおよび方法は、異なる組織波長で機能する。組織優勢領域からの波長を持つすべての信号は、互いにほとんど差がないため、両方の勾配は同じ傾向を示している。これらの信号は鏡面反射に依存しないので、それらは適切な信号品質インジケータである。
【００３９】
上記に基づき、図３および４を参照すると、一実施形態では、組織炎症、特に歯肉炎を検出するためのシステム１００がある。システム１００は、例えば、広帯域光源１０３または任意の好適な代替物を有する光エミッタ１０２を含む。一実施形態によれば、光源１０３は、ユーザの口の中の組織領域１０４に放射された光を送達するように構成されるソースファイバに結合される蛍光体変換白色ＬＥＤである。システム１００はまた、組織領域１０４からの拡散反射光をピックアップするように構成される光検出器１０６を含む。一実施形態によれば、光検出器１０６は、波長依存光検出器（例えば、分光器、同調可能フィルタ、または離散波長感知光検出器）を備える。一実施形態によれば、光検出器は、拡散反射光を１つまたは複数の波長依存検出器に向けるように構成されるファイバである。
【００４０】
システム１００はまた、プロセッサ１３２およびメモリ１３４を含むコントローラ１３０を有する。一実施形態では、単一のコントローラで十分である。他の実施形態では、異なる機能を実行するために２つ以上の別個のコントローラが含まれる。波長依存光検出器１０６は、反射率データを生成し、それを１つまたは複数のコントローラ１３０および／または炎症検出モジュール１２０に送信するように構成される。コントローラ１３０は、波長依存光検出器１０６からの反射率データを分析し、品質信号として機能する勾配信号を決定するように構成される測定値選択および／またはプローブガイドモジュール１１０を含む。品質信号を使用して、モジュール１１０は、正確な歯肉炎検出のためにＤＲＳプローブを位置決めするための情報を提供するようにさらに構成またはプログラムされる。システム１００はまた、測定値選択および／またはプローブガイドモジュール１１０からの情報に基づいて、そのようなガイダンス情報をユーザに提供するように構成されるユーザインタフェース１１６を含むことができる。例えば、ユーザインタフェース１１６は、例えば、パルス信号（可聴または可視）、カラーバーまたはトーンの繰り返し率（repetition  rate）を増加させることによって、ユーザに直接フィードバックを提供するユーザフィードバックモジュール１２５であることができるまたはこれを有することができる。
【００４１】
追加的又は代替的に、モジュール１１０は、一定期間にわたる測定値のセットから最良の測定値を選択するように構成又はプログラムされる。一実施形態によれば、測定値のセットは、単一の検出器から得られる。更に別の態様によれば、測定値のセットは、２つ以上の検出器から得られる。一実施形態によれば、モジュール１１０は、最良の測定値を選択し、同時にユーザをガイドするように構成される。
【００４２】
システムは、単一の広帯域光エミッタ１０２と、２つ以上の波長依存光検出器１０６とを含むことができるが、システムは、代替的に、ソースで波長の多様な部分を生成するように時系列モードで駆動される２つ以上の光エミッタ１０２と、単一の波長非依存検出器とを含むことができる。さらに別の実施形態によれば、システムは、同時に駆動されるが、単一の波長非依存検出器が、各光源に別々にロックインすることができるように異なって変調される２つ以上の光源を含むことができる。
【００４３】
一実施形態によれば、システム１００は、定量化することができる歯肉に接近するように構成される任意の口腔ヘルスケア装置として実装することができる。例えば、システム１００は、電動歯ブラシ、フロス装置、口腔洗浄機、舌洗浄機、または任意の他の口腔検査装置などの任意の口腔ヘルスケア装置として実装することができる。
【００４４】
図５を参照すると、一実施形態では、歯肉炎検出器を用いる測定値の選択および／またはプローブガイドのための方法２００のフローチャートがある。ステップＳ２１０では、組織炎症、特に歯肉炎を検出するためのシステムが提供される。システムは、本明細書に記載または他の方法で想定される装置またはシステムのいずれであり得る。概して、システムは、１つまたは複数の光エミッタ１０２と、１つまたは複数の光検出器１０６と、１つまたは複数の光検出器からの反射率データを分析するように構成される１つまたは複数のコントローラ１３０とを含む。他の多くのコンポーネントおよび構成が可能である。
【００４５】
本方法のステップＳ２２０において、少なくとも１つの光エミッタ１０２が光を放射し、そのビームがユーザの口内の組織領域に衝突する。光エミッタによって放射される光は、２つ以上の波長を含むことができる。従って、光エミッタは、１つまたは複数の光源を有し得る。光エミッタは、周期的または連続的に発光し得る、またはトリガに応答してのみ発光し得る。例えば、システムは、歯肉組織を検出し、光を放射するように光エミッタ１０２を起動する。
【００４６】
本方法のステップＳ２３０において、１つまたは複数の光検出器１０６は、光エミッタ１０２によって放射された光を反射する組織領域からの拡散反射率などの反射率データを取得する。光検出器は、単一のデータ点を取得し得る、または経時的に複数のデータ点を取得し得る。光検出器は、周期的または連続的にデータを取得し得る、またはトリガに応答してのみデータを取得し得る。例えば、光検出器は、光エミッタの起動に応答してセンサデータを取得するようにトリガされ得る。一実施形態によれば、ユーザが炎症検出システムを使用している間に、一定期間にわたる連続データストリームが取得され、そのような連続データストリームは、ＤＲＳプローブを適切に位置決めするために使用することができる。更に別の実施形態によれば、連続データストリームは、最良の測定値を選択するために使用することができる。別の実施形態によれば、連続データストリームは、ＤＲＳプローブを適切に位置決めし、最良の測定値を選択するために、使用することができる。
【００４７】
一実施形態によると、システム１００は、３００μｍを超えるソース−検出器間隔を有するＤＲＳプローブを含む。一実施形態によれば、１つまたは複数の光源１０３は、光を送達するためにプローブのソースファイバに結合され、検出器ファイバは、拡散反射光を１つまたは複数の波長依存検出器１０６に向ける。典型的な構成は、１つの検出ファイバに隣接する１つのソースファイバ、複数の検出ファイバによって囲まれる１つの中央ソースファイバ、またはソースおよび検出器として同時に機能する１つのファイバを含む。それがプローブのサンプリング深さ（すなわち、測定される光が組織内でどれくらい深くから発生するか）に影響するため、プローブの重要な特性は、ソース−検出器間隔である。歯肉炎を検出するには、２５０μｍを超える平均拡散反射分光法によるサンプリング深さが必要である。そのような平均を得るためには、波長に依存して、約３００μｍの最小光源−検出器間距離が必要である。
【００４８】
一実施形態によれば、光検出器は、時系列の測定値についてデータを連続的に取得する。一実施形態では、一連の測定値は、条件が変化する単一の場所から取ることができる。例えば、変化する状態は、ユーザがＤＲＳプローブを単一の検出スポットにおいて歯肉組織に近づけるときの変化する距離を含むことができる。別の例として、変化する状態は、例えば、単一の検出スポットにおけるＤＲＳプローブと歯肉との間の唾液、歯磨き剤または任意の他の口内の物質の導入または除去であることができる。一連の測定値は、代替的に、ユーザがユーザの口内の異なる検出スポットの間でＤＲＳプローブを移動するとき、異なる位置から取ることができる。異なる位置に対応する一連の測定値は、代替的に、異なる検出スポットの間を移動する単一の検出器に対して、異なる検出スポットの上に配置された複数の検出器で取得することができる。
【００４９】
方法のステップＳ２４０において、コントローラ１３０は、取得された反射データを受信し、そこで、それはプロセッサ１３２によって分析され、測定品質に対応する勾配信号Ｑを取得する。追加的または代替的に、取得された反射データは、将来の分析のためにメモリ１３４に記憶される。一実施形態によれば、アルゴリズムとして実装することができるコントローラ１３０は、取得された反射率データを１つまたは複数のステップにおいて分析する。第１の初期ステップとして、コントローラ１３０は、ヘモグロビン優勢波長範囲（すなわち、＜６１５ｎｍ）からの少なくとも１つの信号を含む２つ以上の波長からの信号を識別する。例として上述したように、約６１５ｎｍ未満の波長範囲における組織散乱成分およびメラニン成分の吸収スペクトルは、ヘモグロビンの吸収スペクトルとかなり異なるので、２つを区別することができる。第２のステップとして、コントローラは、２つの信号を互いに差し引くこと（すなわち、図４に示すように、Ｒ（λ１）−Ｒ（λ２））によって、反射光勾配信号を計算する。反射光勾配信号は、測定品質信号Ｑを表す。測定された勾配信号Ｑは、将来の使用のためにメモリ１３４に記憶することができる。
【００５０】
この方法のステップＳ２５０において、コントローラ１３０は、１つまたは複数の特性を決定するために、勾配信号Ｑを分析する。一実施形態では、コントローラ１３０は、絶対値、例えば、一定期間にわたる最大値を決定するために、勾配信号を分析することができる。追加的または代替的に、コントローラ１３０は、例えば増加または減少する、相対値（すなわち、以前の時点での基準と比較した勾配の変化）を決定するために、勾配信号を分析することができる。
【００５１】
本方法のステップＳ２６０において、ＤＲＳプローブの位置に関する情報が、１つまたは複数の特性に基づいて、ユーザインタフェース１１６を介して提供される。ユーザインタフェース１１６は、ユーザが口腔ヘルスケア装置を正確に位置決めできるように、口腔ヘルスケア装置またはシステムが使用されている間、ユーザに直接的および／または間接的なフィードバックを提供することができる。一実施形態によれば、ユーザに提供される情報は、リアルタイムでコントローラ１３０によって決定される相対値に基づく。例えば、コントローラ１３０によって決定される増加または減少する勾配信号は、ＤＲＳプローブの位置が、それぞれ、より良くまたはより悪くなっていることを示すことができる。図２Ｂに示された例では、増加する勾配は、ＤＲＳプローブの位置が改善されていることを示し、一方、勾配が減少することは、位置が悪化していることを示す。従って、図２Ｂの例では、ユーザがＤＲＳプローブを歯肉に向かって位置決めし、プローブを歯肉に向かって前進させるとき、ユーザインタフェースは、そのような動きがＤＲＳプローブの位置決めの改善を構成することを示す勾配信号の分析に基づくフィードバックを提供することができる。
【００５２】
この方法のステップＳ２７０において、最良の測定値を、１つまたは複数の特性に基づいて選択することができる。例えば、最大値が発生した時系列の測定内の時間を、最良の測定信号を選択するために使用することができる。例えば、図２Ｂを参照すると、プローブが歯肉に接触する直前である、いずれかの勾配についての最高値（すなわち、約１０．１７秒）を、最良の測定値として選択することができる。選択された最良の測定値は、歯肉炎の状態を決定するために、例えば酸素化値を計算するために、炎症検出モジュール１２０によって使用することができる。そのようなモジュール１２０は、コントローラ１３０から選択された最良の測定値を受信するように構成またはプログラムされる。一実施形態によれば、歯肉炎状態が計算される毎に、勾配信号Ｑの対応する値が、以前に記憶された最良の（最高の勾配）結果と比較される。勾配信号がより高い場合、新しい歯肉炎および勾配信号をメモリ１３４に記憶することができる。
【００５３】
プローブ位置決めガイダンスを提供することなく最良の測定値を選択することを目的とした実施形態では、ステップＳ２７０は、ステップＳ２６０の代わりに生じる。同様に、最良の測定値を選択せずにプローブ位置決めガイダンスを提供することを目的とした実施形態では、ステップＳ２７０は省略される。プローブ位置決めガイダンスを提供し、最良の測定値を選択することを目的とした実施形態では、ステップＳ２６０およびＳ２７０は、同時にまたは連続して発生することができる。
【００５４】
有利には、本明細書に記載される本発明のシステムおよび方法は、ユーザフィードバック信号および測定品質信号を組み合わせる。従って、本発明のシステムおよび方法は、ユーザがＤＲＳプローブを正確に位置決めすることおよび／またはより正確な歯肉炎検出を可能にするための最良の測定値を選択することを可能にする。
【００５５】
全ての定義は、本明細書中で定義されかつ用いられるとき、辞書的定義、引用により援用された書類中の定義、および／または定義された用語の通常の意味を支配すると理解されるべきである。
【００５６】
不定冠詞「１つの（“a”および“an”）」は、本出願の明細書および特許請求の範囲で使用されるとき、明瞭に反対のことが示されるのでなければ、「少なくとも１つ」を意味すると理解されるべきである。
【００５７】
「および／または」という語句は、本出願の本明細書および特許請求の範囲において使用されるとき、そのように結合された要素の「いずれか又は両方」、すなわち、ある場合には結合して存在し、他の場合には非結合的に存在する要素を意味すると理解されるべきである。「および／または」と共に列挙された複数の要素は、同じ様式、すなわち、そのように結合された要素の「１つまたは複数」で解釈されるべきである。他の要素が、「および／または」の節により特に識別される要素以外に、特に識別されるこれらの要素に関連するか否かを問わず、オプションで存在し得る。
【００５８】
本出願の本明細書及び特許請求の範囲において使用されるとき、「または」は、上で定義された「および／または」と同じ意味を有すると理解されるべきである。例えば、リスト中の項目を分離する場合、「または」または「および／または」は、包括的である、すなわち、いくつかの又はリストの要素の少なくとも１つを包含するが、１より多い要素も含む、及び、オプションで、追加のリストに挙げられていない項目を包含すると解釈される。「のうちの１つのみ」もしくは「のうちのまさに１つ」又は、請求項中で使用される場合、「からなる」など相反することが明確に示される用語のみが、いくつかの又はリストの要素の正確に１つの要素の包含を示す。一般的に、用語「又は」は、本明細書において使用されるとき、「いずれか」、「のうちの１つ」又は「のうちのまさに１つ」などの排他的用語が先行する場合、排他的な代替案（すなわち、「１つまたは他のものであるが両方ではない」）を示すと解釈される。
【００５９】
本出願の本明細書および特許請求の範囲で使用されるとき、１つまたは複数の要素のリストを参照する「少なくとも１つ」という句は、要素のリスト中の要素の任意の１つまたは複数から選択される少なくとも１つの要素を意味すると理解されるべきであるが、必ずしも要素のリスト中に特に列挙された各要素及び全ての要素の少なくとも１つを含まず、要素のリスト中の要素の任意の組み合わせを排除しない。この定義はまた、句「少なくとも１つ」が言及する要素のリスト内に特に識別される要素以外の要素が、特に識別された要素に関連するか否かを問わず、オプションで存在し得ることを可能にする。
【００６０】
また、明瞭に反対のことが示されているのでなければ、１を超えるステップまたは行為を含む本出願において請求項に記載されたいずれの方法においても、該方法のステップまたは行為の順番は、該方法のステップまたは行為が引用される順番に必ずしも限定されないことが理解されるべきである。
【００６１】
特許請求の範囲において、また上記明細書において、「有する」、「含む」、「担持する」、「有する」、「含む」、「含む」、「保持する」、「構成される」などのすべての移行句は、オープンエンドである、すなわち、それを含むがそれに限定されないことを意味すると理解されるべきである。「からなる」および「本質的にからなる」という移行句のみが、それぞれ、クローズまたはセミクローズの移行句でなければならない。
【００６２】
いくつかの発明的実施形態をここに記載し、説明してきたが、当業者であれば、機能を実行する、および／または、本明細書に記載された結果および／または利点の１つ若しくは複数を得るために、種々の他の手段および／または構造を容易に考え付き、そのような変形および／または修正の各々は、本明細書に記載された発明的実施形態の範囲内にあるとみなされる。より一般的には、当業者であれば、本明細書に記載された全てのパラメータ、寸法、材料、および構成は、例示的であることを意図し、および現実のパラメータ、寸法、材料、および／または構成は、具体的な適用、または発明の教示が用いられる適用に依存するであろうことは容易に認識するであろう。当業者であれば、ルーチン的実験を超えないものを用いて、本明細書中で記載された具体的な発明的実施形態に対する多くの均等物を認識し、またはそれを確認することができよう。従って、これまでの実施形態は例としてのみ示され、添付の特許請求の範囲およびその均等物内で、発明的実施形態は、具体的に記載され、特許請求されるものとは異なるように実施することができると理解されるべきである。本開示の発明的実施形態は、本明細書中で記載された各個々の特徴、システム、物品、材料、キットおよび／または方法に向けられる。加えて、２以上のそのような特徴、システム、物品、材料、キット、および／または方法のいずれの組合せも、もしそのような特徴、システム、物品、材料、キット、および／または方法が相互に矛盾しないならば、本開示の発明的範囲内に含まれる。
【図１】
2022500122.tif 000003
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】令和3年3月12日(2021.3.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
組織炎症を検出するためのシステムであって：
−  ユーザの口内の組織領域で光を放射するように構成される光エミッタと；
−  一定期間にわたって前記組織領域を通して拡散反射される光信号を検出するように構成される光検出器と；
−  少なくとも１つのコントローラであって、前記コントローラは：
−  異なる波長の前記光信号からの少なくとも２つの信号の間の差に基づいて差分信号を決定し、前記少なくとも２つの信号は、ヘモグロビン優勢波長範囲からの少なくとも１つの信号および前記ヘモグロビン優勢波長範囲より上からの少なくとも１つの信号を含み：
−  前記差分信号の１つまたは複数の特性を決定し；
−  前記差分信号の前記１つまたは複数の特性に基づいて最良の測定信号を選択する；
ように構成される、コントローラと；
−  前記差分信号の前記１つまたは複数の特性に基づいて組織炎症の正確な検出のためのプローブの位置に関する情報を提供するように構成されるユーザインタフェースと；を有する、
システム。
【請求項２】
前記光エミッタは広帯域光源であり、前記光検出器は、分光計、可変同調フィルタ、または２つ以上の個別の波長感知光検出器からなるグループから選択される波長依存検出器である、
請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記広帯域光源は、ソースファイバに結合される蛍光体変換白色ＬＥＤである、
請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記少なくとも１つのコントローラはさらに、前記波長依存光検出器からの反射率データを分析し、品質信号として機能する差分信号を決定するように構成される測定値選択および／またはプローブガイドモジュールを有する、
請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記少なくとも１つのコントローラから選択された最良の測定値を受信し、歯肉炎の状態を決定するために酸素化値を計算するように構成される炎症検出モジュールをさらに有する、
請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記ユーザインタフェースはさらに、組織炎症の正確な検出のために、前記プローブの前記位置に関してユーザにフィードバックを提供するユーザフィードバックモジュールを有する、
請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記光検出器は、２つ以上の波長依存光検出器である、
請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記光エミッタは、時系列モードで駆動される２つ以上の光エミッタであり、前記光検出器は、波長非依存光検出器である、
請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
組織炎症を検出するための方法であって、前記方法は：
−  光エミッタによって組織領域に向かって光を放射するステップと；
−  光検出器を介して、一定期間にわたって前記組織領域を通して拡散反射される光信号を検出するステップと；
を含み、前記方法は：
−  コントローラによって、異なる波長の前記光信号からの少なくとも２つの信号の間の差に基づいて、差分信号を決定するステップであって、前記少なくとも２つの信号は、ヘモグロビン優勢波長範囲からの少なくとも１つの信号および前記ヘモグロビン優勢波長範囲より上からの少なくとも１つの信号を含む、ステップと；
−  前記コントローラによって、前記差分信号の１つまたは複数の特性を決定するステップと；
−  ユーザインタフェースを介して、前記差分信号の前記１つまたは複数の特性に基づいて、組織炎症の正確な検出のためのプローブの位置に関する情報を提供するステップと；を含む、
方法。
【請求項１０】
前記組織炎症は歯肉炎である、
請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記差分信号を決定するステップは、前記少なくとも２つの信号を互いに差し引くステップを含む、
請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記光エミッタは、時系列モードで駆動されるまたは同時に駆動される複数の光源を有し、前記複数の光源の各光源は、異なって変調される、
請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記情報は、ユーザまたは第三者へのフィードバックを含む、
請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記差分信号の前記１つまたは複数の特性に基づいて最良の測定信号を選択するステップをさらに含む、
請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
前記１つまたは複数の特性は、前記一定期間内の前記差分信号の最大値を含む、
請求項９に記載の方法。
【国際調査報告】
2022500122.tif 000009
2022500122.tif 000010