СИСТЕМА И СПОСОБ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ГАЛИТОЗА
SYSTEM AND METHOD FOR DETECTING HALITOSIS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к системе для обнаружения галитоза, содержащей газовый датчик для формирования сигнала датчика, оповещающего об обнаружении соединений, указывающих на галитоз, выдыхаемый через полость рта.
Настоящее изобретение дополнительно относится к способу для обнаружения галитоза, содержащему этап приема сигнала датчика, оповещающего об обнаружении соединений, указывающих на галитоз, выдыхаемый через полость рта, из газового датчика.
Настоящее изобретение дополнительно относится к компьютерному программному продукту, содержащему компьютерно-читаемый носитель данных, содержащий компьютерный программный код для назначения, при исполнении в вышеупомянутой системе, процессору системы задания исполнять вышеупомянутый способ.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Галитоз является состоянием здоровья, означающим неприятные запахи в выдыхаемом воздухе. Галитоз может образоваться из нескольких источников, например, оральный неприятный запах, происходящий из полости рта, который может быть обусловлен неудовлетворительной гигиеной полости рта, или системный галитоз, имеющий патологические причины, например, анемию, цианоз, диабет, почечные болезни и так далее.
Галитоз может обнаруживаться анализом выдыхаемого воздуха, так как неприятные запахи обычно обусловлены серосодержащими газообразными или летучими соединениями в выдыхаемом воздухе, например, диметилсульфидом, сероводородом, диметилдисульфидом и метантиолом (метилмеркаптаном). Такие серосодержащие газообразные или летучие соединения, например, могут обнаруживаться искусственными системами обоняния, включающими в себя компактные газовые датчики, например, электронные носы (e-носы). Пример подобной искусственной системы обоняния раскрыт в заявке US 2014/0096590 A1.
Из-за социальной значимости галитоза, лица, страдающие галитозом, обычно стремятся ослабить симптомы галитоза и, предпочтительно, радикально избавиться от причины галитоза, по возможности, например, в случае орального неприятного запаха, обусловленного неудовлетворительной гигиеной полости рта. В связи с этим требуется определять коренную причину галитоза. В настоящее время, данное определение обычно выполняется дантистами или стоматологами-гигиенистами, например, посредством периодонтальной оценки и количественной оценки зубного налета. Данный подход не идеален, так как лицо, страдающее галитозом, нечасто посещает упомянутых специалистов, например, один или два раза в год, что не способствует обратной связи относительно мер, принимаемых для борьбы с оральным неприятным запахом, например, изменений режимов гигиены полости рта, например, гигиены зубов, например, чистки зубов, очистки межзубных полостей, чистки языка и так далее, для контроля, правильно ли применяются рекомендуемые методы гигиены полости рта для борьбы с галитозом, происходящим из полости рта. Существует потребность в автоматизированных системе и способе, которые могут помочь пользователю эффективнее бороться с оральным неприятным запахом.
Заявка JP2012147910 A раскрывает устройство для осмотра полости рта, содержащее вставную часть, вставляемую в полость рта; светоизлучающую часть, размещенную во вставной части и предназначенную для испускания облучающего света в полость рта; часть, формирующую изображение, предназначенную для съемки изображения в свете отраженного облучающего света, испускаемого светоизлучающей частью в полость рта; один или более датчиков биологической информации, предназначенных для обнаружения биологической информации в полости рта; и часть для регулировки светоизлучения, предназначенная для обеспечения возможности испускания облучающего света светоизлучающей частью только тогда, когда датчиками биологической информации обнаруживается биологическая информация в полости рта.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью настоящего изобретения является создание системы для усовершенствованного обнаружения источника галитоза у человека.
Дополнительной целью настоящего изобретения является создание способа для усовершенствованного обнаружения источника галитоза у человека.
Дополнительной целью настоящего изобретения является создание компьютерного программного продукта, реализующего способ для усовершенствованного обнаружения источника галитоза у человека, при выполнении в системном процессоре.
В соответствии с аспектом предлагается система обнаружения галитоза, содержащая газовый датчик для формирования сигнала датчика, оповещающего об обнаружении соединений, указывающих на галитоз, выдыхаемый через полость рта; датчик изображения для съемки изображения состояния зубов и/или состояния языка в упомянутой полости рта; и процессор, связанный с возможностью передачи данных с газовым датчиком и датчиком изображения и выполненный с возможностью обработки сигнала датчика и изображений для того, чтобы определять, в случае, если сигнал датчика оповещает о присутствии соединений, указывающих на галитоз, происходит ли упомянутый галитоз из упомянутой полости рта, путем определения состояния зубов и/или состояния языка в упомянутом изображении.
Изобретение основано на понимании, что, при обнаружении одного или более соединений, указывающих на галитоз, посредством газового датчика, например, электронного носа (e-носа), информацию в виде изображения полости рта, через которую выдыхаются одно или более соединений, можно оценивать для определения состояния объекта в полости рта, т.е. состояния зубов и/или состояния языка, чтобы определять вероятность того, что галитозные соединения происходят из полости рта, т.е. обусловлены состоянием зубов и/или языка, и обеспечивать обратную связь с тем, правильно ли осуществляется очистка полости рта, для лечения, т.е. ослабления галитоза.
Процессор может быть выполнен с возможностью реализации вероятностной модели, использующей обнаруженное состояние зубов и/или состояние языка, чтобы определять, исходит ли галитоз из упомянутой полости рта. Данный подходит имеет, например, преимущество в том, что изменения обнаруженных концентраций одного или более соединений одного или более соединений, указывающих на галитоз, и/или изменения состояния зубов и/или состояния языка могут учитываться процессором для формирования показания вероятности источника галитоза, например, путем присвоения количественного показателя достоверности обнаруженному источнику на основании наблюдаемых концентраций одного или более соединений, указывающих на галитоз, или изменений состояния зубов и/или состояния языка.
Вероятностная модель является предпочтительно временной вероятностной моделью, при этом процессор может быть выполнен с возможностью определения, происходит ли галитоз из упомянутой полости рта упомянутая полость рта, на основании серии обнаруженных состояний зубов и/или состояний языка, определяемых в разные моменты времени. Данный подход может повысить точность определения источника галитоза, а также обеспечивает более точную обратную связь относительно эффективности методов гигиены полости рта.
Процессор может быть выполнен с возможностью применения алгоритма нормировки цветов к изображению для того, чтобы нормировать цвет языка перед обработкой нормированного изображения. Это облегчает съемку изображений разными устройствами или в разных условиях освещения, так как различия между изображениями, обусловленные использованием разных устройств или съемкой изображений в разных условиях освещения устраняются нормировкой.
Процессор может быть выполнен с возможностью определения, в случае, если сигнал датчика оповещает о присутствии соединения, указывающего на галитоз, происходит ли упомянутый галитоз из упомянутой полости рта, путем определения состояния зубов и/или состояния языка в упомянутом изображении в комбинации с оценкой персональных данных, предоставляемых пользователем системы. Данный подход может дополнительно повысить точность определения источника галитоза.
В варианте осуществления газовый датчик, датчик изображения и процессор встроены в одно устройство.
В альтернативном варианте осуществления система содержит первое устройство, включающее в себя процессор и датчик изображения, при этом первое устройство дополнительно содержит модуль беспроводной связи, связанный с возможностью передачи данных с процессором, и второе устройство, включающее в себя газовый датчик и дополнительный модуль беспроводной связи для связи с модулем беспроводной связи.
В предпочтительном варианте, второе устройство может содержать электронное устройство для гигиены полости рта, чтобы облегчать обнаружение галитозных соединений во время чистки зубов человеком, что устраняет потребность в отдельном действии для выполнения данного обнаружения.
Единственное устройство или первое устройство может быть наголовным устройством.
Система может дополнительно содержать устройство отображения, связанное с возможностью передачи данных с процессором, при этом процессор выполнен с возможностью управления устройством отображения, чтобы отображать команды по гигиене полости рта на устройстве отображения в ответ на определение галитоза. При этом, пользователем системы можно руководить особенно эффективным образом, чтобы улучшить состояние зубов и/или языка в полости рта и ослабить или даже радикально устранить галитоз из полости рта.
В соответствии с другим аспектом предлагается способ обнаружения галитоза, содержащий этап приема сигнала датчика, оповещающего об обнаружении соединений, указывающих на галитоз, выдыхаемый через полость рта, из газового датчика; этап приема изображения состояния зубов и/или состояние языка в упомянутой полости рта из датчика изображения; и этап обработки сигнала датчика и изображения для того, чтобы определять, в случае, если сигнал датчика оповещает о присутствии соединения, указывающего на галитоз, происходит ли упомянутый галитоз из упомянутой полости рта, путем определения состояния зубов и/или состояния языка в упомянутом изображении. Данный способ способствует усовершенствованному обнаружению и контролю источника галитоза посредством объединения данных газового датчика и данных датчика изображения полости рта.
Этапы приема сигнала датчика, оповещающего об обнаружении соединений, указывающих на галитоз, выдыхаемый через полость рта, из газового датчика; приема изображения состояния зубов и/или состояние языка в упомянутой полости рта из датчика изображения; и обработки сигнала датчика и изображения для того, чтобы определять, в случае, если сигнал датчика оповещает о присутствии соединения, указывающего на галитоз, происходит ли упомянутый галитоз из упомянутой полости рта, путем определения состояния зубов и/или состояния языка в упомянутом изображении, могут выполняться перед чисткой полости рта и повторяться после чистки полости рта, так что способ может проверять происхождение галитоза, обнаруженное перед чисткой полости рта, по происхождению галитоза, обнаруженному после чистки полости рта. Данный подход повышает точность определения источника галитоза.
Способ может дополнительно содержать этап применения вероятностной модели, использующей обнаруженное состояние зубов и/или состояние языка для того, чтобы определять, происходит ли галитоз из упомянутой полости рта.
Вероятностная модель может быть временной вероятностной моделью, при этом способ дополнительно содержит этап определения, происходит ли галитоз из упомянутой полости рта, на основании серии обнаруженных состояний зубов и/или состояний языка определяемых в разные моменты времени.
В предпочтительном варианте осуществления способ дополнительно содержит этап применения алгоритма нормировки цветов к изображению для того, чтобы нормировать цвет языка перед обработкой нормированного изображения, например, чтобы устранить различия характеристик изображения, которые обусловлены съемкой изображений разными устройствами и/или в разных условиях освещения.
В соответствии с другим аспектом предлагается компьютерный программный продукт, содержащий компьютерно-читаемый носитель данных, содержащий компьютерный программный код для назначения, при исполнении в вышеупомянутой системе по любому из вышеописанных вариантов осуществления, процессору системы задания исполнять способ по любому из вышеописанных вариантов осуществления. Данный компьютерный программный продукт способствует усовершенствованному обнаружению и контролю источника галитоза посредством объединения данных газового датчика и данных датчика изображения полости рта.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Варианты осуществления изобретения подробно описаны на неограничивающих примерах со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых
Фиг. 1 - схематическое изображение системы в соответствии с вариантом осуществления;
Фиг. 2 - схематическое изображение аспекта системы, изображенной на фиг. 1;
Фиг. 3 - блок-схема последовательности операций способа в соответствии с вариантом осуществления;
Фиг. 4 - блок-схема алгоритма, реализуемого системой в соответствии с вариантом осуществления;
Фиг. 5 - схематическое изображение системы в соответствии с вариантом осуществления; и
Фиг. 5 - серия изображений языка до (a) и после (b) нормирования цветов изображения, снятых системой в соответствии с вариантом осуществления.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Следует понимать, что фигуры являются всего лишь схематическими и вычерчены не в масштабе. Также следует понимать, что одинаковые числовые позиции используются на всех фигурах для обозначения одинаковых или подобных частей.
В контексте настоящей заявки наголовное компьютерное устройство является устройством, которое может быть носимым на голове его пользователя и обеспечивает для пользователя вычислительные функции. Наголовное устройство может быть выполнено с возможностью выполнения конкретных вычислительных задач, заданных в программном приложении (приложении), которое может быть выбрано из сети Интернет или другого компьютерно-читаемого носителя данных. Неограничивающие примеры подобных наголовных устройств включают в себя интеллектуальную головную гарнитуру, например, очки, защитные очки, шлем, колпак, смотровой щиток, оголовье или любое другое устройство, которое может опираться или держаться на голове владельца и так далее.
В контексте настоящей заявки портативное компьютерное устройство, например, наголовное устройство, содержит датчик изображения для съемки изображения полости рта владельца устройства. Датчик изображения может быть расположен так, чтобы, когда портативное компьютерное устройство применяют по назначению, датчик изображения был ориентирован так, что он может непосредственно снимать изображение полости рта, или ориентирован так, что он может снимать зеркальное изображение полости рта полость рта в зеркале, когда его владелец смотрится в зеркало. В качестве датчика изображения можно использовать любое подходящее устройство для съемки изображения, например, камеру.
Данный датчик изображения может быть встроенным в портативное компьютерное устройство, например, встроенным в объектив наголовного устройства, через который владелец данного устройства наблюдает поле зрения устройства, в оправу объектива или держатель для данного объектива, или в любую другую подходящую конструкцию портативного компьютерного устройства, в которой датчик изображения совмещается с полем зрения владельца наголовного устройства, например, так, что датчик изображения направлен на полость рта, когда владелец упомянутого датчика смотри полость рта в зеркале. В качестве альтернативы, датчик изображения может быть физически отдельным от портативного компьютерного устройства, например, может быть ручным датчиком изображения, связанным с возможностью передачи данных с портативным компьютерным устройством проводным или беспроводным соединением. Датчик изображения может быть частью модульного компьютерного устройства, например, наголовным модулем датчика изображения, связанным с возможностью передачи данных по проводному или беспроводному соединению с одним или более другими модулями модульного компьютерного устройства, при этом, по меньшей мере, некоторые из других модулей могут быть носимыми на других частях тела, кроме головы, или причем некоторые из других модулей могут быть не подходящими для ношения, а вместо этого, например, портативными.
В контексте настоящей заявки, термин газовый датчик означает любой датчик, способный обеспечить функцию датчика искусственного обоняния, например, электронный нос. Газовый датчик может формировать интегральную часть портативного компьютерного устройства, например, наголовного устройства, включающего в себя также датчик изображения или может быть физически отдельным от портативного компьютерного устройства, включающего в себя изображения, например, может входить в состав ручного устройства, связанного с возможностью передачи данных с компьютерным устройством, содержащим датчик изображения, по проводному или беспроводному соединению. Газовый датчик может входить в состав модульного носимого компьютерного устройства, например, наголовного или ручного устройства, содержащего газовый датчик, связанного с возможностью передачи данных по проводному или беспроводному соединению с одним или более другими модулями.
Фиг. 1 схематически изображает вариант осуществления системы для обнаружения галитоза, в настоящем случае, в форме наголовного устройства 100. Фиг. 2 схематически изображает блок-схему варианта осуществления наголовного устройства 100, с дополнительным выделением функций наголовного устройства 100 по функциональным блокам, по меньшей мере, некоторые из которых могут быть дополнительными функциями. В качестве неограничивающего примера, наголовное компьютерное устройство 100 изображено в виде интеллектуальных очков, но следует понимать, что наголовное устройство 100 может иметь любую подходящую форму, как пояснялось выше.
Наголовное устройство 100 содержит датчик 114 изображения для съемки изображения полости рта владельца и газовый датчик 116 для определения присутствия соединений, указывающих на галитоз, в выдохе владельца наголовного устройства 100. С данной целью в наголовное устройство 100 могут быть встроены любые подходящие датчик 114 изображения и газовый датчик 116.
Наголовное устройство 100 может содержать, по меньшей мере, один прозрачный или просвечивающий модуль 106 отображения, управляемый отдельным контроллером отображения (не показанным). В качестве альтернативы, контроллером отображения может быть реализован процессором 110 наголовного устройства 100, как показано на фиг. 2.
При наличии, по меньшей мере, один модуль 106 отображения обычно расположен для охвата поля зрения владельца, при ношении наголовного устройства 100 владельцем, таким образом, что владелец наголовного устройства 100 может наблюдать поле зрения через изображение, отображаемое на, по меньшей мере, одном модуле 106 отображения. В варианте осуществления наголовное устройство 100 содержит пару прозрачных модулей 106 отображения, включающих в себя первый модуль отображения, который может наблюдаться правым глазом владельца, и второй модуль отображения, который может наблюдаться левым глазом владельца. В качестве альтернативы, по меньшей мере, один модуль 106 отображения может быть единственным модулем отображения, перекрывающим оба глаза владельца.
По меньшей мере, один модуль 106 отображения может быть обеспечен в любой подходящей форме, например, прозрачном линзовом участке, как показано на фиг. 1, на который изображение проецируется, по существу, известным способом. В качестве альтернативы, наголовное устройство 100 может содержать пару таких линзовых участков, т.е. по одному для каждого глаза, как изложено выше. Один или более прозрачных линзовых участков имеют такие размеры, что, по существу, все поле зрения владельца получается через один или более прозрачных линзовых участков. Например, по меньшей мере, один модуль 106 отображения может быть сформирован в виде линзы, подлежащей установке в держателе 125 или составном корпусе 135 наголовного устройство 100.
Следует понимать, что держатель 125 может иметь любую подходящую форму и может быть изготовлен из любого подходящего материала, например, металла, металлического сплава, пластикового материала или их комбинации. Несколько компонентов наголовного устройства 100 могут быть установлены на держателе 125, например, в составном корпусе 135, формирующем часть держателя 125. Составной корпус 135 может иметь любую подходящую форму, предпочтительно, эргономичную форму, допускающую удобное ношение наголовного устройства 100 его владельцем.
Функционирование, по меньшей мере, части наголовного устройства 100 может осуществляться под управлением процессора 110, который выполняет команды, т.е. компьютерный программный код, хранящийся на долговременном компьютерно-читаемом носителе данных, например, в запоминающем устройстве 112. Таким образом, процессор 110, в сочетании со считываемыми процессором командами, хранящимися в запоминающем устройстве 112, может функционировать как контроллер наголовного устройства 100. В дополнение к командам, которые могут выполняться процессором 110, запоминающее устройство 112 может хранить данные, которые связаны с формированием полупрозрачных изображений на, по меньшей мере, одном модуле 106 отображения.
В варианте осуществления наголовное устройство 100 может быть выполнено с возможностью беспроводной связи с удаленной системой, например, дополнительной системой 200, как показано на фиг. 2. С этой целью, наголовное устройство 100 может включать в себя интерфейс 102 беспроводной связи для беспроводной связи с удаленным целевым объектом, например, удаленной дополнительной системой 200. Для любой беспроводной связи между наголовным устройством 100 и удаленной системой 200 можно применить любой подходящий протокол беспроводной связи, например, инфракрасный канал, Zigbee, Bluetooth, протокол беспроводной локальной сети, например, в соответствии со стандартами IEEE 802.11, телекоммуникационный протокол 2G, 3G или 4G и так далее. Удаленной дополнительной системой 200 можно управлять, например, для снабжения владельца наголовного устройства 100 информацией обратной связи и/или командами по гигиене полости рта, как дополнительно поясняется ниже.
Наголовное устройство 100 может, по желанию, содержать дополнительный интерфейс 104 беспроводной связи для беспроводной связи с дополнительной удаленной системой, например, беспроводной ЛС (локальной сетью), посредством которого наголовное устройство 100 может получать доступ к удаленному источнику данных, например, сети Интернет, например, чтобы хранить такие данные, как предпочтения пользователя, информацию о пользователе и так далее. В качестве альтернативы, наголовное устройство 100 может включать в себя один интерфейс беспроводной связи, который может обеспечивать связь с удаленной дополнительной системой 200 и дополнительным удаленным целевым объектом, например, дополнительной сетью. Процессор 110 может быть дополнительно выполнен с возможностью управления интерфейсом 102 беспроводной связи и, при наличии, интерфейсом 104 беспроводной связи.
В варианте осуществления наголовное устройство 100 может быть выполнено с возможностью приема команды пользователя и иницировать работу по обнаруженной команде пользователя, например, с помощью, по меньшей мере, одного дополнительного датчика 118, включающего в себя датчик движения типа гироскопа или подобного устройства, в случае, если команда пользователя является движением головы, или с помощью датчика 114 изображения или камеры для съемки изображения команды в виде жеста, выданной владельцем. Специалисту будут очевидны другие датчики, подходящие для съемки упомянутого жеста или движения. Процессор 110 может быть выполнен с возможностью распознавания жеста или движения, выполняемого владельцем, из собранных данных датчика и интерпретации распознанных жеста или движения как команды, например, для идентификации задачи, выполняемой владельцем наголовного устройства 100, например, считывания, вычисления и так далее. Неограничивающие примеры данного движения включают в себя, например, поворот или кивок головы владельца. Неограничивающие примеры такого жеста включают в себя, например, жест рукой или пальцем в поле зрения при посредстве наголовного устройства 100, которые могут обнаруживаться в изображении, снятом датчиком изображения 114.
В качестве альтернативы или дополнительно, по меньшей мере, один дополнительный датчик 118 может включать в себя звуковой датчик, например, микрофон, позволяющий принимать речевую команду, при этом процессор 110 может быть связан с возможностью передачи данных с дополнительным датчиком для того, чтобы обрабатывать данные датчика и обнаруживать речевую команду.
По меньшей мере, один дополнительный датчик 118 может дополнительно или в качестве альтернативы включать в себя датчик ввода, например, кнопку или что-то подобное, чтобы помогать владельцу наголовного устройства 100 выбрать команду пользователя из списка возможных вариантов. Данный список возможных вариантов может, например, отображаться на, по меньшей мере, одном просвечивающем модуле 106 отображения наголовного устройства 100, при его наличии.
Наголовное устройство 100 может дополнительно включать в себя пользовательский интерфейс 108 для приема входных данных от пользователя. Пользовательский интерфейс 108 может включать в себя, например, сенсорную панель, клавиатуру, кнопки, микрофон и/или другие устройства ввода. Процессор 110 может управлять, по меньшей мере, некоторыми из функций наголовного устройства 100 на основании входных данных, принятых при посредстве пользовательского интерфейса 108. В некоторых вариантах осуществления, по меньшей мере, один дополнительный датчик 118 может определять или формировать часть пользовательского интерфейса 108.
Хотя фиг. 2 представляет различные компоненты наголовного устройства 100, т.е. интерфейсы 102 и 104 беспроводной связи, процессор 110, запоминающее устройство 112, датчик 114 изображения, газовый датчик 116 и один или более дополнительных датчиков 118, отдельных от, по меньшей мере, одного модуля 106 отображения, один или более из упомянутых компонентов могут быть смонтированы на или встроены в, по меньшей мере, один модуль 106 отображения. Например, датчик для съемки изображения может быть смонтирован на просвечивающем модуле 106 отображения, пользовательский интерфейс 108 может быть обеспечен в виде сенсорной панели на просвечивающем модуле 106 отображения, процессор 110 и запоминающее устройство 112 могут составлять компьютерную систему в просвечивающем модуле 106 отображения, и другие компоненты наголовного устройства 100 могут быть аналогично встроены в просвечивающем модуль 106 отображения.
В качестве альтернативы, наголовное устройство 100 можно обеспечить в форме отдельных устройств, которые можно носить на любой части тела или могут удерживаться владельцем отдельно от, по меньшей мере, одного модуля 106 отображения, который обычно будет укреплен на голове. Отдельные устройства, которые составляют наголовное устройство 100, могут иметь между собой проводную или беспроводную связь с возможностью передачи данных.
Во время работы, газовый датчик 116 подает в процессор 110 показания датчика, по которым процессор 110 выводит, обнаружен ли галитоз в выдохе, анализируемом газовым датчиком 116. Например, процессор 110 может быть выполнен с возможностью обработки исходных сигналов датчика, подаваемых газовым датчиком 116, чтобы определять присутствие летучих соединений, указывающих на галитоз, в выдыхаемом воздухе, что может включать в себя определение уровня содержания летучих соединений в выдыхаемом воздухе, при этом галитоз подтверждается, если летучие соединения присутствуют с уровнем содержания, превышающим заданный порог. В качестве альтернативы, по меньшей мере, какая-то часть обработки исходных сигналов датчика может выполняться газовым датчиком 116, так что процессор 110 снабжается (предварительно) обработанными сигналами датчика, например, сигналами, в которых уже определены уровни содержания целевых летучих соединений, так что процессор 110 может быть предназначен для сравнения обнаруженных уровней содержания целевых летучих соединений с заданным порогом, чтобы определять галитоз в выдыхаемом воздухе.
При обнаружении галитоза, датчиком 114 изображения снимается изображение полости рта. Данное изображение должно включать в себя, по меньшей мере, один из передних зубов, возможно, включая часть десен и участок верхней поверхности языка. С этой целью, владелец наголовного устройства 100 может получить приглашение снять данное изображение, например, посредством отображения соответствующего сообщения на модуле 106 отображения, посредством выдачи звукового или тактильного сообщения и так далее, чтобы инициировать владельца открыть рот так, чтобы можно было снять изображение. Например, владельцу может быть дано приглашение открыть рот и посмотреть в открытый рот в зеркало, чтобы датчик 114 изображения, совмещенный с полем зрения владельца снял зеркальное изображение полости рта в зеркале.
Затем снятое изображение обрабатывается процессором 110, чтобы определить, является ли обнаруженный галитоз оральным неприятным запахом. Эта задача может выполняться рядом методов. Например, изображение можно анализировать на присутствие клинических признаков и симптомов, указывающих на неудовлетворительную гигиену полости рта. Данный анализ может включать в себя, по меньшей мере, что-то одно из идентификации пищи, плотно вжатой в межзубные пространства, обложение языка, разных стадий нарастания биопленки на поверхности зубов и некоторых состояний периодонта. Анализ можно реализовать с использованием подходящих алгоритмов, например, алгоритмов распознавания препятствий, алгоритмов оценки цвета и так далее. Например, из изображения может быть выделен вектор признаков цвета на основании цветовых показателей гаммы цветов языка; зубные налеты могут обнаруживаться по желтизне зубов; некоторые периодонтальные заболевания могут быть идентифицированы по заметному опуханию десны, ее покраснению и так далее. Обнаруженные оттенки или градация цветов могут распределяться по категориям с использованием классификационной системы, в которой каждый оттенок или градация соответствуют определенному состоянию полости рта, например, простой классификационной системы с тремя классами (здоровое состояние, подвержено риску, нездоровое состояние) или более точной или комплексной классификационной системы.
На основании распознанных объектов и их цвета и/или оттенков или градаций света можно оценить состояние гигиены полости рта и можно определить вероятностную меру достоверности галитоза, происходящего из полости рта. Если вероятностная мера превысит заданный порог, владелец наголовного устройства 100 будет соответственно информирован и дополнительно получит команды по чистке полости рта, основанные на анализе изображения, например, посредством представления команд по чистке части(ей) полости рта с неидеальной чистотой. Такие команды по чистке могут представляться на модуле 106 отображения или могут передаваться модулем 102 или 104 беспроводной связи в удаленную систему 200 для отображения в удаленной системе, например, в интеллектуальном зеркале, в которое смотрит владелец наголовного устройства 100. Приведенные примеры являются всего лишь некоторыми неограничивающими примерами того, как упомянутая информация может представляться владельцу; специалисту будут очевидны другие примеры.
В варианте осуществления наголовное устройство 100 может быть выполнено с возможностью повторения вышеописанной оценки галитоза после того, как владелец наголовного устройства 100 выполнит действия по чистке полости рта, например, чистке зубов, чистке межзубных полостей с помощью нитки, чистки межзубных полостей щеткой и так далее, чистке языка, например, путем промывки или с помощью щетки, и так далее. Владелец может сигнализировать в наголовное устройство 100, что чистка полости рта закончена, например, с использованием неконтактной команды, например, жеста или чего-либо подобного, или посредством контакта с пользовательским интерфейсом наголовного устройства 100, чтобы инициировать повторную оценку, т.е. чтобы повторить анализ выдыхаемого воздуха и съемку и анализ изображения полости рта, при необходимости, чтобы проверить, точным ли было первоначальное определение происхождения галитоза. Таким образом можно подтвердить или уточнить первоначальное определение источника галитоза.
Процессор 110 может реализовать способ 300 обнаружения галитоза, изображенный на блок-схеме последовательности операций способа на фиг. 3. Способ 300 начинается на этапе 301, например, путем активизации операции наголовного устройства 100 по обнаружению галитоза, после чего способ 300 переходит к этапу 303, на котором выдыхаемый воздух анализируется газовым датчиком 116. На этапе 305 изображение полости рта снимается датчиком изображения 102, после чего на этапе 307 показания датчика газового датчика 116 интерпретируются для определения, обнаружен ли галитоз в выдыхаемом воздухе, и на этапе 309 проверяются уровни гигиены в полости рта путем оценки снятого изображения, например, проверкой, что полость рта является достаточно чистой.
В случае, если в выдыхаемом воздухе не обнаруживается неприятный запах согласно определению на этапе 307, но полость рта не является достаточно чистой согласно определению на этапе 309, способ 300 переходит к этапу 311, на котором владельцу наголовного устройства 100 предоставляется соответствующая информация обратной связи, которая может включать в себя команды по чистке, чтобы повысить степень чистоты полости рта, после чего способ 300 может вернуться на этап 303, чтобы проверить, привела ли представленная информация обратной связи к улучшению состояния полости рта.
В случае, если в выдыхаемом воздухе не обнаруживается неприятный запах согласно определению на этапе 307, и полость рта является достаточно чистой согласно определению на этапе 309, способ 300 переходит к этапу 313, на котором владельцу наголовного устройства 100 предоставляется положительная информация обратной связи, например, чтобы поддерживать текущий режим чистки для чистки полости рта.
В случае, если в выдыхаемом воздухе обнаруживается неприятный запах согласно определению на этапе 307, и полость рта не является достаточно чистой согласно определению на этапе 309, способ 300 переходит к этапу 319, на котором гигиена полости рта подтверждается как источник галитоза, например, посредством предоставлением полученного определения владельцу наголовного устройства 100, после чего способ 300 переходит к этапу 321, на котором владельцу может быть предложен режим лечения, который может включать в себя команды по чистке, чтобы повысить степень чистоты полости рта.
В случае, если в выдыхаемом воздухе обнаруживается неприятный запах согласно определению на этапе 307, но полость рта является достаточно чистой согласно определению на этапе 309, способ 300 переходит к этапу 323, на котором владельцу наголовного устройства 100 предлагается ответить на один или более вопросов, например, вопросов да/нет, касающихся проявляемых владельцем некоторых симптомов, указывающих на ксеростомии, например, « ʺизменены ли вкусовое ощущение?», «жжет ли язык?» и так далее, так как ксеростомия может вызывать оральный неприятный запах в отсутствие неудовлетворительной гигиены полости рта.
На этапе 325 оцениваются ответы на вопросы для определения, вероятно ли, что владелец наголовного устройства 100 страдает ксеростомией. Если страдает, то способ 300 переходит к этапу 327, на котором подтверждается псевдогалитоз, т.е. галитоз, происходящий из полости рта, но не вызванный неудовлетворительной гигиеной полости рта, например, путем соответствующего информирования владельца, затем к этапу 329, на котором владелец снабжается информацией обратной связи, касающейся вероятных причин галитоза, например, стресса или лекарственного лечения, из которых обе причины известны как инициирующие факторы ксеростомии.
Если, с другой стороны, на этапе 325 определяется маловероятность того, что обнаруженный галитоз вызван ксеростомией, то способ 300 переходит к этапу 331, на котором владелец наголовного устройства 100 информируется о вероятных патологиях, вызывающих галитоз, что может включать в себя рекомендацию прибегнуть к профессиональной медицинской помощи для диагностики причины галитоза.
На этапе 333 может определяться, следует ли повторить оценку галитоза, например, после выполнения владельцем наголовного устройства 100 действий по исправлению состояния, например, чистки полости рта. Если повторение необходимо, то способ 300 возвращается обратно на этап 303, или способ 300 прекращается на этапе 335.
В вышеописанном способе 300, когда владельцу наголовного устройства 100 предоставляется информация обратной связи, данная информация обратной связи может предоставляться в любой подходящей форме, например, в текстовой форме и/или изобразительной форме, например, с использованием пиктограмм, рисованных персонажей, видеообразов и так далее, чтобы усилить участие владельца наголовного устройства 100. Например, возможно формирование видеообразов зуба, которые указывают на чистоту полости рта и/или качество дыхания владельца.
Следует понимать, что вариант осуществления способа 300, представленный блок-схемой последовательности операций способа на фиг. 3, является неограничивающим примером данного варианта осуществления, и что возможно внесение многочисленных изменений данного способа, не выходящие за пределы настоящего изобретения. Например, этап 305 съемки изображения может выполняться до этапа 303 оценки выдыхаемого воздуха или может выполняться при определенных условиях, т.е. только если определяется, что в выдыхаемом воздухе присутствуют летучие соединения, указывающие на галитоз. Аналогично, по меньшей мере, некоторые из этапов обратной связи могут отсутствовать. Специалисту будут очевидны другие модификации.
В конкретном подходящем варианте осуществления процессор 110 может быть выполнен с возможностью выполнения оценки галитоза с использованием вероятностной модели, которая может включать в себя параметры пользователя, чтобы дополнительно повысить точность оценки галитоза. Это дополнительно подробно поясняется с помощью фиг. 4, которая схематически представляет неограничивающий пример упомянутой вероятностной модели. Модель принимает первые входные данные 401, которые являются изображениями, снятыми датчиком 114 изображения, вторые входные данные 405, которые представляют собой воздух, выдыхаемый из полости рта, и, при желании, третьи входные данные 409, которые являются персональными данными, обеспечиваемым владельцем наголовного устройства 100. Модель дополнительно содержит модуль 403 классификации результатов обработки изображения, обрабатывающий первые входные данные и модуль 407 классификации орального запаха, обрабатывающий вторые входные данные 405. Модули 403 и 407 могут быть реализованы процессором 110, который дополнительно реализует логическую сеть 411, например, марковскую логическую сеть, чтобы интерпретировать данные, представляемые модулями 403 и 407, и, при желании, данные пользователя, предоставляемыми как третьи входные данные 409, чтобы сформировать выходной результат 413, показывающий наиболее вероятный диагноз по предоставленным входным данным, например, нет галитоза, оральный галитоз, системный галитоз, псевдогалитоз.
Модель может реализовывать вероятностное рассуждение с переменными параметрами, представляющими:
(1) выходной результат классификации результатов обработки изображения и его доверительное значение;
(2) оценку электронного-носа и его доверительные значения; и
(3) данные пользователя, относящиеся к идентификации факторов риска, например, данные о рационе питания, данные о курении, данные об уровне стресса, возрастные данные, данные, характеризующие зубные протезы, носимые (ночью), данные о хронических заболеваниях, данные диагностики галитоза во времени, сформированные наголовным компьютерным устройством 100 или другим устройством, и так далее.
Приведенные переменные параметры можно интуитивно представить с использованием таких статистических реляционных подходов, как, например, марковская логика. Зависимости между переменными параметрами можно выразить в универсальной форме с использованием взвешенных формул первого порядка, например:
- (0,8) haseNoseOutput(oral_halitosis), т.е. модуль 407 электронного носа обнаружил запах орального галитоза с достоверностью 0,8 (по шкале достоверностей 0-1);
- (0,6) hasMouthCondition(classB), т.е. модуль 405 обработки изображений классифицировал состояние полости рта как неочищенное, но здоровое с показателем достоверности 0,6;
- (0,9) [hasENoseOutput(oral_halitosis) ∧¬hasMouthCondition(classB)∧ hasRiskFactor(chronicalDiseases) => hasDiagnosis(oral_halitosis)]; т.е. данное правило упоминает, что, если у пользователя есть запах орального галитоза, цвет неочищенного, но здорового языка, и нет хронических заболеваний, то оральный галитоз диагностируется с показателем достоверности 0,9.
Вероятностную модель можно построить любым подходящим образом с помощью формул любого подходящего типа, использующих вышеприведенные параметры в качестве входных данных.
В варианте осуществления модель дополняется временным смыслом. В частности, принятие диагностического решения может быть основано на данных электронного носа и данных состояния полости рта, накопленных в течение окна времени предварительно заданной длины. Простейший вариант интегрирует информацию с предыдущего временного шага, чтобы сделать логический вывод для текущего временного шага. С учетом предыдущего примера, данное расширение можно легко реализовать добавлением второго аргумента в предикаты для того, чтобы представить разные временные шаги. Например, такие формулы можно записать в следующем виде:
- (0,8) haseNoseOutput(oral_halitosis, t); т.е. на временном шаге t модуль 407 электронного носа обнаружил запах орального галитоза с достоверностью 0,8;
- (0,6) hasMouthCondition(classB, t); т.е. на временном шаге t модуль 403 обработки изображений классифицировал состояние полости рта как неочищенное, но здоровое с показателем достоверности 0,6);
- (0,9) [hasENoseOutput(oral_halitosis, t) ∧¬hasMouthCondition(classB, t) ∧¬ hasRiskFactor(chronicalDiseases) => hasDiagnosis(oral_halitosis, t)]; т.е. данное правило упоминает, что, если у пользователя есть запах орального галитоза, цвет неочищенного, но здорового языка, и нет хронических заболеваний на одном и том же временном шаге, то оральный галитоз диагностируется на данном временном с показателем достоверности 0,9;
- (0,9) [hasDiagnosis(oral_halitosis, t-1) => hasDiagnosis(oral_halitosis, d)]; т.е., если оральный галитоз диагностируется на данном временном этапе, то данный диагноз будет также иметь высокую вероятность на следующем временном этапе.
th
Приведенное простой сценарий обоснования с учетом времени можно гибко распространить на более сложные временные зависимости, например, путем реализации темпоральной алгебры Аллена, как, например, описано авторами Anastasios Skarlatidis et al. в публикации «Probabilistic event calculus based on Markov logic networks», Proceedings of the 5 international conference on Rule-based modeling and computing on the semantic web(RuleML'11), Frank Olken, Monica Palmirani, and Davide Sottara (Eds.). Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 155-170 (2011). Параметры модели, т.е. весовые коэффициенты форму, могут быть получены обучением и корректироваться на основе сбора данных тренировки, как по существу известно в технике.
Разные значения переменных параметров можно использовать для получения оптимального апостериорного логического вывода, который определяет наиболее вероятное состояние неизвестных переменных параметров, т.е. окончательного диагноза. Данную формальную систему техники представления знаний можно расширить на другие функции, например, разделение между некоторыми специфическими случаями диагностируемого системного галитоза. Например, обложение языка можно классифицировать на более мелкие классы, как предложено авторами X. Wang et al. в публикации «An optimized tongue image color correction scheme»; IEEE Transactions on Information Technology in Biomedicine, Vol. 14, no. 6, pp. 1355-1364, 2010. Таким образом, можно обнаруживать системные заболевания, например, гипертензию, при условии, при наличии соответствующего цвета языка и отсутствии орального неприятного запаха.
В вышеописанных вариантах осуществления система для обнаружения галитоза реализована в виде наголовного устройства 100. Данная реализация облегчает простое обнаружение галитоза, так как обнаружение можно легко выполнять во время ношения наголовного устройства 100, например, интеллектуальных очков, перед зеркалом в ванной комнате.
Однако, в, по меньшей мере, некоторых вариантах осуществления газовый датчик 116 может быть отдельным от наголовного устройства 100, так что система для обнаружения галитоза является модульной системой. Примерный вариант осуществления такой модульной системы схематически изображен на фиг. 5, на которой газовый датчик 116 встроен в устройство 150 для чистки полости рта, т.е. электронное устройство 150 для гигиены полости рта, например, электронную зубную щетку, электронное устройство для чистки языка, электронное устройство для чистки межзубных полостей и так далее. Устройство 150 обычно содержит модуль 152 беспроводной связи для беспроводной связи с модулем беспроводной связи устройства 100, содержащего датчик 114 изображения и, при желании, содержащего один или более модулей 106 отображения, например, для отображения информации обратной связи, команд по чистке полости рта и так далее, как пояснялось выше. Включение газового датчика в состав устройства 150 для чистки полости рта дает преимущество в том, что можно получать особенно чувствительное показание летучих соединений в выдыхаемом воздухе, которые указывают на галитоз, благодаря близости газового датчика 116 ко рту, из которого выдыхается воздух.
Устройство 100 может быть наголовным устройством, однако, это не обязательно. В качестве альтернативы, устройство 100 может быть интеллектуальным зеркалом или портативным устройством, например, смартфоном или интеллектуальной камерой.
Как пояснялось выше, использование наголовного устройства 100 особенно полезно, так это облегчает интуитивную съемку изображений с одинаковых углов, положения и расстояния, что важно для единообразной обработки изображений снятых изображений полости рта. В общем, портативные устройства и, в частности, наголовное устройство 100 обеспечивают преимущество портативности, а также возможность встраивания газового датчика 116 в пределах допустимого удаления от рта, при встраивании в устройство 100.
В варианте осуществления процессор 110 выполнен с возможностью применения алгоритма нормировки изображения к снятому изображению перед анализом изображения для обеспечения того, чтобы разные изображения, например, изображения, снятые разными датчиками 116 изображения, при использовании разных камер для съемки изображений, например, в модульной системе для обнаружения галитоза, и/или изображения, снятые в разных условиях освещения, анализировались единообразным способом, то есть, изменения, вызываемые разными условиями освещения или оттенками цвета, возникающими из-за условий съемки изображений, исключались из изображений перед их анализом, чтобы повысить точность обнаружения галитоза. Это схематически показано на фиг. 6, на котором серия изображений 500, обозначенная (a), в данном случае, изображений верхней поверхности языка, четко показывает изменения между изображениями, и данные изменения исключены из серии изображений 510, обозначенной (b), посредством применения алгоритма нормировки к серии изображений 500 с целью получения серии изображений 510. Например, может применяться схема цветокоррекции, которая уменьшает цветового различия между изображениями 500 для того, чтобы облегчить выделения информации о цветовых признаках из скорректированных изображений 510, как пояснялось ранее, например, на основании цветовых показателей гаммы цветов языка.
Аспекты настоящего изобретения могут быть реализованы в виде носимого компьютерного устройства, способа или компьютерного программного продукта. Аспекты настоящего изобретения могут иметь форму компьютерного программного продукта, осуществленного на одном или более компьютерно-читаемых носителей данных, содержащих компьютерно-читаемый программный код, созданный на данных носителях.
Возможно использование любой комбинации из одного или более компьютерно-читаемых носителей. Компьютерно-читаемый носитель может быть компьютерно-читаемым носителем сигналов или компьютерно-читаемым носителем данных. Компьютерно-читаемый носитель данных может быть, например, но без ограничения, электронной, магнитной(ым), оптической(им), электромагнитной(ым), инфракрасной(ым) или полупроводниковой(ым) системой, оборудованием или устройством, или любой их подходящей комбинацией. Данные система, оборудование или устройство могут быть доступны по любому подходящему сетевому соединению; например, система, оборудование или устройство могут быть доступны по сети для вызова компьютерно-читаемого программного кода по сети. Данная сеть может быть, например, сетью Интернет, сетью мобильной или подобной сетью. Более конкретные примеры (неисчерпывающие) компьютерно-читаемого носителя данных могут включать в себя следующее: электрическое соединение, содержащее один или более проводов, портативную компьютерную дискетту, жесткий диск, оперативную память (RAM), постоянную память (ROM), стираемую программируемую постоянную память (EPROM или флэш-память), оптическое волокно, портативную постоянную память на компакт-диске (CD-ROM), оптическое запоминающее устройство или любую подходящую комбинацию вышеперечисленных устройств. В контексте настоящей заявки, компьютерно-читаемый носитель данных может компьютерно-читаемый носитель данных может быть любым материальным носителем, который может содержать или хранить программу для использования выполняющими команды системой, оборудованием или устройством или в связи с ними.
Программный код, реализованный на компьютерно-читаемом носителе, может передаваться с использованием любого подходящего носителя, включая, но без ограничения, беспроводной носитель, проводную линию, волоконно-оптический кабель, радиочастоту и т.п., или любой подходящей комбинации вышеперечисленных носителей.
Компьютерный программный код для выполнения способов по настоящему изобретению путем выполнения на процессоре 110 может быть записан в любой комбинации одного или более языков программирования, включая объектно-ориентированный язык, например, Java, Smalltalk, C++ или подобный язык и обычные процедурные языки программирования, например, язык программирования «C» или подобные языки программирования. Программный код может выполняться полностью в процессоре 110 в виде автономного программного пакета, например, приложения, или может выполняться частично в процессоре 110 и частично на удаленном сервере. В последнем сценарии удаленный сервер может быть соединен с носимым компьютерным устройством 100 по сети любого типа, включая локальную сеть (ЛС) или региональной сети (РС), или возможно соединение с внешним компьютером, например, по сети Интернет с помощью провайдера интернет-услуг.
Аспекты настоящего изобретения описаны выше со ссылкой на приведенные блок-схемы последовательности операций и/или блок-схемы способов, устройств (систем) и компьютерных программных продуктов в соответствии с вариантами осуществления изобретения. Следует понимать, что каждый блок блок-схем последовательностей операций и/или блок-схем, может быть реализован командами компьютерной программы, подлежащими выполнению полностью или частично в процессоре 110 компьютерного устройства 100, так что команды создают средство для реализации функций/операций, заданных блоком или блоками блок-схемы последовательности операций и/или блок-схемы. Данные команды компьютерной программы могут также храниться на компьютерно-читаемом носителе данных, которые могут конкретным образом управлять функционированием компьютерного устройства 100.
Команды компьютерной программы могут загружаться в процессор 110, чтобы предписывать выполнение серии рабочих этапов в процессоре 110 для проведения компьютерно-реализуемого процесса таким образом, что команды, которые выполняются в процессоре 110, обеспечивают процессы исполнения функций/операций, заданных в блоке или блоках блок-схемы последовательности операций и/или блок-схемы. Компьютерный программный продукт может составлять часть компьютерного устройства 100, например, может быть установлен в компьютерное устройство 100.
Следует отметить, что вышеупомянутые варианты осуществления иллюстрируют, а не ограничивают изобретение, и что специалисты в данной области техники смогут разработать многочисленные альтернативные варианты осуществления, не выходящие за пределы объема прилагаемой формулы изобретения. Никакие позиции в формуле изобретения, заключенные в скобки, не подлежат истолкованию в смысле ограничения пункты формулы изобретения. Формулировка «содержащий» не исключает присутствия элементов или этапов, отличающихся от элементов или этапов, перечисленных в пункте формулы изобретения. Признак единственного числа перед элементом (в виде неопределенного артикля в оригинале) не исключает присутствия множества таких элементов. Изобретение может быть реализовано посредством оборудования, содержащего несколько отдельных элементов. В пункте формулы изобретения на устройство, перечисляющем несколько средств, несколько из данных средств могут быть осуществлены одним и тем же элементов оборудования. Очевидное обстоятельство, что некоторые признаки упомянуты во взаимно различающихся зависимых пунктах формулы изобретения не означает невозможности использования комбинации упомянутых признаков в подходящем случае.