牙齿正畸矫正器以及利用该牙齿正畸矫正器的设备、方法、系统和计算机程序与流程

本申请主张要求于2015年8月31日提交的美国临时专利申请No.62/212103的权益，在此通过引用将其全部公开内容并入本文。

技术领域

本发明总体涉及牙齿正畸矫正器，并且具体涉及用于在利用矫正器对牙齿进行牙齿正畸处置期间对施加到牙齿的力的量进行量化的设备、方法、系统和计算机程序产品。本发明总体还涉及使用所收集的信息为患者提供更有效的牙齿正畸体验。

背景技术：

矫正器是套在牙齿上的一系列紧密配合的定制的保持器。牙齿正畸矫正器通常用于具有轻微或中度牙齿拥挤或者具有微小间隙问题的患者。具有严重拥挤或间隙问题、严重反颌、严重覆咬合或反咬合的患者可能需要更复杂的处置。一旦牙科医师、牙齿正畸医师或处置专业人员决定如何矫正患者的咬合，则制定计划以将牙齿从开始位置移动到最终建议的位置。患者在处置时间期间要佩戴经过轻微调整的若干版本矫正器来移动牙齿。矫正器一般由透明塑料或丙烯酸材料形成，以紧密地配合在牙齿上，但是在吃饭、刷牙和用牙线清洁牙缝时可以摘下。患者通常每几个星期要接收新的矫正器，以持续移动牙齿到理想的位置。利用矫正器的处置时间要基于牙齿需要移动或旋转多少来确定。咬合偏离越多或者牙齿扭曲越多，处置越长。处置通常在十个月到二十四个月之间。

尽管矫正器正在快速普及，但其在牙齿正畸领域中仍然是相当新的技术。这样，遗憾的是，关于使用矫正器的牙齿正畸的牙齿移动仅有有限量的研究。多数文献由病例报告、述评、博客或由具有偏见的作者撰写的文章组成。存在非常少的基于证据的尝试来描述由利用矫正器的处置导致的牙齿移动的类型。尽管在本领域对这些研究的结果的解读没有一致意见，常规的观点认为移动主要是不可控制倾转，其旋转的中心位于阻力中心和牙齿的尖端之间。

图1A和图1B图示了根据对本领域的矫正器的常规理解的牙齿的移动。如图1A和图1B所示，牙齿2以第一取向设置在牙龈组织4中。当沿箭头A的方向施加力时，牙齿2绕旋转的中心6从第一取向(图1A)旋转到第二取向(图1B)。旋转通常遵循图1B中的箭头B的路径。

牙齿正畸领域不确定移动典型牙齿所需的保持力的大小以及应当施加给定力的时间的长度。通常认为矫正器每月将牙齿移动1毫米，而没有对是否最佳、是否有效或者甚至跨所有患者是否正确的清楚的理解。行业标准通常是将具体的矫正器应用于一组牙齿两个星期。然而，没有证据表明两个星期是正确的时间量。许多专业人员认为两个星期的标准受第一代矫正器的材料弱点影响很大，其中，矫正器将在大约两个星期开始时伸展并失去刚性和力。然而，更现代的矫正器不会经受随时间的类似的刚性损失或不一致的力。

如在图2中所示，当牙周压强(pressure)在最佳范围8中时，实现了牙齿速度或追踪的最佳结果。最佳范围8在本领域中是已知的并且在给定牙齿上的压强大约为1.5N/cm²至2.6N/cm²。最佳范围8与移动牙齿同时在施加压强的过程中不会伤害牙齿、牙龈和牙根而需要的压强的大小相关。如果牙周压强太小，牙龈和牙根组织不会做出反应，并且牙齿将保持不动。如果牙周压强太大，可能出现牙根吸收。牙根吸收是断裂或损坏以及并发的牙齿的牙根结构的缺失。这是由侵蚀牙齿的部分的活体细胞引起的。严重的牙根吸收很难处置并且常常要求对牙齿的拔除。由于外伤、牙根路径中冒出的异位牙齿、慢性炎症、上下齿咬合的超负载或者侵袭性肿瘤、囊肿或其他生长体可能出现吸收。然而，在西方社会中，造成牙根吸收的最普遍原因是滥用牙齿正畸力。

因此，确保矫正器在图2中所图示的最佳范围8之内是极其重要的，因为对牙齿毁灭性的损失被最小化，而牙齿移动被最大化。这样，保持矫正器在最佳范围8之内为患者以及牙齿正畸医师或处置专业人员提供了重大的医疗和经济优势。遗憾的是，在获知给定矫正器正在给定牙齿上产生的力的量的过程中存在许多不确定因素。当前，没有准确的方式来测量矫正器在活体牙齿上的力。此外，尽管初始力是未知的，由于矫正器的变形或作为一组牙齿移动到更理想位置的自然结果，矫正器的力在口腔环境中可能随着时间而改变。更进一步地，施加在牙齿上的力是复杂的并且不符合标准的线性传递。因此，对来自矫正器的在牙齿上的力进行建模或者甚至近似是极其复杂的，并且当前不存在准确的方式来量化当今矫正器施加到牙齿的力的量。

主要缺点之一是可能延长患者对患者所不顺从的矫正器的使用。在许多情况下，开始清晰矫正器处置的对象偏离所编程的矫正器的进程并且需要重评估、中途校正和/或使用固定器具来实现处置目标。不是按照指示的每天二十二小时佩戴矫正器显著减缓处置的进程。有些处置专业人员认为，二十二小时中有一小时未按照指示佩戴矫正器将需要额外的二十四小时的佩戴时间来弥补缺失的一个小时。其他的问题包括牙齿正畸医师或处置专业人员对处置的错误计算，没有选择良好的候选进行矫正处置，以及牙齿移动阶段未按计划进行。

如今，不存在在矫正器处置期间对施加到牙齿的力的量进行量化的方式。牙齿正畸医师或处置专业人员必须依靠专业经验、软件和目视检查，来预测和促进处置。对使用矫正器的牙齿移动的机制的更好的理解能够实现对患者的更合适的选择、对牙齿移动阶段的更好的定序以及更有效的处置。因此，需要用于在利用矫正器对牙齿进行牙齿正畸处置期间对施加到牙齿的力的量进行量化的经改进的设备、系统、方法和计算机程序产品，从而向患者以及牙齿正畸医师或处置专业人员提供更有效的牙齿正畸体验。

技术实现要素：

在本发明的实施例中，提供了一种设备。所述设备包括适于匹配一组牙齿的牙齿正畸矫正器。所述设备还包括被设置在牙齿正畸矫正器中并且被配置为感测所述矫正器与所述一组牙齿中的牙齿之间的压强值的传感器。

在本发明的另一实施例中，提供了一种方法。所述方法包括由被设置在矫正器中的传感器来感测由所述矫正器作用在牙齿上的压强值。所述方法还包括启动所述传感器以提供压强值。

在本发明的另一实施例中，提供了一种方法。所述方法包括对通过牙齿正畸矫正器施加到所述一组牙齿的每颗牙齿的压强值进行量化。所述方法还包括将每颗牙齿的压强值提供给与所述矫正器相关联的处置专业人员。

在另一实施例中，提供了一种用于在利用牙齿正畸矫正器对牙齿的牙齿正畸处置期间对作用在患者牙齿上的压强的量进行量化的系统。所述系统包括检测仪器，所述检测仪器被配置为启动被设置在牙齿正畸矫正器中并且与牙齿相关联的传感器。检测仪器还被配置为接收来自传感器的输出信号，其中，所述输出信号表示在牙齿上的压强的量。所述系统还包括处理器和存储器，所述存储器包括指令，所述指令当由所述处理器执行时令所述系统：接收来自检测仪器的压强的量；将所述压强的量存储在处置追踪数据库中；在显示器上显示所述压强的量。

在本发明的另一实施例中，提供了一种计算机程序产品，其包括非瞬态计算机可读存储介质以及存储在所述非瞬态计算机可读存储介质上的指令。所述指令当由处理器执行时，令所述处理器接收由牙齿正畸矫正器作用在牙齿上的压强的量。所述指令当由处理器执行时，还令所述处理器将所述压强的量存储在处置追踪数据库中。所述指令当由处理器执行时，还令所述处理器在显示器上显示所述压强的量。

在本发明的另一实施例中，提供了一种牙齿正畸矫正器。所述牙齿正畸矫正器包括由矫正器限定并且适于在其中接收牙齿的部分的牙套(pocket)以及设置在矫正器中并且靠近牙套的传感器，其中，传感器被配置为测量与矫正器相关联的性能变量。

在本发明的又一实施例中，提供了一种包括矫正器的系统，其中，所述矫正器适于驻留在活体用户的口腔中。所述系统还包括传感器和检测仪器，所述传感器被设置在矫正器中并且被配置为测量活体中的矫正器的性能值，所述检测仪器被配置为从活体的传感器中收集所述性能值。

附图说明

并入说明书并且构成说明书的一部分附图用于图示本发明的各种实施例，并且与上述本发明的总体描述和下述实施例的详细描述一起用于解释本发明的实施例。

图1A是在第一位置的牙齿的侧立面视图。

图1B是图1A的牙齿转到第二位置的侧立面视图。

图2是牙齿速度相对牙周压强的图解视图。

图3是设置在一组牙齿上的示范性矫正器的正视图。

图4是沿图3的线4-4获取的示范性矫正器和牙齿的截面视图。

图5是示范性传感器的分解视图。

图6A是在第一压强下的示范性传感器的侧切视图。

图6B是在第二压强下的示范性传感器的侧切视图。

图7是患者和示范性检测仪器的正视图。

图8是包括经由网络与诊所(office)设施通信的家庭设施的示范性操作环境的图解视图。

图9是图8的示范性计算机系统的图解视图。

图10是图示相对于不同牙齿的压强信息的示范性界面的图形视图。

图11是图示相对于时间的平均每日压强的示范性界面的图形视图。

图12是示范性警报的图表。

图13是本发明实施例中执行的警报生成过程的流程图。

具体实施方式

本发明的实施例涉及用于在利用矫正器对牙齿进行牙齿正畸处置期间对施加到牙齿的力的量进行量化并且之后使用所收集的信息为患者提供更有效的牙齿正畸体验的设备、系统、方法和计算机程序产品。本发明的实施例可以通过在其中设置了多个传感器的矫正器来实施，其中每个传感器被定位成与患者的特定牙齿对准。所述传感器可以被设置或封装在矫正器的第一层与第二层之间。所述传感器可以包括设置在两个感应电极之间的变形层，使得由所述传感器响应于接收到输入信号而发射的输出信号根据两个感应电极之间的相对间隔而改变。仪器可以被提供为感测来自每个传感器的输出信号并基于所接收的信号的频率来导出压强读数，因为频率根据施加到传感器的压强而改变。

本发明的实施例可以由检测仪器来实施，其中，检测仪器被配置为发射输入信号，以使传感器的两个感应电极共振，使得由传感器发射输出信号作为回应。之后，所述检测仪器收集由传感器发射的输出信号并将压强信息传递给处置追踪软件应用。之后，处置追踪软件应用可以被牙齿正畸医师或处置专业人员用于处置患者。

在本发明的实施例中，检测仪器与诊所设施中(诸如牙齿正畸医师的诊所或门诊)的传感器交互作用。在本发明的另一实施例中，检测仪器被提供给患者以用于家庭环境，并且所述检测仪器被配置为在网络(诸如互联网)上将压强信息传送给安置在牙齿正畸医师诊所或门诊的处置追踪软件应用。之后，牙齿正畸医师或处置专业人员可以观察压强信息，而无需患者在诊所中，这对于患者和牙齿正畸医师来说，节省了时间和成本。在一些特殊情况下，检测仪器可以不被配置为从患者家中直接将压强信息传送给牙齿正畸医师的诊所。这样，也可以为患者提供便于将来自检测仪器的信息传送给处置追踪软件应用的通信设备。例如，通信设备包括蜂窝网络接口卡或者在检测仪器和处置追踪软件之间传送信息的其他机构。所述通信设备可以包括患者自己的计算设备，诸如智能手机或平板电脑，在其中安装有应用，以便于在患者的计算设备与处置追踪软件应用之间的通信。在本发明的实施例中，所述检测仪器可以是患者自己的安装有应用的计算设备。在该实施例中，利用下面的个人计算设备的特定信号生成和接收特性，诸如近场通信(NFC)技术或类似技术。

当满足或超过给定参数时，诸如当施加在牙齿上的具体压强超过设定的压强阈值时，处置追踪软件应用可以被配置为提醒牙齿正畸医师或处置专业人员。通知可以是邮件、文本消息、预先录制的电话、传真、在处置追踪软件应用内的通知消息、或者用于提醒牙齿正畸医师或处置专业人员给定参数被满足的任何其他机构的形式。例如，如果具体的传感器指示在相关联的牙齿上的压强大于给定压强阈值，则处置追踪软件可以被配置为以邮件形式提醒牙齿正畸医师：患者的姓名、有问题的牙齿以及有问题牙齿的压强读数。之后，牙齿正畸医师可以查看邮件和患者的病历，并且确定与患者预约的时间表。

所述处置追踪软件应用可以驻留在处置追踪服务器中，处置追踪服务器具有提供在显示器上的界面。所述处置追踪软件应用可以将所收集的原始压强数据压缩或合成为各种图表或适宜的度量以供牙齿正畸医师或处置专业人员使用。例如，每颗牙的最新压强读数可以沿着目标压强和通过使用具体矫正器作用在牙齿上的总体平均压强的侧面来显示。通过使用矫正器的传感器的读数和处置追踪软件应用，可以增强对患者的总体处置，因为牙齿正畸医师或处置专业人员被提供了作用在患者牙齿上的压强的量化测量结果。这样，牙齿正畸医师可以确定最短和最快的路径来完成处置，同时使误差最小化，并且仅需要在上班时间与患者制定时间表。

现在参照图3和图4，根据本发明的实施例的矫正器被图示为矫正器10。矫正器10可以被配置和定制成匹配到一组牙齿12，并且包括两个层：外层14和内层16。多个传感器18被设置在外层14与内层16之间并牢固地保持在其中。矫正器10的配置以及每个传感器18在其中的放置可以邻近对应的牙齿12来定位每个传感器。为了图示说明，如在图4中所示，传感器18A大致与对应的牙齿12A对齐，而传感器18B大致与对应的牙齿12B对齐。因为每个传感器18被设置在矫正器10中，并且矫正器10被配置为牢固地压住该组牙齿12，每个传感器18被配置为测量矫正器10对对应的牙齿12施加的压强和/或力。尽管传感器与对应的牙齿相关，但传感器并非必须与具体牙齿对齐。通过进一步的范例，多个传感器可以布置成阵列，并且阵列可以对应于患者口腔的特定区域。

如在图5中所示，传感器18可以使用若干层弹性衬底构成。在本发明的实施例中，传感器18包括五层：第一层、第二层、第三层、第四层和第五层。第一层，被称为底膜20，包括顶面22和底面24。底膜20可以由透明材料和/或具有导电性能的材料形成。第二层，被称为第一感应电极或底部感应电极26，包括顶面28和底面30。底部感应电极26由铜材形成并且可以是线圈形状。

传感器18的第三层32，被称为变形层32，包括顶面34和底面36。变形层32包括多个变形元件33。在本发明的实施例中，变形元件33可以是棱锥形状并且由橡胶材料制成。在本发明的另一实施例中，变形元件33可以是碳纳米管或者用于可调整和可变形地驻留在传感器18的第二层与第四层之间的任何其他机构。在图3中所示的实施例中，每个变形元件33包括紧固到变形层32的底面36的基底35。此外，每个变形元件33向下朝第二层26的顶面28延伸，在顶点27中结束。给定变形元件33的棱锥形状，当压强被施加到传感器18，每个变形元件33可以响应于所施加的压强而压缩或变形。应当理解，变形元件33可以形成为其他形状，诸如圆柱、突出的六边形和立方体。此外，由于电容的变化，变形层33的形状可以影响压强传感器的灵敏度。

第四层，被称为第二感应电极或顶部感应电极38，包括顶面40和底面42。类似于底部感应电极26，顶部感应电极38也可以由铜材形成和/或形成线圈状。最后，第五层，被称为顶膜44，包括顶面46和底面48。类似于底膜20，顶膜44可以由透明材料和/或具有导电性能的材料形成。

传感器18可以相对于对应的牙齿定位或者相对于传感器阵列进行定位，传感器阵列以多种方式对应于患者口腔中的区域。仅通过范例的方式，并且并非限制，一种放置方法利用计算机算法，该计算机算法能够是纹理映射技术并且能够建立在热成型矫正器与制造矫正器的非热成型塑料盘之间的位置映射。通过这种技术，矫正器中传感器的期望位置被追踪回到非热成型塑料盘的对应位置。在这种预测方法中，热成型矫正器的三维表面模型可以被展平到平面参数域上，其可以对应于平的塑料盘。在一个实施例中，预测方法包括保持在展平过程中的扭曲的量与塑料材料在变形过程中的物理伸长的量成反比。

通过进一步的范例，并且并非限制，另一种方法可以包括测量方法，在该测量方法中，可以使用具有诸如极坐标的标记刻度盘将传感器定位在矫正器中的期望位置处。在一个实施例中，极坐标盘可以利用激光或墨水来标记。标记盘然后被热成型到期望的矫正器中。然后，基于标记，测量在矫正器上的点，以识别将定位传感器的牙齿表面。然后，自动或手动系统可以沿着标记的热塑性盘将所述传感器设置在期望的位置中。备选地，如果标记是可去除的，则经标记的盘也可用于形成矫正器。去除被认为出于美观目是必要的。仅通过范例的方式，水溶性或暴露在热或光下蒸发的墨水可以被用于标记热塑性盘。一旦制造了矫正器，就可以去除标记。

根据放置传感器的示例性方法中的任一种方法，一旦传感器被设置在外层14和内层16之一或两者上的期望的位置中，层14和16可以被冷层压，以将传感器18粘接到层14和16之一或两者上并将其保持在期望的位置中。在冷层压之后或者与层压同时地，组装的层14、16和传感器18可以被热成型到期望的矫正器中，同时完全封装传感器18。

备选地，在一个实施例中，传感器18可以粘接到已经形成的矫正器上，并且然后利用另一层密封到矫正器。例如，可以通过将热塑性层超声焊接到矫正器上或者通过将聚酯涂层涂覆在矫正器和传感器上来添加该层。该备选实施例可以是有利的，因为在将传感器定位于已成型的矫正器上之后，传感器不会被伸长或显著受压。

诸如无线电信号的电磁信号可以朝底部感应电极26和顶部感应电极38发射，其继而共振并基于底部感应电极26与顶部感应电极38之间的距离输出具有特定频率的返回电磁信号。因为底部感应电极26和顶部感应电极38间隔开并且用变形层32分开，随着压强施加到传感器18，变形层32扭曲并改变底部感应电极26与顶部感应电极38之间的距离。继而，所施加信号的共振根据两个感应电极之间的距离而改变，并且因此，输出信号的频率变化并且可以由合适的仪器来测量。因此，通过将传感器18和仪器的变形参数相关联，通过利用输入信号激励两个感应电极，可以被动地获得来自传感器18的压强信息。

如在图6A和图6B中所示，无线电信号源50可以在传感器18的方向上发射输入信号52，并且作为响应，传感器18可以发射具有特定频率或一组可测量特性的输出信号54。由传感器18发射的特定输出信号54是底部感应电极26与顶部感应电极38之间距离的函数。如在图6A中所示，传感器18处在默认或未变形状态中，并且响应于接收到输入信号52而生成输出信号54A。如在图6B中所示，传感器18处在变形状态中，并且响应于接收到输入信号52而生成输出信号54B。输出信号54B的频率相对于输出信号54A较低，因为在箭头C的方向的压强压缩变形层32的变形元件33。该变形减小了底部感应电极26与顶部感应电极38之间距离。底部感应电极26与顶部感应电极38之间的这种减小的距离导致响应于接收到输入信号52的具有较低频率的共振输出信号54B。从传感器18发射的输出信号，例如输出信号54A和输出信号54B，以标准方式发射，并且可以与共振频率的阵列相比较，以与施加到传感器18的精确压强相关，因为输出信号54是底部感应电极26与顶部感应电极38之间的距离的函数。

如在图3、4和7中所示，除了具有高分辨压强感测能力，每个传感器18可以包括伸缩、弯曲以及翻转卷绕成非平面的能力，与可塌陷、可伸缩和机械耐用材料形成一体，而没有皱褶。为了导出关于每个牙齿12移动和施加在其上的压强的详细追踪信息，这些性能是重要的。

如在图7中所示，检测仪器56可以被用于生成输入信号52并继而收集所发射的输出信号54。检测仪器56靠近矫正器10放置，而矫正器10被设置在一组牙齿12上，并且因此，感测矫正器10和牙齿12之间的压强。一旦靠近矫正器10，检测仪器56发射输入信号52并收集输出信号54。之后，检测仪器56可以存储所收集的输入信号52，以供之后由另一部件检索，或者检测仪器56可以在输出显示器(未示出)上生成读数或反馈，输出显示器诸如是在检测仪器56上的发光二极管(LED)屏幕。备选地，检测仪器56可以将所测量的输出信号54实时地提供给另一部件，或者通过与部件的直接有线连接，或者无线地通过无线连接。检测仪器56可以是手持设备，或者是电池供电的，或者是经由电线(未示出)能直接连接到电源。

图8图示了矫正器10的示范性操作环境57，其中，检测仪器56可以用在诊所58(诸如牙齿正畸医师的诊所)或在佩戴矫正器10的患者与门诊医师发生门诊访问的另一诊所设施。在诊所58中，检测仪器56生成输入信号52，该输入信号52使针对矫正器10中的每个传感器18的底部感应电极26与顶部感应电极38共振。每个传感器18的共振生成输出信号54，该输出信号54被检测仪器56收集。之后，检测仪器56可以被配置为将所收集的输出信号54传送给处置追踪服务器60，或者是无线地，或者通过有线连接。处置追踪服务器60可以包括用于存储所收集输出信号54并且将输出信号54与其他患者数据相关联以使用矫正器10追踪患者的牙齿正畸处置的各种元件。这样，处置追踪服务器60可以包括处置追踪软件应用62，以便于针对患者和矫正器10来追踪牙齿正畸压强和牙齿移动。处置追踪服务器60还可以包括处置追踪数据库64，其用于存储由检测仪器56采集并且被传送给处置追踪服务器60的压强读数。这样，在本发明的实施例中，检测仪器56、处置追踪服务器60、处置追踪软件应用62和处置追踪数据库64可以相互之间通信和传送数据，以便于追踪相对于矫正器10的患者的牙齿正畸过程。

检测仪器56可以用于诊所58的外部，例如，在患者家66中。这允许患者直接参与处置追踪，而不受诊所门诊访问的限制。检测仪器56可以借给患者，或者患者也可以购买检测仪器56，作为牙齿正畸流程的总成本的一部分。在本发明的实施例中，检测仪器56包括大小适于保存诊所患者与牙齿正畸医师之间的中断时间期间所收集的压强数据。在该实施例中，在安排的预约期间，患者将检测仪器56带到诊所58，并且牙齿正畸医师将来自检测仪器56的压强数据下载到诊所58中的处置追踪服务器60。在本发明的另一实施例中，患者被提供有通信设备68，其用于从检测仪器56检索所收集的压强数据并且之后将所收集的压强数据通过网络67从家66中传送给诊所58，其中，数据被提供给处置追踪服务器60。通信设备68被配置为与检测仪器56进行接口，以接收所收集的输出信号54并且便于将该信息传送给处置追踪服务器60。通信设备68包括网络接口卡(NIC)，其用于使用诸如以太网的协议经由有线连接而连接到网络67，或者可以包括移动网络接口卡，其用于在一个或多个移动网络上将信息传送给处置追踪服务器60。网络67可以包括能够进行数据交换的一个或多个私有网络或公共网络(例如，互联网)，并且因此，通信设备68可以包括通过用户识别符和/或密码远程访问处置追踪服务器60的功能。通信设备68可以是专门构造或定制成与检测仪器56进行接口的平板电脑或智能手机。备选地，通信设备68可以包括下载到常见现有计算设备(诸如平板电脑或智能手机)的应用70。在该实施例中，应用70可以提供用于与处置追踪服务器60进行验证和连接的功能。

代替为患者提供检测仪器56和/或通信设备68，患者可以使用个人计算设备，诸如安装软件应用74的智能手机72。智能手机72可以使用其中包含的任何技术，用于将输入信号52发射到传感器18并收集从传感器18返回的输出信号54。例如，如果智能手机72装备有利用无线电频率范围中的信号的合适的信号发射和捕获硬件，智能手机72可以模拟检测仪器56的多数功能。备选地，智能手机72可以使用近场通信(NFC)无线技术。NFC允许智能手机72在短距离发送信息无需诸如蓝牙()技术的与另一设备配对这一必要条件。在该实施例中，NFC芯片(未示出)必须与底部感应电极26、顶部感应电极38或两者连接，需要额外的电路。该实施例允许患者利用现有的计算设备，以便于收集来自传感器18的压强信息。一旦智能手机72和应用74收集到压强信息，所述信息通过网络67被传送给处置追踪服务器60，与上文关于检测仪器56和通信设备68所描述的。

现在参照图9，检测仪器56、处置追踪服务器60、通信设备68、智能手机72、和操作环境57的网络67可以在一个或多个的计算设备或系统(诸如示例的计算机系统76)上实施。计算机系统76可以包括处理器78、存储器80、大容量存储设备82、输入/输出(I/O)接口84以及人机界面(HMI)86。计算机系统76还可以经由网络67或I/O接口84可操作地耦合到一个或多个外部源88。外部源包括，但不限于，服务器、数据库、大容量存储设备、外围设备、基于云的网络服务器或者可以由计算机系统76使用的任何其他合适的计算机资源。

处理器78可以包括一个或多个设备，其选自微处理器、微控制器、数字信号处理器、微计算机、中央处理单元、场可编程门阵列、可编程逻辑设备、状态机、逻辑电路、模拟电路、数字电路，或基于存储在存储器80中的操作指令操作信号(模拟或数字)的任何其他设备。存储器80可以包括单个存储设备或多个存储设备，包括，但不限于，只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、易失性存储器、非易失性存储器、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、快速存储器、高速缓存存储器、或者能够存储信息的任何其他设备。大容量存储设备82可以包括数据存储设备，诸如硬盘驱动器、光驱动器、磁带驱动器、非易失性固态设备、或者能够存储信息的任何其他设备。

处理器78可以在驻留在存储器80中的操作系统90的控制下工作。操作系统90可以管理计算机资源，使得具体化为一个或多个计算机软件应用(诸如驻留在存储器80中的应用92)的计算机程序代码可以具有由处理器78执行的指令。应用92可以包括诸如处置追踪软件应用62或软件应用74的应用。在备选实施例中，在可以省略操作系统90的情况下，处理器78 可以直接执行应用92。一个或多个数据结构94也可以驻留在存储器80中并且可以由处理器78、操作系统90、或应用92来使用，以存储或处理数据。

I/O接口84可以提供将处理器78可操作地耦合到其他设备和系统(诸如网络67或外部源88)的机器接口。因此，应用92可以通过经由I/O接口84的通信与网络67或外部源88协同工作，以提供各种特征、功能、应用、处理或包括本发明实施例的模块。应用92还可以具有由一个或多个外部源88执行的程序代码，否则，依赖由计算机系统76外部的其他系统或网路部件提供的功能或信号。甚至，给定近乎无尽的硬件和软件配置可能，本领域普通技术人员应当理解，本发明的实施例可以包括位于计算机系统76外部的应用，其分布在多个计算机或其他外部源88中，或者由作为网络67上的服务(诸如云计算服务)的计算资源(硬件和软件)来提供。

HMI 86可用已知的方式可操作地耦合到计算机系统76的处理器78，以允许用户直接与计算机系统76进行交互。HMI 86可以包括视频或数字文字显示器、触摸屏、扬声器、和能够向用户提供数据的任何其他合适的声音和视觉指示器。HMI 86还可以包括输入设备和控制器，诸如能够接受命令或由用户输入并且将键入的输入传送给处理器78的数字文字键盘、定点设备、键区、按钮、控制钮、麦克风等。

数据库96驻留在大容量存储设备82中，并且可以被用于收集和组织由本文所描述的各个系统和模块使用的数据。数据库96可以包括数据以及存储和组织数据的支持数据结构。具体而言，数据库96可以被布置有任何数据库组织或结构，包括，但不限于，关系数据库、层次数据库、网路数据库或这些数据库的组合。以作为指令在处理器78上执行的计算机软件应用形式在数据库管理系统可以被用于响应于查询存取存储在数据库96的记录中的信息或数据，其中，查询可以由操作系统90、其他应用92、或一个或多个模块动态地确定和执行。如在图8中所示，在本发明的实施例中，数据库96包括处置追踪数据库64。

具体参照图10和图11，界面63以能容易读取或标准格式向牙齿正畸医师或处置专业人员提供从矫正器10和传感器18收集的基础压强数据的压缩或合成视图。此外，处置追踪软件应用62可以根据从患者收集的原始数据导出额外的数据。例如，如在图10中所示，界面63A提供如下的列表：每颗牙齿的当前压强79、每颗牙齿的平均压强81以及目标压强阈值83。每颗牙齿的当前压强79可以指示从与牙齿相关联的传感器18收集的最新压强读数。每颗牙齿的平均压强81可以指示相对于从与牙齿相关联的传感器18收集的所有压强读数的平均压强，或者可以是对最新压强读数的加权的滚动平均。当患者口腔中的牙齿由于来自矫正器10的压强而移动时，牙齿上的压强将减小。这样，目标压强阈值82可以是由牙齿正畸医师或处置专业人员基于每颗牙齿设定的阈值，或者可以是每颗牙齿要达到的普遍压强目标。

界面63A还可以提供对达到目标压强的每颗牙齿的指示器85，当具体的牙齿已经移动到目标压强阈值以下时，对处置追踪软件应用62的用户进行图形表示。达到目标压强阈值的牙齿可以指示该牙齿要准备下一个矫正器10。界面63还可以提供关于患者口腔中的牙齿的位置的信息或者对牙齿正畸医师或处置专业人员有益的其他相关数据。

类似地，界面63B可以提供来自与具体牙齿相关联的传感器18的压强读数的图形表示。如在图11中所示，可以收集每天的压强读数并且生成每天的平均值并且沿X-Y图进行绘制，其中，X轴指示平均压强，并且Y轴指示相对于患者开始佩戴矫正器10的第一天的天数。因此，牙齿正畸医师或处置专业人员能够随时间容易地观察来自矫正器10对下面的牙齿的相对压强。在图11中所示的压强图示了轻微向下的斜度，并且如果矫正器10正常工作，这是牙齿正畸医师期望看到的。压强的任何异常可容易地识别为图形中的尖峰或低谷，并将提醒牙齿正畸医师或处置专业人员关于矫正器10的元件的问题。

如在图12中所示，在本发明的实施例中，警报93可以由处置追踪软件应用62响应于并入到系统中的各种触发器或启动点而生成。例如，当在具体矫正器10中的每个传感器18在设定阈值以下时，处置追踪软件应用62可以生成警报93以通知牙齿正畸医师：患者可能已经准备好要佩戴新的矫正器10。在另一范例中，当具体传感器18提供在设定阈值以上的压强读数时，处置追踪软件应用62可以生成警报93以通知牙齿正畸医师：矫正器10和/或患者的牙齿可能需要立即评估以防止牙根吸收。警报93的形式可以是发给牙齿正畸医师或处置专业人员的电子邮件、文本消息、通过处置追踪软件应用62的通知部件可用的内部消息、或者用于通知牙齿正畸医师或处置专业人员满足了特定阈值的任何其他机构，或者已经由所收集的压强数据触发的任何其他触发器。警报93包括患者标识95，诸如患者的名字和电话号码。警报93还可以包括用于告知触发具体警报93的潜在问题的接收者的问题97。在图12中所示的具体警报93中，与“牙齿3”相关联的传感器18生成压强读数，所述压强读数在针对牙齿的最大设定压强阈值之上。因此，这样的压强度数启动处置追踪软件应用62，并且作为响应，生成通知93。

类似地，图13图示了用于生成警报93的处理101的实施例。处理101以步骤103开始，其中，牙齿正畸医师或处置专业人员对患者的牙齿中的每颗牙齿设定最大压强阈值。备选地，针对患者的所有牙齿设定全局的单个最大阈值。之后，步骤103继续到步骤105。在步骤105中，牙齿正畸医师或处置专业人员针对患者的牙齿中的每颗牙齿设定最小压强阈值。类似地，针对患者的所有牙齿设定全局的单个最小阈值。之后，步骤105继续到步骤107。

在步骤107中，收集来自具体矫正器10中的每个传感器的压强读数，并且步骤107之后继续到步骤109。在步骤109中，关于任何所收集的压强读数是否在步骤103中提供的最大压强阈值之上来做出确定。如果确定至少一个所收集压强读数在所述最大压强阈值之上(确定步骤的“是”分支)，步骤107继续到步骤111。如果所收集压强读数中没有在最大压强阈值之上的(确定步骤的“否”分支)，步骤107继续到步骤109。

在步骤109中，关于每个收集的压强读数是否低于步骤105中提供的相关联的最小压强阈值来做出确定。如果确定所收集压强读数中的每个压强读数低于其相关联的最小压强阈值(确定步骤的“是”分支)，步骤109继续到步骤111。备选地，如果所收集压强读数的一个或多个压强读数不低于其相关联的最小压强阈值(确定步骤的“否”分支)，步骤109继续返回到步骤107。

在步骤111中，基于潜在的问题生成警报。例如，如果确定压强读数高于相关联的最大压强阈值，则步骤111生成具有与该问题相关的信息的警报并将该警报传递给合适的实体，诸如牙齿正畸医师或者甚至患者，其然后可以与牙齿正畸医师协作以定位潜在的问题。类似地，如果确定全部的压强读数低于其相关联的最小压强阈值，步骤111生成具有该信息的警报并将该警报传递给合适的实体。之后，牙齿正畸医师可以安排与患者的预约，从而为患者匹配新的矫正器，因为警报通知牙齿正畸医师：当前的矫正器已经将患者的牙齿移动到相对于该矫正器的正确的位置。在由步骤111生成合适的警报之后，步骤111继续返回步骤107。

因为本发明的设备、系统和方法允许牙齿正畸医师对施加到潜在牙齿的力的量进行量化，可以实现若干益处。例如，牙齿正畸医师现在可能仅需要安排必要的预约，而不需要牙齿正畸医师当场检查来评估矫正器。此外，通过精确地确定患者什么时候需要新的矫正器，假定所述处置更有效，牙齿正畸医师可以确定以最小限度的重复加载完成牙齿正畸处置的最短、最快的路径。这样，整个处置时间缩短，并且牙齿正畸医师或处置专业人员的整个操作成本降低。

在操作中，牙齿正畸处置专业人员通过检查患者的咬合和牙齿位置来执行对患者的初始评估。之后，处置专业人员确定针对所述患者的处置计划，规定患者牙齿和咬合从初始位置到最终位置的具体移动。根据该处置计划，矫正器10被构造为将患者的牙齿从初始位置移到最终位置。如上所述，矫正器10包括靠近每颗牙齿12定位的传感器18，使得每个传感器18生成关于与传感器18相关联的潜在牙齿12的压强信息。因为传感器18被矫正器10封装，防止传感器18在患者口腔里磨损和潮湿。

在本发明的实施例中，处置专业人员在处置专业人员的诊所58中在矫正器10的初始匹配期间收集来自矫正器10中的每个传感器18的压强数据。这是要保证每颗牙齿12从矫正器10接收在合适的范围内的压强并且要验证矫正器是根据规定的处置计划恰当地构造的。处置专业人员将检测仪器56贴近患者的牙齿放置并且通过将来自检测仪器56的输入信号52发送给传感器18以收集压强值，其继而生成输出信号，所述输出信号表示来自矫正器10的在具体牙齿12上的压强。在检测仪器56收集了来自传感器18的全部的压强值之后，检测仪器56将所收集的压强数据传送给处置追踪软件应用62，以存储在处置追踪服务器60的处置追踪数据库64中。

每个传感器18可以包括两个感应电极，在两个感应电极之间设置变形层。在图5所图示的范例中，底部感应电极26和顶部感应电极38由变形层32间隔开一距离。通过使变形层32变形或压缩并继而改变两个感应电极之间的距离，不同量的压强改变底部感应电极26与顶部感应电极38之间的距离。当输入信号52被传送给传感器18内时，输出信号54关于底部感应电极26与顶部感应电极38之间的距离而改变。这种改变提供矫正器10作用在具体牙齿12上的压强值。

在矫正器10初始匹配在患者的牙齿上之后，患者离开诊所58并回到患者家66中。在本发明的实施例中，处置专业人员为患者提供检测仪器56以及通信设备68以用于在患者家66中使用。处置专业人员为患者规定计划，以在一天的特定时间经由检测仪器56收集来自矫正器10的压强数据。例如，处置专业人员可以要求患者每4小时或者每天一次测量压强值。在适当的时间，患者将检测仪器56贴近矫正器10放置，以收集压强数据。检测仪器56生成输入信号52，从而使针对矫正器10内的每个传感器18的底部感应电极26与顶部感应电极38共振。之后，每个传感器18利用表示压强值的输出信号54做出响应，其中，所述压强值是矫正器10当前作用在相关联的牙齿12上的压强值。检测仪器56被配置为收集所有输出信号54并将该信息传送给通信设备68。之后，通信设备68经过应用70将所收集的压强值通过网络67传送给处置追踪软件应用62，处置追踪软件应用62驻留在诊所58内的处置追踪服务器60中。所收集的信息被存储在处置追踪数据库64中，以供处置专业人员使用。备选地，检测仪器56可以包括允许来自检测仪器56的压强值在网络67上直接传送给处置追踪软件应用62的功能。在本发明的另一实施例中，患者没有配备有检测仪器56。相反，邀请患者将软件应用74下载到患者的诸如智能手机72的个人计算设备上。软件应用74利用患者的智能手机72的内置特性，诸如NFC通信功能，来生成输入信号52并收集输出信号54。之后，智能手机72使用附加的内置特征，诸如蜂窝数据传送能力或与互联网的连接，在网络67上将所收集的压强值传送给处置追踪软件应用62。

之后，处置专业人员可以通过处置追踪软件应用62的界面63回看所收集的压强值。处置专业人员可以查询处置追踪数据库64或另外地以任何需要监督患者处置的方式操作潜在的压强值数据。如果所收集的任何压强值超出优选范围，处置专业人员可以联系患者并在有必要时继续定位压强问题。处置追踪软件应用62可以被配置为将所收集的压强值与针对每颗牙齿12的最大阈值和/或最小阈值进行比较，并且，如果处置追踪软件应用62确定所收集压强值在特定阈值之外，则生成警报。该警报能够以文本消息或电子邮件消息的形式被传送给处置专业人员或患者，通知接收者矫正器10的压强问题。之后，处置专业人员可以采取步骤以修正关于该患者的压强问题。

处置追踪软件应用62可以确定针对每个传感器18的所有收集的压强值在设定范围之内，从而建议患者移动到处置计划的进展中的下一个矫正器10。处置追踪软件应用62可以被动地将该数据提供给处置专业人员，或者可以生成针对处置专业人员的通知，告知接收者所有收集的压强值在将患者移动到下一个矫正器10是合适的范围内。

通常，被执行以实施本发明的实施例的程序，无论被实施为操作系统的部分或具体应用软件、部件、程序、对象、模块或指令序列，或甚至是其子集，在本文中可以被称为“计算机程序代码”或者简单地称为“程序代码”。程序代码通常包括在不同时间驻留在计算机的不同存储器和存储设备中的计算机可读指令，当其由计算机中的一个或多个处理器读取和执行时，令计算机进行必要的操作，以执行体现本发明的实施例的不同方面的操作和/或要素。例如，用于执行本发明的实施例的操作的计算机可读程序指令可以是汇编语言或者源代码或任意结合一种或多种程序语言编写的对象代码。

在本文中所描述的各种程序代码是基于在本发明具体实施例中实施的应用来识别的。然而，应当理解，接下来使用的任何特定程序术语仅仅是出于方便，并且因此，本发明不应当限于单独使用这样的术语识别和/或隐含的具体应用。此外，给出通常无尽数量的形式，其中，计算机程序可以被组织成流程、过程、方法、模块、对象等，以及各种方式，其中，程序功能可以分配在驻留在典型计算机内(例如，操作系统、程序库、API、应用软件、java程序等)的不同软件层中，应当理解，本发明的实施例不限于本文中所描述的程序功能的具体结构和分配。

收录在本文中所描述的任何应用/模块中的程序代码能够以多种不同形式单独地或共同地作为程序产品来分布。具体地，程序代码可以使用在其上具有计算机可读程序指令的计算机可读存储介质来分布，所述计算机可读程序指令使处理器执行本发明的实施例的各方面。

本质上是非瞬态的计算机可读存储介质可以包括在用于信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块、或其他数据)的存储的任意方法或技术中实施的易失性的和非易失性、以及可移除和不可移除的有形介质。计算机可读存储介质还可以包括RAM、ROM、可擦可编程只读存储器(EPROOM)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、闪速存储器或者其他固态存储技术、便携式只读光盘存储器(CD-ROM)、或者其他光学存储器、盒式磁带、磁带、磁盘存储器、或其他磁存储设备、或者能够被用于存储所需信息并且能够由计算机读取的任何其他介质。计算机可读存储介质本质上不应当被解读为瞬间信号(例如，无线电波或者其他传播的电磁波、通过诸如波导的传送介质传播的电磁波、或者通过有线传送的电信号)。计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到计算机、另一类型的可编程数据处理设备、或者另一设备中，或者经过网络下载到外部计算机或外部存储介质中。

存储在计算机可读介质中的计算机可读程序指令可以被用于命令计算机、其他类型的可编程数据处理设备、或其他设备以具体方式运行，使得存储在计算机可读介质中的指令产生包括指令的制品，其实施在流程图、序列图和/或框图中指定的功能、动作和/或操作。计算机程序指令可以被提供到通用计算机、专用计算机或者其他可编程数据处理装置的一个或多个处理器以产生机器，使得经由一个或多个处理器执行的指令使一系列计算被执行，以实施在流程图、序列图和/或框图中指定的功能、动作和/或操作。

在某些备选实施例中，在流程图、序列图和/或框图中指定的功能、动作和/或操作可以被重新排序、连续处理和/或同时处理，与本发明实施例保持一致。此外，流程图、序列图和/或框图的任意一个可以包括比本发明的实施例所图示的块更多或更少。

本文中所使用的术语仅仅是出于描述具体实施例的目的，并且并未意图限制本发明的实施例。如在本文中所使用的单数形式“一”、“一个”和“该”也意图包括复数形式，除非上下文中以其他方式清楚地指示。还应当理解，在说明书中所使用的术语“包括”和/或“包含”指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是并不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或包括其的组的存在或添加。此外，从某种程度上讲，术语“包括”、“具有”、“有”、“一起”、“包含”或者其变型被用在详细的说明书中或权利要求书中，这样的术语意图包括，类似于术语“包括”的方式。

尽管通过对不同实施例的描述解释了整个发明，并且尽管已经相当详细地描述了这些实施例，但申请人的目的并不是将随附的权利要求的范围约束或以任何方式限制到如此详细。其他的优点和改进对本领域普通技术人员来说是显而易见的。因此，本发明在其更宽泛的各方面并不限于具体细节、代表性装置和方法以及所示和描述的例示性范例。因此，在不脱离申请人的总的发明构思的精神或范围的情况下，可以根据这样的细节做出修改。