牙科矫治器疗法依从性监测装置和牙科矫治器的制造方法_4

文档序号:9585994阅读:来源:国知局
备的最不常见和最不合乎逻辑的取向。因此,设 备的取向提供了对在睡觉期间即仰邸、俯邸、向左或向右姿势时设备是否被佩戴的有效指 /J、-O
[0088] 另外的依从性指标可W根据空间取向信号随时间的变化导出。在设备被佩戴的情 况下,空间取向信号的变化指示患者的头部移动的程度。当患者改变位置时,加速度计将指 示重力矢量相对于口部矫治器的新位置。连续取向测量值之间的非零差指示设备在干预期 间的移动。差的幅度指示移动或姿势变化的幅度。例如,小的差可W指示头部或颂部开口 的较小位移,而大的差通常指示翻转或其他整个身体的移动。因此,不仅频率重要,而且取 向变化的幅度也重要。随着取向变化的频率和幅度二者增加的适当的量为若干连续测量值 的均方根值或标准差。
[0089] 在睡觉期间,预期某一最小的活动水平。如果对信号变化的适当测量指示活动在 该最小水平之下,则很可能设备未被佩戴。相反,在睡觉期间很高的活动水平是不可持续 的。因此,在示例实施方式中,对指示活动水平的信号变化的测量必须位于由最小值和最大 值限定的范围内,W便考虑患者的依从性。口部矫治器未被佩戴的另一指示可W为在给定 时间重复进行的任何周期性的移动。运可W指示设备为某种形式的机械装置而实际上误认 为被穿戴。
[0090] 空间取向信息可W被临床医师用来在姿势性睡眠呼吸暂停方面辅助患者。姿势性 睡眠呼吸暂停是流行的为特定睡眠姿势的睡眠呼吸暂停。通常,姿势性睡眠呼吸暂停表现 为在患者处于仰邸姿势(躺着)时患者具有异常呼吸。为了确定患者处在某一姿势的时间 量,需要记录头部的空间取向。该信息可W被治疗姿势性睡眠呼吸暂停的临床医师用来判 断患者是否遵照使得其处在特定姿势的时间量减少的类型的指令。
[0091] 空间取向信号还可W用于排除下述个体,所述个体佩戴了设备但不处在使得其能 够入睡的姿势。运有助于减小欺骗牙科矫治器疗法的机率。
[0092] 在示例实施方式中,W周期性时间间隔来进行溫度、溫度差W及头部位置测量值, 根据运些测量值可W确定头部随时间的移动和溫度的改变或变化(变量溫度)。基于该数 据,可W确定或分析依从性的某些指标。依从性的指标可W包括例如:持续处在指示设备处 于口腔的范围内的溫度,如在34C之上的所测量的溫度或平均溫度;指示用户未站立(或未 倒立)的头部位置;示出没有机械干预如在恒溫控制水浴槽中加热的迹象的溫度变化;W 及非静止并且没有指示出机械干预的迹象的头部移动。如果指标中的任何指标为负,则患 者很可能没有遵照牙科矫治器疗法。
[0093] 注意,在不同的连续取向测量值之间,不能够确定移动的程度,或者,等同地,已发 生的位置变化的次数。因此,普遍认为取向的变化仅是所有活动的指示,而不是所有活动的 测量。然而,在5分钟时间段期间的W1分钟时间间隔的测量值适于捕捉睡觉期间的大部 分移动。因此,如果理解了上文,则对于本目的而言,非连续采样是合理的。其他设备通常 W单个5分钟或更长的采样时间段进行记录。
[0094] 为了进一步节省电力,W适当的时间间隔对短测量脉冲进行采集而不是对加速度 计输出进行连续采样。在本发明的示例实施方式中,W-分钟的时间间隔来进行单个测量, 并且每次测量要求对加速度计供电短于一毫秒。该方法还节省设备的存储器。作为节省存 储器的另外的手段,在示例实施方式中,W五分钟的时间间隔存储数据。所存储的数据为在 第一分钟的输出和该测量值与第二分钟的测量值、第=分钟的测量值、第四分钟的测量值 及第五分钟的测量值之间的差的绝对最大值。由于两个数据而不是五个数据被存储,因此 该数据存储方法使所需的存储容量降低了 60%,而不显著丢失结果的一般性。用于测量周 期的数据存储装置可W降至2字节。
[0095] 依从性验证的另外的手段可W根据对溫度随时间的变化的测量导出。保持设备的 相对稳定溫度的容易且可广泛获得的手段为浸没在热浴槽或其他恒溫控制设备中。然而, 在运样的情况下,期望看到溫度随着加热元件的接通和关断而周期性地增加或降低。当周 围溫度相对恒定时,W规律的时间间隔接通或关断元件。
[0096] 可W通过针对各种延迟值计算信号的自相关并且捜索最大值来识别该类型的变 化。自相关提供了对信号与该信号本身的时间偏移版本的相似性的指示。如果时间偏移或 延迟接近信号中的显著频率,则自相关具有大值,而如果延迟不接近存在于信号中的任何 频率,则自相关具有小值。其自相关具有最大值的延迟值指示信号中的主频率。如果该主 频率小(接近采样频率),则该主频率可W指示信号不相关(随机)或者弱相关。
[0097] 虽然,当接通和关断恒溫控制设备的加热元件时,预期规律的体溫变化(例如,由 生理节奏引起),但是不预期规律的体溫变化与同一延迟或主频率自相关。因此,如果在该 范围中存在强溫度信号自相关和/或变量溫度的频率分析表明功率谱中的显著频率,则很 可能设备驻留在恒溫加热环境中,并且因此设备未被佩戴。此外,可W基于在口部内测量的 指示体溫的预期的夜间/白天变化的溫度测量值来确定依从性。
[0098] 可W通过针对各种延迟值计算加速度计信号的自相关并且捜索产生最大自相关 因子的延迟来获得依从性验证的另外的手段。睡觉期间的移动W拟随机时间间隔发生,运 对于所有的延迟值将呈现为不相关或弱相关。然而,周期性地改变设备在患者的口的外部 的位置的机械机构或电动机构除非非常精良否则将重复某种模式的运动,当延迟与重复运 动的时间段一致时产生强自相关因子。
[0099] 在示例实施方式中,根据W大约五(5)个一(1)分钟的时间间隔记录的最多达四 个参数来确定对治疗方法的依从性:(i)时间间隔的基本溫度表示;(ii)时间间隔的基本 空间取向表示;(iii)时间间隔期间的最大溫度变化;W及(iv)时间间隔期间的最大空间 取向变化。此外,在从设备取回数据后,计算溫度与空间取向信号的自相关,W及空间取向 信号的变化的统计测量。对于用于登记依从性的设备:i)所记录的溫度必须在指定的范围 即35摄氏度与40摄氏度之间;ii)空间取向必须指示基本上不垂直的位置;iii)空间取向 的统计变化必须大于最小值且小于最大值;iv)跨越指定时间段的一系列时间测量值必须 不与最小时间段和最大时间段强自相关;W及V)跨越指定时间段的一系列空间取向测量 值必须不与最小时间段和最大时间段强自相关。
[0100] 图17示出了根据示例实施方式的用于病人的牙科矫治器疗法依从性监测装置 1700的框图。装置1700包括电池1704、CPU1706、溫度传感器1708、空间取向传感器1712、 存储器1710W及通信模块1702。电池1704对装置1700供电,并且电池1704可W为一次 性电池或可再充电电池。溫度传感器1708测量装置的周围溫度。空间取向传感器1712测 量装置的空间取向。CPU1706被配置为尤其控制溫度传感器1708和空间取向传感器1712 来周期性地测量周围溫度和空间取向,W分别获得周围溫度测量值的时域序列和空间取向 测量值的时域序列。存储器1710工作上禪接到处理器1706W记录周围溫度测量值的时域 序列和空间取向测量值的时域序列。通信模块1702工作上禪接到处理器1706W将所记 录的周围溫度测量值的时域序列和空间取向测量值的时域序列传送给依从性验证处理器 (未示出)用W确定对牙科矫治器疗法的依从性。 阳101] 在示例实施方式中,依从性验证处理器被配置为执行本文中所描述的方法。 阳10引如图18所示,在示例实施方式中,装置还可W包括实时时钟、电力开关W及电力 电容器。如前所述,在本文中描述的装置降低了功耗。运在装置1800中例如通过在收集会 话之间关断微处理器(处于完全断电模式或处于休眠模式)来实现。时钟1814将接通/ 关断信号提供给电力开关1816。电力开关工作上禪接到时钟1814和处理器1806。 阳103] 此外,装置1800可W包括电力电容器1818。电力电容器1818工作上禪接到电源, W使通常出现在微处理器的加电周期期间的高电流汲取尖脉冲最小化。运具有减少电力尖 脉冲的影响并且增加电池的寿命的效果。 阳104] 在使用需要电力的集成电路的通常设计中,滤波电容器可W插在电源与地之间, W滤除会通过集成电路引入到电力线中的任何噪声。一些集成电路如微处理器在启动期间 也汲取很高的电力。在示例实施方式中,有利地,将滤波电容器用作为电力的临时存储装 置,使得当适用于依从性测量设备的小型功率单元(电池)不能够供应启动CPU所需的电 流时,在启动期间存在足够的电力。如果功率单元能够供应电流,则启动电流尖脉冲可能 减小电池的寿命。电容器的使用使得能够在接通/关断周期中不出现任何问题的情况下对 CPUW及其他部件进行关闭和加电。运显著增加了依从性测量设备的寿命。 阳105] 电力开关1816被配置为基于由时钟1814提供的接通/关断信号使处理器1806、 存储器1810、溫度传感器1808W及空间取向传感器1802在关断状态与接通之间周期性地 切换。处理器1806被配置为控制接通状态中的溫度传感器1708和空间取向传感器1712。 阳106] 例如通过来自实时时钟1814的接通/关断信号W每分钟一次的方式来接通电力。 微处理器1806可W读取包含在实时时钟中的操作信息并且执行与会话相关联的功能。在 会话结束时,微处理器可W验证装置1800是否对接(有线或无线)到基站(未示出)W及 基站是否试图例如经由通信模块1802与装置1800通信。如果是运样,则进行通信会话,W 向/从存储器1810传递数据。如果装置1800没有对接到基站或者在通信会话结束时,贝U 可W将微处理器电力切断(完全或进入休眠模式)。该方法具有显著降低电力需求的优点 并且因此使得设备能够在持续更长时间的同时还收集更充分的信号信息。 阳107] 如图19所示,在示例实施方式中,牙科矫治器疗法依从性监测装置1900可W被制 造成容易安装在牙科矫治器1910内或嵌入到牙科矫治器1910中。
[0108]图20是根据本公开内容的一方面的牙科矫治器疗法依从性验证系统的框图。系 统2500包括牙科矫治器疗法依从性监测装置(或者依从性微记录器)20
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