降低菌斑检测流探针的堵塞的制作方法

文档序号:10616832阅读:454来源:国知局
降低菌斑检测流探针的堵塞的制作方法
【专利摘要】用于检测表面上物质存在的检测设备的近端主体部(210)包括彼此流体连通的泵部(124、142)和近端探针部(111、120)。控制器(225)处理由参数传感器(P、P1或P2)感测的信号读数,且确定信号读数是否指示妨碍流体(130)穿过检测设备(100、100’、100”、100”a、100”b、100”c、100”d、100e)的远端探针部(110)的远顶端(112、112’)的开放端口的物质(116)。在确定信号读数指示妨碍流体(130)穿过远顶端(112、112’)的开放端口的物质(116)时,控制器(225)发送改变远顶端(112、112’)处的动态压力的信号。
【专利说明】
降低菌斑检测流探针的堵塞
技术领域
[0001] 本公开涉及用于检测牙齿表面的状态的设备。更具体地,本公开涉及被利用于检 测牙齿表面的状态的流探针。
【背景技术】
[0002] 龋齿或牙周病被认为是由存在于牙菌斑(dental plaque)中的细菌引起的感染性 疾病。牙菌斑的去除对于口腔的健康非常重要。然而,牙菌斑不容易由肉眼识别。已经产生 各种菌斑检测设备,以帮助牙菌斑和/或龋齿的检测。
[0003] 大多数牙菌斑检测设备被构造为由受过培训的专业人员使用,并且使用来自牙菌 斑(和/或龋齿)与牙齿的非腐败区域的可视发光光谱大大不同的事实。一些牙菌斑检测设 备被构造为由顾客(大多数顾客通常不是受过培训的牙科专业人员)在他们自己家中使用, 以帮助顾客实现良好的口腔卫生。
[0004] 例如,一种已知类型的牙菌斑设备利用辐射光来照射牙齿材料和牙龈,以识别被 生物膜感染的区域和牙菌斑的区域。这种类型的菌斑检测设备可以利用单色激发光,并且 可以被构造为检测2个带440-470nm(例如蓝光)和560-640nm(例如红光)内的荧光;强度相 减以揭示牙菌斑和/或龋齿区域。
[0005] 虽然上述牙菌斑设备适于它们的预期用途,但它们显露出一个或多个缺点。具体 地,已知眼睛的每个区域吸收不同波长的光,并且如果眼睛吸收太多的光,则眼睛可能受 损。如可以理解的,为了避免可能的眼睛伤害,必须的是,用户不开启菌斑检测设备,直到菌 斑检测设备适当地置于嘴内部。然而,上述装置未被构造为自动检测什么时候菌斑检测设 备被置于嘴内部。因此,如果未接着进行合适的处理预防措施(例如顾客误用),则可能产生 如果暴露于眼睛则可能损伤眼睛或者引起不适炫光的潜在地有害辐射。此外,此技术特别 适于检测时间久的菌斑;未进行牙齿荧光与初期(1天时间的)菌斑荧光之间的区分。

【发明内容】

[0006] 本发明的目的是提供对表面(例如牙齿表面)上的物质(例如菌斑)的改进检测。
[0007] 因此,本公开的方面包括用于检测表面上物质存在的设备。设备包括近端主体部 和至少一个远端探针部,此近端主体部包括近端栗(例如注射器)部和近端探针部,至少一 个远端探针部被构造为浸没在第一流体中。近端栗部与远端探针部彼此流体通信。远端探 针部限定远顶端,远顶端具有使得第二流体(例如,气体或液体)能够穿过远顶端的开放端 口。设备被构造为使得第二流体穿过远顶端使得能够基于与至少部分妨碍流体穿过远顶端 的开放端口的物质相关的信号的测量,来检测可能存在于表面上的物质。
[0008] 在一个方面中,信号可以为压力信号,并且检测设备还包括被构造且布置为检测 压力信号的压力传感器。近端栗部可以包括压力传感器。
[0009] 在一个方面中,设备还可以包括布置在近端栗部与远端探针部之间的压力感测 部,其中,压力传感器被布置为与压力感测部流体通信,以检测压力信号。近端栗部、压力感 测部以及远端探针部可以各自限定共计为检测设备的总体积的内部体积,使得检测设备形 成声低通过滤器。
[0010] 在另一个方面中,近端栗部可以包括可移动活塞,此可移动活塞布置在近端栗部 内,并被构造且布置为使得可移动活塞可远离近端栗部的近端端部、朝向近端栗部的远端 端部往复移动。从而,活塞的移动诱导远端探针部中的体积或质量流动,或者其中,近端栗 部包括可移动隔膜,从而,隔膜的移动诱导远端探针部中的体积或质量流动的变化。
[0011] 设备还可以包括控制器。控制器可以处理由压力传感器感测的压力读数且确定压 力读数是否指示妨碍流体穿过远顶端的开放端口的物质。此物质可以为牙菌斑。
[0012] 在设备的又一方面中,信号表示探针部的应变。检测设备还可以包括应变仪,此应 变仪被构造且布置在远端探针部上,以使得应变仪能够检测并测量表示探针部的应变的信 号。
[0013] 在一个方面中,具有开放端口的远顶端可以成角度倒角,使得在远顶端接触表面 时,使得第二流体能够穿过远顶端。开放端口的倒角角度可以为使得在远顶端接触表面且 物质至少部分妨碍流体穿过远顶端的开放端口时至少部分妨碍第二流体穿过远顶端。
[0014] 本公开的又一方面包括近端主体部,此近端主体部包括栗部、近端探针部以及连 接器,其中,栗部与近端探针部彼此流体连通,近端探针部可以经由连接器连接到检测设备 的远端探针部,以在近端探针部与远端探针部之间建立流体连通。检测设备包括被构造为 浸没在第一流体中的远端探针部。远端探针部限定远顶端,远顶端具有使得第二流体能够 穿过远顶端的开放端口。设备被构造为使得第二流体穿过远顶端使得能够基于与至少部分 妨碍流体穿过远顶端的开放端口的物质相关的信号的测量,来检测可能存在于表面上的物 质。
[0015] 本公开的又一方面包括用于检测表面上物质存在的系统。此系统包括如上所述的 第一检测设备和以与如上所述的第一检测设备的方式构造的至少第二检测设备。
[0016] 本公开的又一方面包括检测表面上物质存在的方法,此方法包括:经由限定近端 端部和内通道(此内通道包括远端探针顶端,远端探针顶端具有使得流体介质能够穿过远 端探针顶端的开放端口)的流探针管状构件或流探针,将探针顶端布置在表面附近,并且使 得流探针管状构件浸没在第一流体介质中,使得第二流体介质流过内通道和远端探针顶 端,并且使得远端探针顶端接触出现在第一流体介质中的相互作用区域中的表面,并且通 过检测对第二流体介质流过内通道或远端探针顶端或其组合的至少部分妨碍,来探测相互 作用区域的性质。
[0017] 本公开的又一方面包括检测表面上物质存在的方法,此方法包括:经由各自限定 近端端部和内通道(此内通道包括远端探针顶端,远端探针顶端具有使得流体介质能够穿 过远端探针顶端的开放端口)的至少两个流探针管状构件或流探针,将两个探针顶端布置 在表面附近,并且使得两个流探针管状构件或流探针浸没在第一流体介质中,使得第二流 体介质流过内通道和远端探针顶端,并且使得远端探针顶端接触在出现在第一流体介质中 的相互作用区域中的表面,并且通过检测对第二流体介质流过内通道或远端探针顶端或其 组合的至少部分妨碍,来探测相互作用区域的性质。
[0018] 在一个方面中,检测对第二流体介质流过内通道和远端探针顶端的至少部分妨碍 可以包括检测两个流探针管状构件中的一个与两个流探针管状构件中的另一个中所检测 的压力信号之间的差异。
[0019] 在另一方面中,检测对第二流体介质流过内通道和远端探针顶端的至少部分妨碍 可以包括检测两个流探针管状构件中的一个与两个流探针管状构件中的另一个中所检测 的应变信号之间的差异。
[0020] 在又一方面中,远顶端具有可以以角度倒角的开放端口,使得在远顶端接触表面 时使得能够进行使得第二流体介质流过内通道和远端探针顶端的步骤,并且使得第二流体 介质能够流过倒角开放端口。
[0021] 在另外的方面中,通过开放端口的倒角角度使得在远顶端接触表面且物质至少部 分妨碍第二流体介质穿过远顶端的开放端口时至少部分妨碍第二流体穿过远顶端,来使得 能够进行检测对第二流体介质流过内通道和远端探针顶端中的至少一个的至少部分妨碍 的步骤。
[0022]在一个方面中,探测相互作用区域的性质可以包括测量源于相互作用区域中的表 面的牙菌斑的性质。
[0023] 在再一方面中,使得第二流体介质流过内通道和远端探针顶端可以通过以下方式 来执行:通过使得第二流体介质从至少两个流探针管状构件的近端端部远端地流过远端探 针顶端,或通过使得第二流体介质从远端探针顶端朝向流探针管状构件的近端端部近端地 流过内通道。
[0024] 本公开描述了通过记录通过探针顶端的流体介质的流出性质来探测牙齿表面的 方法。从探针顶端流出的流体的性质例如可以通过记录作为时间函数的流体介质的压力来 测量。从顶端表面区域释放流体(包括气泡)的性质可以表征牙齿表面和/或存在于探针顶 端处的牙齿材料的粘弹性性质。包括气泡的流体还可以提高牙刷的菌斑去除速率。
[0025] 本公开的示例性实施方式的新型特征为:
[0026] (a)流体介质与探针顶端处的表面接触,产生顶端与表面之间的相互作用区域;以 及
[0027] (b)相互作用区域中的介质的形状和/或动力学取决于表面的性质和/或取决于源 于表面的材料;以及
[0028] (C)检测相互作用区域中的介质的压力和/或形状和/或动力学。
[0029] 由控制器关于在牙齿的特定牙齿表面处是否检测到超过预定最大可接受或可允 许菌斑等级的菌斑等级进行确定。
[0030] 如果进行否定检测,则向具有集成流探针菌斑检测系统的电动牙刷的用户发送信 号,以将刷前进至相邻牙齿或其他牙齿。
[0031] 备选地,如果进行肯定检测,则向具有集成流探针菌斑检测系统的电动牙刷的用 户发送信号,以继续刷特定牙齿。
[0032] 因此,本公开的实施方式涉及设备,该设备被构造为使得流体穿过远顶端的开放 端口使得能够基于与至少部分妨碍流体穿过开放端口的物质相关的信号的测量,来检测可 能存在于表面(例如,牙齿的表面)上的物质。设备包括近端栗部和被构造为浸没在另一流 体中的至少一个远端探针部。设备可以被包括在包括至少两个设备的对应系统内。方法包 括:针对至少部分妨碍流动而对相互作用区域进行探测。
[0033] 在一个示例性实施方式中,第一流体还可以例如在远端探针部内的压力低于环境 压力时穿过远端探针部的远顶端的开放端口。
[0034]在又一示例性实施方式中,用于检测表面上物质存在的检测设备的近端主体部包 括栗部和近端探针部。栗部与近端探针部彼此流体连通。近端探针部可以经由连接器连接 到检测设备的远端探针部,以在近端探针部与远端探针部之间建立流体连通。检测设备包 括被构造为浸没在第一流体中的远端探针部。远端探针部限定远顶端,远顶端具有使得第 二流体能够穿过远顶端的开放端口。检测设备被构造为以便:栗部使得第二流体穿过远顶 端从而诱导远端探针部中的感测参数的变化,使得能够基于表示感测参数的、与至少部分 妨碍流体穿过远顶端的开放端口的物质相关的信号的测量,来检测可能存在于表面上的物 质。近端主体部还包括控制器和被构造且布置为检测表示感测参数的信号的参数传感器。 控制器处理由参数传感器感测的信号读数,且确定信号读数是否指示妨碍流体穿过远顶端 的开放端口的物质。控制器与栗部和参数传感器电通信。在确定信号读数指示妨碍流体穿 过远顶端的开放端口的物质时,控制器发送改变远顶端处的动态压力的信号。在一个示例 性实施方式中,在检测设备用于检测表面上物质的存在期间,在控制器确定信号读数指示 妨碍流体穿过远顶端的开放端口的物质时,控制器产生引起近端主体部的操作的变化(此 变化引起动态压力的变化)且移开妨碍流体穿过远顶端的开放端口的物质的信号。
[0035]在再一示例性实施方式中,当控制器处理由参数传感器感测的信号读数且确定信 号读数指示妨碍流体穿过远顶端的开放端口的物质时,控制器向栗部发送信号,以改变到 远顶端的排放压力、或流量、或压力和流量两者,以移开妨碍流体穿过远顶端的开放端口的 物质。
[0036] 在一个示例性实施方式中,近端主体部还可以包括被布置为与近端探针部流体连 通的参数传感器、与近端探针部流体连通使得流体导管构件形成围绕参数传感器的流动旁 路的流体导管构件、以及布置在流体导管构件中的流体流动中断装置。流体流动中断装置 在栗部的操作期间处于闭合位置中。当控制器接收表示感测参数的、与至少部分妨碍流体 穿过远顶端的开放端口的物质相关的信号时,控制器向流体流动中断装置发送信号以至少 部分打开,以绕开参数传感器,以改变远顶端处的动态压力,以移开至少部分妨碍流体穿过 远顶端的开放端口的物质。
[0037] 在又一示例性实施方式中,近端主体部还可以包括中心参数感测部,此中心参数 感测部被布置为在栗部与近端探针部之间进行流体连通。中心参数感测部使得在栗部与近 端探针部之间能够进行流体连通。参数传感器被布置为与中心参数感测部流体连通。流体 导管构件与近端探针部以及中心参数感测部流体连通,使得流体导管构件形成围绕参数传 感器的流动旁路。流体流动中断装置可以布置在流体导管构件中,并且在栗部操作期间处 于闭合位置中。当控制器接收表示感测参数的、与至少部分妨碍流体穿过远顶端的开放端 口的物质相关的信号时,控制器向流体流动中断装置发送信号以至少部分打开,以绕开参 数传感器,以改变远顶端处的动态压力,以移开至少部分妨碍流体穿过远顶端的开放端口 的物质。
[0038] 在另外的示例性实施方式中,流体导管构件还可以包括流体储液器,此流体储液 器布置在流体流动中断装置的上游,并且与中心参数感测部流体连通,其中,在流体流动中 断装置处于闭合位置中时,流体储液器被加压为处于超过参数传感器下游的中心参数感测 部中的压力的压力。
[0039] 在又一示例性实施方式中,当控制器接收表示感测参数的、与至少部分妨碍流体 穿过远顶端的开放端口的物质相关的信号时,控制器向流体流动中断装置发送送号以至少 部分打开,以从流体储液器释放压力,以绕开参数传感器,从而提高远顶端处的动态压力, 以移开至少部分妨碍流体穿过远顶端的开放端口的物质。
[0040] 在另外的示例性实施方式中,第二流体流动中断装置布置在流体储液器的上游, 使得在中心参数感测部的处于参数传感器上游的部分和中心参数感测部的处于参数传感 器下游的部分之间提供流体连通,其中,第二流体流动中断装置、流体储液器以及流体流动 中断装置形成围绕参数传感器的流动旁路。
[0041] 在再一示例性实施方式中,在检测设备使用期间,在控制器向流体流动中断装置 发送信号以至少部分打开后,当流体储液器中的压力降低时,控制器向第二流体流动中断 装置发送信号,以从闭合位置转变到至少部分打开位置,以使流动绕开参数传感器,从而增 大远顶端处的动态压力,以移开至少部分妨碍流体穿过远顶端的开放端口的物质。
[0042] 在一个示例性实施方式中,近端主体部还可以包括中心参数感测部,此中心参数 感测部被布置为在栗部与近端探针部之间进行流体连通。中心参数感测部使得在栗部与近 端探针部之间能够进行流体连通。参数传感器被布置为与中心参数感测部流体连通。备用 栗部具有栗排放流体导管构件,此栗排放流体导管构件通过参数传感器下游的中心参数感 测部中的连接与中心参数感测部流体连通。当控制器接收表示感测参数的、与至少部分妨 碍流体穿过远顶端的开放端口的物质相关的信号时,控制器向备用栗部发送信号,以发起 操作,从而增大远顶端处的动态压力,以移开至少部分妨碍流体穿过远顶端的开放端口的 物质。
[0043]在一个示例性实施方式中,在检测设备未用于检测表面上物质的存在期间,控制 器产生引起近端主体部的操作的变化的信号,近端主体部的操作的变化改变动态压力并使 得移开妨碍流体穿过远顶端的开放端口的物质。近端主体部的操作的变化可以通过以下方 式来实现:栗部栗送流体通过远端探针部,持续使远顶端将来发生堵塞的概率最小化所需 的时间段、或移开妨碍流体穿过远顶端的开放端口的物质所需的时间段。
[0044] 在又一示例性实施方式中,使远顶端将来发生堵塞的概率最小化所需的时间段为 在使用检测设备检测表面上的物质的存在之前的时间段、或在使用检测设备检测表面上的 物质的存在之后的时间段。
[0045] 在另外的示例性实施方式中,移开妨碍流体穿过远顶端的开放端口的物质所需的 时间段为在使用检测设备检测表面上的物质的存在之前的时间段、或在使用检测设备检测 表面上的物质的存在之后的时间段。
[0046] 在又一示例性实施方式中,近端主体部还包括振动轴,此振动轴用于振动布置在 检测设备的远端口腔插入部上的刷毛。振动的刷毛实现对象或检测设备的用户的牙齿卫 生。近端主体部还可以包括:刷毛振动马达,用于操作振动轴;以及启动装置,用于启动刷毛 振动马达以操作振动轴。启动装置与控制器电通信。控制器向栗部发送信号,以使得第二流 体在启动装置的启动之前穿过远顶端。将动态压力的变化与启动装置启动之前的动态压力 进行比较。备选地或另外地,控制器向栗部发送信号,以使得第二流体在启动装置启动之后 穿过远顶端,并且其中,控制器向栗部发送信号,以继续使得第二流体在停止启动装置之后 穿过远顶端。将动态压力的变化与停止启动装置之后的动态压力进行比较。
[0047] 在一个示例性实施方式中,近端主体部还可以包括与控制器电通信的检测设备使 用传感器,并且启动装置启动之前的时间由控制器感测为开始于检测设备使用传感器的启 动。
[0048] 在另一个示例性实施方式中,检测设备使用传感器为运动传感器或接触传感器或 其组合。接触传感器包括压力传感器或温度传感器或其组合。
[0049] 在一个实施方式中,当控制器感测到检测设备使用传感器的启动、而在接收来自 检测设备使用传感器的、指示检测设备的使用的信号之后的规定时间段内启动装置未启动 时,控制器向栗部发送信号以停止使第二流体穿过远顶端。
[0050] 在再一示例性实施方式中,栗部可以包括吸入口,此吸入口使得能够通过栗部吸 入第二流体,并且使得能够通过栗部吸入第三流体,其中,动态压力的变化包括栗部使得第 三流体穿过远顶端,以移开妨碍流体穿过远顶端的开放端口的物质。第三流体可以为液体。
[0051] 在另外的示例性实施方式中,第三流体可以为液滴,并且栗部通过吸入口同时吸 入第二流体和液滴,这使得第二流体和液滴传递到远顶端。栗部可以给予液滴充足的动能, 使得液滴传递到远顶端改变远顶端处的动态压力,并使得移开妨碍第二流体穿过远顶端的 开放端口的物质。
[0052] 在近端主体部的另外的示例性实施方式中,控制器可以控制栗部的操作,使得栗 部的至少一个交替操作周期引起远顶端处的负压状态和正压状态,从而振荡通过远顶端的 流体流动。从负压状态到正压状态或从正压状态到负压状态的交替操作周期改变远顶端处 的动态压力。
[0053]本公开的这些和其他方面将从下文中描述的实施方式中显而易见,并参照下文中 描述的实施方式来阐明。
【附图说明】
[0054]可以参照附图来更好地理解本公开的方面。附图中的部件未必按比例,代之重点 放在清晰地图示公开的原理。而且,在附图中,相同的附图标记贯穿若干视图指定对应的部 分。
[0055] 在附图中:
[0056] 图1图示了根据本公开的、冲击牙齿表面的流探针的一般原理;
[0057] 图2图示了根据本公开的一个示例性实施方式的、较不亲水表面和较亲水表面上 的表面张力对冲击牙齿表面的流探针的影响;
[0058] 图3图示了根据本公开的一个示例性实施方式的、在水接触左边的菌斑表面和右 边的牙釉质表面时来自针的空气泡的左图和右图;
[0059] 图4A图示了具有在测量管内压时经由管向探针顶端供给连续气流的栗部的流探 针的本公开的一个示例性实施方式;
[0060] 图4B图示了具有在测量管内压力时经由管向探针顶端供给连续气流的栗部的一 个示例性实施方式的、图4A的流探针的另一个示例性实施方式;
[0061] 图4C图示了具有在测量管内压力时经由管向探针顶端供给大体连续气流的栗部 的另一个示例性实施方式的、图4A和图4B的流探针的另一个示例性实施方式;
[0062]图5图示了作为时间的函数的图4A的流探针的样本压力测量;
[0063] 图6图示了作为图4A的探针顶端到各种牙齿表面的距离的函数的样本压力信号幅 度;
[0064] 图7图示了根据本公开的一个示例性实施方式的、用于检测表面上的物质的存在 的系统,其中,左边图示了具有由于牙齿表面材料(诸如牙菌斑)引起的部分堵塞的流探针 的一个实施方式,而右边图不了未堵塞流探针的一个实施方式;
[0065] 图8在左边图示了针对图7的未堵塞流探针的与时间相对的样本压力测量,并且在 右边图示了针对图7的部分堵塞流探针的与时间相对的样本压力测量;
[0066] 图9图示了根据本公开的一个示例性实施方式的、具有聚四氟乙烯顶端的流探针 的与时间相对的压力信号;
[0067] 图10图示了根据本公开的一个示例性实施方式的、并入到牙齿设备(诸如电动牙 刷)中的流探针系统;
[0068] 图11图示了具有在刷子的刷毛内的位置处的流探针顶端的、沿着图10的线211-211取得的牙齿设备的刷子的视图;
[0069] 图12图示了图11的刷子的视图的备选示例性实施方式,其中,流探针顶端从刷子 的刷毛向远端延伸;
[0070] 图13图示了具有在测量第一流探针顶端的入口处的管内压力和第二流探针顶端 的入口处的内压力时经由管向两个探针顶端供给连续气流的栗部的、图4A的流探针的备选 示例性实施方式;
[0071] 图14图示了在包括刷子的基部的刷子上包括多个流探针(诸如根据图13的流探针 的实施方式)的、图10的刷子的备选示例性实施方式;
[0072]图15图不了图14的刷子的另一个视图;
[0073]图16图不了图14的刷子的又一个视图;
[0074] 图17图示了在包括刷子的基部的刷子上包括多个流探针的图10的刷子的另一个 备选示例性实施方式;
[0075] 图18图不了图17的刷子的另个视图;
[0076]图19图不了图17的刷子的又一个视图;
[0077] 图20图示了用于检测表面上的物质的存在的系统的本公开的一个示例性实施方 式,其中,流探针操作设备包括第一流探针;
[0078] 图21图示了图20的系统,其中,另一个流探针操作设备包括第二流探针;
[0079]图22图示了图20和图21的系统,其中,马达可操作地连接到操作图20和图21的流 探针操作设备的共用轴;
[0080] 图23图示了诸如具有图4A、图4B和图4C以及图10中所图示的、作为具有开放端口 136的聚四氟乙烯管的远端探针部的远顶端的实际照片的表示;
[0081] 图24图示了图23的开放端口,其中开放端口在一些实验后被含有相对大的蓝色颗 粒的牙膏堵塞;
[0082] 图25图示了包括具有形成围绕参数传感器的流动旁路的流体导管构件的近端主 体部的、根据本公开的用于检测表面上的物质的存在的检测设备的示例性实施方式;
[0083] 图26图示了包括具有形成围绕参数传感器的流动旁路的流体导管构件的近端主 体部的、根据本公开的用于检测表面上的物质的存在的检测设备的另一个示例性实施方 式;
[0084] 图27图示了包括具有绕过参数传感器的流体储液器的近端主体部的、用于检测表 面上的物质的存在的流探针或检测设备的另一个示例性实施方式;
[0085] 图28图示了包括近端主体部的用于检测表面上的物质的存在的流探针或检测设 备的又一示例性实施方式,近端主体部包括第一栗部和第二或备用栗部,第二或备用栗部 形成围绕参数传感器的旁路;
[0086]图29图示了包括近端主体部的用于检测表面上的物质的存在的流探针或检测设 备的再一个示例性实施方式,到栗部的吸入口使得能够通过栗部吸入流体,并且使得能够 通过栗部吸入另一流体;
[0087] 图30图示了用于检测表面上的物质的存在的流探针或检测设备的又一示例性实 施方式,其中,远端口腔插入部与近端主体部分离,并且被定位于检测设备消毒单元中;
[0088] 图31图示了移开妨碍流体穿过远顶端的开放端口的物质116的又一方法的一个示 例性实施方式,其中,远端口腔插入部浸没在流体储液器中;以及
[0089] 图32图示了图31的流探针的用户,其中,远端口腔插入部插入到用户的嘴中并且 浸没在用户的嘴中的液体中。
【具体实施方式】
[0090] 本公开描述了与帮助用户清洁他们的牙齿有关的系统、装置以及方法的各种实施 方式,具体是通过通知用户他们是否真是在从他们的牙齿去除菌斑以及他们是否已完全去 除菌斑,提供放心和使用户养成良好习惯两者。在一个示例性实施方式中,信息在刷牙期间 实时提供,否则顾客接受可能低。例如,如果牙刷在用户正在刷的位置是干净的时候给予用 户信号,则是有用的,这样用户可以移动至下一牙齿。这可以降低用户的刷牙时间,但还将 产生更好、更有意识的刷牙例行。
[0091 ]使用本公开的示例性实施方式的具体目标是能够检测被牙膏泡沫包围的振动刷 系统(例如飞利浦Sonicare牙刷)内的菌斑。检测系统应提供具有较厚、可去除菌斑层的表 面与较干净的表皮/牙结石/薄菌斑/牙齿表面之间的对比。
[0092] 如本文中所限定的,术语"親合到"还可以解释为"被构造为耦合到"。术语"发送" 还可以解释为"使得能够进行发送"。术语"接收"还可以解释为"使得能够进行接收"。
[0093] 图1图示了根据本公开的一个示例性实施方式的、使用流探针10检测表面上的物 质(例如,表面(诸如牙釉质)上的物质(诸如牙菌斑))的存在的方法。被示例性地图示为圆 柱形管构件的流探针10限定近端16、内通道15以及远探针顶端12。内通道15含有流体介质 14(例如气体或液体)。探针顶端12置于表面13(例如牙表面)附近。探针10浸没在流体介质 11(例如,水溶液(诸如牙清洁溶液))中。探针流体介质14流过探针通道15且接触相互作用 区域17内的表面13。相互作用区域17的性质经由探针介质14的流出来探测。
[0094] 如下面关于图10更详细描述的,用于检测表面上的物质的存在的设备或仪器(诸 如包括具有集成流探针菌斑检测系统的电动牙刷的牙清洁仪器)被构造为使得流体介质14 在探针顶端12处与表面13(例如牙表面)接触,产生远顶端12与表面13之间的相互作用区域 17。
[0095] 如下面关于图10更详细描述的,相互作用区域17内的介质14的形状和/或动力学 取决于表面13的性质和/或取决于源于表面13的材料,检测相互作用区域17内的介质14的 压力和/或形状和/或动力学,并由控制器关于在特定牙表面13处是否检测到预定最大可接 受等级的菌斑进行确定。
[0096] 更具体地,当介质14为气体30(参见图2)时,那么气体弯月面(meniscus)将出现在 顶端12处且将与表面13接触。顶端处的气体的形状和动力学将取决于探针顶端12的性质 (例如,顶端材料、表面能、形状、直径、粗糙度)、溶液11的性质(例如,材料成分)、介质14的 性质(例如压力、流动速度)以及表面13的性质(例如,粘弹性质、表面张力)和/或取决于源 于表面13的材料(粘弹性质、到表面的粘附、质地等)。
[0097] 图2图示了表面张力的影响。在具有高表面能的表面或强水合表面(例如,亲水表 面31(诸如如左图所图示的菌斑表面))的情况下,气体30将不容易从靠近相互作用区域17 的表面31位移水介质11。
[0098] 在具有低表面能的表面或较低水合表面(例如,较不亲水表面33(诸如如右图所图 示的牙齿的牙釉质表面)的情况下,气体30更容易地从表面33位移水介质11。气泡32和34的 性质(形状、压力、释放速率等)取决于牙表面31或33的表面张力。这称为气泡法。即,流探针 或远端探针部10被构造为使得第二流体(诸如气体30)穿过远顶端12使得能够基于与表面 31或33附近由第一流体(诸如水介质11)中的第二流体(诸如气体30)产生的一个或多个气 泡32或34相关的信号的测量,来检测可能存在于表面31或33上的物质。
[0099]图3图示了在水溶液11 (例如水)下来自流探针10的这种类型的空气泡32和34的 图。如左图中所图示的,空气泡32未粘贴在湿菌斑层31上,而如右图中所图示的,空气泡34 粘贴在牙釉质表面33上,示出菌斑层31与牙釉质表面33相比更亲水。
[0100]图4A、图4B以及图4C均图示了根据本公开的示例性实施方式的用于检测表面上的 物质的存在的检测设备或仪器,其中,检测设备由包括参数传感器的流探针来例示,以说明 通过参数感测和测量的菌斑检测的原理。如本文中所限定的,参数传感器包括压力传感器 或应变传感器或流量传感器或其组合,其感测由指示流探针内流动的堵塞(此堵塞转而可 以指示堵塞流探针内的流动的菌斑或其他物质)的信号表示的物理测量。测量差压或来自 被加热到超过环境温度的接线的热流的流量传感器为对于压力、应变、流量或其他测量(包 括化学或生物测量)而已知或设想的流量传感器或其他装置,包括在感测由指示流探针内 的流动堵塞(此堵塞可以指示堵塞流探针内的流动的菌斑或其他物质)的信号表示的物理 测量的参数传感器的限定内。为简单起见,为了描述的目的,一个或多个参数传感器由一个 或多个压力传感器来例示。虽然图中所图示的参数传感器的位置旨在一般地应用于每个不 同类型的参数,但本领域技术人员将意识到,必要时可以根据所采用的一个或多个参数传 感器的特定类型从附图中所示的一个或多个位置调整参数传感器的位置。实施方式不限于 这一上下文。
[0101] 更具体地,在图4A中,流探针100包括近端栗部124(诸如如所示的管状注射器部); 中心参数感测部120,此中心参数感测部120示例性地具有如所示的管状构造;以及远端探 针部110,此远端探针部110也示例性地具有如所示的管状构造,限定远端探针顶端112。远 端管状探针部110限定第一长度Ll和第一横截面积Al,中心参数感测管状部120限定第二长 度L2和第二横截面积A2,而近端管状注射器部124限定第三长度L3和第三横截面积A3。近端 管状注射器部124例如在图4A的示例性实施方式中包括最初布置在近端124'附近的可往复 移动的活塞126。
[0102]在活塞以恒定速度沿着长度L3且远离近端124'纵向移动时,空气的连续流体流 130由活塞126通过中心参数感测管状部120供给至探针顶端112。当流体流130为气体时,气 体的连续流130(诸如经由活塞126(参见图4B中的活塞126')中的孔径128)通过活塞126或 从连接到中心参数感测管状部120的支路连接122供给至探针顶端112。在一个示例性实施 方式中,在支路连接122上游的位置处,约束孔口 140可以布置在中心参数感测管状部120 中。
[0103]随着活塞126朝向近端管状注射器部124的远端124"沿着长度L3移动,使用经由支 路连接122与中心参数感测管状部120以及远端管状探针部110流体连通的压力表P,(在约 束孔口 140存在时,在约束孔口 140的下游)测量中心参数感测管状部120内部的压力。
[0104]当活塞126移动时,与时间相对的压力表P处的压力表征探针110的顶端112处的气 体弯月面与表面(参见图1,表面13,以及图2和图3,表面31和33)的相互作用。因为仅流探针 100的在约束孔口 140下游的体积是相关的,所以约束孔口 140的存在改善压力表P的响应时 间,且流探针100表现得更接近于或更近似于流源而不是压力源。约束孔口 140上游的体积 变得较不相关。
[0105] 对于气泡法,压力差一般恒定,这意味着因为系统中的体积改变,所以气泡尺寸变 化,且因此气泡速率(bubble rate)在恒定的活塞速度的情况下变化。可往复移动活塞可以 用于获得通常固定的气泡速率。如上所述,在一个示例性实施方式中,压力传感器P可以备 选地或另外地起流量传感器(例如,差压传感器)的作用。本领域技术人员将意识到,流体流 或第二流体130流过远端探针顶端112可以通过除了压力传感器(诸如压力传感器P)之外的 手段(例如,声地或热地)来检测。实施方式不限于这一上下文。因此,活塞126的移动诱导压 力或穿过远端探针顶端112的体积流量或质量流量的变化。
[0106] 图5图示了使用图4A的流探针100的作为时间(一个分割对应于一秒)的函数的压 力信号(以牛顿/平方米(N/m2)测量)的示例。信号的规律性变化由探针顶端112处的气泡的 规律性释放引起。
[0107] 压力读数的灵敏度可以通过仔细地选择部件的尺寸来提高。来自管120和注射器 124两者连同探针110的总的体积Vl (等于Al X Ll)加上体积V2(等于A2 X L2)加上体积V3(等 于A3 XL3)形成声音低通过滤器。在图4A的示例性流探针100中,横截面积A3大于横截面积 A2,横截面积A2转而大于横截面积A1。系统中的气体流阻应被设计为足够小,以具有良好的 系统响应时间。当记录气泡诱导的压差时,那么气泡体积与总系统体积之间的比率应足够 大,以具有由于探针顶端112处的空气泡释放而产生的充足的压差信号。还有,因为与管120 以及探针110的壁相互作用的压力波的热-粘性损失可能导致信号损失,所以必须将它们考 虑在内。
[0108] 在图4A图示的流探针100中,作为示例,三个体积彼此不同。然而,三个体积可以彼 此相等,或栗体积可以小于探针体积。
[0109] 图4B图示了根据本公开的流探针的备选示例性实施方式。更具体地,在流探针 100'中,省略图4A中的流探针100的中心参数感测部120,并且流探针100'仅包括近端栗部 124和远端探针部110。此时,压力传感器Pl被示例性地定位于活塞126'处,以经由活塞126' 中的孔径128感测近端栗部124中的压力。
[0110] 备选地,压力传感器P2可以被定位于远端探针部110中在机械连接230处。以与上 面参照图4A和约束孔口 140描述的类似方式,在一个示例性实施方式中,约束孔口240可以 布置在远端探针部110中、在机械连接230上游且由此在压力传感器P2的上游。再次,因为仅 流探针100'的在约束孔口 240下游的体积相关,所以约束孔口 240的存在改善压力表P2的响 应时间,且流探针100 '表现得更接近于或更近似于流源而不是压力源。约束孔口 240上游的 体积变得较不相关.
[0111] 然而,应注意,对于压力传感器Pl的情况,约束孔口240是可选的,且不要求用于对 远端探针部110中的压力的正确感测。
[0112] 在一个示例性实施方式中,压力传感器P2可以备选地或另外地起流量传感器(例 如,差压传感器)的作用。本领域技术人员将意识到,第二流体流过远端探针顶端112可以通 过除了压力传感器(诸如压力传感器P2)之外的手段(例如,声地或热地)来检测。实施方式 不限于这一上下文。因此,活塞126的移动诱导压力或穿过远端探针顶端112的体积流量或 质量流量的变化。
[0113]以与关于图4A中的流探针100描述的类似方式,如所图示的,在图4B中,近端栗部 124的体积V3可以大于流探针100 '中的远端探针部110的体积Vl。备选地,两个体积可以彼 此相等,或者体积V3可以小于体积Vl。
[0114] 应注意,当约束孔口 140存在于图4A中所图示的流探针100中时,与体积V2的在约 束孔口 140下游的部分中的体积和体积Vl相比,体积V3和体积V2的在约束孔口 140上游的部 分变得与压力响应较不相关。
[0115] 类似地,当约束孔口 240存在于图4B中所图示的流探针100'中时,与约束孔口 240 下游的体积Vl相比,体积V3和约束孔口240上游的体积Vl变得与压力响应较不相关。
[0116] 另外地,本领域技术人员将意识到,经由孔口 140和240的流动约束可以通过卷曲 中心参数感测管状部120或远端探针部110代替安装约束孔口来实现。如本文中所限定的, 约束孔口包括管的卷曲部分。
[0117] 备选地,由应变仪132表示的参数传感器可以布置在远端探针110的外表面上。应 变仪132还可以布置在近端栗部124的外表面上(未示出)。由应变仪132感测的应变读数可 以直接读取或转换为作为时间的函数的压力读数,以产生类似于图5的读出,作为确定探针 顶端112处的气泡释放的备选方法。
[0118] 图4C更具体地图示了图4A和图4B的流探针的另一个示例性实施方式,此流探针具 有在感测指示流探针中的流动堵塞的参数的同时经由管向探针顶端供给气体的大体连续 流的栗部的另一个示例性实施方式,此堵塞转而可以指示堵塞流探针中的流动的菌斑或其 他物质。更具体地,流探针100"例示了流体栗,此流体栗被设计为提供大体连续的流动,这 在操作中通常是有利的。流探针100"大体类似于图4A的流探针100,并且包括远端探针部 110和远端探针顶端112和中心参数感测部120',此中心参数感测部120'还包括由压力传感 器表示的参数传感器P,并且还可以包括在压力传感器P上游的约束孔口 140。
[0119] 流探针100"与流探针100的不同在于近端栗部124被近端栗部142替换,其中,代替 沿着近端栗部124的中心线轴线Χ1-ΧΓ往复运动的往复式活塞126,隔膜栗150沿横向于近 端栗部124的纵向轴线X2-X2'的方向往复运动,隔膜栗150的往复运动的方向由双箭头Yl-Y2指示。隔膜栗150包括马达152(由轴表示)和偏心机构154,此偏心机构154操作性地连接 到连接杆或轴156,此连接杆或轴156转而操作性地连接到柔性或可压缩隔膜158。
[0120] 空气引入供给路径160与近端栗部142流体连通,以从周围环境向近端栗部142供 给空气。空气引入供给路径160包括引入导管构件162,此引入导管构件162具有从周围空气 的吸入引入端口 162a和去往近端栗部142的下游连接162b,从而经由吸入端口 162a提供近 端栗部142与周围空气之间的流体连通。吸入流动中断装置164(例如止回阀)布置在引入导 管构件162中、在吸入端口 162a与下游连接162b之间。吸入口过滤器166(例如,由诸如膨胀 聚四氟乙烯ePTFE(美国马里兰州埃尔克顿的W.L.Gore&Associates公司的商标名 Gore-Tex?下销售)之类的多孔材料制成的膜)可以布置在空气引入供给路径160中、在 引入导管构件162中、在吸入流动中断装置164上游、并且通常在吸入引入端口 162a附近以 便于定期更换。
[0121] 中心参数感测部120'还充当用于近端栗部142的排放流动路径。近端栗部的排放 流动路径的流动中断装置168(例如止回阀)布置在中心参数感测部120'中、在参数传感器P (和存在时的约束孔口 140)的上游。
[0122] 因而,远顶端112经由远端探针部110、中心参数感测部120'以及近端栗部142与空 气引入供给路径160的空气引入导管构件162的吸入引入端口 162a流体连通。
[0123] 在马达152的操作期间,马达152使偏心机构154沿由箭头Z指示的方向旋转,从而 向连接杆或轴156传递往复运动。当连接杆或轴156沿箭头Yl的方向朝向马达152移动时,柔 性或可压缩隔膜158也沿箭头Yl的方向朝向马达152移动,从而使得近端栗部142的内部体 积V'内的压力降低。压力的降低使得栗部排放流动路径的流动中断装置168闭合,并且使得 吸入流动中断装置164打开,从而通过吸入引入端口 162a汲取空气。
[0124] 偏心机构154沿箭头Z的方向继续旋转,直到连接杆或轴156沿箭头Y2的方向远离 马达152且朝向柔性或可压缩隔膜158移动,使得柔性或可压缩隔膜158也沿箭头Y2的方向 朝向内部体积V'移动,从而使得近端栗部142的内部体积V'内的压力增大。压力的增大使得 吸入流动中断装置164闭合,并且使得栗部排放流动路径的流动中断装置168打开,从而使 得空气流动穿过中心参数感测部120'以及远端探针部110(穿过远顶端112)。
[0125] 当约束孔口 140配置且布置在如上面所指示的还充当近端栗部142的排放流动路 径的中心参数感测部120 '中时,由栗部排放流动路径的流动中断装置168与约束孔口 140之 间的体积V"执行低通过滤器功能。因而,当配置约束孔口 140时,栗部排放流动路径的流动 中断装置168必须处于约束孔口 140的上游。因此,从到远顶端112的空气流滤除高频脉冲。
[0126] 图4A和图4B的栗部124的柱塞或活塞126、126'以及图4C的液体隔膜栗150为可以 用于引起远顶端112或远端探针部110处的压力的期望变化的容积栗或压缩机的示例。其他 类型的容积栗或压缩机以及离心栗或本领域已知的其它类型的栗可以用于引起远顶端112 处的压力或流量的期望变化。
[0127] 图6示出了对于不同表面测量的、作为探针顶端112与图1中的表面13或图2中的表 面31和33之间的距离dl或d2的函数的压力幅度数据。使用具有0.42mm内径的塑料针。在达 到O.6mm的距离处可见清楚的差别,在此处,最疏水表面(聚四氟乙烯)给出最大的压力信 号,而最亲水表面(菌斑)给出最低信号。
[0128] 应注意,图5和图6中所呈现的数据是在没有包含约束孔口的情况下取得的。
[0129] 图1至图6描述了检测表面上物质的存在的第一方法,此方法包括从顶端的气泡释 放的测量(通过压力和/或压力变化和/或气泡尺寸和/或气泡释放速率),作为检测例如探 针顶端112处的牙菌斑的方法。如上面关于图1和图2和图6所述的,探针顶端112被定位于距 离表面(诸如图1中的表面13或图2中的表面31和33)的距离dl或d2处。
[0130] 应注意,虽然关于作为气体(诸如空气)的第二流体描述了气泡产生和检测的方 法,但方法还可以在第二流体是液体时是有效的,其中产生水滴而不是气泡。
[0131] 另外,方法可以用恒定的压力和对可变流体流出的测量来实现。设备可以记录第 二流体的可变压力和/或可变流量。在一个示例性实施方式中,记录压力且控制第二流体的 流量,例如,保持流量恒定。在另一个示例性实施方式中,记录流量且控制第二流体的压力, 例如,保持压力恒定。
[0132] 在根据本公开的示例性实施方式的检测表面上的物质的存在的第二方法中,图7 图示了图4A、图4B或图4C的探针110的探针顶端112的堵塞的影响。图7中所图示的探针或流 探针管状构件或流探针110'包括近端138和内通道134。流探针或流探针管状构件110'与图 4A、图4B或图4C中的流探针110的不同在于:流探针110 '包括具有开放端口 136的倒角的或 成斜角的远顶端112',此开放端口 136相对于水平表面31或33以角度α倒角,使得在远顶端 112'接触表面31或33时,实现第二流体介质(因为此第二流体介质离开远顶端112,所以现 在命名为第二流体介质30 ')穿过远顶端112,并且还实现第二流体介质30 '流过倒角开放端 口 136。开放端口 136的倒角的角度α使得在远顶端112 '接触表面31或33时,第二流体介质 30'穿过远顶端112'被至少部分妨碍,并且物质116(诸如粘弹性材料116)至少部分妨碍流 体穿过远顶端112'的开放端口 136。虽然检测对流体通过的妨碍仅需要一个探针110',但在 一个示例性实施方式中,可以期望配置至少两个探针110',作为检测对流体通过的妨碍的 系统3000(参见下面针对图13至图17和图19至图21的讨论)。
[0133] 备选地,图1、图2、图4A或图4B的探针顶端112在没有倒角或成斜角的端部的情况 下使用,且以诸如角度α之类的角度简单地保持在表面31或33。在一个示例性实施方式中, 物质与水具有非零接触角。在一个示例性实施方式中,与水具有非零接触角的物质为牙釉 质。
[0134] 与如图7的右部中所图示的,探针顶端112'未被堵塞(第二流体介质30')并且在顶 端112'处或在牙表面33处没有牙材料时相比,如图7的左部所图示的,当探针顶端112'被来 自牙表面31的粘弹性材料116堵塞时,那么流体(诸如气体30)将较不容易流出顶端112'。
[0135] 图8图示了在没有菌斑的牙釉质上(如左边图示的)和在具有菌斑层的样本上(如 右边图示的)移动的探针顶端(例如具有斜角的金属针)的压力信号。归因于由菌斑妨碍针 开口的、右部中看到的压力的增大可以被感测,以检测菌斑是否存在。
[0136] 图9图示了来自在水区域I、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)区域2、具有菌斑的PMMA区域 3和水区域4上移动的聚四氟乙烯顶端的空气流的压力信号。顶端在水区域1、ΡΜΜΑ区域2、具 有菌斑的PMMA区域3上且再次在水区域4上(从左到右)移动。(聚四氟乙烯顶端未示出)。当 对本文中的压力差进行参照时,以下应被考虑在内。在图8中,流体流30在左图上压力增大 时被妨碍。因此,感兴趣的参数为平均压力或者平均或瞬时峰值压力。
[0137] 相比之下,图9图示了更小探针顶端的相同信号,在这种情况下,获得更平滑的信 号。
[0138] 图8和图9中所呈现的数据是在没有包括约束孔口的情况下取得的。
[0139] 在根据图2的初步实验中,我们已观察到以下内容:
[0140] 如图3所示,(湿状态下的)牙菌斑比干净牙釉质更亲水。
[0141] 空气泡从顶端的释放可通过压力变化来测量。具有恒定位移速度的注射器给出作 为时间的函数的锯齿状压力信号。这在图5的示波器图中示出。
[0142] 在顶端与表面之间的近距离接近的情况下,锯齿信号的幅度在所探测的表面较亲 水时小于在表面较不亲水时。因此,在较亲水表面上释放较小的空气泡。这还由图6中的测 量来说明,在图6中,对于不同的表面给出作为从顶端到表面(参见图1和图2)的距离dl或d2 的函数的压力信号幅度。
[0143] 在根据图7的初步实验中,我们已观察到以下内容:
[0144] 当以恒定位移速度使用注射器时,未堵塞顶端给出空气泡的规律释放和与时间相 对的锯齿状压力图案。参见图8的左图。
[0145] 在其中金属顶端移动穿过菌斑材料的实验中,由于顶端被菌斑材料堵塞且顶端的 开口被空气堵塞,所以观察到压力的增大和与时间相对的不规律锯齿状压力图案。参见图8 的右图。
[0146] 在使用聚四氟乙烯顶端的实验中,对于在顶端开口处的不同材料(从左到右:顶端 在水中、顶端在PMMA上方、顶端在具有菌斑的PMMA上方、以及再次顶端在水中),看到清楚的 ?目号差异。
[0147] 这些初步实验指示(通过压力和/或压力变化和/或气泡尺寸和/或气泡释放速率 的)从顶端的气泡释放的测量可以变成检测顶端处的牙菌斑的适当方法。因此,鉴于上述内 容,在最低程度上,本公开的示例性实施方式的新型特征的特征在于:
[0148] (a)流体介质14与探针顶端12处的表面13接触,产生顶端12与表面13(参见图1)之 间的相互作用区域17;以及(b)相互作用区域17中的介质14的形状和/或动力学取决于表面 13的性质和/或取决于源于表面13的材料;以及(c)检测相互作用区域17中的介质14的压力 和/或形状和/或动力学。
[0149] 鉴于对检测表面上的物质的存在的两个不同方法的上述描述,图4A和图4B中的近 端栗部124有效地起注射器的作用。在远端的活塞126或126'的注射期间,图4A和图4B中的 顶端112或图7的顶端112 '处的气体流或空气流或液体流可以(在推动活塞时)远离顶端向 外被推动。
[0150] 在活塞126或126'的缩回或反向行进期间,可以在顶端112或112'处向内并朝向探 针管110或110'内吸入气体流或空气流或液体流。在一个示例性实施方式中,活塞126或 126'连同电动牙刷的刷毛的振动一起自动操作,或者其中刷毛不振动(例如,使用牙线装置 中的相同原理)。
[0151] 因此,注射器或栗124可以用于流方法,其中远离顶端112并朝向牙釉质注射气体 流或空气流,以产生气泡32或34。气泡和位置被可选地检测且取决于表面是较亲水(诸如菌 斑)还是较不亲水(诸如牙釉质),气泡的位置将确定菌斑是否存在。即,表面具有与待检测 物质的亲水性不同的亲水性,例如,牙釉质具有小于菌斑的亲水性的亲水性。顶端112位于 距离牙釉质的特定距离d2(参见图2)处,不管菌斑存在与否。
[0152] 备选地,压力感测还可以用于气泡法。还参照图2和图4A,起注射器作用的同一栗 部124可以如下用于压力感测法。朝向牙釉质表面31或33注射流体。探针顶端112最初位于 距离牙釉质表面的特定尺寸(诸如图2中的d2)处。如上面在图5和图6所图示和所述的,监测 压力信号。气泡释放测量通过如上所述的压力和/或压力变化来执行。
[0153] 在如图7图示的、根据本公开的示例性实施方式的检测表面上的物质的存在的第 二方法中,第二流体(诸如气体30)穿过远顶端112使得能够基于信号的测量来检测可能存 在于表面31上的物质116,信号与至少部分妨碍流体穿过远顶端112'的开放端口的物质相 关。如上所述,信号可以包括压力的增大或降低或其他变量的变化。
[0154] 因为在一个示例性实施方式中,使用至少两个探针110',所以图7图示了用于检测 表面上的物质的存在的系统300。如上所述,在一个示例性实施方式中,探针110'与表面31 或33接触。如果在表面33处没有菌斑(即,未堵塞流动),那么压力信号如图8的左图所示。如 果在表面处存在菌斑(例如,粘弹性材料116),那么压力信号如图8的右图所示。
[0155] 对于实际应用,设想一个或多个探针110'具有非常小的直径(例如,小于0.5毫 米),使得通过它们的弹簧功能,探针顶端112'将与牙齿表面33接触。因此,当到达菌斑时, 管被压到这一菌斑层中。使用接触的单个探针获得图8中图示的压力信号。
[0156] 再次参照图7,在检测表面上物质的存在的第二方法的备选示例性实施方式中,通 过活塞126或126'近端地朝向图4A和图4B的近端栗部124'的近端124'的反向行进,远离牙 釉质表面吸入流体。此时,流体或气体流入30变成如由点线箭头(为简单起见,示出在内通 道134外部)图示的流体或气体流出35。如果存在菌斑116,则菌斑大的足以堵塞探针顶端处 的孔径,或者小的足以被吸入到探针通道内部。压力信号变成图8的反向版本。在存在菌斑 时将获得更低的压力。
[0157] 如本文中所限定的,不管第二流体流过探针顶端的方向,妨碍可以意指由至少部 分(包括完全)堵塞顶端本身的物质引起的直接妨碍,或者妨碍可以意指由探针顶端开口附 近的物质的存在从而扰乱第二流体的流场引起的间接妨碍。
[0158] 除了通过维持活塞的恒定速度执行第一和第二方法以外,方法可以通过维持近端 栗部内的恒定压力并测量来自探针顶端的第二流体的可变流出来执行。读出和控制可以以 不同的方式来构造。例如,设备可以记录第二流体的可变压力和/或可变流量。在一个示例 性实施方式中,记录压力并控制第二流体的流量,例如,保持流量恒定。在另一个示例性实 施方式中,记录流量并控制第二流体的压力,例如,保持压力恒定。
[0159] 另外,当对于系统300配置两个或更多个探针110'时,探针100'中的一个可以包括 第二流体穿过远端探针顶端112'的流动的压力感测,而探针110'中的另一个可以包括应变 感测或流量感测。
[0160] 另外,对于气泡检测的第一方法或妨碍的第二方法,虽然第二流体的流动通常为 层流式的,但第二流体的紊流也在本公开的范围内。
[0161] 图10图示了根据本公开的一个示例性实施方式的、用于检测表面上的物质存在的 检测设备或仪器,其中,检测设备被例示为流探针到牙设备(诸如牙刷)中的集成,从而形成 用于检测表面上的物质的存在的检测设备。
[0162] 传统上,电动牙刷系统(诸如上述的飞利浦Sonicare牙刷)包括主体部件和刷部 件。通常,电子部件(马达、用户接口UI、显示器、电池等)容纳在主体中,而刷部件不包括电 子部件。出于这一原因,刷部件可容易地以合理的成本交换和更换。
[0163] 在一个示例性实施方式中,检测设备或仪器200(例如牙清洁仪器(诸如电动牙 刷))构造有近端主体部210和远端口腔插入部250。近端主体部210限定近端212和远端214。 远端口腔插入部250限定近端260和远端262。远端262包括具有刷基部256和刷毛254的振动 刷252以及空气流探针或液体流探针(诸如上面关于图4A描述的空气流探针100或关于图4B 描述的空气流探针100')的远端部。结合图4A、图4B或图4C,检测设备200被构造为使得有源 部件(例如,机械、电或电子部件)并入近端主体部210内或布置在近端主体部210上在外部, 而无源部件(诸如远端探针部110)并入远端部内或布置在远端部上在外部(此远端部由远 端口腔插入部250来例示,但不限于远端口腔插入部250)。更具体地,探针110的探针顶端 112靠近刷毛254并入或并入刷毛254内,以便与刷毛254混合,而中心参数感测管状部120和 近端管状注射器部124并入近端主体部210内或布置在近端主体部210上在外部。由此,远端 探针部110与远端口腔插入部250至少部分接触。远端探针顶端110的一部分111布置在近端 主体部210上并由此为近端探针部。
[0164] 在一个示例性实施方式中,包括刷252(刷252包括刷基部256和刷毛254)的远端口 腔插入部250可交换或可更换。即,近端主体部210可去除地附接到远端口腔插入部250。
[0165] 远端口腔插入部250与具有有源部分的近端主体部210的接触由近端主体部210上 的机械连接230来提供,此机械连接230被布置为将近端主体部210的远端214与远端口腔插 入部250的近端260接口连接,从而使远端探针顶端110的部分111与布置在远端口腔插入部 250上的远端探针顶端110接口连接,使得诸如在图4B中的参数传感器P2或图4A或图4C中的 参数传感器P的位置处产生空气流并感测压力。基于压力传感器信号,推断菌斑是否存在于 探针顶端112的区域处。由此,近端主体部210经由机械连接230可去除地附接到远端探针部 (在图10中图示为远端口腔插入部250)。本领域技术人员将意识到,虽然检测设备或仪器 200在图10中被图示为使得远端口腔插入部250和近端主体部210彼此可去除地附接,并且 由此任一者可更换,但检测设备或仪器200可以被构造为或形成为单一的、集成的组合设备 或仪器,其中远端口腔插入部250和近端主体部210不容易彼此分离。
[0166] 另外,诸如图4A、图4B以及图4C中所图示的,流探针100、100'或100"可以在不包括 刷252、刷基部256或刷毛254的情况下独立使用。检测设备或仪器200可以与刷252、刷基部 256或刷毛254-起应用于检测表面上物质的存在的牙应用和非牙应用两者,或在没有刷 252、刷基部256或刷毛254的情况下应用于检测表面上物质的存在的牙应用和非牙应用两 者。
[0167] 当检测设备或仪器200被设计为牙清洁仪器时,探针110可以被设置尺寸并由所选 材料制成,以便产生大体等于刷毛254的旋转刚度的旋转刚度,使得探针110在大体相当于 扫过区域的操作和刷毛操作的时间期间扫过区域,以便减轻用户的任何潜在不适。有助于 刚度设计的变量包括所选材料的尺寸、质量以及弹性模量。
[0168] 在一个示例性实施方式中,有源部件包括如上所述的压力传感器P。结合图1,传感 器P用于感测相互作用区域17中的介质14的形状和/或动力学。这种传感器具有鲁棒且使用 简单的优点。传感器P与包括控制器225的检测电子器件220电通信,控制器225与传感器P电 通信。
[0169] 在备选示例性实施方式中,为了感测相互作用区域17中的介质14的形状和/或动 力学,有源部件可以包括光、电或声传感器(诸如,例如麦克风)。
[0170] 控制器225可以为处理器、微控制器、片上系统(SOC)、现场可编程门阵列(FPGA) 等。用于执行本文中所述的各种功能和操作的、可以包括处理器、微处理器、SOC和/或FPGA 的一个或多个部件集体地为如例如权利要求中所记载的控制器的一部分。控制器225可以 被设置为可以安装在单个印刷电路板(PCB)上的单个集成电路(IC)芯片。备选地,控制器的 各种电路部件(例如,包括处理器、微控制器等)被设置为一个或多个集成电路芯片。级,各 种电路部件位于一个或多个集成电路芯片上。
[0171] 此外,有源部件实现产生空气流或液体流的方法。空气流与液体流的组合也是可 能的。方法可包括电或机械栗送方法,借此,机械方法可以包括机械启动的弹簧部件(例如, 其中,图4中的活塞126为机械启动的)。在一个示例性实施方式中,因为电栗送原理与上述 的压力感测部件良好组合,所以产生空气流的方法为电栗送原理。在其他示例性实施方式 中,空气可以用其他气体(例如,氮或二氧化碳)来替换。在这种示例性实施方式中,虽然近 端主体部210可以包括近端栗部124和活塞126或产生流体的恒定压力或恒定流量的其他类 型的栗,但近端主体部210可以包括压缩气体的容器(未示出),此容器被设置尺寸以适配在 近端主体部210内,并且能够经由阀控制系统(未示出)提供恒定的压力或恒定的流量。
[0172] 在又一示例性实施方式中,无源部件仅包括在端部具有开口的管(诸如探针110和 远顶端112(参见图10))。
[0173] 在再一示例性实施方式中,有源和无源部件的连接由管到压力传感器的输出的机 械耦合230来实现。这种耦合理想地大致为压力密封的。压力值相对低(〈〈1巴)。
[0174] 在操作中,感测在刷牙过程期间以重复方式执行。在优选的示例性实施方式中,感 测以> IHz的频率执行,更优选地以>5Hz的频率来执行,并且甚至更优选地以> IOHz的频率进 行。因为可以对单独牙齿进行若干测量(给定牙齿上的停留时间通常为1-2秒的量级),所以 这种高频实施方式便于随着牙刷从牙齿到牙齿移动而对菌斑去除的动态和实时测量。
[0175] 结合图1,如上所述,相互作用区域17中的介质14的形状和/或动力学取决于表面 13的性质和/或取决于源于表面13的材料,检测相互作用区域17中的介质14的压力和/或形 状和/或动力学,并由控制器225关于在特定牙表面13处是否检测到超过预定最大可允许菌 斑等级的菌斑等级进行确定。
[0176] 如果进行肯定检测,则没有行进信号或前进信号发送给电动牙刷的用户,直到通 过该特定牙齿的牙表面13处的继续清洁,在特定牙表面13处实现预定的最大可允许菌斑等 级。
[0177] 在将菌斑等级减小到等于或低于最大可允许菌斑等级(即,进行否定检测)时,向 用户发送行进信号或前进信号,以通知用户可接受通过移动牙设备的振动刷和探针顶端, 行进到相邻的牙齿或其他牙齿。
[0178] 备选地,如果进行肯定检测,则向具有集成流探针菌斑检测系统的电动牙刷的用 户发送信号,以继续刷特定牙齿。
[0179] 此外,存在操作刷中的无源部件的若干优选模式。
[0180] 在第一模式操作中,管被构造为使得管的顶端与刷(其在飞利浦Sonicare牙刷中 以大约265Hz振动)的振动声解耦。这可以通过仅将管弱地耦合到刷头来实现。
[0181] 在另外的操作模式中,管被构造为使得管的顶端为静态的。这可以通过选择管的 机械性质(刚度、质量、长度)使得探针的顶端处于驱动频率下的振动的静态节点处来实现。 这种情况可以通过向管靠近开口的端部添加附加重量来帮助。
[0182] 如作为图10中的远端口腔插入部250的部分剖面图的图11中所图示的,在另外的 示例性实施方式中,牙刷的刷毛的运动对感测功能的影响通过并入围绕管的间隔258(在此 处去除刷毛)来降低。更具体地,图11中的探针110图示了刷头252,刷头252包括基部256和 从基部256大体正交突出的刷毛254。间隔258通过围绕探针顶端1121去除刷毛线来定位。探 针顶端1121与探针顶端112和112'的不同在于,探针顶端1121包括90度转弯1122,以便使得 流体朝向表面31或3 3流过探针110。
[0183] 在一个示例性实施方式中,间隔258应具有刷毛254的振动幅度的量级。在实践中, 刷毛以大约1-2_的幅度振动。这使得感测更鲁棒。
[0184] 在另外的示例性实施方式中,如图12中图示的,探针顶端1121位于远端超过由刷 毛254覆盖的区域。这使得可能检测超过刷的当前位置存在的菌斑(例如,由于不完全刷牙 动作漏掉的菌斑)。
[0185] 作为另外的细节,理想地,刷牙时刷252相对于牙齿表面31或33的角度为45度。理 想地,探针顶端1121相对于牙齿表面31或33的角度接近0度。至少两个探针110和对应地至 少两个压力传感器以及两个栗,其中具有相对于牙齿表面31或33的45度的顶端端部1121, 使得一个探针始终与表面31或33最佳界面连接。
[0186] 在再一示例性实施方式中,多个探针并入刷中。这些探针可备选地至少如下布置 或使用:
[0187] (a)被定位于围绕刷的多个位置处,以更有效地针对(漏掉的)菌斑进行感测,或
[0188] (b)用于差分测量,以确定菌斑去除的程度和有效性。
[0189] 在一个示例性实施方式中,多个探针可以用单个有源感测部件和附接到单个压力 传感器的大量无源部件(诸如管)来实现。备选地,可以使用多个有源和无源感测部件。
[0190] 如上所述,管的端部可以具有许多尺寸。在备选示例性实施方式中,管的顶端将使 用机械间隔件与牙齿的表面隔开。在一些示例性实施方式中,可以向管成角度地制造开口。
[0191] 图13至图22图示了采用用于经由多个流探针检测表面上物质的存在的上述原理 的、用于检测表面上物质的存在的检测系统3000的示例。更具体地,在本公开的一个示例性 实施方式中,系统3000包括用于检测表面上物质的存在的检测设备1100,诸如如上面关于 图4A和图10描述的具有近端栗部124和活塞126的空气流探针。然而,应注意,代替近端栗部 124和活塞126,还可以配置如上面关于图4C描述的近端栗部142和隔膜栗150,以提供用于 以与下面关于近端栗部124和活塞126描述的类似方式检测表面上物质的存在的大体连续 流 1100 〇
[0192]近端栗部124包括中心参数感测管状部120',此中心参数感测管状部120'构造有 远端T形连接101,此T形连接101限定第一腿1011和第二腿1012。具有远端探针顶端3112的 第一流探针301流体地耦合到第一腿1011,并且具有远端探针顶端3122的第二流探针302流 体地耦合到第二腿1012。
[0193] 压力传感器P3经由第一流探针301附近的支路连接312连接到第一腿1011,并且压 力传感器P4经由第二流探针302附近的支路连接322连接到第二腿1012。以与关于上面关于 图4A描述的流探针100、上面关于图4B描述的流探针100'以及上面关于图4C描述的流探针 100"类似的方式,流探针1100可以包括约束孔口 3114,此约束孔口 3114布置在第一腿1011 中、在中心参数感测管状部120'和第一腿1011之间的结点314的下游、并且在第一流探针 301和压力传感器P3的上游。类似地,约束孔口 3124可以布置在第二腿1012中、在中心参数 感测管状部120'和第二腿1012之间的结点324的下游、在第二流探针302和压力传感器P4的 上游。再次,因为仅流探针1100的在约束孔口 3114和3124下游的体积相关,所以约束孔口 3114和3124的存在改善压力表P3和P4的响应时间。因为压力降主要跨约束孔口 3114和3124 发生且流探针1100表现得更接近或更近似于流源而不是压力源,所以到每个压力传感器P3 和P4中的空气流变得大致独立。约束孔口 240上游的体积较不相关。压力传感器P3和P4通常 各自可以在由单个活塞126驱动的同时单独感测压力上升。
[0194]另外地,本领域技术人员将意识到,经由孔口 3114和3124对流动的约束可以通过 卷曲结点314和324附近的远端T形连接101代替安装约束孔口来实现。再次,如本文中所限 定的,约束孔口包括管的卷曲部分。
[0195] 以与上面关于图10中所图示的检测设备200描述的类似方式,传感器P3和P4与检 测电子器件以及控制器(诸如包括控制器225的检测电子器件220,控制器225与其电通信 (参见图10))电通信。
[0196] 在由检测电子器件220检测菌斑时,控制器225产生信号或动作步骤。参照图10,在 一个示例性实施方式中,控制器225与可听或可视报警器226电通信,此可听或可视报警器 226被定位为提供旨在向用户传达以继续刷该特定位置处的他或她的牙齿或对象的牙齿的 诸如恒定或间歇声音(诸如蜂鸣声)和/或恒定或间歇光。
[0197] 在一个示例性实施方式中,基于由检测器电子器件220检测的信号,控制器225可 以记录数据,以产生对存在于牙齿上的菌斑的量的估算。数据可以为出现在与检测器电子 器件220和控制器225电通信的屏幕125上的数字量的形式。屏幕125可以位于如图10图示的 近端主体部210上或从如图10图示的近端主体部210延伸。本领域技术人员将意识到,屏幕 125可以位于适于用户监测屏幕上所呈现的数据的其他位置处。
[0198] 用信号通知用户可以包括控制器225,此控制器225被另外构造为向基站228发送 和从基站228接收无线信号228'的收发器,其中此基站上具有产生用于触发可听或可视报 警器226或记录数字量的信号或屏幕125上的其他显示消息(诸如动画)的各种指示器。
[0199] 备选地,控制器225可以被另外构造为向智能电话229发送和接收无线信号229'的 收发器,此智能电话229运行应用软件,以在屏幕231上产生信号通知已识别菌斑并指示用 户继续在该位置刷牙的动画。备选地,应用软件可以呈现关于所检测菌斑的数量的定量数 据。
[0200] 图14至图16图示了包括具有安装在刷基部356上的刷毛354的刷352的备选远端口 腔插入部350,并且如图14所图示的,为面朝刷基部356和刷毛354的上顶端查看的。如图15 和图16最佳图示的,从刷基部356的水平上表面356'大体正交延伸的是远端探针顶端3112 和3122,此远端探针顶端3112和3122使得多个流体流动能够导向感兴趣的表面(诸如图2和 图7的表面31和33)。远端探针顶端3112和3122的备选或另外位置由图14中的刷基部356的 近端端部附近的点线图示。
[0201] 以类似的方式,图17至图19图示了用于检测表面上物质的存在的系统3010,系统 3010与系统3000的不同在于系统3010包括另一个备选远端口腔插入部360,此另一个备选 远端口腔插入部360包括具有安装在刷基部356上的刷毛354的刷352,并且如图17所图示 的,为面朝刷基部356和刷毛354的上顶端查看的。如图19最佳图示的,远端探针顶端3212和 3222各自相对于刷基部356的水平上表面356 '以角度β延伸,远端探针顶端3212和3222使得 多个流体流动能够以角度β导向感兴趣的表面(诸如图2和图7的表面31和33)。以类似的方 式,远端探针顶端3212和3222的备选或另外位置由图17中的刷基部356的近端端部附近的 点线图示。
[0202] 图14至图16以及图17至图19中所图示的远端口腔插入部350和360可以用于:(a) 包括(通过压力和/或压力变化和/或气泡尺寸和/或气泡释放速率进行的)从顶端的气泡释 放的测量的、检测表面上物质的存在的第一方法,或(b)基于与妨碍流体穿过远顶端的开放 端口的物质相关的信号的测量、包括第二流体(诸如气体或液体)穿过远顶端的、检测表面 上物质的存在的第二方法。
[0203]图20至图22图示了包括可以由共用转轴和马达操作的多个流探针和对应近端栗 部的系统3000或系统3010的示例性实施方式。更具体地,图20图示了包括第一流探针3100' 的第一流探针操作设备3100。第一流探针3100'与上面关于图4B描述的流探针100'相同,并 且可以包括近端栗部124和活塞126以及远端探针顶端3112(参见图14至图16)或远端探针 顶端3212(参见图17至图19)。可以为如所图示的凸轮机构的旋转到线性运动操作构件3102 可经由往复轴3106和布置在轴3106的近端端部上的滚子机构3108与活塞126操作连通。 [0204]滚子机构3108啮合在限定凸轮机构3102外围上的路径的通道3110中。通道3110沿 着路径延伸,以包括凸轮峰3102a和凸轮谷3102b。凸轮机构3102安装在共用轴3104上,并且 沿诸如由箭头3120图示的逆时针方向之类的方向由共用轴3104旋转。随着凸轮机构3102旋 转,往复线性运动随着滚子机构3108间歇地由峰3102a推动或被拉到谷3102b中而传递给轴 3106。从而,往复线性运动传递给活塞126,在流探针3100'中产生压力,并且流体流动穿过 远顶端3112或3212。本领域技术人员将理解,由通道3110限定的路径可以被设计为给予活 塞126大体恒定的速度。备选地,由通道3110限定的路径可以被设计为给予近端栗部124中 的大体恒定的压力。因为滚子机构3108处于峰3102a处,所以活塞126处于远端地远离近端 活塞部124的近端端部124'的位置处。
[0205]图21图示了包括第二流探针3200'的第二流探针操作设备3200。第二流探针3200' 也与上面关于图4B描述的流探针100'相同,并且可以包括近端栗部124和活塞126以及远端 探针顶端3122(参见图14至图16)或远端探针顶端3222(参见图17至图19)。再次,可以为如 所图示的凸轮机构的旋转到线性运动操作构件3202可经由往复轴3206和布置在轴3206的 近端端部上的滚子机构3208与活塞126操作连通。
[0206]类似地,滚子机构3208啮合在限定凸轮机构3202外围上的路径的通道3210中。通 道3210沿着路径延伸,以包括凸轮峰3202a和凸轮谷3202b。凸轮机构3202安装在共用轴 3204上,并且沿诸如由箭头3220图示的逆时针方向之类的方向由共用轴3204旋转。随着凸 轮机构3202旋转,往复线性运动随着滚子机构3208间歇地由峰3202a推动或被拉到谷3202b 中而传递给轴3206。从而,往复线性运动也传递给活塞126,在流探针3200 '中产生压力,并 且流体流动穿过远顶端3122或3222。再次,本领域技术人员将理解,由通道3210限定的路径 可以被设计为给予活塞126大体恒定的速度。再次,备选地,由通道3110限定的路径可以被 设计为给予近端栗部124中的大体恒定的压力。与第一流探针操作设备3100相比,因为滚子 机构3208现在处于谷3202b处,所以活塞126处于近端活塞部124的近端端部124'处的位置 处。
[0207] 图22图示了马达3300,马达3300可操作地连接到共用轴3104,使得流探针操作设 备3100的第一旋转到线性运动操作构件3102相对于马达3300近端地安装在共用轴3104上, 而流探针操作设备3200的第二旋转到线性运动操作构件3202相对于马达3300远端地安装 在共用轴3104上。本领域技术人员将意识到,由马达3300引起的共用轴3104的旋转如上面 参照图20和图21描述的引起多个流探针操作。马达3300由安装在近端主体部210上的电源 270(参见图10)(诸如电池或超级电容器)供应电功率,或者备选地由到外部电源的连接或 其他合适手段(未示出)来供应电功率。
[0208] 本领域技术人员将意识到,流探针操作设备3100或流探针操作设备3200可以操作 具有上面关于图13描述的多个远端探针顶端3112和3122或上面关于图17至图19描述的多 个远端探针顶端3212和3222的单个空气流探针1100。
[0209] 本领域技术人员将意识到,关于图20至图22描述的流操作设备3100和3200仅是可 以用于实现所期望操作的设备的示例。例如,本领域技术人员将意识到,流探针100"及其关 联的部件可以替换活塞126和旋转到线性运动操作构件3102或旋转到线性运动操作构件 3202或两者,并且马达3300可以用如上面关于图4C描述的包括柔性或可压缩隔膜158的隔 膜栗150来替换。
[0210] 马达3300与控制器225电通信,控制器225基于由检测器电子器件220接收的信号 控制马达操作。除了报警器226之外,向用户信号通知已检测到菌斑的、上面关于图10、结合 图10描述的屏幕125、基站228以及智能电话229可以包括控制器225,此控制器225被编程为 在检测到菌斑时通过改变马达3300的操作来改变牙刷驱动模式,以在频率方面或在幅度方 面或在这两方面增大刷牙强度。幅度和/或频率两者的增大都用信号通知用户,以继续在该 区域刷牙,由此提高菌斑去除的有效性。备选地,控制器225可以被编程为例如通过调制驱 动链以信号通知已定位菌斑,来在嘴中产生用户可以与普通刷牙区分的不同感觉。
[0211] 空气泡向牙刷的供给也可以提高刷牙的菌斑去除速率。
[0212] -种可能的机制是(i)空气泡将粘贴至干净牙釉质的斑点,(ii)刷牙使气泡运动, 从而还使气泡的空气/水界面运动,以及(iii)当气泡边缘接触菌斑材料时,因为菌斑材料 非常亲水且因此更喜欢留在水溶液中,所以边缘将倾向于将菌斑材料从牙釉质剥离。另一 个可能的机制是气泡的存在可以改进流体中的局部混合和剪切力,从而提高菌斑去除速 率。应注意,如本文中所述的检测表面上物质的存在的方法的其他示例性实施方式可以包 括监测信号的一阶导数、AC(交流)调制以及将传感器用于牙龈检测。
[0213]要考虑的其他事情是颗粒(特别是牙膏中的颗粒)可能堵塞可能具有小至200微米 (Ml)的截面尺寸的、流探针的微小开口。同样地,牙菌斑和唾液或食物颗粒可能堵塞探针的 开口。图23图示了作为具有开放端口 136的聚四氟乙烯管(诸如图4A和图4B以及图10中图示 的)的远端探针部110的远顶端112的实际照片。在图24中,开放端口 136已经在一些实验之 后被含有相对大的蓝色颗粒的牙膏堵塞。最初,将发生部分堵塞,引起由压力传感器P、P1或 P2检测的压力的增大。此压力增大将由处理控制器225解释为刷洗的位置上存在的菌斑,而 实际上该位置处的表面是干净的。因此,产生错误的肯定信号(即,用户在不是这种情况时 认为存在菌斑)。如果堵塞未清除,那么压力增大将继续,并且错误的读数可能继续发生。最 后,在如图24所示的完全堵塞的情况下,远端探针部110且由此整个检测设备200将因没有 流动可以发生而不可用。
[0214] 在本公开的示例性实施方式中,并入到图10的近端主体部210中的图4A的流探针 100或图4B的流探针100'(其供给通过远端探针部110的正压力或在远端探针部110中诱导 负压力),或包括栗部150(其通常供给通过远端探针部110的正压力,但如果被构造为诱导 负压力则可以诱导通过远端探针部110的负压力)的图4C的流探针100",被适配为使得可以 向流探针100或100'或100"供给动态压力或在流探针100或100'或100"中诱导动态压力,以 克服由牙膏颗粒、菌斑颗粒或唾沫引起的堵塞。如本文中限定的,动态压力涉及流探针的远 顶端110处的流体的滞止压力的随时间变化的改变、或流探针的远顶端110处的流体的静态 压力的随时间变化的改变,其中,远顶端处的流体为气体(包括空气)或液体。滞止压力和静 态压力的随时间变化的改变还包括正压力和负压力的交替周期。由此,动态压力的变化包 括滞止压力的变化或静态压力的独立或相关变化或其组合。备选地,动态压力包括维持流 体的压力大体恒定,直到移开引起堵塞的一个或多个物质(在此之后,通常将期望流体的压 力降低)。
[0215] 克服堵塞通过向流探针100或100'或100"引入另外的操作模式来实现,也许对于 菌斑的检测不是那么有利,此另外的操作模式阻止堵塞或便于流探针的疏通。
[0216] 这些另外的操作模式包括至少以下操作特征:
[0217] 使大于之前的气压脉冲的气压定期脉动;
[0218] 在关闭刷毛的运动之后维持气压一定时间段;
[0219] 在感测指示用户将要使用刷的刷的运动之后,启动空气流动。即,在用户在关掉空 气之后首次移动刷时,启动空气;
[0220] 在刷在使用中或在储备站或插接站(docking station)中时,启动通过流探针的 水流动;
[0221 ]在未在使用中时,迫使嘴冲洗消毒液流过流探针;以及
[0222]故意应用欠压,以将(清洁的)消毒液汲取到流探针管中。
[0223]为了实施前述操作模式中的一个或多个,图4C的流探针100"可以被构造为提供专 用的操作模式,以降低堵塞发生或去除流探针的现有堵塞,借此,远端探针部中的气压超过 菌斑检测模式中使用的气压。对于刷牙之前、期间或之后的时段,可以间歇地启动模式。
[0224] 大约IOOmL/分钟(毫升/分钟)的相对低的空气流量和关联低压(大约IOkPa-千帕) 足以可靠地检测菌斑。低流量具有用户可以几乎感测不到空气流动的优点。另外,便宜的压 力传感器可用于检测低压。然而,甚至廉价的空气栗也能够产生显著更高的压力和流动速 率--例如更高的数量级。在此实施方式中,牙刷可以通过以下方式切换到此操作模式:
[0225] 提高现有栗的操作,以通过增大驱动信号的操作频率和/或幅度来增大流量(且从 而还增大压力);
[0226] 通过例如使用更宽的管来路由流动穿过较低流阻路径,来降低探针的流阻,避免 穿过压力传感器,避免可以用于栗处的压力室与探针/压力传感器部之间的装置的约束等。 重新路由可以通过打开龙头或阀来进行。以此方式,可能增大流量(且从而还增大压力);
[0227] 切换到具有更高压力或更高流量的操作模式的单独栗;或
[0228] 允许在(例如通过打开弹簧加载阀)突然释放压力之前和产生高压流体的爆发之 前,在保持室内建立压力。
[0229] 前述操作模式可以单独实施,或者多于一个模式或全部模式可以同时实施。
[0230] 为了示例性实施这种另外的操作模式以克服堵塞或降低远端探针部110的堵塞概 率,参照图10连同图4C,在一个示例性实施方式中,用于检测表面上物质的存在的检测设备 或流探针100"包括近端主体部210,此近端主体部210包括栗部142和近端探针部111。栗部 142和近端探针部111经由中心参数感测部120 '彼此流体连通,此中心参数感测部120 '被布 置为在栗部142与近端探针部111之间进行流体连通。从而,中心参数感测部120'使得能够 在栗部142与近端探针部111之间进行流体连通。如图10所示,近端探针部111可以经由连接 器230连接到检测设备的远端探针部110,以在近端探针部111、中心参数感测部120'以及远 端探针部11 〇之间建立流体连通。
[0231] 如上面关于图7所述的,再次,检测设备100"包括被构造为浸没在第一液体11中的 远端探针部110,
[0232] 远端探针部110限定远顶端112,此远顶端112具有使得第二流体30能够穿过远顶 端112的开放端口 136。
[0233] 检测设备100"被构造为使得栗部142使得第二流体30穿过远顶端112,以诱导远端 探针部110中的感测参数的变化,以使得能够基于信号的测量来检测可能存在于表面31、33 上的物质116,此信号表示感测参数(例如压力、流动速率或应变)、与至少部分妨碍流体30 穿过远顶端112的开放端口 136的物质116相关。如之前图4C中还示出的,参数传感器P被构 造并布置在中心参数感测部120'中,以检测表示感测参数的信号。
[0234] 如之前的,控制器225处理由参数传感器P感测的信号读数,并且确定信号读数是 否指示妨碍流体130穿过远顶端112的开放端口的物质116。控制器225与栗部142以及参数 传感器P电通信。
[0235] 在检测设备100"的使用期间,在控制器225确定信号读数指示妨碍流体130穿过远 顶端112的开放端口 136的物质116时,控制器225发送改变远顶端112、112 '处的动态压力的 信号。
[0236] 更具体地,在一个示例性实施方式中,控制器225产生引起近端主体部210的操作 的变化的信号,近端主体部210的操作的变化改变动态压力并使得移开妨碍流体30穿过远 顶端112的开放端口 136的物质116。由控制器225向栗部142发送的信号改变到远顶端112、 112'的排放压力或流量、或压力和流量两者,以移开至少部分妨碍流体30穿过远顶端112、 112'的开放端口的物质116。
[0237] 在一个示例性实施方式中,移开妨碍流体30穿过远顶端112、112'的开放端口的物 质116的操作步骤包括,在未将检测设备100"用于检测表面31、33上的物质116的存在期间, 控制器225产生引起近端主体部210的操作的变化的信号,近端主体部210的操作的变化使 得移开至少部分妨碍流体30穿过远顶端112、112'的开放端口的物质116。近端主体部210的 操作的变化可以通过如下方式来实现:栗部142栗送流体通过远端探针部110,持续使远顶 端116将来发生堵塞的概率最小化所需的时间段、或移开物质116所需的时间段。
[0238] 如本文中所限定的,移开可能妨碍流体30穿过远顶端112、112'的开放端口的物质 116包括使远顶端116将来发生堵塞的概率最小化。使远顶端112将来发生堵塞的概率最小 化所需的时间段为在使用检测设备100"检测表面31、33上的物质116的存在之前的时间段、 或在使用检测设备100"检测表面31、33上的物质116的存在之后的时间段。
[0239] 类似地,移开妨碍流体30穿过远顶端112、112 '的开放端口的物质116所需的时间 段可以为在使用检测设备100"检测表面31、33上的物质116的存在之前的时间段、或在使用 检测设备100"检测表面31、33上的物质116的存在之后的时间段。
[0240] 为了实施用于移开物质116的前述操作步骤,参照图10,近端主体部210可以包括 用于振动布置在远端口腔插入部250上的刷毛262的振动轴114。如本领域中众所周知的,振 动的刷毛262实现对象或检测设备100"的用户的牙齿卫生。近端主体部210还可以包括用于 操作振动轴114的刷毛振动马达118、用于启动用以操作振动轴114的刷毛振动马达118的启 动装置144。启动装置144与控制器225电通信。
[0241] 在一个示例性实施方式中,在启动装置144的启动之前,控制器225向栗部142发送 信号,以使得第二流体30穿过远顶端112、112 ',将动态压力的变化与启动装置144的启动之 前的动态压力进行比较。在另一个示例性实施方式中,在启动装置144的启动之后控制器 225向栗部142发送信号,以使得第二流体30穿过远顶端112、112 ',并且在停止启动装置144 之后控制器225向栗部142发送信号,以继续使得第二流体30穿过远顶端112、112',将动态 压力的变化与停止启动装置144之后的动态压力进行比较。
[0242] 在一个示例性实施方式中,近端主体部210还包括检测设备使用传感器280,此检 测设备使用传感器280与控制器225电通信,并且启动装置144的启动之前的时间由控制器 225感测为开始于检测设备使用传感器280的启动。在示例性实施方式中,检测设备使用传 感器280为运动传感器282或接触传感器284或其组合。接触传感器284可以包括压力传感器 284a或温度传感器284b或其组合。
[0243] 在一个示例性实施方式中,当控制器225感测到检测设备使用传感器280的启动、 而在接收来自检测设备使用传感器280的信号之后的规定时间段内启动装置144未启动时, 控制器225信号通知栗部142,以停止使第二流体30穿过远顶端112、112'。
[0244] 现在转向图25,图示了用于检测表面上的物质的存在的流探针或检测设备100"a 的另一个示例性实施方式,此流探针或检测设备包括近端主体部210a,此近端主体部210a 包括中心参数感测部120'a,此中心参数感测部120'a被布置为在栗部142与近端探针部111 之间进行流体连通。如关于图4C和图10中所图示的流探针100"的,中心参数感测部120'a还 使得在栗部142与近端探针部111之间能够进行流体连通。参数传感器P还被布置为与中心 参数感测部120 ' a流体连通。
[0245] 然而,流探针或检测设备100" a还包括流体导管构件402,此流体导管构件402与近 端探针部111和中心参数感测部120'a流体连通,使得流体导管构件402形成围绕参数传感 器P的流动旁路,该流动旁路从与中心参数感测部120 ' a的近端或上游结点402a向与近端探 针部111的远端或下游结点402b延伸。流体流动中断装置404(例如,流动控制阀)布置在流 体导管构件402中,且在栗部142的操作期间维持在闭合位置。
[0246] 当控制器225接收表示感测参数的、与至少部分妨碍流体30穿过远顶端112、112' 的开放端口 136的物质116相关的信号时,控制器225向流体流动中断装置404发送信号以至 少部分打开,以绕开参数传感器P,以增大远顶端112、112'处的动态压力,以移开至少部分 妨碍流体30穿过远顶端112、112'的开放端口 136的物质116。当控制器225从参数传感器P接 收指示中心参数感测部120'a中的压力返回到指示远顶端112、112'处于未堵塞状态的值的 信号时,控制器225可以向流体流动中断装置404发送信号以至少部分闭合。
[0247] 图26图示了用于检测表面上的物质的存在的流探针或检测设备100"b的另一个示 例性实施方式,此流探针或检测设备包括近端主体部210b,此近端主体部210b以与上面关 于图4B描述的流探针100'类似的方式不包括中心参数感测部,且代之包括与近端探针部 111直接流体连通的栗部142。
[0248] 近端主体部2 IOb还包括参数传感器P,此参数传感器P被布置为与近端探针部111 流体连通。以与关于上面关于图25描述的流探针100"a的类似方式,流体导管构件412与近 端探针部111流体连通,使得流体导管构件412形成围绕参数传感器P的流动旁路,该流动旁 路从与近端探针部111的近端或上游结点412a向与近端探针部111的远端或下游结点412b 延伸,并且流体流动中断装置414布置在流体导管构件412中。流体流动中断装置414在栗部 142的操作期间处于闭合位置中。
[0249] 当控制器225接收表示感测参数的、与至少部分妨碍流体30穿过远顶端112、112' 的开放端口 136的物质116相关的信号时,控制器225向流体流动中断装置414发送信号以至 少部分打开,以绕开参数传感器P,以改变远顶端112、112'处的动态压力,以移开至少部分 妨碍流体30穿过远顶端112、112'的开放端口 136的物质116。类似地,当控制器225从参数传 感器P接收指示近端探针部111中的压力返回到指示远顶端112、112'处于未堵塞状态的值 的信号时,控制器225可以向流体流动中断装置414发送信号以至少部分闭合。
[0250] 图27图示了用于检测表面上的物质的存在的流探针或检测设备100"c的另一个示 例性实施方式,此流探针或检测设备包括近端主体部210c,此近端主体部210c以与图25的 流探针或检测设备100" a类似的方式包括中心参数感测部120'b,此中心参数感测部120'b 使得在栗部142与近端探针部111之间能够进行流体连通。参数传感器P也被布置为与中心 参数感测部120 ' b流体连通。
[0251]近端主体部210c包括从与中心参数感测部120'b的近端或上游结点430a延伸的上 游流体导管构件420、和延伸到与中心参数感测部120'b的远端或下游结点430b的下游流体 导管构件424。流体储液器422布置在近端或上游流体导管构件420与远端或下游流体导管 构件424之间,使得流体储液器422与中心参数感测部120'b流体连通。远端或下游流体流动 中断装置428布置在远端或下游流体导管构件424中并且在流体储液器422的下游。
[0252]近端或上游流体流动中断装置426可以布置在近端或上游流体导管构件420中并 且在流体储液器422的上游。第二流体流动中断装置426布置在流体储液器422的上游,使得 在中心参数感测部120'b的处于参数传感器P的上游的部分120'bl和中心参数感测部120'b 的处于参数传感器P的下游的部分120'b2之间提供流体连通,其中,第二流体流动中断装置 426、流体储液器422以及流体流动中断装置428形成围绕参数传感器P的流动旁路。在流体 流动中断装置428处于闭合位置中时,流体储液器422可以被加压为超过参数传感器P下游 的中心参数感测部120'b2中的压力的压力。流体储液器422的加压可以通过以下方式来实 现:在近端或上游流体流动中断装置426处于打开位置而远端或下游流体导管构件424处于 闭合位置中的情况下,操作栗部142。一旦达到可由与流体储液器422流体连通的参数传感 器P5测量的、流体储液器422中的期望压力,则可以闭合近端或上游流体中断装置426,以维 持对流体储液器422的加压,直到发生对于流体储液器的用以提高到中心参数感测部120'b 中的压力或流量的操作需求。流体储液器422还可以经由如本领域技术人员已知的外部装 置(未示出)来加压。
[0253]当控制器225接收表示感测参数的、与至少部分妨碍流体30穿过远顶端112、112' 的开放端口 136的物质116相关的信号时,控制器225向流体流动中断装置428发送信号以至 少部分打开,以从流体储液器422释放压力,以绕开参数传感器P,从而提高远顶端112处的 动态压力,以移开至少部分妨碍流体30穿过远顶端112、112'的开放端口 136的物质116。
[0254] 在检测设备100"c使用期间,在控制器225向流体流动中断装置428发送信号以至 少部分打开之后,在流体储液器422中的压力降低时,控制器225向第二流体流动中断装置 426发送信号,以从闭合位置转变到至少部分打开位置,以使流动绕开参数传感器P,从而增 大远顶端112处的动态压力,以移开至少部分妨碍流体130穿过远顶端112、112'的开放端口 136的物质116。
[0255] 图28图示了用于检测表面上的物质的存在的流探针或检测设备100"d的又一示例 性实施方式,此流探针或检测设备包括近端主体部210d,此近端主体部210d包括如上面关 于图4C描述的第一栗部142、和中心参数感测部120'a,此中心参数感测部120'a被布置为在 栗部142与近端探针部111之间进行流体连通。如之前的,中心参数感测部120使得在栗部 142与近端探针部111之间能够进行流体连通。参数传感器P被布置为与中心参数感测部120 流体连通。
[0256] 另外,近端主体部210d包括第二或备用栗部142',此第二或备用栗部142'具有栗 排放流体导管构件1202,此栗排放流体导管构件1202通过参数传感器P下游的、中心参数感 测部120中的连接1200与中心参数感测部120流体连通。近端栗部排放流动路径流动中断装 置168(例如止回阀)布置在栗排放流体导管构件1202中、在备用栗部142'的排放处。
[0257] 当控制器225接收表示感测参数的、与至少部分妨碍流体30穿过远顶端112、112' 的开放端口 136的物质116相关的信号时,控制器225向备用栗部142'发送信号以发起操作, 从而提高远顶端112处的动态压力,以移开至少部分妨碍流体30穿过远顶端112、112'的开 放端口 136的物质116。
[0258] 图29图示了用于检测表面上的物质的存在的流探针或检测设备100"e的再一个示 例性实施方式,此流探针或检测设备包括近端主体部2 IOe,此近端主体部210e包括如上面 关于图4C描述的第一栗部142。然而,与图4C相比,栗部142此时包括吸入口 162',此吸入口 162'使得能够通过栗部142吸入第二流体30,并且使得能够通过栗部142吸入第三流体36。 吸入口 162'可以为如图所示的具有基部162"的T形连接,基部162"具有第一入口 162'a和第 二入口 162 ' b。吸入口 162 '还包括形成与第一入口 162 ' a和第二入口 162 ' b流体连通的T形出 口的抽头162'c。第一入口 162'a被布置为与栗部142的吸入口上的吸入流动中断装置164流 体连通。由此,抽头或T形出口 162'c与吸入流动中断装置164的连接使得在来自第一 T形入 口 162'a处的周围环境的空气与栗部142之间能够进行流体连通。吸入口过滤器166此时布 置在第一T形入口 162 ' a中。吸入口空气流动中断装置165(例如流量控制阀)可以布置在第 一 T形入口 162'a的近端或上游,以控制来自周围环境通过第一 T形入口 162'a的、由箭头A指 示的空气30的流动。
[0259] 近端主体部210e还可以包括第三流体供给构件176,此第三流体供给构件176通过 第二T形入口 162'b、近端栗部142以及中心参数感测部120'与远端探针部110流体连通。流 体36经由流体储罐170通过第三流体供给构件176供给至栗部142,此流体储罐170经由流体 储罐排放构件172和可以包括流体控制阀的流动中断装置174与第三流体供给构件176流体 连通。
[0260] 因此,动态压力的变化包括操作栗部142,以使得第三流体36传递到远顶端112、 112 ',以移开妨碍流体30穿过远顶端112、112 '的开放端口 136的物质116。在一个示例性实 施方式中,第三流体36为液体。在另外的示例性实施方式中,液体可以为消毒剂(诸如口腔 清洗流体或酒精等)。
[0261] 第三流体36可以为液滴36',并且栗部142通过吸入口 152同时吸入第二流体30和 液滴36 ',使得第二流体30和液滴传递到远顶端112、112 '。栗部142可以被设计且操作为使 得栗部142给予液滴36 '充足的动能,使得液滴36 '传递到远顶端112、112 '使得移开妨碍第 二流体30穿过远顶端112、112'的开放端口的物质116。在栗部142向远顶端112、112'汲取第 三液体36和第二流体30或液滴36 '和第二流体30的这一操作期间,流探针或检测设备100" e 可以存储在还可以起用于电源270的充电站的作用的插接站180上。
[0262] 图30图示了用于检测表面上的物质存在的流探针或检测设备的又一示例性实施 方式,其中,参照例如图4C和图10,远端口腔插入部250与近端主体部210在连接器230处分 离,并且被定位于检测设备消毒单元500中,此检测设备消毒单元500包括含有装填流体(诸 如上面关于图29描述的第三流体36)的消毒流体储存储液器或盆510,其中,第三流体36为 液体,并且再次,在另外的示例性实施方式中,液体可以为消毒剂(诸如口腔清洗流体或酒 精等)。
[0263] 检测设备消毒单元500包括远端口腔插入部安装构件520,此远端口腔插入部安装 构件520接收远端口腔插入部250,使得远端口腔插入部250被定位于消毒流体储存储液器 或盆510中,以使得远端口腔插入部250能够浸没在流体36中。
[0264] 安装构件520还被构造为接收多个连接构件530 (诸如T形连接,此T形连接包括具 有抽头或出口连接531的集管(header)532,抽头或出口连接531经由连接器230(参见图10) 可去除地附接到远端口腔插入部250的近端端部260)。第一集管连接532a被构造为使得可 以通过远端口腔插入部250的远端探针部110的远顶端112、112'注入流体36。第一集管连接 532a与通过流体供给栗排放流量控制阀534a排放流体36的流体供给栗536a流体连通。流体 36如由箭头502a指示的通过流体供给栗536a的吸入口而被吸入,从而在流体供给栗536a与 远顶端112、112'之间提供流体连通。动态压力的变化包括流体供给栗536a被操作充足时间 以注入第三流体36,以移开妨碍第二流体30穿过远顶端112、112'的开放端口的物质116,或 者以对远端口腔插入部250进行消毒。
[0265] 在一个示例性实施方式中,在用以移开物质116或对远端口腔插入部250进行消毒 的对流体供给栗536a的操作完成时,第二集管连接532b被构造为使得可以通过远端口腔插 入部250的远端探针部110的远顶端112、112 '注入干燥流体1Γ。第二集管连接532b与通过 干燥流体供给压缩机排放流量控制阀534b排放干燥流体1Γ的干燥流体供给压缩机536b流 体连通。干燥流体11'如由箭头502b指示的通过干燥流体供给压缩机536b的吸入口而被吸 入,从而在干燥流体供给压缩机536b与远顶端112、112 '之间提供流体连通。干燥流体供给 压缩机536b可以被操作足以完成对远端口腔插入部250进行干燥或进一步消毒的期望目的 的时间段。在一个示例性实施方式中,干燥流体11'为环境温度下的或被加热到超过环境温 度的环境空气。干燥流体11'还可以包括气体(诸如二氧化碳)或医疗杀菌气体(诸如环氧乙 烷)。
[0266] 在一个示例性实施方式中,图31图示了移开妨碍第二流体30穿过远顶端112、112' 的开放端口的物质116的又一方法的一个示例性实施方式。更具体地,在图31中,图示了上 面关于图4A和图10描述的流探针100,其中,远端口腔插入部250浸没在与消毒流体储存储 液器或盆510相似的储液器510'中。如之前关于图4A的,近端主体部210包括控制器225,此 控制器225控制栗部124的操作,使得栗部124的至少一个交替操作周期引起远顶端112、 112'处的负压状态或欠压状态以及正压状态,从而振荡通过远顶端112、112'的流体流动。 振荡流体流动和在负压状态与正压状态之间的振荡改变远顶端112、112'处的动态压力,以 移开可能妨碍第二流体30穿过远顶端112、112 '的开放端口的物质116,或对远端口腔插入 部250进行消毒,或移开物质116和对远端口腔插入部250进行消毒两者。
[0267] 图32图示了图31的流探针100的用户600,其中,负压状态或欠压状态通过将远端 口腔插入部250插入到用户600的嘴602中并浸没在作为用户600的嘴602中的液体的液体 604中来实现。更具体地,液体604可以为漱口水且可以包括消毒或杀菌组分。再次,如关于 图31、联系图4A描述的,近端主体部210包括控制器225,此控制器225控制栗部124的操作, 使得栗部124的至少一个交替操作周期引起远顶端112、112'处的负压状态或欠压状态以及 正压状态,从而振荡通过远顶端112、112 '的流体流动。振荡流体流动和在负压状态与正压 状态之间的振荡改变远顶端(112、112')处的动态压力,以移开可能妨碍第二流体30穿过远 顶端112、112 '的开放端口的物质116,或对远端口腔插入部250进行消毒,或移开物质116和 对远端口腔插入部250进行消毒两者。
[0268] 本领域技术人员将意识到且理解如图25至图32中且关于图1至图24所述的本公开 的各种实施方式如何可以单独使用或与本公开的其他实施方式中的一个或多个组合使用。
[0269] 虽然附图中已经示出了本公开的若干实施方式,但不旨在将本公开限于此,因为 旨在的是,本公开的范围与本领域将允许的一样宽,且同样地解读说明书。因此,上述描述 不应被解释为限制,而仅是特定实施方式的范例。本领域技术人员将设想所附权利要求范 围内的其他修改例。
[0270] 在权利要求中,置于括号间的任何附图标记不应被解释为限制权利要求。词"包 括"不排除除了权利要求中所列的元件或步骤之外的元件或步骤的存在。元件之前的词 "一"或"一个"不排除多个这种元件的存在。词"或者"不排除备选方案列表中的多于一个或 全部备选方案的存在。本发明可以借助于包括若干不同元件的硬件和/或借助于适当编程 的处理器来实施。在列举若干装置的装置权利要求中,这些装置中的若干装置可以由同一 硬件项来体现。单单某些措施加载在彼此不同的从属权利要求中的事实不指示这些措施的 组合不能被有利地使用。
【主权项】
1. 一种用于检测表面上的物质的存在的检测设备(100),包括: 远端探针部(110),被构造为浸没在第一流体(11)中,所述远端探针部(110)限定远顶 端(112、112'),所述远顶端具有使得第二流体(30)能够穿过所述远顶端的开放端口(136); 以及 近端主体部(210),所述近端主体部(210)包括:(i)栗部(124、142); (ii)近端探针部 (111、120),与所述栗部流体连通,其中所述近端探针部能够经由连接器(230)连接到所述 远端探针部(110),以建立在所述近端探针部(111、120)与所述远端探针部(110)之间的流 体连通, 其中所述栗部(124、142)使得所述第二流体(30)穿过所述远顶端(112、112'),从而诱 导所述远端探针部(110)中的感测参数的变化,以便使得能够基于表示所述感测参数的、与 至少部分妨碍所述第二流体(30)穿过所述远顶端(112、112')的所述开放端口(136)的物质 (116)相关的信号的测量,来检测可能存在于所述表面(31、33)上的物质(116); (iii)参数 传感器(P、P1或P2),被构造且布置为检测表示所述感测参数的所述信号;以及 (iv)控制器(225),所述控制器用于处理由所述参数传感器(P、P1或P2)感测的信号读 数且用于确定所述信号读数是否指示妨碍第二流体(130)穿过所述远顶端(112、112')的所 述开放端口的物质(116),所述控制器(225)与所述栗部和所述参数传感器电通信,所述控 制器(225)还用于响应于确定所述信号读数指示妨碍第二流体(130)穿过所述远顶端(112、 112')的所述开放端口的物质(116),向至少所述栗部(124、142)发送信号以实现所述远顶 端(112、112')处的动态压力的变化,其中向至少所述栗部发送所述信号以实现所述远顶端 处的动态压力的变化包括从以下项组成的组选择的一个或多个: (a) 在用于检测所述表面上的物质(116)的存在期间,响应于所述控制器(225)确定所 述信号读数指示妨碍第二流体(130)穿过所述远顶端(112、112')的所述开放端口的物质 (116),所述控制器(225)产生引起所述近端主体部(210)的操作的变化的所述信号,所述近 端主体部(210)的操作的变化引起动态压力的变化,以便经由(i)围绕所述参数传感器(P) 的流动旁路(4〇2、412、(42〇、422、424))和(^)所述参数传感器0)下游的备用栗部(142') 中的至少一个,移开妨碍所述第二流体(130)穿过所述远顶端(112、112')的所述开放端口 的所述物质(116);以及 (b) 在未用于检测所述表面上的所述物质(116)的存在期间,其中所述近端主体部 (210)还包括用于启动用以操作振动轴(114)的刷毛振动马达(118)的启动装置(144),所述 控制器(225)发送引起所述近端主体部(210)的操作的变化的信号,所述近端主体部(210) 的操作的变化引起动态压力的变化,以便经由(i)在启动所述启动装置的之前和(ii)在停 止所述启动装置之后中的至少一个,移开妨碍所述第二流体(130)穿过所述远顶端(112、 112 ')的所述开放端口的所述物质(116)。2. 根据权利要求1所述的检测设备,其中响应于所述控制器处理由所述参数传感器(P、 P1或P2)感测的信号读数并确定所述信号读数指示妨碍流体(130)穿过所述远顶端(112、 112')的所述开放端口的物质(116),所述控制器(225)向所述栗部(124、142)发送信号,以 改变到所述远顶端(112、112')的排放压力或流量、或压力和流量两者,以至少经由围绕所 述参数传感器(P)的所述流动旁路(402、412、(420、422、424)),移开妨碍流体(130)穿过所 述远顶端(112、112 ')的所述开放端口的所述物质(116)。3. 根据权利要求1所述的检测设备, 其中所述近端主体部(210)还包括:(v)所述参数传感器(P),被布置为与所述近端探针 部(111、120)流体连通;(Vi)流体导管构件(412 ),与所述近端探针部(111、120)流体连通, 使得所述流体导管构件(412)形成围绕所述参数传感器(P)的流动旁路;以及(vii)流体流 动中断装置(414),布置在所述流体导管构件(412)中,所述流体流动中断装置(414)在所述 栗部(124、142)的操作期间处于闭合位置, 其中响应于所述控制器(225)接收表示所述感测参数的、与至少部分妨碍流体(30)穿 过所述远顶端(112、112')的所述开放端口(136)的物质(116)相关的信号,所述控制器 (225)向所述流体流动中断装置(414)发送信号以至少部分打开,从而绕开所述参数传感器 (P),以改变所述远顶端(112)处的动态压力,以便移开至少部分妨碍流体(30)穿过所述远 顶端(112、112')的所述开放端口( 136)的所述物质(116)。4. 根据权利要求1所述的检测设备, 其中所述近端主体部(210)还包括:(v)中心参数感测部(120'),被布置为在所述栗部 (124、142)与所述近端探针部(111)之间流体连通,所述中心参数感测部(120)使得所述栗 部(124、142)与所述近端探针部(111)之间能够进行流体连通;(vi)所述参数传感器(P),被 布置为与所述中心参数感测部(120)流体连通;(vii)流体导管构件(402),与所述近端探针 部(11U120)以及所述中心参数感测部(120')流体连通,使得所述流体导管构件(402)形成 围绕所述参数传感器(P)的流动旁路;以及(viii)流体流动中断装置(404),布置在所述流 体导管构件(402)中,所述流体流动中断装置(404)在所述栗部(124、142)的操作期间处于 闭合位置, 其中响应于所述控制器(225)接收表示所述感测参数的、与至少部分妨碍流体(30)穿 过所述远顶端(112、112')的所述开放端口(136)的物质(116)相关的信号,所述控制器 (225)向所述流体流动中断装置(404)发送信号以至少部分打开,从而绕开所述参数传感器 (P),以改变所述远顶端(112)处的动态压力,以便移开至少部分妨碍流体(30)穿过所述远 顶端(112、112')的所述开放端口( 136)的所述物质(116)。5. 根据权利要求4所述的检测设备, 其中所述流体导管构件(402)还包括流体储液器(422),所述流体储液器(422)布置在 所述流体流动中断装置(428)的上游,并且与所述中心参数感测部(422)流体连通, 其中在所述流体流动中断装置(428)处于闭合位置时,所述流体储液器(422)被加压至 超过所述参数传感器(P)下游的所述中心参数感测部(120')中的压力的压力。6. 根据权利要求5所述的检测设备, 其中响应于所述控制器(225)接收表示所述感测参数的、与至少部分妨碍流体(30)穿 过所述远顶端(112、112')的所述开放端口(136)的物质(116)相关的信号,所述控制器 (225)向所述流体流动中断装置(428)发送信号以至少部分打开,从而从所述流体储液器 (422)释放压力,以绕开所述参数传感器(P),从而增大所述远顶端(112)处的动态压力,以 便移开至少部分妨碍流体(30)穿过所述远顶端(112、112')的所述开放端口(136)的所述物 质(116) 〇7. 根据权利要求6所述的检测设备,还包括: 第二流体流动中断装置(426),布置在所述流体储液器(422)的上游,使得在所述中心 参数感测部(120')的处于所述参数传感器(P)上游的部分(120'a)和所述中心参数感测部 (120')的处于所述参数传感器(P)下游的部分(120'b)之间提供流体连通,其中所述第二流 体流动中断装置(426)、所述流体储液器(422)以及所述流体流动中断装置(428)形成围绕 所述参数传感器(P)的流动旁路。8. 根据权利要求7所述的检测设备,其中在所述检测设备(100"c)的使用期间,在所述 控制器(225)向所述流体流动中断装置(428)发送信号以至少部分打开之后,并且响应于所 述流体储液器(422)中的压力降低,所述控制器(225)向所述第二流体流动中断装置(426) 发送信号,以从闭合位置转变到至少部分打开位置,从而使流动绕开所述参数传感器(P), 从而增大所述远顶端(112)处的动态压力,以便移开至少部分妨碍流体(130)穿过所述远顶 端(112、112')的所述开放端口( 136)的所述物质(116)。9. 根据权利要求1所述的检测设备, 其中所述近端主体部(210d)还包括: (v) 中心参数感测部(120'a),被布置为在所述栗部(124、142)与所述近端探针部(111) 之间流体连通,所述中心参数感测部(120)使得所述栗部(124、142)与所述近端探针部 (111)之间能够进行流体连通; (vi) 所述参数传感器(P),被布置为与所述中心参数感测部(120)流体连通;以及 (vii) 备用栗部(142'),具有栗排放流体导管构件(1202),所述栗排放流体导管构件 (1202)通过所述参数传感器(P)下游的所述中心参数感测部(120)中的连接1200与所述中 心参数感测部(120)流体连通,其中响应于所述控制器(225)接收表示所述感测参数的、与 至少部分妨碍流体(30)穿过所述远顶端(112、112')的所述开放端口(136)的物质(116)相 关的信号,所述控制器(225)向所述备用栗部(142')发送信号以发起操作,从而增大所述远 顶端(112)处的动态压力,以便移开至少部分妨碍流体(30)穿过所述远顶端(112、112')的 所述开放端口( 136)的所述物质(116)。10. 根据权利要求1所述的检测设备,其中在未使用期间,所述近端主体部(210)的操作 的变化还通过以下方式来实现:所述栗部(124、142)栗送流体穿过所述远端探针部(110)持 续使所述远顶端(116)将来发生堵塞的概率最小化所需的时间段或移开妨碍流体(130)穿 过所述远顶端(112、112')的所述开放端口的物质(116)所需的时间段。11. 根据权利要求1所述的检测设备,还包括: 所述振动轴(114),用于振动布置在所述检测设备(100")的远端口腔插入部(250)上的 刷毛(262),振动的刷毛(262)用于实现对象或所述检测设备(100")的用户的牙齿卫生; 刷毛振动马达(118),用于操作所述振动轴(114);以及 所述启动装置(144),用于启动所述刷毛振动马达(118)以操作所述振动轴(114),所述 启动装置(114)与所述控制器(225)电通信, 其中所述控制器(225)在启动所述启动装置之前向所述栗部(124、142)发送信号以使 得所述第二流体(30)穿过所述远顶端(112、112'),将动态压力的变化与启动所述启动装置 之前的动态压力进行比较,或者 其中所述控制器(225)在启动所述启动装置(144)之后向所述栗部(124、142)发送信号 以使得所述第二流体(30)穿过所述远顶端(112、112'),并且其中所述控制器(225)在停止 所述启动装置之后向所述栗部(124、142)发送信号以继续使得所述第二流体(30)穿过所述 远顶端(112、112'),将动态压力的变化与停止所述启动装置之后的动态压力进行比较。12. 根据权利要求10所述的检测设备, 其中所述近端主体部(210)还包括与所述控制器(225)电通信的检测设备使用传感器 (280),并且 其中启动所述启动装置(144)之前的时间由所述控制器(225)感测为开始于所述检测 设备使用传感器(280)的启动。13. 根据权利要求16所述的检测设备,其中所述检测设备使用传感器(280)为运动传感 器(282)或接触传感器(284)或其组合,所述接触传感器(284)包括压力传感器(284a)或温 度传感器(284b)或其组合。14. 根据权利要求12所述的检测设备,其中响应于所述控制器(225)感测到所述检测设 备使用传感器(280)的启动而在接收来自所述检测设备使用传感器(280)的、指示所述检测 设备(100")的使用的信号之后的规定时间段内所述启动装置(144)未启动,所述控制器 (225)向所述栗部(124、142)发送信号以停止使所述第二流体(30)穿过所述远顶端(112)。15. 根据权利要求1所述的检测设备,其中所述栗部(124、142)还包括吸入口(152),所 述吸入口(152)使得能够通过所述栗部(124、142)吸入所述第二流体(30),并且使得能够通 过所述栗部(142)吸入第三流体(36), 其中实现动态压力的变化还包括所述栗部(142)使得所述第三流体(36)传递至所述远 顶端(112、112'),以移开妨碍流体(30)穿过所述远顶端(112、112')的所述开放端口(136) 的物质(116)。
【文档编号】A61B5/00GK105979857SQ201580006840
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2015年1月21日
【发明人】M·T·约翰森, J·H·M·斯普瑞特, M·W·J·普林斯, S·C·迪恩, P·霍斯特曼, E·M·范古尔, O·奥宇维尔特杰斯
【申请人】皇家飞利浦有限公司
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