专利名称：牙垢检测系统和方法
技术领域：
本发明涉及牙垢的检测，尤其是涉及齿龈下牙垢的检测。
在健康的牙周组织(见
图1)中没有牙周袋。但是，当患有牙周疾病时(见图2)，齿龈G的内表面和牙齿T的根部R就会形成这种牙周袋P，并且其顶端由牙周韧带L封闭。这样在这个牙周袋P中就能生成齿龈下牙垢S。
因此，为了预防能导致严重健康问题的牙周疾病，在牙垢形成时将其清除非常重要。另一方面，由于齿龈下牙垢被齿龈覆盖，肉眼通常难以发现，因此牙垢的清除非常困难，并且要摸索着进行。为了清除齿龈下牙垢(即位于齿龈后面的牙垢)，手术操作者必须使用探针通过触觉设法确定牙垢的位置。但是如果不借助于侵害性的外科手术，就无法真正观察到齿龈下牙垢并保证完全将其清除。
从美国专利No.5.230.621和No.5.328.365中也可以知道对齿龈下牙垢进行清除所使用的内窥镜方法和仪器。在这种系统中，内窥镜探针被插入至齿龈袋或齿龈沟中，齿龈下根部的规划、除垢或由其他手术器械进行的其他牙斑清除步骤的过程和/或效果在牙齿周围是可以看到的。作为选择，内窥镜观察装置可以与手术器械结合使用，手术器械本身可以用来从齿龈下牙齿表面清除堆积的物质，这样手术操作者在使用牙斑清除器械时就可以观察和/或操纵该器械。因此，手术操作者可以观看提供了内窥镜检测图象的监视器，通过观看监视器就可以检测到齿龈下牙垢是否存在。这种系统很有效，但是使用略显麻烦，因为手术操作者为了观看监视器就必须停止观察患者的口腔。而且，由于这种系统需要监视器和相关硬件，因而价格相对较昂贵。
因此，需要一种使用探针或类似装置的牙科器械，能自动检测齿龈下牙垢，不需要使用监视器，并可以使手术操作者把精力集中于患者的口腔，而不必观看监视器，否则会使手术操作者的视线脱离患者的口腔。这种器械通过提供一种能在诊断中协助手术操作者的系统，使操作者可以比较方便地清除齿龈下牙垢。
本发明的另外一个目的是提供一种用于齿龈下牙垢检测的新颖系统，该系统可以以其光谱反射率特性(其中色彩为特例)为基础自动检测牙垢。
本发明另外还有一个目的是提供一种能在检测到齿龈下牙垢后给出视觉的、以声音为基础的或其他类型信号的系统，其中该检测结果由在齿龈下区域所进行并被包含在一个或多个预定的波长范围内的测量所产生，此波长范围适合于区分构成牙垢存在标记的光谱反射率特性。
因此，根据本发明，提供了一种牙垢检测系统，该系统包括能够沿牙齿移动的探针；照明装置，其用于以入射光线照亮牙齿上的区域；检测装置，其用于收集反射回来的光线；分析系统，当在一个或多个预定波长范围内对反射光线的测量落在作为牙垢特性的值的任何第一预定范围内时，或者当所述测量没有落在不是牙垢而是人工产物的特性的值的任何第二预定范围内时，该分析系统用于向所述探针的操作者提供信号。
根据本发明，还提供了一种用于清除牙齿上的牙垢的方法，该方法包括以下步骤(a)在牙齿区域提供入射光线；(b)收集并测量从所述牙齿区域反射的光线；(c)分析所述反射光线以确定所述反射光线是否表示存在牙垢；(d)当在步骤(c)检测到牙垢存在时，为牙垢清除器械的手术操作者提供信号。
系统10尤其还包括三个主要器械，即(1)口腔探针；(2)容纳光学元件、光源及探测和信号处理电子装置以及能连接至供水系统的进水口的外壳；(3)电缆束，其包括光纤和供水管，并将探针连接至外壳。
实际上，系统10包括牙周探针12，探针容纳光纤，尤其容纳一个或多个用于照亮齿龈下区域的照明光纤14，以及一个或多个检测光纤16，检测光纤16接收从牙齿T反射回来的光线，以便随后确定这个区域中的光谱反射率特性。根据设计，对于照明功能和检测功能还可以使用单个光纤。探针12具有弯曲的尖端部分60和照明光纤14和检测光纤16，照明光纤14和检测光纤16容纳在尖端部分60中并延伸至其开口自由端或远端36，同时在该处它们分别具有远端。
探针12具有把手18，并可以具有固定装置20，以便使其可以安装在通过超声波或者其他任何合适的清除技术清除牙垢S的各种器械A上。在此还可能并入使用光纤技术的光谱反射率检测手段，这样可以把诊断和治疗集于单个器械。探针12在把手18的近端还具有连接器，及冲洗微型系统22，系统22通过向牙周袋P中注射冲洗液清洗手术位置即齿龈下区域，这样做的目的是提供进一步的检测效率。
冲洗微型系统22具有分别连通的第一供水管24和第二供水管26、第一供水管24上的阀28和水源30。第二供水管26穿过把手18，其远端部分19(由不锈钢或者其他不会引起排斥的材料例如塑料等制成)从把手18向外伸出。第二供水管26的远端部分19沿着弯曲的尖端部分60从把手18向外伸出，短于或者在弯曲尖端部分60远端36的上游终结，并且由此短于或者在照明光纤14和检测光纤16远端的上游终结，从而把水喷射到探针12的远端36，因此血液或者其他任何碎片都可以被从该处清洗掉。
电缆束32将探针12连接至设置在外壳34中的电子系统，外壳34的形状和尺寸可以与便携式磁带录音机(即WalkmanTM)相同，并可以连接至外部电源(除非外壳34由设置在其中的电池供电)和水源30，从而使系统10便于携带。由探针12中的照明光纤14和检测光纤16的远端部分传送的光线从而通过作为电缆束32一部分的照明光纤14和检测光纤16的近端部分进一步传送至外壳34或者从外壳34传送出。电缆束32承载并保护照明光纤14和检测光纤16以及第一供水管24。电缆束32可拆卸地连接至设置在探针12把手18近端33的连接器上，因此探针12可以从电缆束32上拆卸下来，从而使探针12可以单独放置在高压灭菌器中进行消毒。探针12还可以是一次性的，因此使用完毕可以丢弃，而不用消毒。
用来照亮手术部位(即牙周袋P)的一个或多个照明光纤14中每一个光纤的末端之一面对光源(其可以设置或者不设置光学波长选择滤色片)，其另一末端位于探针12的开口自由端36。每个这种光纤14在电缆束32和探针12之间的连接器被阻断(或切断)。
一个或多个检测光纤16(可以与用来照亮牙周袋P的光纤14是同一光纤)中的每个光纤被用来接收来自牙周部位的反射光线。每个这种检测光纤16具有一个末端位于探针12的远端36，其另一端面对光检测器(或者光电传感器)38(其可以设置或者不设置光学波长选择滤色片)。每个这种光纤16在电缆束32和探针12之间的连接器被阻断(或切断)。
探测器38连接至安装在外壳34中的电子系统。
在探测器上或者从由探测器发出的信号，可以具有电子或物理(光学)过滤系统，以除去接收到的波长中由非牙垢结构产生的波长。经过这种过滤后获得的信号随后由电子处理器进行分析，以确定在探针12的远端36是否存在牙垢。
如果检测到了牙垢，指示器(发光、声音或者其他任何可以被手术操作者感觉到的装置)被启动，因此手术操作者被告知在由探针12的远端进行诊察的区域存在牙垢。例如，指示器可以采用设置在探针12上的发光指示器42，在外壳34中产生的光线由外壳34与探针12把手18之间的一个或多个光纤44传送给指示器，因而终止于设置在把手18上的指示器42，因此手术操作者在检测到牙垢时可以看到由光纤44传送的光线。同样，光线信号还可以来自于警报LED(发光二极管)，警报LED位于把手18上并电连接至位于外壳34内的开关，并且在检测到牙垢时开关自动触发。
电缆束32端部的连接器46在探针12的把手18与电缆束32之间提供了可拆卸的连接装置(如图4和4a所示)。电缆束32仍是具有柔韧性的用于照明光纤14和检测光纤16、第一供水管24以及探针12上的发光指示器42(如果有)使用的光纤44的外壳。
外壳34包括电力输入电源48(电源可以内置或外置)；一个或多个光源50(卤素灯、激光或二极管)，它们可以经过或不经过光学波长选择滤色片过滤；光检测器38；电子处理器和存储器芯片(例如可以用于存储信息)，存储器芯片具有用于电子插件40的输入或类似装置；继电器或开关54；带有放大器58的扬声器56，用于发出声音提醒手术操作者存在牙垢。
阀28设置在第一供水管24上，后者具有柔韧性，并且一端连接至探针12的把手18，另一端连接至水源30。阀28能够对水的流动进行调整。
因此，系统10可以将具有适当光谱组成的光线通过照明光纤14传送至牙齿表面上，并能够通过检测光纤16接收被牙齿表面反射回来的光线，检测光纤16可以与照明光纤14相同或不同。随后反射光线由设置在外壳34中的光检测器检测从而进行分析。以光谱组成受到牙齿表面上的反射怎样改变为基础，使用算法能够从光检测器信号中确定探针12是否观察到了牙垢。因此，如果反射光线的光谱组成落在预先为牙垢确定的范围之内，则算法向手术操作者发送检测信号，例如可以通过光纤44启动把手18上的发光指示器42，光纤44将外壳34中产生的光线传送至指示器42，尽管信号也可以用声音、振动等形式给出。
尤其参考图4b，照明光纤14被用于将从两个发光二极管62和64发出的光线携带到探针12的远端36，两个发光二极管具有不同的发射光谱并设置在外壳34中。由两个发光二极管62和64发出的光线被耦合至照明光纤14，并且为了此耦合使用了分色镜，也称为二色性分束镜，这是由于分色镜对于所传送光线的波长具有选择性，允许一个波长范围内的光线通过，而反射另外一个波长范围内的光线。根据镜子可以反射或者传送的波长范围，这种分色镜或二色性分束镜也称为热光镜或冷光镜。也可以使用“Y”配置的一组透镜或其他适当的装置代替分色镜或二色性分束镜，以将发光二极管62和64发出的光线结合起来并耦合至照明光纤14。图4b说明了照明光纤14中的耦合，其中标号66代表透镜，而标号68表示二色性分束镜，其成45°角，并传送处于由发光二极管62发射波长范围内的光线，并反射处于由发光二极管64发射波长范围内的光线。
以光谱带为基础对发光二极管62和64进行选择，其中牙垢的反射率特性与插入牙齿及其齿龈(牙齿和齿龈的健康部分)之间的探针可能碰到的其他人工产物的反射率特性不同，即使存在血液时也是这样。事实上，在这些光谱带中，血液的光谱传送的影响最小。对光谱带的选择是通过对牙垢在电磁波频谱400nm至1000nm之间的波长范围内的反射率特性进行光谱研究确定的。这种光谱研究是在血液存在和不存在的条件下进行的。发光二极管62发射的光线位于光谱的红光区域，其峰值大约为625nm，并且从600nm延伸至650nm。对于发光二极管64，其发射光谱在800nm至920nm之间。发光二极管62和64或其他任何适合的光源也可以在适合于对牙垢进行判断的其他波长下运转，例如可以在光谱的绿光区域运转。
对于本系统10中使用的检测原理，系统是以下面所述为基础运转的。被牙齿T反射的光线由检测光纤16接收并传送至位于外壳34内的光电二极管，以变换为电信号。被牙齿反射并由检测光纤16传送的光线的电子检测是在“锁定”检测原理(也被称为相敏检测)下进行的，尽管也可以考虑其他信号处理方法。通常，这种原理是以给定和已知的调制频率(该频率不应该与光源的光频率相混淆)调制光源强度。调制后的光线被发送至需要检测的媒介上，由光线与媒介相互作用所产生的光线由光检测器进行检测，并将其转换为电信号。随后对此电信号进行解调，目的是从中只抽取出具有光源被调制的频率的分量。这种原理可以以很高的效率对非常小的信号进行检测。
在系统10中有两个光源(即发光二极管62和64，虽然光源数可多可少，例如可以使用三个发光二极管)，对它们以不同的频率进行调制，因而通过对光电二极管的电信号在发光二极管的两个调制频率下进行解调，可以使用一个光电二极管对两个发光二极管发射出的光线进行检测，从而获得在与发光二极管62和64相关的两个光谱带中由牙齿反射的光线总量的测量值。这两个电平在与发光二极管62和64的发射频道分别相关的两个锁定电路的输出处表现为信号V1和V2，并由处理算法使用。锁定检测在此处用于两个目的(1)它允许对与单个探测器相接触的两个被选择光谱带的光线进行电分离；(2)由牙齿反射并随后受到检测的光电平很弱，锁定方法被使用是由于其灵敏性。
锁定电路输出处的信号V1和V2由与外壳34的其余电子元件结合的电子处理器进行实时处理。处理算法在此处理器中编制为程序。处理算法产生两个信号V1和V2的比率y＝V1/V2(比率采用的顺序无关)。如果此比率在与牙垢相关的值的范围内(这个范围已经事先通过标度测量确定)，则探针就位于牙垢上。在这种情况下，算法发送信号以启动警报音(如果需要，手术操作者可以关闭警报音)并启动外壳34中的警报LED，警报LED的光线通过光纤44传送，并且通过位于探针把手18上的指示器42可以观察到。
为了确定与牙垢相关的比率y的范围，在各种健康部位和生有牙垢的部位在具有不同水平血液的情况下进行了大量的测量。对于每一次测量，如果测量是在健康部位或生有牙垢的部位进行的，在两种情况下都获得数据，通过在图表中绘出这些数据的矩形图，就可以确定与牙垢相关的值的范围。
在使用中，手术操作者将本发明系统10的探针12安装在牙垢清除器械A上(虽然在使用过程中检测系统10和清除器械A可以彼此分离)。手术操作者(1)使用探针12确定哪里具有牙垢，然后(2)以传统方式在检测到牙垢的部位对牙垢进行清除。随后手术操作者(3)使用探针12对齿龈下牙垢是否被完全清除进行核实，步骤(2)和(3)反复进行，直到检测不到牙垢为止。为了使用本发明的检测系统10在上述步骤(1)和(3)中对牙垢进行定位，手术操作者将探针12的末端部分60插入至齿龈G后面(即牙周袋P中)。随后手术操作者用探针12的远端部分60的自由远端36在牙齿E根部R的表面上滑动，清洗该表面。手术操作者还必须通过调整阀28的位置保证向牙齿E根部R提供充足的水，可以通过手工操作脚踏开关或者设置在探针12把手18上的控制器对阀28进行操作。当手术操作者从电子系统接收到感官刺激或者信号(例如来自光纤44的照明、通过指示器42或用来替换指示器42或除指示器42之外的其他方法，例如蜂鸣、振动等)时，就知道在探针12远端36的位置上存在齿龈下牙垢，这样可以直观地注意到探针12远端36的位置，因此手术操作者可以实施步骤(2)，再次使用牙垢清除器械A清除在该位置上残留的牙垢。
此处，为了将来自发光二极管62和64的光线耦合，采取了使用分色镜和透镜的特殊方法，但是其他任何配置也能良好地运转，例如“Y”配置，它能将来自发光二极管的光线耦合至光纤中，基础点在于将光线耦合至光纤中。
例如，图6a通过将两个光纤102和104汇合成为单个光纤106说明了耦合100。使用了两个发光二极管108和110，每个发光二极管都通过一对透镜112和114发射光线。标号116表示汇合区域。这种方法在商业上被称为WMD(波分复用)耦合器。
图6b说明了另一种耦合200，其是通过使用“Y”配置对两束光线进行耦合。更详细地，两个发光二极管202和204都位于一对透镜206和208之后，以便经过透镜发射光线。透镜206和208将光线聚焦于光纤210的末端。标号212表示光纤210的光轴。
图6c说明了另一种耦合300，其也是通过使用“Y”配置，但此处是将由四个发光二极管302、304、306和308产生的光线进行耦合，四个发光二极管都位于一对透镜310和312之后，以便经过透镜发射光线。透镜310和312将光线聚焦于光纤314的末端。标号316表示光纤314的光轴。需要指出的是，也是在“Y”配置中，在另外的耦合中，在上述图6b和图6c的耦合200和300中，可以使用三个而不是两个或四个发光二极管。
对于上述检测原理(即锁定检测)，也可以采用其他原理。任何能够传送信号的方法，只要对噪音不敏感，可以用来区分牙垢与牙周袋P中能够发现的其他人工产物，都可以考虑。另外，在数字系统中，例如可以使用两个具有不同波长(但可能具有同一频率)的发光二极管，例如一个红光发光二极管和一个绿光发光二极管，两个发光二极管反复相继启动，并且之间具有延迟。
作为上面提供的处理算法的替代算法，还可以考虑上述比率y之外的信号V1和V2的组合。事实上，可以在两维空间中将数据划分为“是牙垢”和“不是牙垢”，例如可以通过绘制V1相对V2的曲线，或者绘制V1和V2的任何其他函数相对于独立于前一函数的V1和V2的另一函数的曲线。而且，如果使用了两个以上的发光二极管或者其他光源(例如激光、卤素灯、光谱灯、滤光灯等)，可以在两维或者多维中对信息进行收集和分析。
此外，作为上述方法的替代方法，可以使用分光计测量由牙齿反射的光线，并且随后使用算法对此光谱进行分析，以确定其是否与牙垢光谱相对应或者与另外的人工产物光谱相对应。可以使用其他任何合适的方法分析接收到的光谱并将其与牙垢光谱进行比较，目的是检测牙垢是否存在。
通过改变将要检测的光谱，本系统可以用于对其他具有特殊光谱特性并且位于难于接触到的口腔部位(例如口腔溃烂)的结构进行定位。
系统10还可以具有再校准功能。当探针12所检查的区域有大量血液，使系统10不能进行足够的读取并因而不能以足够的精度确定在这个区域中的牙齿上是否存在牙垢时，还可以提供警告信号进行指示。
系统还可以具有进一步的特性，其可以指示出探针12(更明确地，其照明光纤14和检测光纤16)已经磨损，无法有效使用，应该替换。当设置在外壳34中的电子系统接收的光线不足时可以检测到这种状态。
除了使用指示器(例如上述光纤44)为手术操作者提供照明(或者其他)信号指示牙垢存在之外，系统10还可以具有监视器，可以为手术操作者显示更多的信息，例如系统内能够协助操作者进行诊断的电子信号。
系统还可以具有从电子系统收集数据的装置(例如通过计算机和软件，包括电子卡40等)，数据存储在任何类型的存储媒介中，这样可以使病人的病历连续。
对于系统10的本实施例，对牙垢在400nm至1000nm范围内的反射率特性进行了研究，并且使用了在该范围内的光源(两个发光二极管62和64)。但是，使用在紫外线(UV)范围内低于400nm或在远红外线范围内高于1000nm的光源也应考虑。
而且，由于除了牙垢之外的各种人工产物的光谱反应是已知的，例如珐琅质、牙齿根部表面、齿龈、血液、牙齿溃烂(龋齿)、补牙填充料等的光谱反应，因此可以对系统10进行调整，例如编制程序，这样在检测到不代表上述这些人工产物的光谱特性后，可以向手术操作者发出牙垢存在信号。因此，如果系统10只检测到了这些人工产物的光谱特性(其中此处的“人工产物”不包括牙垢)，则在所检测区域中不存在牙垢。
由于牙垢对紫外线不响应，而其他人工产物响应，因此如果将紫外线引导至牙齿上，没有发射荧光表示存在牙垢。
而且，还可以使用追踪物质，追踪物质可以粘着在牙垢上但却不粘着在其他人工产物上。随后通过使用光源照亮牙齿，追踪物质以特定的波长发射光线，因此如果检测到这个波长，则存在牙垢。还可以使用与牙垢成分发生反应的物质，这样会以特定波长自发发射光线。此自发发射光线由光学探针收集。如果检测到了特定波长的光线，则存在牙垢。这个方法可以在病人口腔中没有光源的情况下使用。
还可以使用非发光波长或其他类似方法对牙垢进行检测，例如可以使用远红外线、紫外线、压电、超声波、磁共振、静区等方法。
只要反射的光线具有足够的强度，可以对其进行分析，就可以使用光纤之外的装置来对牙齿进行照明并收集反射光线。
照明光纤14和检测光纤16以及第二供水管26可以不是探针12的一部分(连接器下游，将电缆束32连接至把手18)，而与牙垢清除器械(使用超声波或其他手段)结合为一体，进而将牙垢检测和清除过程合为一体。在这种情况下，组合的检测和清除器械将具有开关，用于在牙垢检测和牙垢清除模式之间转换。这种开关可以由手术操作者手动启动，或者可以自动启动，以可调整的频率(例如每1/15至1/100秒)在上述两个模式之间转换。组合的检测和清除器械因此可以沿牙齿移动，同时清除牙垢并指示(例如使用发光或以声音为基础的指示器)存在残留的牙垢。这个过程持续到器械的检测系统的指示器不再启动为止。
权利要求
1.一种牙垢检测系统，该检测系统包括能够沿牙齿移动的探针；用于以入射光线照亮牙齿上的区域的照明装置；收集从牙齿上的区域反射回来的光线的检测装置；分析系统，当在一个或多个预定波长范围内对反射光线的测量落在作为牙垢特性的值的任何第一预定范围内时，或者当所述测量没有落在不是牙垢特性而是人工产物特性的值的任何第二预定范围内时，所述分析系统向所述探针的手术操作者提供信号。
2.根据权利要求1所述的牙垢检测系统，其特征在于，其中所述值的第一预定范围覆盖了与牙垢的光谱反射率特性相关的波长。
3.根据权利要求1或2所述的牙垢检测系统，其特征在于，其中所述探针包括远端，所述照明和检测装置在充分邻近所述远端处终止。
4.根据权利要求3所述的牙垢检测系统，其特征在于，其中所述照明装置和所述检测装置包括至少一个具有远端的光纤，该远端邻近所述探针的远端，所述照明装置还包括在所述光纤近端的光源，因此由所述光源发射的入射光线通过所述光纤传送至所述远端并传送至牙齿。
5.根据权利要求1至4之中任一项所述的牙垢检测系统，其特征在于，其中所述值的预定范围覆盖了与牙垢颜色相关的波长。
6.根据权利要求4所述的牙垢检测系统，其特征在于，其中所述值的预定范围覆盖了与牙垢颜色相关的波长。
7.根据权利要求6所述的牙垢检测系统，其特征在于，其中所述分析系统能够对所述反射光线进行分析并提供所述信号。
8.根据权利要求4、6和7之中任一项所述的牙垢检测系统，其特征在于，其中所述照明装置和所述检测装置各包括一个所述光纤，每个所述光纤的所述远端与所述探针的所述远端相邻设置。
9.根据权利要求1至8之中任一项所述的牙垢检测系统，其特征在于，所述检测系统还包括冲洗系统，该冲洗系统用于向牙齿周围部位供送液体。
10.根据权利要求4和6至8之中任一项所述的牙垢检测系统，其特征在于，所述检测系统还包括冲洗系统，该冲洗系统用于向牙齿周围部位供送液体。
11.根据权利要求10所述的牙垢检测系统，其特征在于，其中所述冲洗系统包括液体供应管和液体源，供应管的远端邻近于每个所述光纤的所述远端，而液体源与所述供应管远端上游的所述供应管液体相通。
12.根据权利要求11所述的牙垢检测系统，其特征在于，其中所述光纤和所述供应管具有作为探针一部分的远端部分。
13.根据权利要求12所述的牙垢检测系统，其特征在于，其中每个所述光纤和所述供应管包括近端部分，所述近端部分可分离地连接至所述远端部分，以便能够将所述远端部分和所述探针有选择地从所述近端部分上拆卸下来，从而将所述远端部分和所述探针丢弃并换上新的远端部分和探针，或者对所述远端部分和所述探针进行消毒后重新安装在所述近端部分上继续使用。
14.根据权利要求1至11之中任一项所述的牙垢检测系统，其特征在于，其中所述照明和检测装置都具有远端和近端部分，该远端和近端部分可分离地连接在一起，以便能够将所述远端部分和所述探针有选择地从所述近端部分上拆卸下来，从而将所述远端部分和所述探针丢弃并换上新的远端部分和探针，或者对所述远端部分和所述探针进行消毒后重新安装在所述近端部分上继续使用。
15.根据权利要求1至14之中任一项所述的牙垢检测系统，其特征在于，其中所述探针包括固定装置，其用于可分离地将所述探针安装在牙垢清除器械上，从而使所述检测系统能够与清除器械一起使用。
16.根据权利要求1至14之中任一项所述的牙垢检测系统，与牙垢清除器械结合使用，其特征在于，其中所述探针包括所述照明和检测装置和所述清除器械的远端，从而所述检测系统与所述清除器械结合为整体。
17.根据权利要求10至13之中任一项所述的牙垢检测系统，与牙垢清除器械结合使用，其特征在于，其中所述探针包括所述照明和检测装置，所述冲洗系统和所述清除器械的远端，从而所述检测系统与所述清除器械结合为整体。
18.根据权利要求16和17之中任一项所述的牙垢检测系统，与牙垢清除器械结合使用，其特征在于，其中所述清除器械包括超声波发射系统。
19.根据权利要求1至18之中任一项所述的牙垢检测系统，其特征在于，其中所述探针具有供手术操作者使用的把手。
20.根据权利要求11所述的牙垢检测系统，其特征在于，其中所述冲洗系统包括用于控制所述液体流动的阀。
21.根据权利要求20所述的牙垢检测系统，其特征在于，其中所述探针具有供手术操作者使用的把手，而所述冲洗系统包括用于控制所述液体流动的阀，所述把手设置有控制装置用以操作所述阀。
22.根据权利要求1至21之中任一项所述的牙垢检测系统，其特征在于，其中设置有指示器装置，其能够由所述检测装置启动，以便指示手术操作者在所述检测装置的远端位置存在牙垢。
23.根据权利要求22所述的牙垢检测系统，其特征在于，其中所述指示器装置至少包括发光指示器、声响指示器和振动指示器中的一种。
24.根据权利要求22所述的牙垢检测系统，其特征在于，其中所述指示器装置设置在所述探针上，并且包括在所述检测装置和所述探针之间伸展的光纤，用于当所述检测装置检测到牙垢时在所述探针上提供发光指示器。
25.根据权利要求44所述的牙垢检测系统，其特征在于，其中所述监视器装置能够显示出很宽范围波长的图表或曲线表示，代表所述值的任何预定范围的边界显示在所述表示上，所述监视器装置还能够显示所述反射光线在所述表示上的读数，因此其上相对于所述边界的所述读数的位置可以指示牙垢的存在或不存在。
26.根据权利要求15至18之中任一项所述的牙垢检测系统，其特征在于，其中设置了由手术操作者启动的手动开关，其用于在所述清除器械和所述检测装置的清除模式和检测模式之间进行转换。
27.根据权利要求15至18之中任一项所述的牙垢检测系统，其特征在于，其中设置了自动开关，其用于以可调节的频率在所述清除器械和所述检测装置的清除模式和检测模式之间进行转换。
28.根据权利要求1所述的牙垢检测系统，其特征在于，其中所述值的第二预定范围覆盖了与所述人工产物的光谱反射率特性相关的波长。
29.根据权利要求1至28之中任一项所述的牙垢检测系统，其特征在于，其中所述分析系统包括用于存储和/或更新与病人病历相关的数据的软件。
30.一种用于从牙齿上清除牙垢的方法，该方法包括以下步骤(a)在牙齿区域上提供入射光线；(b)收集并测量从所述牙齿区域反射的光线；(c)分析所述反射光线，以确定所述反射光线是否表示存在牙垢；(d)当在步骤(c)中检测到牙垢存在时，为牙垢清除器械的手术操作者提供信号。
31.根据权利要求30所述的方法，其特征在于，其中在步骤(c)中对在步骤(b)中确定的测量值进行分析，用以与作为牙垢特性的值的任何预定范围进行比较。
32.根据权利要求31所述的方法，其特征在于，其中所述值的预定范围覆盖了与牙垢光谱反射率特性相关的波长。
33.根据权利要求32所述的方法，其特征在于，其中所述值的预定范围覆盖了与牙垢颜色相关的波长。
34.根据权利要求30至33之中任一项所述的方法，其特征在于，其中在步骤(a)中使用的照明系统和在步骤(b)中使用的检测系统包括至少一条具有邻近牙齿移动的远端的光纤，所述照明系统还在所述光纤的近端包括光源，因此由所述光源发射的入射光线由所述光纤传送至牙齿，所述反射光线由所述检测系统传送至分析装置用于对所述反射光线进行分析并提供所述信号。
35.根据权利要求34所述的方法，其特征在于，其中所述照明系统和所述检测系统都包括所述光纤中的一个。
36.根据权利要求34和35之中任一项所述的方法，其特征在于，其中在步骤(a)和(b)中使用冲洗系统，用于向牙齿周围部位供送液体。
37.根据权利要求36所述的方法，其特征在于，其中所述冲洗系统包括液体供应管和液体源，液体供应管具有邻近每个所述光纤所述远端的远端，而液体源在所述液体供应管远端的上游与所述供应管相通。
38.根据权利要求37所述的方法，其特征在于，其中所述光纤和所述供应管都具有作为探针一部分的远端部分，探针能够由手术操作者控制并邻近牙齿移动。
39.根据权利要求38所述的方法，其特征在于，其中每个所述光纤和所述供应管都包括近端部分，它们可分离地连接至所述远端部分，用于使所述远端部分和所述探针能够有选择地从所述近端部分上拆卸下来，从而将所述远端部分和所述探针丢弃并换上新的远端部分和探针，或者对所述远端部分和所述探针进行消毒后重新安装在所述近端部分上继续使用。
40.根据权利要求30至39之中任一项所述的方法，其特征在于，其中在步骤(b)中，所述信号以光线、声响和振动中的至少一种形式提供。
41.根据权利要求30至39之中任一项所述的方法，其特征在于，其中在步骤(d)中从监视器装置中抽取所述信号，监视器装置能够显示出很宽范围波长的图表或曲线表示，而且代表牙垢存在的波长的一个或多个预定范围的边界显示在所述表示上，所述波长代表牙垢的存在，所述监视器装置还能够显示所述反射光线在所述表示上的读数，因此其上相对于所述边界的所述读数的位置可以指示牙垢的存在或不存在。
42.根据权利要求30所述的方法，其特征在于，其中在步骤(c)中分析在步骤(b)中确定的测量值，以便用于同不是牙垢特性而是人工产物特性的值的任何预定范围进行比较，所述人工产物会被沿牙齿的所述探针碰到，因此当所述测量值没有落在所述值的预定范围时，所述信号在步骤(d)中发送给手术操作者。
43.根据权利要求42所述的方法，其特征在于，其中所述值的预定范围覆盖了与所述人工产物相关的光谱反射率特性的波长。
44.根据权利要求22所述的牙垢检测系统，其特征在于，其中所示指示器装置还包括监视器装置，该监视器装置能够为手术操作者显示进一步的信息，所述信息包括在检测牙垢中可能有用的电子信号。
全文摘要
一种牙垢检测系统(10)，尤其用于齿龈下牙垢(S)的检测，其包括能够沿牙齿(T)移动的探针(12)；照明系统(14)，用于以入射光线照亮牙齿(T)上的区域；检测系统(16)，其收集反射回来的光线；分析系统(34)，当在一个或多个预定波长范围内对反射光线的测量落在作为牙垢(S)特性的值的任何预定范围时，分析系统(34)向所述探针的手术操作者提供信号。一般地，对牙垢(S)的检测是以牙垢(S)可能具有的颜色为基础进行的，因此上述一个或多个值的预定范围覆盖了与牙垢(S)的颜色相关的波长。
文档编号A61C19/04GK1395477SQ01803972
公开日2003年2月5日 申请日期2001年1月22日 优先权日2000年1月21日
发明者伊夫·贝鲁布-洛齐耶, 纳伊姆·卡拉齐万, 埃马纽埃尔·蒙蒂尼, 索菲·贝尼耶, 马克·莱韦克, 伊万·米梅奥尔特, 米歇尔·杜塞 申请人:耐克斯研究开发公司