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用于驗證對牙科矯治器療法的依從性的方法、處理器和系統.pdf

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用于 驗證 牙科 矯治 療法 依從 方法 處理器 系統
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摘要
申請專利號:

CN201280064487.9

申請日:

20121123

公開號:

CN104066400B

公開日:

20160113

當前法律狀態:

有效性:

有效

法律詳情:
IPC分類號: A61C19/04,A61B5/01,A61F5/56 主分類號: A61C19/04,A61B5/01,A61F5/56
申請人: 布雷邦醫藥公司
發明人: 唐納德·卡蒙·布雷德利
地址: 加拿大安大略省
優先權: 61/563,693
專利代理機構: 北京集佳知識產權代理有限公司 代理人: 朱勝;李春暉
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201280064487.9

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

描述了用于驗證病人對牙科矯治器療法的依從性的方法和裝置。周期性地測量由病人佩戴的牙科矯治器的至少一個參數,并且通過對所測量的參數進行頻譜分析來確定對牙科矯治器療法的依從性。

權利要求書

1.一種用于驗證病人對牙科矯治器療法的依從性的方法,所述方法包括:周期性地測量由所述病人佩戴的牙科矯治器的至少一個參數,以獲得所述至少一個參數的測量值的時域序列,其中,所述至少一個參數是溫度和所述牙科矯治器的空間取向中的至少一個;將所述測量值的時域序列的至少一部分變換為測量值的頻域序列;以及通過確定所述測量值的頻域序列的分量在指示依從性的預選擇的公差內來確定對所述牙科矯治器療法的依從性。2.根據權利要求1所述的方法,其中,所述至少一個參數為溫度。3.根據權利要求2所述的方法,其中,所述測量值的頻域序列的分量為功率,所述方法還包括:確定兩個頻帶中的總功率的比,所述兩個頻帶分別指示生理頻率和機械頻率;以及當所述總功率的比在所述預選擇的公差內時,確定對所述牙科矯治器療法的依從性。4.根據權利要求3所述的方法,其中,當所述指示機械頻率的頻帶與所述指示生理頻率的頻帶的總功率的比在閾值之上時,所述總功率的比在預選擇的公差內。5.根據權利要求2所述的方法,其中,根據所述溫度測量值在時間上的統計分析來確定所述預選擇的公差。6.根據權利要求2所述的方法,其中,確定對所述牙科矯治器療法的依從性包括:相對于預期的最小變化來評估所述溫度測量值。7.根據權利要求2所述的方法,其中,確定對所述牙科矯治器療法的依從性包括:確定所述溫度測量值指示在口部內測量的體溫的預期夜間/白天變化。8.根據權利要求2所述的方法,其中,確定對所述牙科矯治器療法的依從性包括:確定所述溫度測量值在最大預期短期變化內。9.根據權利要求1所述的方法,其中,所述至少一個參數為所述牙科矯治器的所述空間取向。10.根據權利要求9所述的方法,其中,所述測量值的頻域序列的分量為功率,所述方法還包括:確定所述測量值的頻域序列的平均功率;以及當所述平均功率在閾值之上時,確定對所述牙科矯治器療法的依從性。11.根據權利要求9所述的方法,其中,所述測量值的頻域序列的分量為功率,所述方法還包括:確定兩個頻帶中的總功率的比,所述兩個頻帶分別指示生理頻率和機械頻率;以及當所述總功率的比在所述預選擇的公差內時,確定對所述牙科矯治器療法的依從性。12.根據權利要求9所述的方法,其中,確定對所述牙科矯治器療法的依從性還包括:分析頻域空間取向測量值的功率譜,以確定所述頻域空間取向測量值的功率譜是隨機的。13.根據權利要求12所述的方法,還包括:確定所述功率譜缺少指示由于人工手段而導致的空間取向的變化的任何顯著的一個或更多個頻率。14.一種用于與牙科矯治器療法依從性監測裝置一起使用的依從性驗證處理器,所述牙科矯治器療法依從性監測裝置被配置為周期性地測量所述裝置的周圍溫度以獲得周圍溫度測量值的時域序列,并且將所記錄的所述周圍溫度測量值的時域序列傳送給所述依從性驗證處理器用于確定對牙科矯治器療法的依從性,所述依從性驗證處理器被配置為:將所述周圍溫度測量值的時域序列的至少一部分變換為周圍溫度測量值的頻域序列;以及通過確定所述周圍溫度測量值的頻域序列的分量在指示依從性的預選擇的公差內來確定對所述牙科矯治器療法的依從性。15.根據權利要求14所述的依從性驗證處理器,其中,所述周圍溫度測量值的頻域序列的分量為功率,所述依從性驗證處理器還被配置為:確定兩個頻帶中的總功率的比,所述兩個頻帶分別指示生理頻率和機械頻率;以及當所述總功率的比在預選擇的公差內時,確定對所述牙科矯治器療法的依從性。16.根據權利要求15所述的依從性驗證處理器,其中,當所述指示機械頻率的頻帶與所述指示生理頻率的頻帶的總功率的比在閾值之上時,所述總功率的比在預選擇的公差內。17.一種用于與牙科矯治器療法依從性監測裝置一起使用的依從性驗證處理器,所述牙科矯治器療法依從性監測裝置被配置為周期性地測量所述裝置的空間取向以獲得空間取向測量值的時域序列,并且將所記錄的所述空間取向測量值的時域序列傳送給所述依從性驗證處理器用于確定對牙科矯治器療法的依從性,所述依從性驗證處理器被配置為:將所述空間取向測量值的時域序列的至少一部分變換為空間取向測量值的頻域序列;以及通過確定所述空間取向測量值的頻域序列的分量在指示依從性的預選擇的公差內來確定對所述牙科矯治器療法的依從性。18.根據權利要求17所述的依從性驗證處理器,其中,所述空間取向測量值的頻域序列的分量為功率,所述依從性驗證處理器還被配置為:確定所述空間取向測量值的頻域序列的平均功率;以及當所述平均功率在閾值之上時,確定對所述牙科矯治器療法的依從性。19.根據權利要求17所述的依從性驗證處理器,其中,所述空間取向測量值的頻域序列的分量為功率,所述依從性驗證處理器還被配置為:確定兩個頻帶中的總功率的比,所述兩個頻帶分別指示生理頻率和機械頻率;以及當所述總功率的比在所述預選擇的公差內時,確定對所述牙科矯治器療法的依從性。20.根據權利要求17所述的依從性驗證處理器,其中,所述依從性驗證處理器還被配置為:分析所述空間取向測量值的頻域序列的功率譜,以確定所述空間取向測量值的頻域序列的功率譜是隨機的。21.根據權利要求17所述的依從性驗證處理器,其中,所述依從性驗證處理器還被配置為:確定所述空間取向測量值的頻域序列的功率譜缺少指示由于人工手段而導致的空間取向的變化的任何顯著的一個或更多個頻率。22.一種牙科矯治器療法依從性驗證系統,所述系統包括:牙科矯治器療法依從性監測裝置,所述裝置包括:電池,所述電池對所述裝置供電;溫度傳感器,所述溫度傳感器測量所述裝置的周圍溫度;空間取向傳感器,所述空間取向傳感器測量所述裝置的空間取向;處理器,所述處理器被配置為控制所述溫度傳感器和所述空間取向傳感器來周期性地測量所述周圍溫度和所述空間取向,以分別獲得周圍溫度測量值的時域序列和空間取向測量值的時域序列;存儲器,所述存儲器工作上耦接到所述處理器以記錄所述周圍溫度測量值和所述空間取向測量值;以及通信模塊,所述通信模塊工作上耦接到所述處理器;以及依從性驗證處理器,所述依從性驗證處理器被配置為:與所述裝置的所述通信模塊進行通信以使得所記錄的所述周圍溫度測量值的時域序列和所述空間取向測量值的時域序列被傳送;以及確定對所述牙科矯治器療法的依從性,其中,所述依從性驗證處理器還被配置為:將所述周圍溫度測量值的時域序列的至少一部分變換為周圍溫度測量值的頻域序列;以及通過確定所述周圍溫度測量值的頻域序列的分量在指示依從性的預選擇的公差內來確定對所述牙科矯治器療法的依從性。23.根據權利要求22所述的系統,其中,所述周圍溫度測量值的頻域序列的分量為功率,所述依從性驗證處理器還被配置為:確定兩個頻帶中的總功率的比,所述兩個頻帶分別指示生理頻率和機械頻率;以及當所述總功率的比在預選擇的公差內時,確定對所述牙科矯治器療法的依從性。24.根據權利要求23所述的系統,其中,當所述指示機械頻率的頻帶與所述指示生理頻率的頻帶的總功率的比在閾值之上時,所述總功率的比在預選擇的公差內。25.一種牙科矯治器療法依從性驗證系統,所述系統包括:牙科矯治器療法依從性監測裝置,所述裝置包括:電池,所述電池對所述裝置供電;溫度傳感器,所述溫度傳感器測量所述裝置的周圍溫度;空間取向傳感器,所述空間取向傳感器測量所述裝置的空間取向;處理器,所述處理器被配置為控制所述溫度傳感器和所述空間取向傳感器來周期性地測量所述周圍溫度和所述空間取向,以分別獲得周圍溫度測量值的時域序列和空間取向測量值的時域序列;存儲器,所述存儲器工作上耦接到所述處理器以記錄所述周圍溫度測量值和所述空間取向測量值;以及通信模塊,所述通信模塊工作上耦接到所述處理器;以及依從性驗證處理器,所述依從性驗證處理器被配置為:與所述裝置的所述通信模塊進行通信以使得所記錄的所述周圍溫度測量值的時域序列和所述空間取向測量值的時域序列被傳送;以及確定對所述牙科矯治器療法的依從性,其中,所述依從性驗證處理器還被配置為:將所述空間取向測量值的時域序列的至少一部分變換為空間取向測量值的頻域序列;以及通過確定所述空間取向測量值的頻域序列的分量在指示依從性的預選擇的公差內來確定對所述牙科矯治器療法的依從性。26.根據權利要求25所述的系統,其中,所述空間取向測量值的頻域序列的分量為功率,所述依從性驗證處理器還被配置為:確定所述空間取向測量值的頻域序列的平均功率;以及當所述平均功率在閾值之上時,確定對所述牙科矯治器療法的依從性。27.根據權利要求25所述的系統,其中,所述空間取向測量值的頻域序列的分量為功率,所述依從性驗證處理器還被配置為:確定兩個頻帶中的總功率的比,所述兩個頻帶分別指示生理頻率和機械頻率;以及當所述總功率的比在所述預選擇的公差內時,確定對所述牙科矯治器療法的依從性。28.根據權利要求25所述的系統,其中,所述依從性驗證處理器還被配置為:分析所述空間取向測量值的頻域序列的功率譜,以確定所述空間取向測量值的頻域序列的功率譜是隨機的。29.根據權利要求28所述的系統,其中,所述依從性驗證處理器還被配置為:確定所述功率譜缺少指示由于人工手段而導致的空間取向的變化的任何顯著的一個或更多個頻率。

說明書

技術領域

本發明涉及牙科矯治器。特別地,本發明涉及用于驗證對牙科矯治器療法的依從性的方法和裝置。

背景技術

睡眠呼吸暫停的特征是在睡眠期間呼吸停止或減少。阻塞性睡眠呼吸暫停(OSA)是指主要由于在睡眠期間上氣道的塌縮而導致的呼吸暫停綜合癥。據估算,2%至4%的中年北美洲人患有阻塞性睡眠呼吸暫停(OSA)。如果不進行治療,則睡眠呼吸暫停已知會導致或加重其他嚴重的醫療狀況,包括心臟病、高血壓和缺氧。然而,由于呼吸暫停的發作使睡眠中斷,因此未經治療的狀況的最顯著的后果為疲勞和白天嗜睡。這些狀況對參與需要警覺度的職業尤其是工作可能很單調的那些職業的個體而言是危險的。例如,認為在涉及長途卡車司機的許多交通事故中OSA是影響因素。

一種經常被指定用于OSA的治療療程是下頜骨前移療法。該治療方法包括:將患者的下頜部(下頜骨)機械地向前定位并且在睡眠期間保持該位置。這通過給患者安裝被稱為下頜骨前移設備(MAD)的牙科矯治器實現。MAD在外觀上類似于正畸保持器或護口器,并且MAD由有資格的牙科健康護理提供者制造。MAD通常有兩個部分:安裝到上部牙齒的上部和安裝到下部牙齒的下部。兩個部分的相對位置確定下頜骨前移的程度。在睡眠期間,兩個部分附接在一起,使得下部的下頜骨不能夠后退。對于一些MAD,相對位置可由牙科健康護理提供者調整。美國睡眠醫學學會已經承認下頜骨前移療法對于治療輕度至中度的睡眠呼吸暫停是有效的。前下頜骨位置有助于防止經常導致阻塞性睡眠呼吸暫停的腭中的軟組織發生塌縮,因此改善睡眠質量,并且因此提高白天的警覺度。

對于其中缺少警覺度對公共安全非常危險的職業中所雇用的個體,可以由雇主、專業協會、政府機構或保險提供商強制規定用MAD或其他牙科矯治器療法來治療阻塞性睡眠呼吸暫停。盡管通常在考慮到患者舒適性的情況下設計MAD設備,但是存在患者必須適應新設備的時間段,在該時間段中經常由于刺激性和不舒適而導致治療被放棄。因此,僅擁有治療設備(例如,MAD或其他牙科矯治器)不足以驗證患者已經聽從治療建議。來自美國卡車協會的關于MAD的最近聲明指出有證據表明MAD可以有助于減少具有輕度OSA至中度OSA的個體的OSA,但是沒有測量依從性的方法。對依從性的準確確認不久會變成一些職業用于保持或更新資格或許可證的要求和/或從健康保險提供商獲得賠償的要求。因此,有必要準確地知道牙科矯治器如下頜骨前移設備何時被患者佩戴。

在DuHamel等人的US2010/0152599、Rahman等人的US2006/0166157、Longley的US2007/0283973和Ivanov等人的美國專利5,774,425中公開的設備通常測量周圍溫度。測量其他參數如氧飽和度、光、壓力、移動等的論述被公開,但是如何使用這些信號來增加口部依從性設備的準確度的方法未被公開。

目前可用于估算對MAD療法和正畸治療方法的依從性的通常設備為電池操作的電子設備,該電池操作的電子設備僅記錄周圍溫度并且嵌入在口部矯治器內。這些設備通常包括熱傳感器、存儲器存儲設備、電池電源、時鐘以及電子處理器。顯然,這樣的設備必須具有足夠小的尺寸以便能夠嵌入到口部矯治器中,并且優選地以最低限度增加這樣的設備的尺寸,以便它們不給患者增加不舒適度或不抑制MAD治療OSA的效用。這將可以實際被記錄的信號的類型限制為能夠用具有小尺寸和低功耗的傳感器測量的信號。

最簡單的這種系統使用適當的傳感器(通常為熱敏傳感器)來記錄口部內的溫度,來確定口部內的溫度是否在與放置在患者的口部中相一致的范圍內。

在JournalofOrofacialOrthopedics中出現的一篇名稱為“ApplicativeCharacteristicsofNewMicroelectronicsensorsSmartRetainerandTheraMonforMeasuringWearTime”的文章(TimmCorneliusSchott,GernotJOrofacOtrhop(GermanOrthodonticSociety)2010;71:339-47)比較了智能傳感器與TheraMon傳感器。該文章說明了他們如何使用可容易地獲得的恒溫水浴槽Buchi(步琪)B-490加熱浴槽來測試設備。通過將水浴槽編程為將水加熱至35℃的溫度一段指定的時間長度,并且接著使得溫度降至室溫,作者能夠在水被加熱至35℃期間欺騙兩個傳感器報告佩戴時間。該測試教示讀者如何使智能傳感器和TheraMon傳感器二者誤認為其在患者的口中。

智能傳感器和TheraMon傳感器每15分鐘采集一次溫度信號。智能芯片具有的靈敏度為0.3℃,而TheraMon具有的靈敏度為0.1℃。在文章中,作者論述了ThraMon芯片由于較低的靈敏度而更準確。

規則被預期為來自于需要以某種形式準確指示MAD設備何時被佩戴的若干不同的源,如交通局、健康保險公司以及雇員。僅使用溫度的當前設備很容易被誤導。僅依賴溫度的類似設備會具有在溫暖環境下能否正確地工作的問題。僅檢查口內溫度是否在可接受范圍內的依從性監測系統很容易被創造性個體欺騙,例如通過將依從性監測系統放置在溫水浴槽中、在睡眠時間中用加熱設備和恒溫器來保持恒定溫度。

例如,Rahman等人(US2006/0166157A1)教示了可以使用溫度測量值、濕度測量值、pH測量值、光測量值及壓力測量值的組合來使得難以欺騙系統的設備。DuHamel等人(US2010/0152599)教示了使用口部組織中血氧飽和度水平的測量值來更準確地驗證依從性的口部矯治器。Abolfathi(US7,553,157B2)教示了著色劑指示劑作用于溫度、濕度和/或一個或更多個口內化學或生物核素(species)的用途。然而,如使用pH測量值、濕度測量值和核素測量值的情況一樣,這些另外的測量值不僅消耗額外的電力,而且在許多情況下,還涉及不同的機械要求,如使得能夠與口腔和/或組織直接接觸的小開口。這些開口具有細菌污染的風險,然后細菌污染可以使患者受到感染。

Longley(US2007/0283973)教示了下述口部矯治器,該口部矯治器響應于經由收發器接收的命令,以周期性的時間間隔來記錄測量值,如溫度、氫離子濃度、ph、濕度、絕對濕度或口部矯治器的移動。所記錄的測量值被分析以確定測量值是否與預期的口腔內的情況一致。此外,所記錄的測量值用于確定使用模式以及確定用戶是否按照患者的指定治療方案來使用口部矯治器。

然而,通過將牙科矯治器放置在對口腔中的情況進行模擬的人工環境中,上述方法易于受到用戶的欺騙。本發明的方法被設計成在不需要顯著的額外電力和不需要增加設備的尺寸的情況下難以被欺騙。

發明內容

與現有設備相比較,本公開內容使得能夠在提高準確度和/或降低功耗(即,更長的產品壽命)的情況下驗證對牙科矯治器療法的依從性。

一方面,本公開內容提供了一種用于驗證病人對牙科矯治器療法的依從性的方法,包括:周期性地測量由病人佩戴的牙科矯治器的至少一個參數,以獲得至少一個參數的測量值的時域序列。將測量值的時域序列的至少一部分變換為測量值的頻域序列。通過確定測量值的頻域序列的分量在指示依從性的預選擇的公差內來確定對牙科矯治器療法的依從性。

一方面,本公開內容提供了一種用于與依從性驗證處理器一起使用的牙科矯治器療法依從性監測裝置。該裝置包括:對裝置供電的電池;測量裝置的周圍溫度的溫度傳感器;測量裝置的空間取向的空間取向傳感器;處理器,該處理器被配置為控制溫度傳感器和空間取向傳感器來周期性地測量周圍溫度和空間取向,以分別獲得周圍溫度測量值的時域序列和空間取向測量值的時域序列;存儲器,該存儲器工作上耦接到處理器以記錄周圍溫度測量值的時域序列和空間取向測量值的時域序列;以及通信模塊,該通信模塊工作上耦接到處理器以將所記錄的周圍溫度測量值的時域序列和所記錄的空間取向測量值的時域序列傳送給依從性驗證處理器用于確定對牙科矯治器療法的依從性。

一方面,本公開內容提供了一種用于與本文中所描述的牙科矯治器療法依從性監測裝置一起使用的依從性驗證處理器。該依從性驗證處理器被配置為:將周圍溫度測量值的時域序列的至少一部分變換為周圍溫度測量值的頻域序列;以及,通過確定周圍溫度測量值的頻域序列的分量在指示依從性的預選擇的公差內來確定對牙科矯治器療法的依從性。

另一方面,依從性驗證處理器被配置為:將空間取向測量值的時域序列的至少一部分變換為空間取向測量值的頻域序列;以及,通過確定空間取向測量值的頻域序列的分量在指示依從性的預選擇的公差內來確定對牙科矯治器療法的依從性。

一方面,本公開內容提供了一種牙科矯治器療法依從性驗證系統。該系統包牙科矯治器療法依從性監測裝置和依從性驗證處理器。牙科矯治器療法依從性監測裝置包括:對裝置供電的電池;測量裝置的周圍溫度的溫度傳感器;測量裝置的空間取向的空間取向傳感器;處理器,該處理器被配置為控制溫度傳感器和空間取向傳感器來周期性地測量周圍溫度和空間取向,以分別獲得周圍溫度測量值的時域序列和空間取向測量值的時域序列;存儲器,該存儲器工作上耦接到處理器以記錄周圍溫度測量值和空間取向測量值;以及工作上耦接到處理器的通信模塊。依從性驗證處理器被配置為:與裝置的通信模塊進行通信以使得所記錄的周圍溫度測量值的時域序列和空間取向測量值的時域序列被傳送;以及確定對牙科矯治器療法的依從性。

一方面,本公開內容提供了一種記錄有非暫態指令的有形計算機可讀介質,非暫態指令在由處理器執行時使得計算機執行本文中所描述的用于驗證病人對牙科矯治器療法的依從性的方法。

附圖說明

現在將參照附圖僅作為示例描述本公開內容的實施方式。

圖1是根據本公開內容的一方面的用于驗證病人對牙科矯治器療法的依從性的方法的流程圖。

圖2是根據本公開內容的示例實施方式的用于使用溫度通過比較兩個頻帶中的功率的比確定依從性來驗證病人對牙科矯治器療法的依從性的方法的流程圖。

圖3是根據本公開內容的示例實施方式的通過牙科矯治器療法依從性監測裝置在人口中記錄的溫度測量值的時域曲線圖。

圖4是經變換的圖3中的溫度測量值的時域序列的頻域曲線圖(功率譜)。在圖4中還示出了根據本公開內容的示例實施方式的用于計算功率比以進行依從性確定的兩個頻帶的示例。

圖5是根據本公開內容的示例實施方式的通過牙科矯治器療法依從性監測裝置在人工環境(Buchi水浴槽)中記錄的溫度測量值的時域曲線圖。

圖6是經變換的圖5中的溫度測量值的時域序列的頻域曲線圖(功率譜)。在圖6中還示出了根據本公開內容的示例實施方式的用于計算功率比以進行依從性確定的兩個頻帶的示例。

圖7是根據本公開內容的示例實施方式的用于使用空間取向通過將總功率的平均值與用于確定依從性的閾值進行比較來驗證病人對牙科矯治器療法的依從性的方法的流程圖。

圖8是根據本公開內容的示例實施方式的用于使用空間取向通過比較兩個頻帶中的功率的比確定依從性來驗證病人對牙科矯治器療法的依從性的方法的流程圖。

圖9是根據本公開內容的示例實施方式的通過牙科矯治器療法依從性監測裝置在人口中記錄的空間取向測量值的時域曲線圖。

圖10是經變換的圖9中的空間取向測量值的時域序列的頻域曲線圖(功率譜)。

圖11是根據本公開內容的示例實施方式的通過牙科矯治器療法依從性監測裝置在人工環境(Buchi水浴槽)中記錄的空間取向測量值的時域曲線圖。

圖12是經變換的圖11中的空間取向測量值的時域序列的頻域曲線圖(功率譜)。在圖12中還示出了根據本公開內容的示例實施方式的用于計算功率比以進行依從性確定的兩個頻帶的示例。

圖13是結合了圖2中的方法和圖7中的方法的流程圖。

圖14示出了用X軸、Y軸和重力矢量標注的仰臥姿勢下的患者頭部的圖。

圖15示出了用X軸、Y軸、重力矢量以及重力矢量的X分量和Y分量標注的部分向左仰臥姿勢下的患者頭部的圖。

圖16示出了用X軸、Y軸、重力矢量以及重力矢量的X分量和Y分量標注的向左仰臥姿勢下的患者頭部的圖。

圖17是根據本公開內容的一方面的用于病人的牙科矯治器療法依從性監測裝置的框圖。

圖18是根據本公開內容的示例實施方式的由實時時鐘接通或關斷其電力的用于病人的牙科矯治器療法依從性監測裝置的框圖。

圖19示出了安裝有本公開內容的依從性監測裝置的牙科矯治器的立體圖。

圖20是根據本公開內容的一方面的牙科矯治器療法依從性驗證系統的框圖。

具體實施方式

總的來說,本公開內容提供了用于通過周期性地測量由病人佩戴的牙科矯治器的參數并且對所測量的參數進行頻譜分析以確定對牙科矯治器療法的依從性來驗證病人對牙科矯治器療法的依從性的方法和裝置。

出于說明的目的,本公開內容的示例實施方式被描述為將牙科矯治器的溫度和/或空間取向用作為測量參數。然而,根據本公開內容,其他參數如濕度、pH或其他適當的口部內生理參數也可以用來確定對牙科矯治器療法的依從性。

在人體中,口內部的溫度在絕大多數時間非常接近身體核心溫度,并且口內溫度的通常范圍大約為34攝氏度至39攝氏度。因此,作為依從性的第一指標,溫度值被檢查以查看該溫度值是否在該范圍內。如果所記錄的溫度持續位于該范圍外,則很可能設備未被佩戴。

口部內溫度不是非常接近體溫的情況包括當正在吃熱的或冷的食品或飲料時以及在吸煙期間。然而,這些活動不能夠在睡著時進行,因此與本公開內容不相關。此外,上述溫度范圍沒有考慮到顯著發燒或低溫的情況。然而,這種情況很少發生,并且被認為對本目的并不重要。然而,一個顯著的例外是在口部呼吸期間,在口部呼吸期間僅在呼氣期間口部內溫度非常接近身體核心溫度。在口部吸氣期間,口部內溫度通常顯著低于身體核心溫度。這可以通過位于34攝氏度至39攝氏度內的連續測量值來避開。

然而,如前所述,使用通常可獲得的物品會很容易地使單獨基于口部內溫度測量值或其他參數來確定測量值是否與口腔內期望的情況一致來驗證依從性的方法無效。

為了提高依從性驗證的準確度,本公開內容利用頻譜特性的不同來驗證對牙科矯治器療法的依從性。與可以用于欺騙對牙科矯治器療法的依從性的人工機械環境如水浴槽中相比,生理參數如溫度的頻譜特性具有不同的頻譜特征。

因此,本公開內容能夠使用對所測量的參數的頻譜分析在與現有設備相比提高了準確度和/或降低了功耗(即,更長的產品壽命)的情況下來驗證對牙科矯治器療法的依從性。

例如,圖1示出了根據本公開內容的一方面的用于驗證病人對牙科矯治器療法的依從性的方法的流程圖。在102處,周期性地測量由病人佩戴的牙科矯治器的至少一個參數以獲得至少一個參數的測量值或數據的時域序列。在104處,將測量值的時域序列的至少一部分變換為測量值或數據的頻域序列。可以通過適當的頻譜變換如快速傅里葉變換(FFT)、離散傅里葉變換(DFT)等將時域數據變換為頻域數據。

在106處,對頻域數據的分量例如幅值、相位、功率等進行分析,以在108處確定頻域分析的結果是否落在預選擇的公差或指定的參數內。如果是,則在110處確定牙科矯治器被病人佩戴。否則,在112處確定矯治器未被病人佩戴,指示可能缺乏對牙科矯治器療法的依從性。

在示例實施方式中,所測量的參數可以為口部內/周圍溫度。如上所述,時域溫度測量值可以變換為頻域數據。如圖2所示,可以通過在頻域溫度測量值中比較兩個頻帶中的功率比來確定對牙科矯治器療法的依從性。

在202處,周期性地測量由病人佩戴的牙科矯治器的溫度以獲得溫度測量值的時域序列。在204處,將溫度測量值的時域序列的至少一部分變換為測量值的頻域序列。計算兩個頻帶中的總功率的比。與可以用于欺騙對牙科矯治器療法的依從性的人工機械環境如水浴槽中的溫度相比,生理溫度以較低的頻率變化。因此,指示生理頻率和機械頻率的頻帶被選擇用于比較。

在208處,對兩個頻帶中的總功率的比是否在預選擇的公差內進行確定。如果總功率的比在閾值之上,則在210處確定牙科矯治器被病人佩戴。否則,在212處確定矯治器未被病人佩戴,指示可能缺乏對牙科矯治器療法的依從性。

圖3示出了根據本公開內容的示例實施方式的通過牙科矯治器療法依從性監測裝置或依從性微記錄器在人口中記錄的溫度測量值的時域曲線圖。示出的溫度測量值的持續時間約為6.5小時。

圖4示出了經變換的圖3的溫度測量值的時域序列的頻域曲線圖(功率譜)。在圖4中還示出了根據本公開內容的示例實施方式的用于計算功率比以進行依從性確定的兩個頻帶的示例。

針對生理頻帶402和機械頻帶404中的所有頻率計算總功率。如果總功率的比在閾值之下,則確定牙科矯治器被病人佩戴。

圖5是根據本公開內容的示例實施方式的通過牙科矯治器療法依從性監測裝置在人工環境(Buchi水浴槽)中記錄的溫度測量值的時域曲線圖。與圖3中示出的數據類似,示出的溫度測量值的持續時間約為6.5小時。

時域溫度數據通過適當的頻譜變換被變換到頻域中并且在圖6中被示出。針對生理頻帶602和機械頻帶604中的所有頻率計算總功率。可以看出,人工環境中的溫度測量值的頻譜特征(圖6)顯著不同于病人的口腔中的溫度測量值的頻譜特征(圖4)。在機械頻帶604中的總功率中例證了差異。因此,圖6的示例中的兩個頻帶中的總功率的比會大于圖4的示例中獲得的兩個頻帶中的總功率的比,指示對牙科矯治器療法的非依從性。

在另一示例實施方式中,所測量的參數可以為牙科矯治器的空間取向。如上所述,可以將時域空間取向測量值變換為頻域數據。可以通過計算空間取向測量值的功率譜的平均值或平均功率來確定對牙科矯治器療法的依從性。

如圖7所示,在702處,周期性地測量由病人佩戴的牙科矯治器的空間取向以獲得空間取向測量值的時域序列。在704處,將空間取向測量值的時域序列的至少一部分變換為測量值的頻域序列。在706處,計算空間取向測量值的功率譜的平均值或平均功率。在708處,對平均功率是否在閾值之上進行確定。如果平均功率在閾值之上,則在710處確定牙科矯治器被病人佩戴。否則,在712處確定矯治器未被病人佩戴,指示可能缺乏對牙科矯治器療法的依從性。

在另一示例實施方式中,如圖8所示,可以通過比較空間取向的測量值的頻域序列的兩個頻帶中的功率比來確定依從性,從而確定對牙科矯治器療法的依從性。

在802處,周期性地測量由病人佩戴的牙科矯治器的空間取向以獲得空間取向測量值的時域序列。在804處,將空間取向測量值的時域序列的至少一部分變換為測量值的頻域序列。在806處,計算兩個頻帶中的總功率的比。生理空間取向以不同于可以用于欺騙對牙科矯治器療法的依從性的人工機械環境中的空間取向的方式而變化。因此,指示生理頻率和機械頻率的頻帶被選擇用于比較。

在808處,對兩個頻帶中的總功率的比是否在預選擇的公差內進行確定。如果總功率的比在預選擇的公差內,則在810處確定牙科矯治器被病人佩戴。否則,在812處確定矯治器未被病人佩戴,指示可能缺乏對牙科矯治器療法的依從性。

圖9示出了根據本公開內容的示例實施方式的通過牙科矯治器療法依從性監測裝置或依從性微記錄器在人口中記錄的空間取向測量值的時域曲線圖。通過適當的頻譜變換,時域空間取向數據被變換到頻域中。圖10示出了經變換的圖9中的空間取向測量值的時域序列的頻域曲線圖(功率譜)。圖9還示出了根據本公開內容的示例實施方式的用于計算功率比以進行依從性確定的兩個頻帶的示例。

針對生理頻帶1002和機械頻帶1004中的所有頻率計算總功率。如果總功率的比小于閾值,則確定牙科矯治器被病人佩戴。

圖11是根據本公開內容的示例實施方式的通過牙科矯治器療法依從性監測裝置在人工環境(Buchi水浴槽)中記錄的空間取向測量值的時域曲線圖。

時域空間取向數據通過適當的頻譜變換被變換到頻域中并且在圖12中被示出。針對生理頻帶1202和機械頻帶1204中的所有頻率計算總功率。可以看出人工環境中的空間取向測量值的頻譜特征(圖12)顯著不同于病人的口腔中的空間取向測量值的頻譜特征(圖10)。在機械頻帶1204中的總功率中例證了差異。因此,在圖12的示例中的兩個頻帶中的總功率的比會不同于在圖10的示例中獲得的兩個頻帶中的總功率的比,指示對牙科矯治器療法的非依從性。

在示例實施方式中,可以通過分析頻域空間取向測量值的功率譜并且確定分析頻域空間取向測量值的功率譜是隨機的來驗證對牙科矯治器療法的依從性。此外,可以通過確定功率譜缺少指示由于人工手段導致的空間取向的變化的任何顯著的一個或更多個頻率來驗證依從性。

在示例實施方式中,本公開內容使用兩種測量值,例如口部內/周圍溫度和空間取向測量值。空間取向測量值例如可以為由加速度計測量的重力(重力矢量)的方向的x、y、z坐標。

圖13是結合了圖2中的方法和圖7中的方法的流程圖。在1402處,周期性地測量由病人佩戴的牙科矯治器的溫度和空間取向以獲得溫度和空間取向測量值的時域序列。在1404處,將溫度測量值的時域序列的至少一部分變換為溫度測量值的頻域序列。在1406處,計算兩個頻帶中的總功率的比。在1408處,對兩個頻帶中的總功率的比是否在預選擇的公差內進行確定。如果總功率的比在閾值之上,則在1410處,將空間取向測量值的時域序列的至少一部分變換為空間取向測量值的頻域序列。在1412處,計算空間取向測量值的功率譜的平均值或平均功率。在1414處,對平均功率是否在閾值之上進行確定。如果平均功率在閾值之上,則在1416處確定牙科矯治器被病人佩戴。否則,在1418處確定矯治器未被病人佩戴,指示可能缺乏對牙科矯治器療法的依從性。

注意,其他示例實施方式可以將圖2的方法與圖8的方法相結合。還可以結合所有這三種方法來確定對牙科矯治器療法的依從性。

將口部內溫度測量值與第二信號如空間取向結合作為對依從性的共同指標可以進一步提高本公開內容的依從性驗證方法和裝置的準確度。例如,患者相對于局部重力矢量的取向可以單獨(如之前參照空間取向所述)或結合溫度測量值用作為用于依從性驗證的參數。如果設備取向指示與基本上直立或倒置的患者的一致性,則很可能(i)設備未被佩戴;或者(ii)患者未睡覺。

可選地,根據口部內溫度測量值和設備取向測量值導出另外的共同指標。在示例實施方式中,計算溫度隨時間的變化和重力矢量的取向的變化。根據兩個生理現象的測量值的四個導出信號包括當前周圍溫度、示出相對于上次讀數的溫度變化的最大幅度的變量溫度、頭部姿勢(直立、俯臥、仰臥、向左或向右)以及例如可以根據重力矢量相對于上次記錄的樣本在2個維度上的最大變化導出的頭部移動。

在另一示例實施方式中,針對在其期間溫度與口部內放置一致的一個或更多個時間段,進行所記錄的溫度的自相關。自相關的結果與生物信號的可接受值進行比較。這將擬隨機新陳代謝溫度變化與通常用于欺騙依從性監測器的恒溫控制加熱設備的通常的常規溫度變化區分開來。

在另一示例實施方式中,還針對在其期間至少一個其他信號或指標與口部內放置和睡覺的患者一致的一個或更多個時間段,進行所記錄的取向信號的自相關。自相關將病人在睡覺期間的擬隨機移動與可以用于欺騙依從性監測器的被編程的和/或機動的人工移動區分開來。

優選地,針對在其期間至少一個其他信號或指標與口部內放置和睡覺的患者一致的一個或更多個時間段,還對所記錄的取向信號的偏差進行標準統計測量。當設備被佩戴時,取向信號的變化指示患者的頭部移動的程度。在睡覺期間,預期某一最小的活動水平。如果信號變化在該最小水平之下,則很可能設備未被佩戴。反之,在睡覺期間不能夠維持很高的活動水平。因此,在示例實施方式中,在由最小值和最大值限定的范圍內的活動水平指示患者依從牙科矯治器療法。

為了節省電力和存儲器,從而減少電池和存儲器存儲設備所需的物理尺寸,不需要對所測量的信號進行連續采樣。而是,在示例實施方式中,每隔一段時間對短測量脈沖進行采集,并且在脈沖之間可以使設備進入休眠模式,其中僅系統時鐘工作。在幾乎不丟失結果的顯著性的情況下,適當的測量間隔可以在30秒至300秒的范圍中。

為了進一步減少存儲器要求,可以以測量脈沖的預選擇的時間間隔將數據存儲到存儲器。根據該方法,一連串的測量脈沖被存儲在臨時存儲器位置。當預選擇的存儲時間間隔到來時,計算測量值的平均值,并且計算同樣的值的變化的統計測量。然后,將這些數據存儲到存儲器以替代各個測量值。在示例實施方式中,每第五個測量脈沖存儲一次數據,這使存儲器要求降低了60%,而基本上不丟失顯著性。

如與其他設備的情況一樣,依從性的第一指標為口部內溫度。通常用熱敏電阻器來測量口部內溫度。這些器件成本相當低、可廣泛地獲得且在很長的時間段上提供穩定的輸出。然而,注意,本公開內容的各個方面同樣適用于通過任何其他手段測量的溫度。

熱敏電阻器通常消耗電力來產生電輸出。為了節省電池電力,僅在數據獲取前、數據獲取中及數據獲取后的短時間期間對熱敏電阻器供電。在示例實施方式中,針對每個測量脈沖對熱敏電阻器持續供電短于一毫秒,并且以一分鐘的時間間隔對測量脈沖進行采集。每隔一段時間間隔進行采樣而不是連續采樣還節省了設備存儲器。作為節省存儲器的另外手段,在示例實施方式中,以五分鐘的時間間隔存儲數據。所存儲的數據為在第一分鐘的輸出和該測量值與第二分鐘的測量值、第三分鐘的測量值、第四分鐘的測量值及第五分鐘的測量值之間的差的絕對最大值。由于兩個數據而不是五個數據被存儲,因此該數據存儲方法使所需的存儲容量降低了60%,而不顯著地丟失結果的一般性。

如前所述,使用通常可獲得的物品能夠很容易地使單獨基于口部內溫度測量值或其他參數來確定測量值是否與口腔內期望的情況一致的驗證依從性的方法無效。

本文描述的頻譜分析方法提高了依從性驗證的準確度。此外,使用至少一個適當的第二信號進一步提高了依從性驗證的準確度。本公開內容的示例實施方式被描述為將溫度和空間取向用作為用于依從性驗證的兩個參數。

空間取向可以由適當的加速度計提供。在示例實施方式中,使用三軸電容式加速度計。如果,如通常在睡覺期間的情況那樣,忽略慣性效果或者認為慣性效果不重要,則加速度計信號指示其相對于重力方向的取向。此外,通過采集連續測量值之間的差,信號可以用于估算加速度計在時間間隔期間移動的程度。最后,電容式加速度計可以以相當低的成本廣泛地獲得,并且幾乎不需要電力來工作。因此,這些儀器的使用與低功耗的要求一致,并且可以對從哪個設備位置獲取數據和移動進行量化。

如圖14至圖16所示,通過將三個垂直加速度計軸的輸出分解為表示重力方向的矢量來計算設備的空間取向。當配備有三軸加速度計的牙科矯治器被佩戴時,其中加速度計相對于患者的頭部固定,加速度計的取向和移動與患者的頭部的取向和移動相同。相對于患者的頭部固定加速度計的方便的方法是將其剛性嵌入到具有已知取向的下頜骨前移設備中。由于矯治器在被佩戴時總是相對于患者的頭部處在的同一位置,因此該方法還提供了用于計算患者頭部的取向的固定的參考系,并且當佩戴設備時設備的取向與患者的取向具有一一對應關系。

如圖14所示,絕大多數下頜骨前移設備和正畸矯治器的設計使得:當其未被佩戴并且被靜置在平面上時,僅穩定姿勢與可以指示患者的頭部的垂直姿勢(即,好像直立站著或倒置)的相對于重力的取向相對應。因此,當設備未被佩戴時設備的最常見和合乎邏輯的取向是當設備被佩戴且患者睡著時設備的最不常見和最不合乎邏輯的取向。因此,設備的取向提供了對在睡覺期間即仰臥、俯臥、向左或向右姿勢時設備是否被佩戴的有效指示。

另外的依從性指標可以根據空間取向信號隨時間的變化導出。在設備被佩戴的情況下,空間取向信號的變化指示患者的頭部移動的程度。當患者改變位置時,加速度計將指示重力矢量相對于口部矯治器的新位置。連續取向測量值之間的非零差指示設備在干預期間的移動。差的幅度指示移動或姿勢變化的幅度。例如,小的差可以指示頭部或頜部開口的較小位移,而大的差通常指示翻轉或其他整個身體的移動。因此,不僅頻率重要,而且取向變化的幅度也重要。隨著取向變化的頻率和幅度二者增加的適當的量為若干連續測量值的均方根值或標準差。

在睡覺期間,預期某一最小的活動水平。如果對信號變化的適當測量指示活動在該最小水平之下,則很可能設備未被佩戴。相反,在睡覺期間很高的活動水平是不可持續的。因此,在示例實施方式中,對指示活動水平的信號變化的測量必須位于由最小值和最大值限定的范圍內,以便考慮患者的依從性。口部矯治器未被佩戴的另一指示可以為在給定時間重復進行的任何周期性的移動。這可以指示設備為某種形式的機械裝置而實際上誤認為被穿戴。

空間取向信息可以被臨床醫師用來在姿勢性睡眠呼吸暫停方面輔助患者。姿勢性睡眠呼吸暫停是流行的為特定睡眠姿勢的睡眠呼吸暫停。通常,姿勢性睡眠呼吸暫停表現為在患者處于仰臥姿勢(躺著)時患者具有異常呼吸。為了確定患者處在某一姿勢的時間量,需要記錄頭部的空間取向。該信息可以被治療姿勢性睡眠呼吸暫停的臨床醫師用來判斷患者是否遵照使得其處在特定姿勢的時間量減少的類型的指令。

空間取向信號還可以用于排除下述個體,所述個體佩戴了設備但不處在使得其能夠入睡的姿勢。這有助于減小欺騙牙科矯治器療法的機率。

在示例實施方式中,以周期性時間間隔來進行溫度、溫度差以及頭部位置測量值,根據這些測量值可以確定頭部隨時間的移動和溫度的改變或變化(變量溫度)。基于該數據,可以確定或分析依從性的某些指標。依從性的指標可以包括例如:持續處在指示設備處于口腔的范圍內的溫度,如在34C之上的所測量的溫度或平均溫度;指示用戶未站立(或未倒立)的頭部位置;示出沒有機械干預如在恒溫控制水浴槽中加熱的跡象的溫度變化;以及非靜止并且沒有指示出機械干預的跡象的頭部移動。如果指標中的任何指標為負,則患者很可能沒有遵照牙科矯治器療法。

注意,在不同的連續取向測量值之間,不能夠確定移動的程度,或者,等同地,已發生的位置變化的次數。因此,普遍認為取向的變化僅是所有活動的指示,而不是所有活動的測量。然而,在5分鐘時間段期間的以1分鐘時間間隔的測量值適于捕捉睡覺期間的大部分移動。因此,如果理解了上文,則對于本目的而言,非連續采樣是合理的。其他設備通常以單個5分鐘或更長的采樣時間段進行記錄。

為了進一步節省電力,以適當的時間間隔對短測量脈沖進行采集而不是對加速度計輸出進行連續采樣。在本發明的示例實施方式中,以一分鐘的時間間隔來進行單個測量,并且每次測量要求對加速度計供電短于一毫秒。該方法還節省設備的存儲器。作為節省存儲器的另外的手段,在示例實施方式中,以五分鐘的時間間隔存儲數據。所存儲的數據為在第一分鐘的輸出和該測量值與第二分鐘的測量值、第三分鐘的測量值、第四分鐘的測量值及第五分鐘的測量值之間的差的絕對最大值。由于兩個數據而不是五個數據被存儲,因此該數據存儲方法使所需的存儲容量降低了60%,而不顯著丟失結果的一般性。用于測量周期的數據存儲裝置可以降至2字節。

依從性驗證的另外的手段可以根據對溫度隨時間的變化的測量導出。保持設備的相對穩定溫度的容易且可廣泛獲得的手段為浸沒在熱浴槽或其他恒溫控制設備中。然而,在這樣的情況下,期望看到溫度隨著加熱元件的接通和關斷而周期性地增加或降低。當周圍溫度相對恒定時,以規律的時間間隔接通或關斷元件。

可以通過針對各種延遲值計算信號的自相關并且搜索最大值來識別該類型的變化。自相關提供了對信號與該信號本身的時間偏移版本的相似性的指示。如果時間偏移或延遲接近信號中的顯著頻率,則自相關具有大值,而如果延遲不接近存在于信號中的任何頻率,則自相關具有小值。其自相關具有最大值的延遲值指示信號中的主頻率。如果該主頻率小(接近采樣頻率),則該主頻率可以指示信號不相關(隨機)或者弱相關。

雖然,當接通和關斷恒溫控制設備的加熱元件時,預期規律的體溫變化(例如,由生理節奏引起),但是不預期規律的體溫變化與同一延遲或主頻率自相關。因此,如果在該范圍中存在強溫度信號自相關和/或變量溫度的頻率分析表明功率譜中的顯著頻率,則很可能設備駐留在恒溫加熱環境中,并且因此設備未被佩戴。此外,可以基于在口部內測量的指示體溫的預期的夜間/白天變化的溫度測量值來確定依從性。

可以通過針對各種延遲值計算加速度計信號的自相關并且搜索產生最大自相關因子的延遲來獲得依從性驗證的另外的手段。睡覺期間的移動以擬隨機時間間隔發生,這對于所有的延遲值將呈現為不相關或弱相關。然而,周期性地改變設備在患者的口的外部的位置的機械機構或電動機構除非非常精良否則將重復某種模式的運動,當延遲與重復運動的時間段一致時產生強自相關因子。

在示例實施方式中,根據以大約五(5)個一(1)分鐘的時間間隔記錄的最多達四個參數來確定對治療方法的依從性:(i)時間間隔的基本溫度表示;(ii)時間間隔的基本空間取向表示;(iii)時間間隔期間的最大溫度變化;以及(iv)時間間隔期間的最大空間取向變化。此外,在從設備取回數據后,計算溫度與空間取向信號的自相關,以及空間取向信號的變化的統計測量。對于用于登記依從性的設備:i)所記錄的溫度必須在指定的范圍即35攝氏度與40攝氏度之間;ii)空間取向必須指示基本上不垂直的位置;iii)空間取向的統計變化必須大于最小值且小于最大值;iv)跨越指定時間段的一系列時間測量值必須不與最小時間段和最大時間段強自相關;以及v)跨越指定時間段的一系列空間取向測量值必須不與最小時間段和最大時間段強自相關。

圖17示出了根據示例實施方式的用于病人的牙科矯治器療法依從性監測裝置1700的框圖。裝置1700包括電池1704、CPU1706、溫度傳感器1708、空間取向傳感器1712、存儲器1710以及通信模塊1702。電池1704對裝置1700供電,并且電池1704可以為一次性電池或可再充電電池。溫度傳感器1708測量裝置的周圍溫度。空間取向傳感器1712測量裝置的空間取向。CPU1706被配置為尤其控制溫度傳感器1708和空間取向傳感器1712來周期性地測量周圍溫度和空間取向,以分別獲得周圍溫度測量值的時域序列和空間取向測量值的時域序列。存儲器1710工作上耦接到處理器1706以記錄周圍溫度測量值的時域序列和空間取向測量值的時域序列。通信模塊1702工作上耦接到處理器1706以將所記錄的周圍溫度測量值的時域序列和空間取向測量值的時域序列傳送給依從性驗證處理器(未示出)用以確定對牙科矯治器療法的依從性。

在示例實施方式中,依從性驗證處理器被配置為執行本文中所描述的方法。

如圖18所示,在示例實施方式中,裝置還可以包括實時時鐘、電力開關以及電力電容器。如前所述,在本文中描述的裝置降低了功耗。這在裝置1800中例如通過在收集會話之間關斷微處理器(處于完全斷電模式或處于休眠模式)來實現。時鐘1814將接通/關斷信號提供給電力開關1816。電力開關工作上耦接到時鐘1814和處理器1806。

此外,裝置1800可以包括電力電容器1818。電力電容器1818工作上耦接到電源,以使通常出現在微處理器的加電周期期間的高電流汲取尖脈沖最小化。這具有減少電力尖脈沖的影響并且增加電池的壽命的效果。

在使用需要電力的集成電路的通常設計中,濾波電容器可以插在電源與地之間,以濾除會通過集成電路引入到電力線中的任何噪聲。一些集成電路如微處理器在啟動期間也汲取很高的電力。在示例實施方式中,有利地,將濾波電容器用作為電力的臨時存儲裝置,使得當適用于依從性測量設備的小型功率單元(電池)不能夠供應啟動CPU所需的電流時,在啟動期間存在足夠的電力。如果功率單元能夠供應電流,則啟動電流尖脈沖可能減小電池的壽命。電容器的使用使得能夠在接通/關斷周期中不出現任何問題的情況下對CPU以及其他部件進行關閉和加電。這顯著增加了依從性測量設備的壽命。

電力開關1816被配置為基于由時鐘1814提供的接通/關斷信號使處理器1806、存儲器1810、溫度傳感器1808以及空間取向傳感器1802在關斷狀態與接通之間周期性地切換。處理器1806被配置為控制接通狀態中的溫度傳感器1708和空間取向傳感器1712。

例如通過來自實時時鐘1814的接通/關斷信號以每分鐘一次的方式來接通電力。微處理器1806可以讀取包含在實時時鐘中的操作信息并且執行與會話相關聯的功能。在會話結束時,微處理器可以驗證裝置1800是否對接(有線或無線)到基站(未示出)以及基站是否試圖例如經由通信模塊1802與裝置1800通信。如果是這樣,則進行通信會話,以向/從存儲器1810傳遞數據。如果裝置1800沒有對接到基站或者在通信會話結束時,則可以將微處理器電力切斷(完全或進入休眠模式)。該方法具有顯著降低電力需求的優點并且因此使得設備能夠在持續更長時間的同時還收集更充分的信號信息。

如圖19所示,在示例實施方式中,牙科矯治器療法依從性監測裝置1900可以被制造成容易安裝在牙科矯治器1910內或嵌入到牙科矯治器1910中。

圖20是根據本公開內容的一方面的牙科矯治器療法依從性驗證系統的框圖。系統2500包括牙科矯治器療法依從性監測裝置(或者依從性微記錄器)2000;以及依從性驗證處理器2010。依從性微記錄器2000包括:對裝置供電的電池;測量裝置的周圍溫度的溫度傳感器;測量裝置的空間取向的空間取向傳感器;處理器,該處理器被配置為控制溫度傳感器和空間取向傳感器來周期性地測量周圍溫度和空間取向,以分別獲得周圍溫度測量值的時域序列和空間取向測量值的時域序列;存儲器,該存儲器工作上耦接到處理器以記錄周圍溫度測量值和空間取向測量值;以及工作上耦接到處理器的通信模塊。依從性驗證處理器2010被配置為:在通信鏈路2004和2008(有線或無線)上經由基站2006與依從性微記錄器2000的通信模塊進行通信以使得所記錄的周圍溫度測量值的時域序列和空間取向測量值的時域序列被傳送;以及確定對牙科矯治器療法的依從性。

依從性微記錄器2000可以嵌入在口部矯治器內。依從性微記錄器2000經由通信鏈路2004與基站2006對接。通過光學手段或電磁手段無線地實現基站2006與依從性微記錄器之間的通信。基站2006通過USB或者其他類似的計算機接口模塊(或者經由適當的無線協議)連接到計算機2010。計算機2010可以連接到互聯網,經由鏈路2012與云應用2014通信,在云應用2014中可以存儲數據或其他應用和/或患者相關的信息。可以在具有該設置的任何位置實現對數據的進一步分析。

通常,本公開內容的裝置和系統使用溫度傳感器如熱敏電阻器用于收集溫度并且使用空間取向傳感器如加速度計用于收集頭部位置和頭部移動。在示例實施方式中,CPU以1分鐘的時間間隔來采樣。根據用戶/牙科醫師的期望,每隔5分鐘至15分鐘存儲一次數據。數據存儲包括:在存儲數據時具有0.1℃的精確度的溫度、為從上次存儲數據時起溫度變化的范圍的變量溫度、存儲數據時的頭部位置以及為從上次存儲數據時起加速度測量值的范圍的頭部移動的測量。針對可以用于指示口部矯治器處在人工環境中的任何周期性頻率使用頻譜分析對信息進行分析。耦合有最小溫度和超溫度及頭部位置的該信息可以用于增加對設備是否被佩戴進行報告的準確度。

對頭部移動和頭部位置變化的類似頻譜分析可以用于指示設備是否處在患者的口中。可以通過使用頭部位置和頭部移動來指示患者在佩戴設備的情況下睡著的概率,以進一步增加準確度。

本文描述的方法的某些方面可以設置在記錄有非暫態指令的有形計算機可讀介質中,所述非暫態指令在由處理器執行時使得計算機執行本文中所描述的用于驗證病人對牙科矯治器療法的依從性的方法。

雖然通過示例性實施方式描述了本發明,但是本領域的技術人員將認識到可以以所附權利要求的范圍內的修改來實施本發明。所包含的示例僅是說明性的并且不旨在提供可能的實施方式和應用的窮舉性列表。此外,應當理解,雖然本發明在用于治療睡眠呼吸暫停的下頜骨前移設備的范圍內被提出,但是本方法可以等同地應用于其他領域,如牙科和正畸矯正設備。

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