[发明专利]针对基于漫反射光谱法的牙龈炎检测的波长和带宽选择

说明书

一种用于检测组织炎症和特别是牙龈炎的系统(100)包括：光发射器(102)；具有在300μm‑2000μm之间的源‑检测器距离的漫反射光谱探头(107)；以及多个检测器(106、108、110、112)，被配置为检测：小于615nm且具有第一带宽的第一波长；以及等于或大于615nm并且分别具有第二带宽和第三带宽的第二波长和第三波长，其中第二带宽或第三带宽大于第一带宽。

技术领域

本公开总体上针对用于针对光谱分析，使用经优化的波长选择来检测组织炎症和特别是牙龈炎的存在的口腔保健系统。

背景技术

目前，由于口腔中的有限空间，使用漫反射光谱法(DRS)进行的牙龈炎检测使用小型、成角度的探头来执行，探头围绕传输光的一个或多个光纤进行配置。这样的小探头可用于测量牙龈炎通常起源的邻间区域。然而，这样的小探头在接触时，在组织上施加很大的压力，从而推开血液，从而破坏了血液性质的DRS测量。因此，DRS测量优选地在非接触模式下进行，并且除所需的漫反射分量之外，所需的非接触模式还导致检测镜面反射光。由于漫反射光(即，穿过组织传播的光)被高度衰减，这些镜面反射分量变得相对较大。

由于牙龈组织中不同的发色团，漫反射光的光谱性质与源光的光谱性质不同：血红蛋白吸收的影响是显而易见的，散射分量也是显而易见的，散射分量是使得漫反射能够实现的分量(即没有它，光将不会被漫反射/返回)，并且吸收分量归因于黑色素，而黑色素是牙龈组织中主要的吸收发色团之一。其他主要发色团是胡萝卜素和血红蛋白：尤其是经氧化和经脱氧的。

原则上，所有组织的光学性质可以从所测量的DRS光谱中提取。这可以使用逆模型或使用蒙特卡洛模拟生成的查找表(LUT)来完成。但是，由于所需的处理能力和时间，尤其是所需的采样波长数目，这些方法不适用于消费类产品。

为了从DRS光谱中提取血红蛋白浓度，通常使用一个或多个等吸收波长，例如，在约584nm和800nm处的等吸收波长。但是，照明LED通常不生成近红外(NIR)波长，因为这样的波长是看不到的。因此，正常照明LED的780nm处的输出极低或为零。

因此，在本领域中继续需要发明性的口腔保健系统和方法，以能够使用最小数目的波长和市售的磷光体转换(PC)发光二极管(LED)来精确地检测组织炎症，特别是牙龈炎。

发明内容

本公开涉及用于使用照明发光二极管来进行基于漫反射光谱法的牙龈炎检测的发明性系统和方法。本文的各种实施例和实现方式针对牙龈炎检测系统，牙龈炎检测系统包括使用市售的发光二极管(LED)和经优化的最小数目波长的口腔保健设备，牙龈炎检测系统仍然实现精确的牙龈炎检测。口腔保健设备包括使用市售照明LED的一个或多个光发射器、DRS探头和使用经优化的最小数目波长的检测器。

通常，在一个方面，提供了用于检测组织炎症的系统。系统包括：光发射器；漫反射光谱探头，具有在300μm-2000μm之间的源-检测器距离；以及多个检测器，该多个检测器被配置为检测：小于615nm并且具有第一带宽的第一波长；以及等于或大于615nm并且分别具有第二带宽和第三带宽的第二波长和第三波长，其中第二带宽或第三带宽大于第一带宽。

在各个实施例中，光发射器被配置为将光传送至牙龈组织，并且多个检测器被配置为检测来自牙龈组织的漫反射光。

在一个实施例中，系统还包括光谱分析单元，光谱分析单元被配置为接收和分析所检测的漫反射光，光谱分析单元包括分离器，分离器被配置为将所检测的光分布在多个检测器之上。

在各种实施例中，系统还包括具有炎症检测单元的控制器，控制器被配置为从多个检测器中的每个检测器接收用于检测组织炎症的输入。

在一个实施例中，第二带宽或第三带宽比第一带宽大至少50％。

在一个实施例中，第二带宽或第三带宽比第一带宽大100％。