專利名稱：用于阻止磨牙癥的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于阻止磨牙癥的裝置，其包括要在用戶的口中接收的承載架，該承載架包括電子生物反饋系統(tǒng)的至少部分，該生物反饋系統(tǒng)包括至少一個(gè)信號(hào)傳感器，該信號(hào)傳感器對(duì)于肌電信號(hào)較為敏感，并且連接到控制單元，該控制單元被設(shè)計(jì)并適用于當(dāng)檢測(cè)到超出預(yù)定閾值電平的肌電信號(hào)時(shí)經(jīng)由電極產(chǎn)生校正刺激。
背景技術(shù)：
磨牙癥為在日間以及夜間發(fā)生的無(wú)意或下意識(shí)的機(jī)能異常，并表現(xiàn)為在下顎和上顎的咀嚼表面配合物(complex)之間的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)接觸，其中發(fā)生顯著的(pronounced)神經(jīng)肌肉活動(dòng)。這些接觸不形成正常功能生理學(xué)的部分。磨牙癥還已知為牙齒的咬緊和/或研磨。
懷疑在大多數(shù)情況下，磨牙癥由抑制的逃避反應(yīng)(suppressed flightreponse)導(dǎo)致的壓力產(chǎn)生。逃避反應(yīng)是一種在自然界中的正常本能現(xiàn)象，不只在動(dòng)物中還在人類中發(fā)生。在放松期間神經(jīng)系統(tǒng)的副交感神經(jīng)部分是活躍的。休克反應(yīng)干擾該放松并將導(dǎo)致逃避反應(yīng)。這里發(fā)生從神經(jīng)系統(tǒng)的副交感神經(jīng)部分到交感神經(jīng)部分的急性轉(zhuǎn)換。在荷爾蒙例如(去甲)腎上腺素、皮質(zhì)醇、櫻葉苷(serotin)和外激素的影響下，血液被傳送到四肢以增強(qiáng)逃避反應(yīng)。當(dāng)逃避嘗試成功或危險(xiǎn)過去時(shí)，平衡轉(zhuǎn)移回到神經(jīng)系統(tǒng)的副交感神經(jīng)部分并且最后恢復(fù)放松狀態(tài)。
該本能行為依然存在在人類中，雖然高度文明化的人類能夠抑制這種逃避反應(yīng)。后者發(fā)生在例如這樣的情況下當(dāng)某人在去往約定地點(diǎn)的路上發(fā)現(xiàn)自己處于交通擁塞時(shí)，他/她想要逃脫，但是不能。所有與逃避反應(yīng)關(guān)聯(lián)的身體現(xiàn)象發(fā)生，但是最終沒有實(shí)現(xiàn)逃避反應(yīng)。神經(jīng)系統(tǒng)的交感神經(jīng)部分仍然處在有準(zhǔn)備的完全狀態(tài)下。在該時(shí)刻，頭頸區(qū)域的肌肉也就是特別是咀嚼肌開始起到至關(guān)緊要的作用。
通過咀嚼肌肉的緊張可以產(chǎn)生有力的咬合行為，由此局部性地發(fā)生小疼痛刺激，該小疼痛刺激表現(xiàn)為其他多種方式之一在牙齒和臼齒中的疼痛、在牙周組織中的疼痛、在牙和臼齒的根部周圍的下顎骨中的疼痛、在咀嚼肌中的疼痛和在頜關(guān)節(jié)中的疼痛。這些疼痛刺激本質(zhì)上是難以察覺到的，但是足夠電平仍然將導(dǎo)致抑制的逃避反應(yīng)和在神經(jīng)系統(tǒng)中的相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)換。由該逃避反應(yīng)導(dǎo)致的荷爾蒙的釋放順次引起咀嚼肌的緊張，從而導(dǎo)致將其自身表達(dá)為磨牙癥的惡性循環(huán)。
磨牙癥本質(zhì)上是一種處理每日遭遇的壓力的機(jī)械方法。在這方面，磨牙癥是無(wú)害且有用的。但是如果磨牙癥發(fā)生太頻繁就會(huì)導(dǎo)致咀嚼力的增加，由此在進(jìn)食期間要進(jìn)行的正常咀嚼動(dòng)作也利用這樣大小的力來執(zhí)行，這樣就發(fā)生疼痛刺激，而該疼痛刺激順次導(dǎo)致以上所述的惡性循環(huán)。除了壓力，正常日常事件也這樣引起壓抑的逃避反應(yīng)或磨牙癥。在這里咀嚼力顯著地增加，因此作為磨牙癥的結(jié)果，會(huì)損害牙齒和臼齒，甚至?xí)?dǎo)致肌肉疾病、頭疼和肩/頸不適。除了耳痛和平衡紊亂最終還會(huì)發(fā)生頜關(guān)節(jié)不適，所謂的關(guān)節(jié)原性不適例如頜關(guān)節(jié)破裂。當(dāng)患者經(jīng)歷這樣的廣泛種類的疾病(complaint)到達(dá)更小或更大程度時(shí)，磨牙癥不再具有功用和無(wú)害特性，而是到如今更具有破壞性。
因此磨牙癥對(duì)患者的健康狀態(tài)具有直接和間接的負(fù)面影響。首先，磨牙癥導(dǎo)致對(duì)于牙齒的損害，該損害可以被辨別出來。間接地，磨牙癥還對(duì)全部運(yùn)動(dòng)器官具有負(fù)面影響，也就是肌肉會(huì)緊張而關(guān)節(jié)會(huì)變得負(fù)擔(dān)過重或被損害。此外，磨牙癥可以導(dǎo)致破壞的睡眠，還有該破壞的睡眠帶來的所有可能神經(jīng)官能和心理后果。根據(jù)本發(fā)明的裝置的目的是避免或至少顯著減輕磨牙癥，從而避免或至少顯著減輕上述的不利后果。
序言中描述的類型的裝置從歐洲專利EP1.110.518得知。這里描述的裝置包括夾板(splint)形式的承載架，該承載架接收在整個(gè)口中。布置在該夾板上的為兩個(gè)金屬錨定元件。這些錨定元件一方面充當(dāng)信號(hào)傳感器或天線，利用其肌電信號(hào)可以被接收和記錄。該錨定元件另一方面也充當(dāng)電極，一檢測(cè)到初始磨牙癥就可以在該電極上產(chǎn)生校正刺激。知道這些，該信號(hào)傳感器和電極包括在部分集成在夾板中的合適生物反饋系統(tǒng)中。一旦該天線檢測(cè)到牙齒的無(wú)意識(shí)非生理性行為，例如當(dāng)用戶正在睡覺時(shí)，該信號(hào)產(chǎn)生到該生物反饋系統(tǒng)的控制單元。當(dāng)超出一定閾值電平時(shí)，該控制單元激活脈沖發(fā)生器，隨后該脈沖發(fā)生器產(chǎn)生電脈沖，并經(jīng)由電極將該電脈沖作為電刺激傳輸給用戶的顎，以恢復(fù)那里的放松狀態(tài)。磨牙癥因此被阻止在萌芽中，并且避免了上述的負(fù)面影響。磨牙癥因此將在用戶中減少并最終作為操作性條件反射的結(jié)果而完全消失。該裝置也可以另外應(yīng)用作為預(yù)防措施，尤其用在已經(jīng)遭受磨牙癥但是還沒有發(fā)展到任何有害作用的患者。
雖然已知的裝置本質(zhì)上在抑制磨牙癥中非常有效，但是發(fā)現(xiàn)裝置不總是適合所有用戶。尤其在慢性磨牙癥患者的情況下，裝置由此有時(shí)候根本不產(chǎn)生校正刺激，或只是相對(duì)遲地產(chǎn)生校正刺激。本發(fā)明的目的是提供在序言中描述的類型的裝置中的改進(jìn)，由此本發(fā)明變得更加廣泛地可用和有效。

發(fā)明內(nèi)容
為了達(dá)到所述的目標(biāo)，根據(jù)本發(fā)明在序言中描述的類型的裝置其特征為生物反饋系統(tǒng)設(shè)置有用于調(diào)節(jié)和存儲(chǔ)閾值電平的裝置。利用信號(hào)傳感器檢測(cè)到的肌肉動(dòng)作反映用戶的肌肉活動(dòng)。本發(fā)明基于這樣的認(rèn)識(shí)強(qiáng)壯發(fā)達(dá)的肌肉可以利用比較不發(fā)達(dá)肌肉更低的肌肉動(dòng)作滿足，以產(chǎn)生確定的咬緊或顎壓(jaw pressure)。因此在強(qiáng)壯肌肉組的情況下利用信號(hào)檢測(cè)器檢測(cè)到的信號(hào)將低于在較弱肌肉的情況。尤其遭受磨牙癥的用戶通常具有強(qiáng)壯發(fā)達(dá)的肌肉，因此利用已知的裝置偶爾沒有達(dá)到閾值，同時(shí)仍然在施加不能接受的顎壓。由于本發(fā)明，閾值每個(gè)裝置都可調(diào)節(jié)，由此在這樣的情況下，閾值可以下調(diào)以使得能夠適時(shí)地進(jìn)行期望校正的傳送。另一方面如果該裝置用于預(yù)防使用或以另一方式使用在具有相對(duì)較不發(fā)達(dá)的顎肌的用戶中，則閾值可以相反地上調(diào)這樣該裝置不會(huì)過早地傳送校正刺激。根據(jù)本發(fā)明的裝置由此可以按照用戶的特殊情況以相對(duì)簡(jiǎn)單的方式個(gè)別地修改。
在特定實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的裝置具有這樣的特征閾值可以調(diào)節(jié)到在大約5毫伏到50毫伏之間的電平。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這樣的調(diào)節(jié)范圍足以使每個(gè)用戶能夠有效調(diào)節(jié)該裝置，以由此在個(gè)體情況下減少和最終抑制用戶中的初始甚至晚期磨牙癥癥狀。
雖然閾值電平的調(diào)節(jié)可以用實(shí)驗(yàn)方法來實(shí)現(xiàn)，例如使用電位計(jì)、可變電容器或其他電子調(diào)節(jié)元件，但是根據(jù)本發(fā)明的裝置的優(yōu)選實(shí)施例具有這樣的特征生物反饋系統(tǒng)設(shè)置有用于將裝置布置在學(xué)習(xí)模式中的裝置，在該學(xué)習(xí)模式中，存儲(chǔ)來自信號(hào)傳感器的輸出信號(hào)作為閾信號(hào)。在這種情況下，裝置的設(shè)置至少基本上利用軟件而產(chǎn)生。為此目的將裝置布置在學(xué)習(xí)模式中并且隨后測(cè)量在用戶的顎肌中的最常見的(modal)和最大信號(hào)電平，并基于該最常見的和最大信號(hào)電平來設(shè)置閾值。然后裝置準(zhǔn)備完畢備用，并且如果需要，一直可以相對(duì)簡(jiǎn)單地重置。
根據(jù)本發(fā)明的裝置的進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施例的特征為至少一個(gè)信號(hào)傳感器能夠并適用于檢測(cè)在第一頻域中的第一肌信號(hào)和在第二頻域中的第二肌信號(hào)，并且該生物反饋系統(tǒng)包括每個(gè)頻域的閾值。該實(shí)施例基于這樣的認(rèn)識(shí)磨牙癥自身可以表現(xiàn)在兩個(gè)變體(variant)中。首先具有所謂的牙齒的研磨，其主要在夜間睡眠期間發(fā)生。此外，磨牙癥也表現(xiàn)為顎咬緊到一起。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在這樣的情況下，以不同頻率為至少大部分測(cè)量這兩種機(jī)制的肌肉活動(dòng)。通過對(duì)每個(gè)頻率范圍設(shè)置閾值，并對(duì)比該值檢查肌肉活動(dòng)，該優(yōu)選實(shí)施例提供針對(duì)兩種形式的磨牙癥的治療法。進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施例在這里的特征根據(jù)本發(fā)明更加具體地表現(xiàn)為該第一和第二頻域分別位于大約1-20Hz和大約90-600Hz的頻域范圍中。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)牙齒的研磨特別地在第一頻率范圍中測(cè)量到，而咬緊特別地在第二頻率范圍中檢測(cè)到。
在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)顎肌實(shí)際上總是展示一定的活動(dòng)，該活動(dòng)將其自身表現(xiàn)在信號(hào)傳感器的輸出信號(hào)中。利用更劇烈的活動(dòng)，尤其在磨牙癥期間，輸出信號(hào)增加，其可以指示必需加以干涉。因此與其說信號(hào)的絕對(duì)值不如說相對(duì)于放松狀態(tài)的變化指示磨牙癥是否(已經(jīng))發(fā)生。為了能夠有效地識(shí)別磨牙癥是否(已經(jīng))發(fā)生，根據(jù)本發(fā)明的裝置的進(jìn)一步的實(shí)施例具有這樣的特征控制單元包括處理單元，該處理單元能夠且適用于確定在放松期間測(cè)量的肌信號(hào)的運(yùn)行平均值并且存儲(chǔ)該平均值作為偏置值。在該情況下平均放松行為可以被測(cè)量并存儲(chǔ)作為每個(gè)個(gè)體的偏置值。測(cè)量到的肌信號(hào)然后可以與該偏置值比較，以確定是否有增加的肌行為。在進(jìn)一步的特殊實(shí)施例中，該裝置這里具有這樣的特征處理單元能夠并適用于在操作狀態(tài)中將測(cè)量到的肌信號(hào)減去偏置值，并將結(jié)果作為有用信號(hào)提交給控制單元。每個(gè)個(gè)體的該有用信號(hào)由此對(duì)個(gè)體放松活動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償，從而通過生物反饋系統(tǒng)的進(jìn)一步處理可以至少以高度的一致性發(fā)生。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)該裝置有時(shí)太快地傳送校正刺激，也就是由于環(huán)境，例如在做夢(mèng)期間，暫時(shí)地檢測(cè)到高顎壓而不是必然發(fā)生了磨牙癥。磨牙癥利用一定持續(xù)顎壓從這樣的癥狀中辨別出來。已知這些，根據(jù)本發(fā)明的裝置的進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施例具有這樣的特征控制單元包括時(shí)鐘裝置，該時(shí)鐘裝置用于在確定時(shí)期過去之后產(chǎn)生控制信號(hào)，在該確定時(shí)期期間輸入信號(hào)處于所述閾值之上。在這樣的情況下，該裝置在超出閾值后沒有立即響應(yīng)，而是只在可選的可調(diào)節(jié)時(shí)期過去之后再響應(yīng)。這避免了這樣的過早校正信號(hào)，或至少顯著減少這些過早校正信號(hào)。為了還允許該參數(shù)的個(gè)體變化，這里的進(jìn)一步具體的實(shí)施例具有這樣的特征所述時(shí)期在1和5秒之間可調(diào)。
異常好的結(jié)果已經(jīng)利用根據(jù)本發(fā)明的裝置的進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施例在實(shí)踐中獲得，該實(shí)施例的特征在于處理單元包括加法裝置，該加法裝置能夠并適用于得到期間超出所述閾值的時(shí)期的總和，同時(shí)減去期間沒有達(dá)到所述閾值的介入時(shí)期。在此情況下，輸出信號(hào)就像從超出閾值的點(diǎn)保持平衡，因此那里的暫時(shí)波峰和波谷不導(dǎo)致不期望的生物反饋行為，或只導(dǎo)致減少程度的生物反饋行為。
控制單元連接到承載架，該承載架其中具有生物反饋系統(tǒng)的至少部分。如果閾值存儲(chǔ)在控制單元中或存儲(chǔ)在控制單元處，必需確保所指的控制裝置沒有連接到另外承載架，因?yàn)椴徽_的或甚至有害的控制信號(hào)可能隨后被傳輸。知道這些，根據(jù)本發(fā)明的裝置的特定實(shí)施例具有這樣的特征該承載架設(shè)置有電子元件，該電子元件能夠包括與該承載架相關(guān)聯(lián)的電子可檢測(cè)識(shí)別值，并且該控制裝置包括讀取裝置，該讀取裝置能夠記錄連接到其上的承載架的識(shí)別值，并將該識(shí)別值與存儲(chǔ)在控制裝置中的值進(jìn)行比較。該識(shí)別值由此提供驗(yàn)證密鑰，基于該驗(yàn)證密鑰，控制單元能夠以足夠程度的確定性來確定正確的承載架被連接。
根據(jù)本發(fā)明的裝置的進(jìn)一步的實(shí)施例更具體地在此具有這樣的特征電子元件來自包括電阻器、電容器和存儲(chǔ)器電路的組，該存儲(chǔ)器電路可以至少被電子地讀出。在前兩種情況下，借助于來自可數(shù)的一系列施加值的電阻值或電容值的比較，發(fā)生幾乎明確的驗(yàn)證，而電子可讀存儲(chǔ)器則為了完全明確對(duì)應(yīng)的目的，提供在其中存儲(chǔ)唯一(數(shù)字)識(shí)別碼的選擇。
識(shí)別值不松脫地連接到承載架以使得能夠一直至少充分唯一識(shí)別承載架是很重要的。為此目的，根據(jù)本發(fā)明的裝置的特殊實(shí)施例具有這樣的特征其中該承載架利用電纜連接到控制單元，并且電子元件被集成到該電纜中，特別是集成到該電纜的連接器中。因?yàn)榘ㄗR(shí)別值的電子元件由此包括在到承載架的電纜連接中，所以該承載架能夠一致地制造，并且其中不需要布置電子終端和另外部件，于是在使用期間該承載架可以容納在潮濕環(huán)境中。


本發(fā)明現(xiàn)在將基于示例性實(shí)施例和相關(guān)聯(lián)的圖進(jìn)行進(jìn)一步的闡明。在附圖中圖1顯示根據(jù)本發(fā)明的裝置的實(shí)施例的透視圖；圖2顯示了布置在用戶中的圖1的裝置；以及圖3顯示圖1的裝置的示意性操作圖。
圖完全是示意性地繪制而沒有按規(guī)定比例繪制。特別是一些尺寸為了清楚可能被夸張到更大或更小的程度。在附圖中對(duì)應(yīng)部分盡可能地利用相同參考數(shù)字表示。
具體實(shí)施例方式
圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的用于防止磨牙癥的示例性實(shí)施例。該裝置包括熱塑性塑料的顎狀承載架主體1，該熱塑性塑料例如生物相容的合成樹脂，從該主體1突出兩個(gè)金屬天線2。這里的天線從承載架主體1的外端在任一側(cè)上延伸，但是另外還不透液體地嵌入在其材料中，以阻止對(duì)其腐蝕或其他破壞性影響。
如在圖2中示意性所示的，天線2形成用于在面頰側(cè)將承載架主體固定緊靠用戶的牙齒的錨定部件。承載架1因此處在緊靠用戶牙齒的固定位置處。天線2在這樣的情況下由具有生物相容材料的固體芯的線形成，在該例子中為正畸鋼，并且可以使用一對(duì)鉗子或其他工具相對(duì)容易地切成一定大小，并使用類似工具彎曲為環(huán)繞顎元件的期望形狀。如在圖2中所示，該錨定部件最終布置在顎元件P2SD、P2SS、M1SD和M1SS的位置，其確保在實(shí)踐中的良好操作，雖然也可以固定在其他位置。
除了用于在用戶口中的承載架主體1的最佳固定的錨定部件，該兩個(gè)天線還形成對(duì)于肌電信號(hào)敏感的信號(hào)傳感器。該信號(hào)傳感器2形成裝置的生物反饋系統(tǒng)的部分，并能夠檢測(cè)在用戶顎中的(咀嚼)肌肉活動(dòng)并產(chǎn)生為電子信號(hào)。為了測(cè)量肌肉活動(dòng)，部件2作為接收天線操作，用于無(wú)線地接收來自咀嚼肌的肌電信號(hào)。在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)部件2的精確位置不是非常嚴(yán)格。信號(hào)傳感器2產(chǎn)生記錄的信號(hào)到生物反饋系統(tǒng)的中心控制單元，該生物反饋系統(tǒng)和電源及脈沖發(fā)生器一同容納在外部殼體中，并且其利用電纜3連接到信號(hào)傳感器。該控制單元包括集成微處理器，該集成微處理器包括處理單元和非易失性電子可重寫且可讀存儲(chǔ)器。該控制單元接收來自信號(hào)傳感器2的信號(hào)，并且基于加載在其中的程序碼，促使脈沖發(fā)生器用于根據(jù)命令產(chǎn)生和傳送電刺激到電極。
承載架主體1優(yōu)選戴在上部牙齒上，如在圖2中所示，其中連接電纜3從口部伸出。因?yàn)檫B接電纜3連接到承載架1的面頰側(cè)，所以電纜3不阻止顎的完全閉合。如果需要，使用可以由可選擇實(shí)施例完成，其中對(duì)信號(hào)傳輸使用無(wú)線連接，例如基于所謂的藍(lán)牙或其他用于無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)協(xié)議，以及其中電源可以選擇集成在承載架中。這里描述的實(shí)施例在實(shí)踐中卻發(fā)現(xiàn)已經(jīng)足夠符合人體工程學(xué)以不限制用戶他/她的移動(dòng)自由且不干擾他/她的睡眠。電纜3利用連接器(未顯示)連接到包括控制單元的基站。這里電阻器集成在連接器中，該連接器具有從可數(shù)的一系列例如50個(gè)不同值中相對(duì)隨機(jī)選擇的值。在裝置的同步期間，該值被接收到控制裝置并存儲(chǔ)在其中，這樣通過比較存儲(chǔ)值和連接值，該控制單元然后可以執(zhí)行充分可靠的驗(yàn)證向其連接了正確的承載架。
系統(tǒng)的控制單元被設(shè)計(jì)和適用于當(dāng)檢測(cè)到在預(yù)定閾值以上的肌肉活動(dòng)時(shí)傳輸一個(gè)或多個(gè)電刺激到用戶的顎，以引發(fā)那里的現(xiàn)有(existing)放松反射。咀嚼肌然后放松，而可能的磨牙癥由此被抑制在萌芽中。這樣的校正刺激經(jīng)由如利用其已經(jīng)檢測(cè)到肌信號(hào)的天線2產(chǎn)生。天線2因此實(shí)現(xiàn)在生物反饋系統(tǒng)中的多重功能，也就是除了作為用于記錄肌行為的信號(hào)傳感器之外，還是用于產(chǎn)生校正電刺激的電極。通過經(jīng)由電極2在正確位置處給予電脈沖作為刺激，檢測(cè)到的機(jī)能異常的肌肉活動(dòng)被中斷，并且引發(fā)放松反射，因此咀嚼肌回到放松狀態(tài)。這是當(dāng)一口無(wú)心地咬在一些硬東西例如葡萄干面包(currant bun)中的硬塊時(shí)發(fā)生的相同反射。
通過佩戴該裝置并在每次有磨牙癥癥狀時(shí)接收校正刺激，用戶變得條件發(fā)射，因此磨牙癥行為將最終完全停止。通過使用該裝置到足夠程度以及較長(zhǎng)時(shí)期，磨牙癥可以因此被克服，并且頭/頸的神經(jīng)肌肉平衡被恢復(fù)。咀嚼力然后再一次具有其正常生理值，并且患者擺脫磨牙癥的上述負(fù)面影響。因?yàn)橐陨纤龅哪パ腊Y的惡性循環(huán)也被破壞，并且生理上身體再一次正常運(yùn)行，現(xiàn)存的已經(jīng)招致的失調(diào)(disorder)也有機(jī)會(huì)消失。
為了最佳操作，很重要的是裝置不能傳送校正刺激太早或太遲。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在顎肌中的正常放松行為可以在不同用戶之間較大地變化。特別是強(qiáng)壯發(fā)達(dá)的顎肌，其很大程度上在慢性磨牙癥患者中發(fā)生，被發(fā)現(xiàn)能夠利用相對(duì)低的肌肉活動(dòng)依然足以帶來不利咬緊。這意味著該裝置在相對(duì)低的閾值處就必須已經(jīng)產(chǎn)生校正刺激。另一方面，正常或較弱顎肌在具有對(duì)顎的損害的任何危險(xiǎn)之前需要相對(duì)高的顎肌活動(dòng)。由于裝置的較早或甚至預(yù)防使用，閾值因此必須相對(duì)較高。為了使得能夠?qū)Ω鱾€(gè)用戶進(jìn)行裝置的最佳調(diào)節(jié)，根據(jù)本發(fā)明的生物反饋系統(tǒng)設(shè)置有用于調(diào)節(jié)和存儲(chǔ)閾值的裝置。
用于調(diào)節(jié)閾值的裝置可以以多種方式實(shí)現(xiàn)。首先可以在電子電路中布置可變電阻器或可變電容器，在該電子電路中包括有控制單元，從而使得能夠進(jìn)行手動(dòng)設(shè)置和存儲(chǔ)從其產(chǎn)生閾電平的基準(zhǔn)值。在這里描述的示例性實(shí)施例中，利用完全集成的軟件方法。為了此目的，控制單元根據(jù)預(yù)定指令設(shè)置在學(xué)習(xí)模式中，然后檢測(cè)用戶的輸出信號(hào)。由此首先確定放松電平的運(yùn)行平均值并作為偏置值Voff存儲(chǔ)在控制單元的非易失性電子可重寫存儲(chǔ)器中。信號(hào)傳感器的輸出信號(hào)的運(yùn)行平均值然后在顎的有力咬緊到一起期間以及在顎的研磨期間進(jìn)行確定。這兩個(gè)值也存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，分別作為第一和第一閾值V1和V2。由此考慮到個(gè)體狀態(tài)以及尤其是特殊的顎肌行為，為每個(gè)用戶單獨(dú)確定閾值。這里的裝置接受在5毫伏和50毫伏之間的閾值，但是如果需要可以修改為更寬的調(diào)節(jié)范圍。
在操作期間，控制單元連續(xù)地接收并然后分析來自信號(hào)傳感器2(IN)的輸出信號(hào)，見圖3。這里的控制單元辨別在達(dá)到大約20Hz的第一頻域中的信號(hào)和在從大約90Hz到600Hz的第二頻域中接收到的信號(hào)。測(cè)量到的信號(hào)通過微分放大器傳輸，然后在分離濾波器31中劃分為低頻(LF)和高頻(HF)部分。兩個(gè)部分每個(gè)利用根據(jù)以上所述的頻率范圍的自身帶通濾波器32、33進(jìn)行濾波，以盡可能地消除噪聲和其他干擾信號(hào)。兩個(gè)部分的信號(hào)最終都使得適用于數(shù)字化。這通過放大信號(hào)并添加固定偏置到其上而發(fā)生。兩個(gè)結(jié)果信號(hào)然后都利用12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)34、35進(jìn)行數(shù)字化，該12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)對(duì)低頻(LF)和高頻(HF)信號(hào)都具有1024Hz的采樣頻率。
LF和HF信號(hào)都具有取決于例如溫度和電源電壓的因素的操作偏置。為了補(bǔ)償這里的信號(hào)，該偏置在放松狀態(tài)中確定，并同樣地存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。為此目的采用2^16＝65536級(jí)別的樣本，并存儲(chǔ)這些樣本的平均值作為偏置。該校準(zhǔn)在每次要使用該裝置時(shí)執(zhí)行，并可以動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)。
在操作期間，兩個(gè)信號(hào)的平均凈信號(hào)強(qiáng)度VLF、VHF分別地根據(jù)以下公式相對(duì)于偏置值(Voffset)確定VLF=Σi=0n||Vi-Voffset||n]]>VHF=Σi=0n||Vi-Voffset||n]]>
其中n為使用樣本的數(shù)量，而Vi為使用樣本的信號(hào)強(qiáng)度。樣本數(shù)量越高，測(cè)量的信號(hào)強(qiáng)度越穩(wěn)定，并且該對(duì)應(yīng)于在測(cè)量的信號(hào)強(qiáng)度中的臨時(shí)波動(dòng)的算法越慢。這里描述的裝置為HF信號(hào)使用至少2^6＝64個(gè)樣本，而為L(zhǎng)F信號(hào)使用至少2^10＝1024個(gè)樣本。在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)這些值產(chǎn)生可靠測(cè)量。關(guān)于樣本數(shù)量的2的冪的選擇增強(qiáng)了利用控制單元的算法的二進(jìn)制處理的效率。
測(cè)量的信號(hào)強(qiáng)度為在用戶的顎系統(tǒng)中的瞬時(shí)肌肉活動(dòng)的測(cè)量結(jié)果。本發(fā)明在這里基于這樣的認(rèn)識(shí)強(qiáng)壯發(fā)達(dá)的肌肉比不發(fā)達(dá)顎肌顯示更少的活動(dòng)以獲得相當(dāng)?shù)募∪饽芰?。已?jīng)較大或較小程度上遭受磨牙癥的用戶結(jié)果通常具有相對(duì)強(qiáng)壯發(fā)達(dá)的顎肌。預(yù)防性地使用該裝置的用戶在另一方面將通常具有相對(duì)較不發(fā)達(dá)的顎肌。根據(jù)本發(fā)明的裝置通過確定個(gè)體閾值并由此調(diào)節(jié)該裝置使其適合用戶，來將其考慮在內(nèi)。在此例子中具有第一和第二閾值V1和V2，它們分別表示實(shí)際的牙齒的研磨和顎的咬緊。因?yàn)檫@些值已經(jīng)在操作上被確定和存儲(chǔ)，對(duì)于具有磨牙癥的用戶這些值將通常低于預(yù)防性地使用該裝置的用戶。
一旦檢測(cè)到超出閾值的肌肉活動(dòng)達(dá)到2秒的預(yù)定時(shí)期，該時(shí)期另外也可以在1和5秒之間調(diào)節(jié)，控制單元就將其解釋為磨牙癥，并經(jīng)由電極2產(chǎn)生校正刺激。該時(shí)間間隔另外可以為L(zhǎng)F信號(hào)和HF信號(hào)分別地調(diào)節(jié)，由此在這方面該裝置也可以被最佳地調(diào)節(jié)。時(shí)間間隔的設(shè)置經(jīng)由工廠軟件設(shè)置或通過注冊(cè)服務(wù)工程師(registered service engineer)發(fā)生。
因?yàn)闇y(cè)量到的測(cè)量信號(hào)不總是完全平滑和連續(xù)的，控制單元考慮了在信號(hào)強(qiáng)度中的波動(dòng)。該控制單元為此目的包括以計(jì)數(shù)器36、37的形式的加法裝置，該加法裝置在信號(hào)超出閾值時(shí)做加法，而在信號(hào)強(qiáng)度掉到閾值以下的時(shí)間期間做減法。計(jì)數(shù)器頻率也是可調(diào)的，并且在該情況下設(shè)置為1000Hz。當(dāng)?shù)皖l信號(hào)或高頻信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度在長(zhǎng)于相關(guān)時(shí)間間隔中檢測(cè)到連續(xù)地超出各自的閾值時(shí)，在該情況下在低頻信號(hào)和高頻信號(hào)的情形下該相關(guān)時(shí)間間隔都為2秒，控制單元將把這種情況解釋為磨牙癥的癥狀，并產(chǎn)生校正刺激。然而當(dāng)信號(hào)強(qiáng)度只持續(xù)例如1.5秒地超出閾值，然后掉到閾值以下達(dá)到例如0.5秒并且之后上升超出閾值最小達(dá)到1秒時(shí)，也適用相同的控制單元行為。在這種情況下，總計(jì)信號(hào)強(qiáng)度也超出閾值達(dá)到多于2秒的設(shè)置時(shí)間間隔。
當(dāng)超出在閾值之上的LF信號(hào)或HF信號(hào)的時(shí)間間隔時(shí)，相關(guān)加法裝置將發(fā)生邏輯高信號(hào)到邏輯門38。該門38連接到脈沖發(fā)生器39，一旦OR門38的兩個(gè)輸入的一個(gè)接收到高值，脈沖發(fā)生器39就被激活。脈沖發(fā)生器39然后產(chǎn)生合適的校正刺激，該校正刺激經(jīng)由電極2傳輸?shù)接脩舻念€。
本發(fā)明因此提供用于阻止磨牙癥的裝置，該裝置與用戶的個(gè)體生理情況緊密相關(guān)，這樣就能夠在發(fā)生磨牙癥時(shí)最佳地干涉。
雖然本發(fā)明在上面只參考單個(gè)示例性實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步的描述，很明顯本發(fā)明決不局限于此。相反，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員，在本發(fā)明的范圍之內(nèi)的很多變化和實(shí)施例也是可以的。
在顯示的例子中，如此利用低頻信號(hào)和高頻信號(hào)的檢測(cè)以處理磨牙癥的不同形式，磨牙癥的不同形式的任一種具有其自身的閾值電平和持續(xù)時(shí)間，雖然其中測(cè)量只在兩個(gè)范圍的一個(gè)中發(fā)生或者使用共用閾值電平和/或持續(xù)時(shí)間的實(shí)施例也處于本發(fā)明的范圍內(nèi)。在給出的實(shí)施例中，利用相互不同不交迭的頻域以檢測(cè)磨牙癥的不同形式。然而，根據(jù)用戶的環(huán)境，在一些情況下，也可以代之以兩個(gè)頻域部分交迭或甚至完全相同。
在一些情況下該裝置可以設(shè)置有裝置以抑制破壞性的環(huán)境影響。由此能夠使測(cè)量消除或至少充分抑制50Hz噪聲信號(hào)，該噪聲信號(hào)通常來自連接到干線電力(mains electricity)的電氣設(shè)備。在具有在不同頻率處的交流電壓的干線電力的情況下，還對(duì)這些不同頻率施加必要的修正。
在該示例性實(shí)施例中使用的閾值和識(shí)別值可以存儲(chǔ)在承載架中，也可以存儲(chǔ)在承載架外部，在該種情況下為了此目的需要的電子元件在其中集成。該承載架因此可以以完全個(gè)體的方式調(diào)節(jié)以適合用戶，該方式可以是機(jī)械地在形狀和配合上調(diào)節(jié)，也可以電子地在其中包括的閾值方面進(jìn)行調(diào)節(jié)，其然后甚至提供產(chǎn)生完全相同的控制單元的選擇，因?yàn)榧せ钏枰乃袀€(gè)人參數(shù)包括在承載架自身中并可以從中讀取。
權(quán)利要求
1.一種用于阻止磨牙癥的裝置，其包括打算用于接收在用戶口中的承載架，該承載架包括電子生物反饋系統(tǒng)的至少部分，該生物反饋系統(tǒng)包括至少一個(gè)信號(hào)傳感器，其對(duì)于肌電信號(hào)敏感，并且其連接到控制單元，該控制單元被設(shè)計(jì)并適用于當(dāng)檢測(cè)到肌信號(hào)超出預(yù)定閾值電平時(shí)經(jīng)由電極產(chǎn)生校正刺激，其特征在于該生物反饋系統(tǒng)設(shè)置有用于調(diào)節(jié)和存儲(chǔ)該閾值電平的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于該閾值可調(diào)節(jié)到在大約5毫伏到50毫伏之間的電平。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于該生物反饋系統(tǒng)設(shè)置有用于將該裝置放置在學(xué)習(xí)模式中的裝置，在該學(xué)習(xí)模式中，來自信號(hào)傳感器的輸出信號(hào)存儲(chǔ)作為閾信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的裝置，其特征在于至少一個(gè)信號(hào)傳感器能夠并且適用于在第一頻域中檢測(cè)第一肌信號(hào)和在第二頻域中檢測(cè)第二肌信號(hào)，并且該生物反饋系統(tǒng)每個(gè)頻域都包括閾值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于第一和第二頻域分別處于大約1到20Hz和大約90到600Hz的頻率范圍內(nèi)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求的一個(gè)或多個(gè)所述的裝置，其特征在于所述控制單元包括處理單元，該處理單元能夠并適用于確定在放松狀態(tài)期間測(cè)量的肌信號(hào)的運(yùn)行平均值，并將該平均值存儲(chǔ)作為偏置值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于該處理單元能夠并適用于在操作狀態(tài)下將測(cè)量到的肌信號(hào)減去偏置值，并將處理后的信號(hào)作為可用信號(hào)提交給控制單元。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求的一個(gè)或多個(gè)所述的裝置，其特征在于所述控制單元包括時(shí)鐘裝置，該時(shí)鐘裝置用于僅在過去預(yù)定時(shí)期之后產(chǎn)生控制信號(hào)，在該預(yù)定時(shí)期期間，輸入信號(hào)位于所述閾值之上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于所述時(shí)期在1和5秒之間可調(diào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的裝置，其特征在于所述控制單元包括加法裝置，該加法裝置能夠并適用于得到期間超出所述閾值的時(shí)期的總和，同時(shí)減去期間沒有達(dá)到所述閾值的介入時(shí)期。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求的一個(gè)或多個(gè)所述的裝置，其特征在于所述承載架設(shè)置有電子元件，該電子元件能夠包括與該承載架相關(guān)聯(lián)的電子可檢測(cè)識(shí)別值，并且所述控制裝置包括讀取裝置，該讀取裝置能夠記錄連接到其上的承載架的識(shí)別值，并將該識(shí)別值與存儲(chǔ)在控制單元中的值做比較。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于所述電子元件來自包括電阻器、電容器和至少可以電子讀出的存儲(chǔ)器電路的組。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的裝置，其特征在于所述承載架利用電纜連接到控制單元，并且所述電子元件集成在該電纜中，特別地集成在該電纜的連接器中。
全文摘要
一種用于阻止磨牙癥的裝置，該裝置包括承載架(1)，其打算用于接收在用戶的口中并且其包括電子生物反饋系統(tǒng)的至少部分。該生物反饋系統(tǒng)包括至少一個(gè)信號(hào)傳感器(2)，其對(duì)于肌電信號(hào)敏感，并且連接到控制單元。該控制單元被設(shè)計(jì)并適用于當(dāng)檢測(cè)到肌電信號(hào)超出預(yù)定閾值電平時(shí)經(jīng)由電極(2)產(chǎn)生校正刺激。該生物反饋系統(tǒng)在這里設(shè)置有用于個(gè)體地調(diào)節(jié)和存儲(chǔ)所述閾值電平的裝置。
文檔編號(hào)A61F5/56GK101018517SQ200580020791
公開日2007年8月15日 申請(qǐng)日期2005年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月22日
發(fā)明者科內(nèi)利斯·艾伯特·瓦爾克霍夫, 約斯特·海倫娜·彼德魯斯·瑪麗亞·韋爾東克 申請(qǐng)人:布魯克斯技術(shù)有限公司