[0042] 一般的に、本開示は、ヒト患者が装着した歯科器具のパラメータを定期的に測定し、歯科器具治療のコンプライアンスを判定することによって、及び測定したパラメータのスペクトル解析を実行することによって、ヒト患者の歯科器具治療のコンプライアンスを検証する方法及び装置を提供する。

[0043] 例示的目的で、測定したパラメータとして歯科器具の温度及び/又は空間方位を使用する本開示の例示的実施形態を説明する。しかしながら、本開示により歯科器具治療のコンプライアンスを判定するために、湿度、pH、又は他の適切な口腔内生理学的パラメータなどの他のパラメータも使用することができる。

[0044] ヒトでは、口内温度は時間の大部分で体核心温度を密接に近似し、口腔内温度の典型的な範囲は約34℃〜39℃である。したがって、コンプライアンスの第1の指標として、温度値をチェックし、この範囲内であるか否かを調査する。記録された温度が一貫してこの範囲外にある場合は、デバイスが装着されていない可能性が高い。

[0045] 口腔内温度が体温を密接に近似しない例として、熱い、又は冷たい食品又は飲料を飲食中である場合、及び喫煙中の場合がある。しかし、このような活動は睡眠中には実行できず、したがって本開示には関係がない。また、上記温度範囲は、有意な高熱又は低体温の事例を考慮に入れていない。しかしながら、このような事態の発生は稀であり、本開示の目的には重要ではないとされる。しかし、1つの顕著な例外は口呼吸中であり、この場合、口腔内温度は呼息中に体核心温度を密接に近似するのみである。口で吸息する間、口腔内温度は体核心温度より有意に低いことが多い。これは、34℃〜39℃の範囲内にある連続的測定値によって回避することができる。

[0046] しかしながら、上述したように、測定値が口腔内で予想される条件と一致するか否かを判定するために口腔内温度測定値又は他のパラメータのみに基づいてコンプライアンスを検証する方法は、一般的に使用可能な品目を使用して容易に覆すことができる。

[0047] コンプライアンス検証の精度を改善するために、本開示はスペクトル特性の違いを使用して、歯科器具治療のコンプライアンスを検証する。温度などの生理学的パラメータのスペクトル特性は、歯科器具治療のコンプライアンスを欺くために使用することができる水槽などの人工の機械的環境とは異なるスペクトルシグネチャを有する。

[0048] したがって、本開示により、測定したパラメータのスペクトル解析を使用する既存のデバイスと比較して、精度が改善され、及び/又は電力消費量が低減した(すなわち製品寿命が長くなった)歯科器具治療のコンプライアンスの検証が可能になる。

[0049] 例えば、図1は、本開示の一態様によりヒト患者の歯科器具治療のコンプライアンスを検証する方法のフローチャートを示す。102で、ヒト患者が装着した歯科器具の少なくとも1つのパラメータを定期的に測定し、少なくとも1つのパラメータの時間領域の測定値又はデータ系列を得る。104で、時間領域の測定値系列の少なくとも一部を周波数領域の測定値又はデータ系列に変換する。時間領域のデータは、高速フーリエ変換(FFT)、離散フーリエ変換(DFT)などのような適切なスペクトル変換によって周波数領域のデータに変換することができる。

[0050] 周波数領域データの成分、例えば振幅、位相、電力などを106で解析し、周波数領域の解析の結果が予め選択した許容差又は規定されたパラメータ内に入るか否かを108で判定する。イエスである場合は、110で歯科器具がヒト患者に装着されていると判定する。それ以外の場合は、112で器具がヒト患者に装着されていないと判定し、歯科器具治療を遵守していない可能性があることを示す。

[0051] 例示的実施形態では、測定するパラメータは口腔内/周囲温度とすることができる。時間領域の温度測定値を上述したように周波数領域のデータに変換することができる。歯科器具治療のコンプライアンスは、図2に示すように周波数領域の温度測定値における2つの周波数帯の電力比を比較することによって判定することができる。

[0052] 202で、ヒト患者によって装着された歯科器具の温度を定期的に測定し、時間領域の温度測定値系列を得る。204で、時間領域の温度測定値系列の少なくとも一部を周波数領域の測定値系列に変換する。2つの周波数帯における総電力比を計算する。生理的温度は、歯科器具治療のコンプライアンスを欺くために使用することができる水槽などの人工機械的環境における温度よりも遅い周波数で変動する。したがって、生理的周波数及び機械的周波数を示す周波数帯を比較用に選択する。

[0053] 208で、2つの周波数帯の総電力比が予め選択した許容差内であるか否か判定する。総電力比が閾値を上回る場合は、210で歯科器具がヒト患者に装着されていると判定する。それ以外の場合は、212で器具がヒト患者に装着されていないと判定し、歯科器具治療を遵守していない可能性があることを示す。

[0054] 図3は、本開示の例示的実施形態により、ヒトの口内で歯科器具治療コンプライアンス監視装置、又はコンプライアンスマイクロレコーダによって記録された温度測定値の時間領域グラフを示す。図示の温度測定の継続時間は約6.5時間である。

[0055] 図4は、図3の時間領域の温度測定値系列を変換した周波数領域のグラフ(パワースペクトル)を示す。図4では、本開示の例示的実施形態によりコンプライアンス判定のために電力比の計算に使用する2つの周波数帯の例も示す。

[0056] 生理的周波数帯402及び機械的周波数帯404の全周波数について、総電力を計算する。総電力比が閾値を下回る場合は、歯科器具がヒト患者に装着されていると判定する。

[0057] 図5は、本開示の例示的実施形態により、人工的環境(Buchi水槽)内で歯科器具治療コンプライアンス監視装置によって記録された温度測定値の時間領域グラフである。図示の温度測定の継続時間は、図3に示すデータと同様に約6.5時間である。

[0058] 時間領域の温度データを適切なスペクトル変換によって周波数領域に変換し、図6に示す。生理的周波数帯602及び機械的周波数帯604の全周波数について総電力を計算する。人工的環境における温度測定のスペクトルシグネチャ(図6)は、ヒト患者の口腔内における温度測定のスペクトルシグネチャ(図4)とは有意に異なることが分かる。この差は、機械的周波数帯604の総電力で例証される。したがって、図6の例における2つの周波数帯の総電力比は、図4の例で得た値より大きくなり、歯科器具治療を遵守していないことを示す。

[0059] 別の例示的実施形態では、測定するパラメータは歯科器具の空間方位とすることができる。時間領域の空間方位測定値を、上述したように周波数領域のデータに変換することができる。歯科器具治療のコンプライアンスは、空間方位測定値のパワースペクトルの平均電力を計算することによって判定することができる。

[0060] 図7に示すように、702で、ヒト患者によって装着された歯科器具の空間方位を定期的に測定し、時間領域の空間方位測定値系列を得る。704で、時間領域の空間方位測定値系列の少なくとも一部を周波数領域の測定値系列に変換する。706で、空間方位測定値のパワースペクトルの平均電力を計算する。708で、平均電力が閾値より上であるか否か判定する。平均電力が閾値を上回る場合、710で歯科器具がヒト患者に装着されていると判定する。それ以外の場合は、712で器具がヒト患者に装着されていないと判定し、歯科器具治療を遵守していない可能性があることを示す。

[0061] 別の例示的実施形態では、図8に示すように、歯科器具治療のコンプライアンスは、周波数領域の空間方位測定値系列の2つの周波数帯の電力比を比較し、コンプライアンスを判定することによって判定することができる。

[0062] 802で、ヒト患者が装着した歯科器具の空間方位を定期的に測定して、時間領域の空間方位測定値系列を得る。804で、時間領域の空間方位測定値系列の少なくとも一部を周波数領域の測定値系列に変換する。806で、2つの周波数帯の総電力比を計算する。生理的空間方位は、歯科器具治療のコンプライアンスを欺くために使用することができる人工機械的環境における空間方位とは変動が異なる。このように、比較のために生理的周波数及び機械的周波数を示す周波数帯を選択する。

[0063] 808で、2つの周波数帯の総電力比が予め選択した許容差内にあるか否か判定する。総電力比が予め選択した許容差内にある場合は、810で歯科器具がヒト患者に装着されていると判定する。それ以外の場合は、812で器具がヒト患者に装着されていないと判定し、歯科器具治療を遵守していない可能性があることを示す。

[0064] 図9は、本開示の例示的実施形態により、ヒトの口内で歯科器具治療巡視監視装置、又はコンプライアンスマイクロレコーダによって記録された空間方位測定値の時間領域グラフを示す。時間領域の空間方位データを適切なスペクトル変換によって周波数領域に変換する。図10は、図9の時間領域の空間方位測定値系列を変換した周波数領域グラフ(パワースペクトル)を示す。図9では、本開示の例示的実施形態によりコンプライアンス判定のために電力比の計算に使用する2つの周波数帯の例も示す。

[0065] 生理的周波数帯1002及び機械的周波数帯1004の全周波数について、総電力を計算する。総電力比が閾値を下回る場合は、歯科器具がヒト患者に装着されていると判定する。

[0066] 図11は、本開示の例示的実施形態により、人工的環境(Buchi水槽)内で歯科器具治療コンプライアンス監視装置によって記録された空間方位測定値の時間領域グラフである。

[0067] 時間領域の空間方位データを適切なスペクトル変換によって周波数領域に変換し、図12に示す。生理的周波数帯1202及び機械的周波数帯1204の全周波数について、総電力を計算する。人工的環境における空間方位測定のスペクトルシグネチャ(図12)は、ヒト患者の口腔内における空間方位測定のスペクトルシグネチャ(図10)とは有意に異なることが分かる。この差は、機械的周波数帯1204の総電力で例証される。したがって、図12の例における2つの周波数帯の総電力比は、図10の例で得た値と異なり、歯科器具治療を遵守していないことを示す。

[0068] 例示的実施形態では、周波数領域の空間方位測定値のパワースペクトルを解析し、それがランダムであることを判定することによって、歯科器具治療のコンプライアンスを検証することができる。また、パワースペクトルに人工的手段による空間方位の変化を示す1つ又は複数の有意の周波数がないことを判定することによって、コンプライアンスを検証することができる。

[0069] 例示的実施形態では、本開示は2つの測定値、例えば口腔内/周囲温度及び空間方位測定値を使用する。空間方位測定値は、例えば加速度計によって測定するような重力の方向(重力ベクトル)のx、y、z座標とすることができる。

[0070] 図13は、図2の方法を図7の方法と組み合わせたフローチャートである。1402で、ヒト患者によって装着された歯科器具の温度及び空間方位を定期的に測定し、時間領域の温度及び空間方位測定値系列を得る。1404で、時間領域の温度測定値系列の少なくとも一部を周波数領域の温度測定値系列に変換する。1406で、2つの周波数帯の総電力比を計算する。1408で、2つの周波数帯の総電力比が予め選択した許容差内であるか否か判定する。総電力比が閾値を上回る場合は、1410で時間領域の空間方位測定値系列の少なくとも一部を周波数領域の空間方位測定値系列に変換する。1412で、空間方位測定値のパワースペクトルの平均電力を計算する。1414で、平均電力が閾値を上回るか否か判定する。平均電力が閾値を上回る場合は、1416で歯科器具がヒト患者に装着されていると判定する。それ以外の場合は、1418で器具がヒト患者に装着されていないと判定し、歯科器具治療を遵守していない可能性があることを示す。

[0071] 他の例示的実施形態で図2の方法を図8の方法と組み合わせることができることが分かる。3つの方法を全て組み合わせて、歯科器具治療のコンプライアンスを判定することもできる。

[0072] 口腔内温度測定と空間方位などの2次信号をコンプライアンスの同一指標として組み合わせると、本開示のコンプライアンス検証方法及び装置の精度をさらに改善することができる。例えば、局所重力ベクトルに対する患者の方位を、(空間方位に関して上述したように)コンプライアンス検証のみのパラメータとして、又は温度測定値と組み合わせて使用することができる。デバイスの方位が実質的に直立又は逆さまになった患者との一致を示す場合、これは(i)デバイスが装着されていないか、又は(ii)患者が睡眠状態ではない可能性が非常に高い。

[0073] 口腔内温度測定値、及びデバイスの方位測定値から追加の同一指標が任意選択で導き出される。例示的実施形態では、経時的な温度の変動及び重力ベクトルの方位の変化が計算される。2つの生理学的現象の測定値から導き出された4つの信号は、現在の周囲温度、最終読み取り値からの温度変化の最大振幅を示すデルタ温度、頭部位置(直立、腹臥、仰臥、左又は右)、及び例えば最後に記録したサンプルからの重力ベクトルの2次元での最大変化から導き出すことができる頭部動作で構成される。

[0074] 別の例示的実施形態では、温度が口腔内の配置に一致する期間、記録した温度の自己相関が実行される。自己相関の結果を生物学的信号の許容可能な値と比較する。これは、コンプライアンスモニタを欺くために一般的に使用されるサーモスタット制御の加熱デバイスに典型的な規則的温度変動から準ランダムな代謝温度の変動を区別する。

[0075] 記録した方位信号の自己相関は、別の例示的実施形態では、少なくとも1つの他の信号又は指標が口腔内配置及び睡眠中の患者と一致する期間にも実行される。自己相関は、コンプライアンスモニタを欺くために使用することができるプログラムされた、及び/又は電動式の人工的動作から睡眠中のヒト患者の準ランダムな動作を区別する。

[0076] 少なくとも1つの他の信号又は指標が口腔内配置及び睡眠中の患者と一致する期間に、記録された方位信号の偏差の標準統計的尺度も実行することが好ましい。方位信号の変動は、デバイスが装着されている場合、患者の頭部動作の程度を示す。睡眠中に特定の最低レベルの活動が予想される。信号の変動がこの最低レベルより低い場合は、デバイスが装着されていない可能性が非常に高い。逆に、睡眠中に高レベルの活動は維持可能でない。したがって、例示的実施形態では、最低値及び最高値で区切られた範囲内の活動レベルは、患者が歯科器具治療を遵守していることを示す。

[0077] 電力及びメモリを節約し、したがってバッテリー及び記憶貯蔵デバイスに必要な物理的サイズを低減するために、測定した信号を継続的にサンプリングする必要がない。代わりに、例示的実施形態では、間隔を開けて短い測定バーストを入手し、バースト間にはシステムクロックのみをアクティブにした状態でデバイスを休止モードにすることができる。結果の有意性が事実上失われない状態で、適切な測定間隔は30秒〜300秒の範囲とすることができる。

[0078] メモリの要件をさらに軽減するために、データは予め選択された測定バーストの間隔でメモリに記憶することができる。この方法では、測定バーストのシーケンスを一時的メモリ位置に記憶する。予め選択された記憶間隔に到達すると、測定値の平均値を計算し、同じ値の分散の統計的尺度を計算する。次に、個々の測定値の代わりにこれらのデータをメモリに記憶する。例示的実施形態では、測定バースト5個毎にデータを記憶し、メモリ要件を60%軽減するが、有意に実質的損失はない。

[0079] 他のデバイスの場合のように、コンプライアンスの第1の指標は口腔内温度である。口腔内温度は通常、サーミスタで測定する。これらのデバイスは比較的安価で、広く入手可能であり、長期間にわたって安定した出力を提供する。しかしながら、本開示の様々な態様は、任意の他の手段で測定した温度でも全く同等に作用することが分かる。

[0080] サーミスタは通常、電気出力を生成するために電力を消費する。バッテリー電力を節約するために、サーミスタにはデータ入手前、入手中、及び入手後の短時間だけ電力を供給する。例示的実施形態では、サーミスタは、測定バースト毎に1ミリ秒未満だけ電力が供給され、測定バーストは1分の間隔で入手される。継続的ではなく間隔を開けたサンプリングは、デバイスのメモリも節約する。メモリを節約する追加の手段として、例示的実施形態では、データを5分間隔で記憶する。記憶されるデータは、1分目での出力、及びその測定値と2分目、3分目、4分目、及び5分目での測定値との差の絶対最大値である。5個ではなく2個のデータが記憶されるので、このデータ記憶法は必要な記憶容量を60%低減し、結果の普遍性に有意な損失がない。

[0081] 上述したように、測定値が口腔内で予想される状態と一致するか否かを判定するために、口腔温度測定値又は他のパラメータのみに基づいてコンプライアンスを検証する方法は、一般的に使用可能な品物を使用して容易に無効化することができる。

[0082] 本明細書で説明するスペクトル解析法は、コンプライアンス検証の精度を改善する。また、少なくとも1つの適切な2次信号を使用すると、コンプライアンス検証の精度がさらに改善される。コンプライアンス検証に使用する2つのパラメータとして温度及び空間方位を使用して、本開示の例示的実施形態を説明してきた。

[0083] 空間方位は適切な加速度計によって提供することができる。例示的実施形態では、3軸容量性加速度計を使用する。睡眠中に通常あるように、慣性効果を無視するか、又は重要でないとされる場合、加速度計の信号は重力の方向に対するその方位を示す。また、連続する測定値の差を取ることにより、信号を使用して間隔中のその動作の程度を推定することができる。最後に、容量性加速度計は比較的低コストで広く入手可能であり、操作に必要な電力が少ない。したがって、これらの計器を使用することは、低い電力消費量、及びデバイスの位置及び動作を数量化する元となるデータの入手の要件に一致する。

[0084] デバイスの空間方位は、3本の垂直の加速度計の軸の出力をベクトルに分解することによって計算され、これは図14〜図16に示すように重力の方向を表す。加速度計を患者の頭部に対して固定した状態で、3軸加速度計を装備した歯科器具を装着している場合、加速度計の方位及び動作は、患者の頭部の方位及び動作と同じである。患者の頭部に対して加速度計を固定する便利な方法は、それを既知の方位で下顎前方移動デバイスにしっかり埋め込むことである。器具は、装着時に常に患者の頭部に対して同じ位置にあるので、この方法は、患者の頭部の方位を計算するための固定された基準フレームも提供し、デバイスの方位はデバイスの装着時に患者の方位と1対1の対応を有する。

[0085] 下顎前方移動デバイス及び歯科矯正器具の圧倒的大部分の設計は、装着されず、平坦な表面で静止している場合、唯一の安定した位置は、図14に示すように、重力に対して患者の頭部の垂直位置を(すなわち直立又は逆さまであるかのように)示す方位に対応するような設計である。したがって、装着されていない場合のデバイスの最も一般的で論理的な方位は、装着され、患者が睡眠状態である場合のデバイスの最も一般的でなく、最も論理的でない方位である。したがって、デバイスの方位は、睡眠中に、すなわち仰臥、腹臥、左又は右側姿勢でデバイスが装着されているかを効果的に示す。

[0086] コンプライアンスの追加の指標は、経時的な空間方位信号の変動から導き出すことができる。デバイス装着時の空間方位信号の変動は、患者の頭部動作の程度を示す。患者が位置を変更すると、加速度計が口腔器具に対する重力ベクトルの新しい位置を示す。連続する方位測定値間の差がゼロでない場合、それは間にある期間でデバイスが移動していることを示す。差の大きさは、動作又は位置の変化の大きさを示す。小さい差は、例えば頭部の小さいシフト又は顎が開いたことを示すことがあり、大きい差は通常、寝返り、又は他の全身動作を示す。したがって、方位の変化の周波数ばかりでなく、大きさも重要である。周波数及び方位変化の大きさとともに両方増加する適切な量は、幾つかの連続的測定値の二乗平均値又は標準偏差である。

[0087] 睡眠中に、特定の最低レベルの活動が予想される。信号変動の適切な尺度が、この最低レベルより低い活動を示した場合は、デバイスが装着されていない可能性が非常に高い。逆に、高レベルの活動は睡眠中に維持可能でない。したがって、例示的実施形態では、患者を遵守していると見なすために、活動レベルを示す信号変動の尺度が、最低値と最高値で区切られた範囲内になければならない。口腔器具が装着されていないという別の指標は、所与の時間にわたって繰り返される任意の周期的動作である。これは、デバイスが何らかの形態の機械的装置であり、実際に装着されていると考えるように騙されていることを示す。

[0088] 空間方位情報は、体位性睡眠時無呼吸の患者を補助するために医師が使用することができる。体位性睡眠時無呼吸は、特定の睡眠体位で睡眠時無呼吸が優位になることである。通常、体位性睡眠時無呼吸は、仰臥(仰向け)時に異常な呼吸になる患者であることを示す。患者が特定の体位にある時間の量を判定するために、頭部の空間方位の記録が必要である。この情報を、体位性睡眠時無呼吸を治療している医師が使用して、患者が特定の体位にある時間量を低減する指令に従っているか調べることができる。

[0089] 空間方位信号は、デバイスを装着しているが、睡眠できるようにする体位にない個人をなくすように使用することもできる。これは、歯科器具治療を欺く可能性を低減するのに役立つ。

[0090] 例示的実施形態では、温度、温度差、及び頭部位置を定期的間隔で測定し、そこから経時的な頭部の動作、及び温度変化又は変動(デルタ温度)を判定することができる。このデータに基づき、コンプライアンスの特定の指標を判定又は解析することができる。コンプライアンスの指標は、例えばデバイスが口腔内にあることを示す範囲内に常にある温度、例えば34℃より高い測定又は平均温度、使用者が立っていない(又は直立していない)ことを示す頭部位置、サーモスタット制御の水槽内で加熱するなどの機械的介入の証拠を示さない温度変動、及び静止させずに、機械的介入の証拠を示さない頭部の動作を含むことができる。指標のいずれかがマイナスである場合、患者は歯科器具治療に遵守していない可能性が高い。

[0091] 連続し、値が異なる方位測定値の間で、動作の程度、又は同様の意味で、生じた位置変化の数を判定することは可能でないことが分かる。したがって、方位の変化は指標にすぎず、全ての活動の尺度ではないことが認知される。しかしながら、睡眠中の大部分の動作を捕捉するには、5分間の期間に1分間隔の測定が適切である。したがって、以上が理解されると、この目的には不連続のサンプリングが正当である。他には、通常、個別の5分間以上のサンプル期間で記録するデバイスもある。

[0092] 電力をさらに節約するために、加速度計の出力を連続的にサンプリングするのではなく、適切な間隔で短い測定バーストを得る。本発明の例示的実施形態では、1分間の間隔で個別に測定し、測定毎に加速度計に1ミリ秒未満だけ電力を供給する必要がある。この方法はデバイスのメモリも節約する。メモリを節約する追加の手段として、例示的実施形態では、5分間隔でデータを記憶する。記憶されるデータは、1分目での出力、及びその測定値と2分目、3分目、4分目及び5分目での測定値との間の差の絶対最大値である。5個ではなく2個のデータが記憶されるので、このデータ記憶法は必要な記憶容量を60%低減し、結果の普遍性に有意な損失がない。測定サイクルのデータ記憶を2バイトまで低減することができる。

[0093] コンプライアンス検証のその他の手段は、経時的温度変動の尺度から導き出すことができる。デバイスの比較的一定の温度を維持する1つの容易で広くアクセス可能な手段は、温浴、又は他のサーモスタット制御のデバイスに浸漬することである。しかしながら、このような場合は、加熱要素をオン及びオフに切り換えると、温度が周期的に上昇及び下降することが予想される。周囲温度が比較的一定である場合、要素のオン及びオフの切り換えが一定間隔で生じる。

[0094] この種の変動は、遅延の様々な値の信号の自己相関を計算し、最大値を求めることによって認識することができる。自己相関は、信号とそれ自体の時間がシフトしたタイプとの類似性を示す。時間のシフト、すなわち遅延が信号における有意な周波数に近い場合、自己相関は大きい値を有し、遅延が信号に存在するいかなる周波数とも近くない場合、自己相関は小さい値を有する。自己相関が最大値を有する遅延の値は、信号における優勢な周波数を示す。優勢な周波数が小さい(サンプリング周波数に近い)場合は、信号が相関されていない(ランダムである)又は相関が弱いことを示すことがある。

[0095] 平常の(例えば日周期リズムによる)体温変動が予想されるが、それは、サーモスタット制御のデバイスの加熱要素がオン及びオフに切り換わるのと同じ遅延又は優勢な周波数とは自己相関しないと予想される。したがって、温度信号の強力な自己相関がこの範囲に存在する、及び/又はデルタ温度の周波数解析がパワースペクトルに有意の周波数があることを実証する場合は、デバイスがサーモスタットで加熱した環境に位置する、したがって装着されていない可能性が非常に高い。さらに、口腔内で測定したままの体温の予想夜間/昼間変動を示す温度測定値に基づき、コンプライアンスを判定することができる。

[0096] 遅延の様々な値の加速度計信号の自己相関を計算し、最大の自己相関係数を生じる遅延を求めることにより、その他のコンプライアンス検証手段が得られる。睡眠中の動作は準ランダムな間隔で生じ、遅延の全ての値について相関していないか、又は相関が弱いように見えることになる。しかしながら、患者の口の外側にあるデバイスの位置を定期的に変化させるロボット又は電動式機構は、非常に洗練されていない限り、あるパターンのモチーフを反復し、遅延が反復運動の期間と一致した場合に強力な自己相関係数を生じる。

[0097] 例示的実施形態では、治療のコンプライアンスは約5〜1分間隔で記録した以下の最大4つのパラメータから判定される。すなわち、(i)間隔を表す基準温度、(ii)間隔を表す基準空間方位、(iii)間隔中の最大温度変動、及び(iv)間隔中の最大空間方位変動、である。さらに、デバイスからデータを検索した後、温度及び空間方位信号の自己相関、及び空間方位信号の変動の統計的尺度を計算する。デバイスがコンプライアンスを登録するには、i)記録した温度が規定の範囲内、すなわち35℃〜40℃の間になければならない、ii)空間方位は実質的に垂直ではない位置を示さなければならない、iii)空間方位の統計的変動は最小値より大きく、最大値より小さくなければならない、iv)規定期間にわたる温度測定値のシーケンスは、最短及び最長期間と強力に自己相関してはならない、及びv)規定期間にわたる空間方位測定値のシーケンスは、最短期間及び最長期間と強力に自己相関してはならない。

[0098] 図17は、例示的実施形態によるヒト患者の歯科器具治療コンプライアンス監視装置1700のブロック図を示す。装置1700は、バッテリー1704、CPU1706、温度センサ1708、空間方位センサ1712、メモリ1710、及び通信モジュール1702で構成される。バッテリー1704は装置1700に電力を供給し、使い捨てバッテリーでよいか、又は充電式バッテリーである。温度センサ1708は装置の周囲温度を測定する。空間方位センサ1712は装置の空間方位を測定する。CPU1706は、特に温度センサ1708及び空間方位センサ1712を制御し、それぞれ周囲温度及び空間方位を定期的に測定して、時間領域の周囲温度測定値系列及び時間領域の空間方位測定値系列を得るように構成される。メモリ1710はプロセッサ1706に動作可能に結合し、時間領域の周囲温度測定値系列及び時間領域の空間方位測定値系列を記録する。通信モジュール1702はプロセッサ1706に動作可能に結合し、記録された時間領域の周囲温度測定値系列及び時間領域の空間方位測定値系列をコンプライアンス検証プロセッサ(図示せず)に通信し、歯科器具治療のコンプライアンスを判定する。

[0099] 例示的実施形態では、コンプライアンス検証プロセッサは本明細書で説明するような方法を実行するように構成される。

[00100] 例示的実施形態では、装置はまた、図18に示すように、実時間時計と、電源スイッチと、電力用コンデンサとを含むことができる。上述したように、本明細書で説明する装置は電力消費量が低減されている。これは、例えば収集セッションの間にマイクロプロセッサを(完全なパワーダウンモード又はスリープモードで)オフに切り換えることにより、装置1800内で達成される。時計1814は、オン/オフ信号を電源スイッチ1816に提供する。電源スイッチは時計1814及びプロセッサ1806に動作可能に結合する。

[00101] 装置1800は、電力用コンデンサ1818を追加的に含むことができる。電力用コンデンサ1818は電源に動作可能に結合し、通常はマイクロプロセッサの電源オンのサイクル中に発生する高電流のドロースパイクを最小化する。これは、出力スパイクの効果を軽減し、バッテリーの寿命を延長する効果を有する。

[00102] 電力を必要とする集積回路を使用する通常の設計では、電源とアースの間に平滑コンデンサを挿入し、集積回路によって電線に導入されるような任意のノイズを除去することができる。マイクロプロセッサなどの一部の集積回路には、起動中に非常に高いパワードローもある。例示的実施形態では、コンプライアンス測定デバイスに適切な小型の電池(バッテリー)がCPUの起動に必要な電流を供給することができないので、起動中に十分な電力があるように、一時的蓄電池として平滑コンデンサを使用するので有利である。電池が電流を供給できる場合は、起動電流スパイクがバッテリーの寿命を短縮することがある。コンデンサを使用することによって、オン/オフサイクル中に何の問題もなく、CPU及び他のコンポーネントを停止し、電源投入することができる。これは、コンプライアンス測定デバイスの寿命を有意に延長する。

[00103] 電源スイッチ1816は、時計1814によって提供されるオン/オフ信号に基づき、オフ状態とオン状態の間でプロセッサ1806、メモリ1810、温度センサ1808、及び空間方位センサ1802を定期的に切り換えるように構成される。プロセッサ1806は、オン状態中に温度センサ1708及び空間方位センサ1712を制御するように構成される。

[00104] 電源は、実時間時計1814からのオン/オフ信号によって、例えば1分間に1回オンに切り換えられる。マイクロプロセッサ1806は、実時間時計に含まれる操作情報を読み取り、セッションに関連する機能を実行することができる。セッションの終了時に、マイクロプロセッサは、装置1800が基地局(図示せず)に(有線又は無線で)合体し、基地局が例えば通信モジュール1802を介してそれと通信しようとしているか否か検証することができる。イエスである場合は、通信セッションを実行して、メモリ1810との間でデータを伝送する。装置1800が基地局と合体していない場合、又は通信セッションの終了時に、マイクロプロセッサの電源を(完全に、又はスリープモードに)遮断することができる。この方法は、電力要件を有意に削減し、したがってさらに十分な信号情報をなお収集しながらデバイスの寿命を延長できるという利点を有する。

[00105] 例示的実施形態では、歯科器具治療コンプライアンス監視装置1900は、図19に示すように、歯科器具1910内に容易に取り付けるか、又はそれに埋め込まれるように製造することができる。

[00106] 図20は、本開示の態様による歯科器具治療コンプライアンス検証システムのブロック図である。システム2500は、歯科器具治療コンプライアンス監視装置(又はコンプライアンスマイクロレコーダ)2000と、コンプライアンス検証プロセッサ2010とを備える。コンプライアンスマイクロレコーダ2000は、装置に電力を供給するバッテリーと、装置の周囲温度を測定する温度センサと、装置の空間方位を測定する空間方位センサと、温度センサ及び空間方位センサを制御して、それぞれ周囲温度及び空間方位を定期的に測定し、時間領域の周囲温度測定値系列及び時間領域の空間方位測定値系列を得るように構成されたプロセッサと、プロセッサに動作可能に結合して、周囲温度測定値及び空間方位測定値を記録するメモリと、プロセッサと動作可能に結合した通信モジュールとを含む。コンプライアンス検証プロセッサ2010は、基地局2006を介して通信リンク2004及び2008上で(有線又は無線で)コンプライアンスマイクロレコーダ2000の通信モジュールと通信し、記録された時間領域の周囲温度測定値系列及び時間領域の空間方位測定値系列を通信して、歯科器具治療のコンプライアンスを判定するように構成される。

[00107] コンプライアンスマイクロレコーダ2000は、口腔器具内に埋め込むことができる。コンプライアンスマイクロレコーダ2000は、通信リンク2004を介して基地局2006と合体する。基地局2006とコンプライアンスマイクロレコーダの間の通信は、光又は電磁気手段によって無線で実行される。基地局2006は、USB又は他の同様のコンピュータインタフェースモジュールを通して(又は適切な無線プロトコルを介して)コンピュータ2010に接続する。コンピュータ2010はインターネットに接続して、リンク2012を介してクラウドアプリケーション2014と通信し、そこにデータ又は他の器具及び/又は患者関連の情報を記憶することができる。データのさらなる解析は、この設定の任意の位置で実行することができる。

[00108] 一般的に、本開示の装置及びシステムは、温度を収集するためにサーミスタなどの温度センサ、頭部の位置及び頭部の動作を収集するために加速度計などの空間方位センサを使用する。例示的実施形態では、CPUは1分間隔でサンプリングする。データは、使用者/歯科医の所望に応じて5分〜15分毎に1回記憶される。データ記憶は、0.1℃の精度でデータが記憶された温度、最後の時間データが記憶されてからの温度変動の範囲であるデルタ温度、データが記憶された時間における頭部位置、及び最後に時間データが記憶されてからの加速度測定値の範囲である頭部動作の尺度で構成される。この情報は、口腔器具が人工環境内にあることを示すために使用することができる任意の周期的周波数のスペクトル解析を使用して解析する。この情報を最低温度及び超過温度及び頭部位置と結合し、デバイスが装着されているか報告する際の精度を上げることができる。

[00109] 同様に、頭部の動作及び頭部位置の変化のスペクトル解析を使用して、デバイスが患者の口の中にあるか否かを示すことができる。頭部位置及び頭部動作を使用して、デバイスの装着中に患者が睡眠状態であった可能性を示すことによって精度をさらに上げることが可能になり得る。

[00110] 本明細書で説明する方法の特定の態様は、自身上に記録された非一時的命令を有する有形のコンピュータ可読媒体で提供することができ、プロセッサがこの命令を実行すると、コンピュータに、本明細書で説明するようなヒト患者の歯科器具治療のコンプライアンスを検証する方法を実行させる。

[00111] 本発明を例示的実施形態に関して説明してきたが、本発明は請求の範囲内で修正して実践できることが当業者には認識される。含まれた例は単に例示としてのものにすぎず、可能な実施形態を提供するものでも用途の包括的リストを提供するものでもない。また、本発明は睡眠時無呼吸の治療をするための下顎前方移動デバイスの範囲で提示されているが、この方法は、歯科用及び歯科矯正用デバイスなどの他の分野にも同等に適用できることを理解されたい。