JP7249675B2 - マウスピース式歯牙清掃装置 - Google Patents

Description

本発明は、口腔清掃日用品の分野に属し、マウスピース式歯牙の清掃方法に関する。

バス歯磨き法（以下、バス法）は、歯肉溝清掃法又は水平振動法とも呼ばれ、歯肉縁近傍及び歯肉溝内の歯垢を効果的に取り除く方法である。

バス法には以下の要求がある。軟毛歯ブラシを選択し、歯ブラシを歯長軸と４５°なすように根尖方向（上顎歯が上向き、下顎歯が下向き）に向け、ブラシ糸の一部が歯肉溝に入り、一部が歯肉縁上に敷かれ、できるだけ隣接する隙間内に入るように歯肉－歯の境界を押し付け、穏やかな圧力でブラシ糸をその場で前後方向に１０回の短距離水平振動をさせる。振動するときに、歯ブラシが僅か１ｍｍ移動する。前歯軟口蓋側では、例えば、歯列弓が狭いので、歯ブラシを垂直にし、ブラシ糸を歯肉溝及び隣接する隙間内に約４５°で押し、歯長軸に沿って短距離振動させる。顎面では、歯磨き動作は、ブラシ糸を顎面に密接させ、毛端をピットに入らせ、前臼歯方向において振動させることである。しかし、歯肉溝及び歯肉縁はともにアーチ型曲線であり、従来の歯ブラシ、電動歯ブラシ、又は歯牙清掃装置の運動方向が単一であるため、歯肉縁の天然アーチ型曲線をフィッティングすることができず、歯肉縁／歯肉溝の全ての部位に対してバス法を実行することができない。

近年、使用者の歯牙に応じてオーダーメイドされる歯ブラシ（Ｂｌｉｚｚｉｄｅｎｔ）が提案されている。オーダーメイドというのは、使用者の歯牙を３Ｄスキャンし、モデリングし、さらに歯牙モデルに応じて歯ブラシを製造することである。Ｂｌｉｚｚｉｄｅｎｔを使用する際に、上下左右で歯ブラシを十数回噛むだけで、歯磨きを完成させることができる。Ｂｌｉｚｚｉｄｅｎｔには約４００以上の軟毛があり、これらの軟毛と歯肉とは４５度をなすことができる。使用者の歯牙に応じてオーダーメイドされたものであるため、隅々まで清掃することができる。しかし、この歯ブラシは、依然として個性化作動する能力がなく、口腔の上下歯列と歯ブラシ糸との全体的な相対運動により歯牙を清掃するだけである。従って、この歯ブラシのブラッシング動作も歯肉溝の天然のアーチ型曲線をフィッティングすることができず、バス法の要求を満たすことができない。

従来技術の前記欠陥に対して、本発明は、従来の歯牙清掃方法及び装置によりバス法を確実に実行できない問題を解決し、使用者のために清掃が全面的で、効率的で、便利なマウスピース式歯牙清掃方法を提供することを目的とする。

本発明によれば、
励起源の制御により１又は複数セットの交流励起信号を生成するステップと、
前記励起信号の制御により１つ又は複数の清掃操作を生成し、歯牙の各部位に対して異なる清掃動作を実行するステップと、を含み、
前記清掃操作及び清掃動作と実行される歯牙の各部位との関連性を構築し、前記関連性により、使用者の歯牙の各部位に対する個性化清掃が可能となるマウスピース式歯牙清掃方法が提供される。

さらに、前記関連性の構築過程は、
使用者の口腔歯牙の空間配列画像を取得し、前記使用者の歯牙のデジタル三次元歯牙モデルを構築するステップと、
構築した前記三次元歯牙モデルに基づいて、前記三次元歯牙モデルに適合するデジタル三次元マウスピースモデルを構築し、前記三次元マウスピースモデルの清掃システムと構築した三次元歯牙モデルの歯牙の各部位との間に対応する空間関係配列があるステップと、
構築したデジタル三次元マウスピースモデルに基づいて、前記使用者の装着に供される完成品マウスピースを製造するステップと、
前記使用者が前記完成品マウスピースを装着し、咬合過程の関連性検出を行い、前記励起信号を生成するステップと、を含む。

さらに、前記三次元歯牙モデルに適合する前記デジタル三次元マウスピースモデルの構築は、
前記三次元歯牙モデルの上、下歯列において、それぞれ１つ又は複数の箇所を咬合位置決め領域として選択するステップＳ１と、
咬合位置決め領域が選択された前記三次元歯牙モデルに基づいて、モデルの歯列の外面を区画し、前記三次元歯牙モデルの歯列部位区画システムを構築するステップＳ２と、
前記咬合位置決め領域に基づいて、前記三次元マウスピースモデルの上、下溝体の対応部位において咬合検出領域を決定するステップＳ３と、
前記三次元歯牙モデルの歯列部位区画システムに基づいて、前記デジタル三次元マウスピースモデルの溝体操作区画システムを構築するステップＳ４と、
前記溝体操作区画システムに基づいて、前記清掃システムの清掃操作システムを構築するステップＳ５と、を含む。

さらに、前記ステップＳ２は、
咬合位置決め領域が選択された前記三次元歯牙モデルに基づいて、モデルの歯列の外面における咬合位置決め領域以外の他の表面領域を区画し、互いに繋がる複数の部位区画を形成し、ここで、異なる種類の前記部位区画には異なる初期清掃需要パラメータが事前に設定されておき、前記初期清掃需要パラメータは清掃操作方式の選択を含むステップと、
歯列部位区画を区画した後、各歯列部位区画の画像情報及び各歯列部位区画の初期清掃需要パラメータに基づいて、各歯列部位区画の歯列空間配列データ及び清掃需要データを構築し、全ての前記部位区画及びそれに付属するデータは前記歯牙モデルの歯列部位区画システムを構成するステップと、を含む。

さらに、前記ステップＳ４は、以下のステップを含み、
前記三次元歯牙モデルの歯列部位区画を構築し、前記三次元マウスピースモデルの咬合検出領域を決定した後、前記歯牙モデルの上、下歯列の対応関係、各歯列部位区画の歯列空間配列データ、及び選択された清掃操作方式に対応する清掃需要データに基づいて、前記三次元マウスピースモデルの上、下溝体表面における咬合検出領域以外の表面領域の対応部位において溝体操作区画を決定し、各溝体操作区画の溝体空間配列データを構築し、
前記溝体空間配列データは、前記咬合検出領域が咬合位置決め領域に当接する場合、各溝体操作区画とそれぞれ対応する歯列部位区画との間に隙間が存在するように構築され、
各溝体操作区画の空間配列データ、それぞれの対応する歯列部位区画の空間配列データ、及び選択された清掃操作方式に対応する清掃需要データに基づいて、各溝体操作区画の操作要求データを構築し、全ての前記溝体操作区画及びその付属するデータは、前記マウスピースモデルの溝体操作区画システムを構成する。

さらに、前記清掃操作は、前記清掃システムにより発生し、前記清掃操作方式は、以下の３つの方式のうちの１つの又は複数の組み合わせにより実現され、
操作方式１：前記マウスピース内に前記励起源に接続される複数の作動モジュールが設けられ、前記作動モジュールは前記励起信号を受信し、１又は複数セットの機械的運動を発生させ、
前記機械的運動の駆動により、前記マウスピースに設けられるブラシ糸モジュールが往復ブラッシングすることで、歯牙関連部位を清掃し、
操作方式２：前記マウスピース内に導管が嵌設され、導管の一端が励起源に接続され、導管の管壁面に導管の管路に連通し、内部が中空である突起が設けられ、前記励起源により交流励起信号を生成し、前記突起を、繰り返し曲げ伸ばし動作して歯牙関連部位を清掃するように制御し、
操作方式３：前記マウスピース内に導管が嵌設され、導管の一端が励起源に接続され、他端に歯牙の関連部位に対応する小孔が形成され、前記励起源は、導管及び小孔を通じて前記歯牙関連部位に液体、ガス又は気液ミストを噴射することにより歯牙関連部位の清掃を実現する。

さらに、構築したデジタル三次元マウスピースモデルに基づいて、前記使用者の装着に供される完成品マウスピースを製造し、
使用者が前記完成品マウスピースを装着し、咬合過程の関連性検出を行い、検出過程は、
マウスピース溝体の咬合検出領域と使用者の歯列の咬合位置決め領域との当接による圧力値が所定閾値に達したか否か、及び持続時間が所定の時間間隔に達したか否かを検出するステップと、
前記圧力値が閾値に達し、かつ持続時間が所定時間間隔に達したことが検出されると、励起モジュールがトリガーされて交流励起信号を生成し、前記清掃操作の発生を制御するステップと、を含む。

従来技術に比べ、本発明に開示のマウスピース式歯牙清掃方法は以下の効果を有する。
１、本発明の実施例に開示のマウスピース式歯牙清掃方法によれば、使用者は、本発明の清掃装置を口腔内で移動させる必要がなく、噛んだり緩めたりするだけで、同時に歯牙の異なる部位を効果的に清掃することができ、使用が非常に便利であり、特に歯肉溝、歯間、舌側歯面、顎側歯面、臼後歯の遠心面などの歯牙部位に対しても良く清掃することができる。

２、本発明に開示のマウスピース式歯牙清掃方法によれば、使用者の歯牙をモデリングすることで使用者の歯牙の空間関係配列を取得することにより、使用者の歯列に適合するマウスピースを設計し、マウスピース上の清掃システムと歯牙モデルとの関連性を構築し、使用者の歯列の異なる部位に対して部位区画を区切り、異なるタイプの部位区画に対して異なるブラッシング動作を採用することにより、使用者の歯牙の異なる部位（各歯肉溝、歯面、歯牙咬合面、歯間など）を個性化清掃することができ、これによって、バス法の要求がさらに満たされ、使用者に清掃がより全面的で、効率的で、便利な歯牙清掃方法を提供する。

３、本発明は、歯牙清掃には３つの清掃操作方式がある。この３つの清掃操作方式は自由に組み合わせることができ、歯牙の異なる部位に対して異なる清掃操作方式を選択できるため、使用者の体験が向上する。

本発明の実施例に係る歯牙清掃方法の関連性構築過程のフローチャートである。 本発明の実施例に係るデジタル三次元マウスピースモデルの構築過程のフローチャートである。 本発明の実施例１に係る操作方式１により清掃操作システムを構築するフローチャートである。 本発明の実施例２に係る操作方式２により清掃操作システムを構築するフローチャートである。 本発明の実施例３に係る操作方式３により清掃操作システムを構築するフローチャートである。 本発明の実施例に係るモデリングされた歯牙モデルの模式図である。 本発明の実施例に係るモデリングした後の隣接する歯牙の構造図である。 本発明の実施例に係るマウスピースモデルの立体構造の模式図である。 本発明の実施例に係るマウスピースモデルの歯溝構造の平面図である。 本発明の実施例２に係る突起の変化状態の模式図である。 本発明の実施例２に係る突起の変化状態の模式図である。 本発明の実施例３に係る開口小孔が設けられた構造の模式図である。 本発明の実施例１に係る気圧駆動ユニットの構造原理図である。 本発明の実施例１に係る気圧駆動ユニットの構造原理図である。 本発明の実施例１に係る作動モジュールの構造原理図１である。 本発明の実施例１に係る作動モジュールの構造原理図２である。 本発明の実施例１に係る作動モジュールの構造原理図３である。 本発明の実施例１に係る作動モジュールの構造原理図４である。 本発明の実施例１に係る作動モジュールが１本の人工筋肉である場合の構造模式図１である。 本発明の実施例１に係る作動モジュールが１本の人工筋肉である場合の構造模式図２である。 本発明の実施例１に係る作動モジュールが２本の人工筋肉である場合の構造模式図３である。 本発明の実施例１に係る作動モジュールが２本の人工筋肉である場合の構造模式図４である。 本発明の実施例１に係る作動モジュールが４本の人工筋肉である場合の構造模式図５である。 本発明の実施例１に係る作動モジュールが４本の人工筋肉である場合の構造模式図六である。

当業者が本発明の技術的手段をよりよく理解できるようにするために、以下、図面及び具体的な実施形態により本発明をさらに詳しく説明する。

本発明の目的は、使用者の全歯牙の形状及び配列に応じて、使用者のためにバス法に適用可能なマウスピース式歯牙清掃器のマウスピース構造をオーダーメイドし、前記マウスピースに基づく新しい歯牙清掃方法を達成することを目的とする。

本発明の実施例に開示されるマウスピース式歯牙清掃方法は、
励起源の制御により１又は複数セットの交流励起信号を生成するステップと、
前記励起信号の制御により１つ又は複数の清掃操作を生成し、歯牙の各部位に対して異なる清掃動作を実行するステップと、を含む。
前記清掃操作及び清掃動作と実行される歯牙の各部位との関連性を事前に構築し、前記関連性により、使用者の歯牙の各部位は差別的な清掃を得ることができる。

本発明は、励起源により励起信号を生成する。励起源は、電動、空圧又はこれらの組み合わせである。前記励起信号は、交流式であり、つまり、周期的に交互に変化する方式、例えば、動作と停止の２つの状態の間で交互に変化する間欠方式である。励起信号が起動すると、清掃操作の発生を制御し、歯牙の各部位に対する清掃を実現する。この清掃操作は、歯牙表面に対して直接実施するブラッシング清掃動作であってもよい。この清掃操作及び清掃動作と使用者の歯牙の各部位との関連性を事前に構築したため、前記清掃動作は、使用者の歯牙の各部位、例えば、歯面、歯牙咬合面、歯肉溝、歯間、臼後歯の遠心面などの異なる部位、及び異なる使用者の歯牙の異なる部位の大きさ、面積、形状などの差異に応じて異なる清掃動作を実行し、差別的に清掃することができる。本発明は、全自動洗浄モードであり、差別的な洗浄モードでもある。

図１に示すように、本発明の実施例において、前記関連性の構築過程は以下のステップを含む。
一、使用者の口腔歯牙の空間配列画像を取得し、この使用者の歯牙のデジタル三次元歯牙モデルを構築する。
歯牙モデルの構築過程は、具体的に以下の通りである。使用者の全歯牙又は一部歯牙に対して画像識別を行う。識別方法は、使用者の口腔全歯列（又は一部歯列）をモデリングするか、又は３Ｄスキャンし、使用者の歯牙の空間配列画像を取得することを含む。この空間配列画像は、使用者の歯牙の数、各歯牙外面の三次元曲面の形状及び大きさ、隣り合う歯牙の間の距離、歯牙と歯肉が接触した部分の形状、曲面度などを含み、この使用者の歯牙内側（舌側、顎側）と外側（唇側、頬側）、咬合面と接平面、左右臼後歯の遠心面の全ての空間配列を含む。これによって、使用者の実際歯列に適合する歯牙モデルが得られる。

二、構築した前記三次元歯牙モデルに基づいて、前記三次元歯牙モデルに適合するデジタル三次元マウスピースモデルを構築する。前記三次元マウスピースモデルの溝体には清掃システムが設けられ、前記清掃システムと構築した三次元歯牙モデルの歯牙各部位との間には、対応する空間関係配列がある。歯牙の各部位の清掃は、前記清掃システムにより実現される。

三、構築したデジタル三次元マウスピースモデルに基づいて、この使用者の装着に供される完成品マウスピースを製造する。

四、使用者がこの完成品マウスピースを装着し、咬合過程の関連性検出を行い、関連性があると検出されると、前記励起信号を生成し、前記清掃動作が発生する。

前記関連性は、歯牙モデルと使用者の実際の歯列との関連性、マウスピースモデルの上下歯溝と歯牙モデルの上下歯列との関連性、マウスピースの清掃システムとマウスピースモデルの溝体の各部位との関連性、最終的に構築した使用者に装着されるマウスピースと使用者の実際の歯列との関連性を含む。

本実施例において、前記清掃操作は、前記清掃システムにより発生し、前記清掃操作方式は、以下の３つの方式のうちの１つ又は複数の組み合わせにより実現される。
操作方式１
前記マウスピース内に前記励起源に接続される複数の作動モジュールが設けられ、前記作動モジュールは、前記励起信号を受信し、１つ又は複数セットの機械的運動を発生させる。
この機械的運動につれて、前記マウスピースに設けられたブラシ糸モジュールは往復ブラッシングし、歯牙の関連部位を清掃する。

操作方式１において、前記清掃システムは、励起源、作動モジュール及びブラシ糸モジュールから構成される。励起源が起動すると、作動モジュールは、動作するように制御され、ブラシ糸モジュールを作動させる。ブラシ糸モジュールは、ブラシ糸束からなる。ブラシ糸束により歯牙の各部位をブラッシングする。

在操作方式１において、前記励起源により生成した信号は、交流気圧信号、液圧信号又は電圧信号であってもよい。

操作方式２
前記マウスピース内に導管が嵌設され、導管の管壁面に導管の管路に連通し、内部が中空である突起が設けられる。前記励起源は、交流励起信号を生成し、前記突起を繰り返し曲げ伸ばしさせることにより、歯牙の関連部位を清掃する。

操作方式２において、前記清掃システムは、マウスピース溝体に埋められた複数の導管、突起及び励起源から構成される。励起源が起動すると、断続的に前記導管内にガス又は液体が導入されることにより、前記突起は伸びたり、曲がったりする。突起は、曲げ伸ばしするように運動することにより歯牙の関連部位をブラッシングする。

操作方式２において、前記励起源により生成した信号は、交流気圧信号又は液圧信号であってもよい。

操作方式３
前記マウスピース内に導管が嵌設される。導管の一端は、励起源に接続され、他端には、歯牙の関連部位に対応する小孔が形成される。前記励起源は、導管及び小孔を通じて前記歯牙の関連部位に液体、ガス又は気液ミストを噴射することにより、歯牙の関連部位に対する清掃を実現する。

操作方式３において、前記清掃システムは、複数の導管、小孔及び励起源から構成される。励起源が起動すると、導管内にガス、液体又はミストを導入し、小孔を通じて外へ噴射する。噴射される前記ガス、液体又はミストは歯牙の外面に衝撃することにより、歯牙の関連部位に対する清掃を実現する。なお、前記操作方式３は、主に歯間部位を清掃する。

操作方式３において、前記励起源により生成した信号は、交流気圧信号又は液圧信号である。

清掃操作方式の選択については、前記した３つ又はいずれか２つの清掃操作方式の組み合わせにより各歯牙部位を清掃することが好ましい。

例えば、歯間、歯肉溝及びその隣接する歯肉部位、歯面、歯牙咬合面などの部位に対しては、清掃操作方式２における突起の往復動作によりブラッシング清掃を行う。歯間部位に対しては、同時に清掃操作方式３における導管小孔を通じる洗浄液の噴射を採用する。

さらに、例えば、歯間、歯肉溝及びその隣接する歯肉部位、歯面、歯牙咬合面などの部位に対しては、清掃操作方式１におけるブラシ糸モジュールによりブラッシング清掃を行う。歯間部位に対しては、同時に清掃操作方式３における導管小孔を通じる洗浄液の噴射を採用する。

さらに、例えば、歯間部位に対しては、清掃操作方式３における導管小孔を通じる洗浄液の噴射を採用し、操作が便利である。歯間、歯肉溝、歯面、歯牙咬合面などの部位に対しては、清掃操作方式１におけるブラシ糸モジュールによりブラッシング清掃を行い、清掃がよりきれいである。歯肉溝に隣接する歯肉部位に対しては、清掃操作方式２における突起の往復動作によりブラッシング清掃を行い、歯肉での不快感が軽減される。

図２に示すように、前記三次元歯牙モデルに適合する前記デジタル三次元マウスピースモデルの構築過程は、以下のステップを含む。
ステップＳ１：前記三次元歯牙モデルの上、下歯列において、それぞれ１つ又は複数の箇所を咬合位置決め領域として選択する。

具体的には、デジタル三次元歯牙モデルの上、下歯列においてそれぞれ少なくとも１つ（即ち１つ以上）の領域を咬合位置決め領域として選択する。選択される部分は、上、下歯列が接触可能な部位、例えば、歯先部位であり、より好ましくは、使用者の歯列の真ん中の２つの上門歯（図６における上部の符号１１）及び２つの下門歯（例えば、図６における下部の符号１１）の歯先（歯牙接平面、接平面に隣接する唇側歯面の一部領域及び顎側歯面の一部領域）を咬合位置決め領域として選択する。

ステップＳ２：咬合位置決め領域が選択された前記三次元歯牙モデルに基づいて、モデルの全部歯列の外面における咬合位置決め領域以外の他の表面領域を区画し、前記三次元歯牙モデルの歯列部位区画システムを構築する。

具体的には、前記ステップＳ２は以下のステップを含む。
ステップＳ２１：咬合位置決め領域が選択された前記三次元歯牙モデルに基づいて、モデルの歯列の外面における咬合位置決め領域以外の他の表面領域を区画し、互いに繋がる複数の部位区画を形成する。ここで、歯牙の各部位の清掃需要に応じて、前記区画は複数の種類に分けられる。例えば、正常状態での三次元歯牙モデルの外面における咬合位置決め領域以外の他の表面領域は、歯肉溝部位区画、歯面部位区画、歯間部位区画、歯牙咬合面部位区画、歯牙接平面部位区画、臼後歯遠心面部位区画に分けられる。また、メタルブラケット型歯列矯正器が装着された状態での三次元歯牙モデルの外面における咬合位置決め領域以外の他の表面領域は、歯肉溝部位区画、歯面部位区画、歯槽堤とブラケットとの間の歯面部位区画、歯槽堤側ブラケット溝部位区画、歯先側ブラケット溝部位区画、ブラケットと歯先との間の歯面部位区画、歯間部位区画、歯槽堤とブラケットとの間の歯間部位区画、ブラケットと歯先との間の歯間部位、歯牙咬合面部位区画、歯牙接平面部位区画、臼後歯遠心面部位区画に分けられる。異なる前記部位区画に対して事前に異なる初期清掃需要パラメータが設定されている。前記初期清掃需要パラメータには、前記３つの清掃操作方式の選択肢が含まれてもよく、つまり、初期清掃需要パラメータを設定する際に、どの部位をどの清掃操作方式で清掃するかを選択しておく。

具体的には、前記部位区画は、異なる部位の異なるブラッシング要求に応じて行われる領域分割である。歯肉溝部位は、歯牙と歯肉の間の領域である。歯肉溝は、通常アーチ型曲線である。歯面部位は、歯牙の唇頬側及び軟口蓋側の歯牙表面領域である。歯牙咬合面部位は、前臼歯と後臼歯の頂端の咬合領域である。歯牙接平面部位は、前歯の頂端の接平面領域である。歯間部位は、隣接する２つの歯牙の間の隙間により形成された領域である。臼後歯の遠心面部位は、歯列の一番左の臼歯及び最右側の臼歯の咬合隙間に近い遠心面領域である。当業者に理解できるように、異なる使用者に対して、歯牙部位区画は同じでも異なってもよい。図６、図７に示すように、符号１１は歯牙接平面、符号１２は咬合面、符号１３は歯面、符号１４は歯肉溝、符号１５は歯間、符号１６は臼後歯の遠心面を示す。

前記清掃操作方式１を例とすると、前記初期清掃需要パラメータは、ブラシ糸と各ブラッシング部位の静的傾斜角、ブラシ糸の運動周期、ブラシ糸の動作方向、動作幅などのパラメータを含み、ブラシ糸の材料の柔軟度パラメータ、ブラシ糸材料の弾性パラメータ、ブラシ糸の直径パラメータなどをさらに含んでもよい。異なるタイプによって、事前に設定される初期清掃需要パラメータには違いがある。

具体的には、歯肉溝部位区画に設定される初期清掃需要パラメータは、ブラシ糸：備長炭抗菌先鋭化細糸、ブラシ糸材料の直径パラメータ：０．０１ｍｍ、ブラシ糸と歯肉溝内歯面の静的傾斜角：４５°、ブラシ糸の動作方式：往復対称式周期運動、ブラシ糸の動作周期：５００ｍｓである。ブラシ糸の動作方向と歯肉溝アーチ型曲線の接線方向との挟角は１５°未満であり、ブラシ糸の動作幅は歯肉溝内で１ｍｍの行程を達成できる。歯間部位区画を例とすると、歯間部位区画に設定される初期清掃需要パラメータは、ブラシ糸：しなやかで強い螺旋糸、ブラシ糸材料の直径パラメータ：０．０２ｍｍ、ブラシ糸と歯間の静的傾斜角：９０°、ブラシ糸の動作方式：往復非対称式周期運動、ブラシ糸の動作周期：１０００ｍｓ、ブラシ糸の動作方向：歯間の歯槽堤の頂端から歯先方向にブラッシングし、さらに歯先方向から歯槽堤の頂端方向に戻る方向である。ここで、歯槽堤の頂端から歯先方向までブラッシングする動作時間は２００ｍｓであり、歯先方向から歯槽堤の頂端方向まで戻る動作時間は８００ｍｓであり、ブラシ糸の動作幅は６０°揺動角度である。

前記操作方式２を例とすると、前記初期清掃需要パラメータは、導管の壁面上における突起の位置間隔、励起信号がない状態における各突起の三次元形態データ（長さ、各セクションの断面の形状、サイズ、及び湾曲方向）などを含む。

例えば、歯肉溝部位を清掃する突起に設定される初期清掃需要パラメータは、突起の軸線と歯肉溝内の歯面の静的傾斜角：４５°、突起の動作方式：往復対称式周期運動、突起の動作周期：８００ｍｓ、突起の動作方向：歯肉溝のアーチ型曲線の接線方向であって挟角が１５°未満な方向、突起の動作幅：歯肉溝内で２ｍｍの行程を達成できる範囲である。

清掃歯間部位の突起に設定される初期清掃需要パラメータは、突起の軸線と歯間の静的傾斜角：９０°、突起の動作方式：往復非対称式周期運動、突起の動作周期：１０００ｍｓ、突起の動作方向：歯間の歯槽堤の頂端から歯先方向にブラッシングし、さらに歯先方向から歯槽堤の頂端方向に戻る方向である。ここで、歯槽堤の頂端から歯先方向までブラッシングする動作時間は２００ｍｓであり、歯先方向から歯槽堤の頂端方向まで戻る動作時間は８００ｍｓであり、突起の動作幅は６０°揺動角度である。

前記操作方式３を例とすると、前記初期清掃需要パラメータは、導管小孔の形成位置（例えば、歯間における歯槽堤の頂端から１．５ｍｍ離れた箇所）、形成された孔径の大きさ（例えば、０．５ｍｍ）、及び流体の噴射速度（例えば、１ｍ／ｓ）を含む。

ステップＳ２２：歯列部位区画を仕切った後、各歯列部位区画の画像情報及び各歯列部位区画の初期清掃需要パラメータに基づいて、各歯列部位区画の歯列空間配列データ及び清掃需要データをそれぞれ構築し、前記部位区画及びそれに付属するデータの全てはこの歯牙モデルの歯列部位区画システムを構成する。ここで、初期清掃需要パラメータは、各部位区画の清掃需要データのデフォルト状態の初期値を示し、清掃需要データにおけるほとんどのパラメータは初期清掃需要パラメータにおける値と一致してもよい。

具体的には、歯列部位区画は、歯牙清掃のためのものであり、その清掃需要データは、清掃操作方式（即ち、前記３つの清掃操作方式のうちの１つ又は複数）の選択及び初期清掃需要パラメータを含み、その空間配列データは、撮影された歯列の画像情報に基づく。

前記清掃操作方式１を例として、歯列部位区画の種類及び清掃需要データの設定を詳しく説明する。

一、歯肉溝部位区画
歯肉溝部位区画は、使用者の歯牙の歯肉溝に対応する。設定される清掃需要データは、ブラシ糸：備長炭抗菌先鋭化細糸、ブラシ糸材料の直径パラメータ：０．０１ｍｍ、ブラシ糸と歯肉溝の内歯面の静的傾斜角：４５°、ブラシ糸の動作方式：往復対称式周期運動、ブラシ糸の動作周期：５００ｍｓである。ブラシ糸の動作方向と歯肉溝のアーチ型曲線の接線方向との挟角は１５°未満であり、ブラシ糸の動作幅は歯肉溝内で１ｍｍの行程を達成できる。

二、歯面部位区画
咬合位置決め部位領域以外の他の歯面部位区画は、それぞれ１つの歯面に対応する。歯面部位区画に設定される清掃需要データは、歯元から歯先方向へブラッシングすることである。ブラシ糸が歯元から歯先方向へ操作する際に、速度が比較的速く、力が強い。一方、ブラシ糸が歯先から歯元方向へ戻る際に、速度が比較的遅く、力が弱い。ブラッシング動作の行程は３～７ｍｍである。往復の力が同じでないブラッシング操作を実現するために、前記交流式励起信号に対して、信号の立ち上がりエッジが急峻であり、立ち下がりエッジが緩やかであるように波形を設計する必要がある。

三、歯間部位区画
歯間部位区画は、使用者の隣接する歯牙の複数の曲面によって取り囲まれてなる。それに設定される清掃需要データは、ブラシ糸：しなやかで強い螺旋糸、ブラシ糸材料の直径パラメータ：０．０２ｍｍ、ブラシ糸と歯間の静的傾斜角：９０°、ブラシ糸の動作方式：往復非対称式周期運動、ブラシ糸の動作周期：１０００ｍｓ、ブラシ糸の動作方向：歯間の歯槽堤の頂端から歯先方向へブラッシングし、さらに歯先方向から歯槽堤の頂端方向に戻る方向である。ここで、歯槽堤の頂端から歯先方向までブラッシングする動作時間は２００ｍｓであり、歯先方向から歯槽堤の頂端まで戻る動作時間は８００ｍｓであり、ブラシ糸の動作幅は６０°揺動角度である。往復の力が同じでないブラッシング操作を実現するために、前記間欠式励起信号に対して、信号の立ち上がりエッジが急峻で、立ち下がりエッジが緩やかであるように波形を設計する必要がある。

歯間部位区画と溝体操作区画との間の隙間は比較的大きく、約５～９ｍｍである。そのため、この部位に必要なブラシ糸の長さは比較的長い。

四、歯牙咬合面部位区画
歯牙咬合面部位区画は、使用者の各臼歯の咬合面に対応する。各咬合面部位区画は、それぞれ１つの歯面に対応する。歯牙咬合面部位区画に設定される清掃需要データは、咬合面が位置する平面の水平方向に沿って往復してブラッシングし、ブラッシング動作の行程が３～７ｍｍであることである。

五、歯牙接平面部位区画
歯牙接平面部位区画は、使用者の各前歯の接平面に対応する。使用者の歯列の三次元モデルにおいて、各接平面部位区画は、それぞれ１つの歯牙接平面に対応する。歯牙接平面部位区画に設定される清掃需要データは、水平にブラッシングすることである。もちろん、この部位に対して清掃操作を行わなくてもよい。即ち、マウスピースの溝体における対応する溝体操作部位区画にブラシ糸モジュール及び対応する作動モジュールが設けられない。

六、歯牙の臼後歯遠心面部位区画
臼後歯遠心面部位区画は、歯牙の最左側の臼歯及び最右側の臼歯の咬合隙間に近い遠心面領域に対応する。各臼後歯遠心面部位区画は、それぞれ１つの臼歯遠心面に対応する。臼後歯遠心面部位区画に設定される清掃需要データは、歯元から歯先方向へブラッシングすることである。ブラシ糸が歯元から歯先方向へ操作する際に、速度が比較的速く、力が大きい。一方、ブラシ糸が歯先から歯元方向に戻る際に、速度が比較的遅く、力が小さい。ブラッシング動作の行程は３～７ｍｍである。往復の力が同じでないブラッシング操作を実現するために、前記交流式励起信号に対して、信号の立ち上がりエッジが急峻で、立ち下がりエッジが緩やかであるように波形を設計する必要がある。

ステップＳ３：前記咬合位置決め領域に基づいて、前記三次元マウスピースモデルの上、下溝体の対応する部位において咬合検出領域を決定する。

具体的には、前記デジタル三次元歯牙モデルのある２つの前歯の接平面及びその隣接領域を咬合位置決め領域として選択する場合、マウスピースモデルの溝体表面の中央部分における咬合位置決め領域に対応する端部を咬合検出領域とし、咬合検出領域以外の一部を清掃操作領域として設計する。つまり、上前歯の接平面は、マウスピースの上溝体の中段溝体表面の底端面に対応し、下前歯の接平面は、マウスピースの下溝体の中段溝体表面の頂端面に対応する。マウスピースの上溝体の中段溝体表面の底端面、マウスピースの下溝体の中段溝体表面の頂端面は、それぞれ２つの咬合検出領域とされる。

ステップＳ４：前記三次元歯牙モデルの歯列部位区画システムに基づいて、前記三次元マウスピースモデルの溝体操作区画システムを構築する。

前記ステップＳ４は、以下のステップを含む。
ステップＳ４１：前記三次元歯牙モデルの歯列部位区画及び前記三次元マウスピースモデルの咬合検出領域の決定が完成した後、前記歯牙モデルの上、下歯列との対応関係、各歯列部位区画の歯列空間配列データ及び選択された清掃操作方式に対応する清掃需要データに基づいて、前記三次元マウスピースモデルの上、下溝体表面における咬合検出領域以外の表面領域の対応部位において溝体操作区画を決定する。対応する歯列部位区画の違いによって、前記溝体操作区画は、歯肉溝操作区画、歯面操作区画、歯間操作区画、歯牙咬合面操作区画、歯牙接平面操作区画、及び臼後歯の遠心面操作区画に分けられる。

ステップＳ４２：溝体操作区画を決定した後、各溝体操作区画の空間配列データを構築する。前記空間配列データは、前記咬合検出領域が咬合位置決め領域に当接する場合、各溝体操作区画と対応する歯列部位区画との間に隙間が存在するように構築される。前記溝体操作区画の空間配列データは、各溝体操作区画と対応する歯列部位区画との間の隙間データを含む。異なる位置の隙間データは、同じでも異なってもよい。

ステップＳ４３：各溝体操作区画の空間配列データ、対応する歯列部位区画の空間配列データ、及び選択された清掃操作方式に対応する清掃需要データに基づいて、各溝体操作区画の操作要求データを構築する。全ての前記溝体操作区画及びそれらに付属するデータは、このマウスピースモデルの溝体操作区画システムを構成する。

さらに、このステップにおいて、溝体の内部に，圧力センサを取り付けるための空間を残しておく。この圧力センサは、咬合位置決め領域が咬合検出領域に当接しているか否か、咬合力が基準を満たしているか否かを検出するものである。

歯牙モデルの外面が複数の区画に仕切られ、各区画が特定の形状を有するため、マウスピースモデルには歯牙モデル上の歯列部位区画と一致する空間関係配列を有する溝体操作区画が設けられる。「歯列部位区画アレイと溝体操作区画アレイの空間関係配列」は、「上歯列部位区画アレイ-上溝体操作区画アレイ決定空間関係配列」及び「下歯列部位区画アレイ-下溝体操作区画アレイ決定空間関係配列」から構成される。

前記「上歯列部位区画アレイ-上溝体操作区画アレイ決定空間関係配列」とは、使用者の上歯列表面の「咬合位置決め領域」がマウスピースの上溝体表面の「咬合検出領域」に当接する場合、この使用者のマウスピースの上溝体における咬合検出領域は、この使用者の上歯列の咬合位置決め領域に当接し、この使用者のマウスピースの上溝体における他の各溝体操作区画（歯肉溝操作区画、歯面操作区画、歯牙咬合面操作区画、歯牙接平面操作区画、歯間操作区画、臼後歯の遠心面操作区画を含む）と使用者の上歯列の他の各歯列部位区画とは、確定な空間関連性を有することをいう。関連性を有する対応する区画の間には特定の隙間（例えば、６ｍｍ±３ｍｍ）を有する。

前記「下歯列部位区画アレイ-下溝体操作区画アレイ決定空間関係配列」は前記上歯列及び上溝体の空間関係配列と一致し、ここで説明を省略する。つまり、咬合検出領域が位置する部位は、直接接触して咬合する必要があるので清掃操作が実施されないが、他の部分（咬合位置決め領域以外の部分）は清掃操作の実施が必要であり、清掃が必要である領域において、歯列部位区画と溝体操作区画との間に特定の隙間が残されている。ブラシ糸又は突起の溝体表面から伸び出した伸出部分は長さを有するため、この隙間は、ブラシ糸の往復ブラッシング動作又は突起の往復伸び・曲げ動作に空間を提供する。異なる歯列部位区画によって、この隙間の大きさは異なる。例えば、歯肉溝部位及び歯面部位での隙間は比較的小さく、歯間部位での隙間が比較的大きい。

溝体操作区画の操作要求データは、対応する歯列部位区画の清掃需要データに関連し、値の範囲ではなく、各溝体操作区画の空間配列データ及びそれぞれの対応する歯列部位区画の清掃需要データに基づいて各溝体操作区画の操作要求データの具体的な数値を構築する。

ステップＳ５：前記溝体操作区画システムに基づいて前記清掃システムの清掃操作システムを構築する。

以下、３つの具体的な実施例により本発明の三次元マウスピースモデルの清掃操作システムの構築過程を説明する。

実施例１
本実施例において、清掃操作方式１により歯牙の清掃を実現する。前記清掃操作方式１において、前記マウスピース内に前記励起源に接続される複数の作動モジュールが設けられ、前記作動モジュールは前記励起信号を受信し、１又は複数セットの機械的運動を発生させる。この機械的運動の駆動により、前記マウスピースに設けられるブラシ糸モジュールが往復ブラッシングすることで、歯牙関連部位を清掃する。

咬合位置決め領域及び咬合検出領域が事前に決定され、歯列部位区画システム及び溝体操作区画システムが既に構築されており、現在、前記溝体操作区画システムに基づいて清掃システムの清掃操作システムを構築する必要がある。

本実施例において、前記清掃操作システムの構築過程は、以下のステップを含む。
ステップＳ５－Ａ－１：前記三次元マウスピースモデルの溝体操作区画システムに基づいて、前記三次元マウスピースモデルのブラシ糸モジュールシステムを構築する。

前記ステップＳ５－Ａ－１において、前記三次元マウスピースモデルの溝体操作区画システムを構築した後、各溝体操作区画に前記ブラシ糸モジュールを配置し、各溝体操作区画の溝体空間配列データ、操作要求データ、及びそれぞれの対応する歯列部位区画の歯列空間配列データに基づいて、各前記ブラシ糸モジュールのブラシ糸空間配列データ及びブラッシング要求データを構築する。全ての前記ブラシ糸モジュール及びそれに付属するデータは、このマウスピースモデルのブラシ糸モジュールシステムを構成する。

上、下溝体のブラシ糸モジュールアレイの配列がそれぞれ上、下溝体操作区画アレイにおける咬合検出操作区画以外の各区画と対応関係を有するように、マウスピースの上、下溝体を設計する。

前記「溝体操作区画アレイ－溝体ブラシ糸モジュールアレイ」の空間関係配列とは、使用者の歯列表面の「咬合位置決め領域」がマウスピース溝体表面の「咬合検出領域」に当接している場合、この使用者のマウスピース溝体のブラシ糸モジュールアレイと使用者の歯列の各部位区画との間に「関連性」があることをいう。

前記「関連性」とは、この使用者のマウスピース溝体における各ブラシ糸モジュールと使用者の歯列の各部位区画とは、空間配列には対応関係があることをいう。ここで、対応関係は、歯面、歯肉溝などの歯牙の異なる部位に対して事前に異なる動作を規定し、この部位に応じて個性化ブラッシングを行うものとして簡単に理解することができる。ブラシ糸の材質、ブラシ糸のサイズ（長さ及び太さ）、ブラシ糸の植え込み密度、ブラッシング動作方向、ブラッシング動作幅などのパラメータにおいては、使用者の歯列の各部位区画と空間配列には対応する各ブラシ糸モジュールは、使用者の歯列の各部位区画の異なる清掃需要に応じて異なる。

マウスピースの溝体操作区画におけるブラシ糸モジュールの空間配列データは、溝体区画における各ブラシ糸の溝体区画表面での位置データ、励起信号がない状態での各ブラシ糸の三次元形態データ（長さ、各段の断面の形状及びサイズ、ブラシ糸の伸展方向を含む）を含む。

ステップＳ５－Ａ－２：前記三次元マウスピースモデルのブラシ糸モジュールシステムに基づいて、前記三次元マウスピースモデルの作動モジュールシステムを構築する。

前記ステップＳ５－Ａ－２において、前記三次元マウスピースモデルのブラシ糸モジュールシステムを構築した後、マウスピースモデルの歯溝内部に各ブラシ糸モジュールを動作させる各作動モジュールを設け、各前記ブラシ糸モジュールのブラシ糸空間配列データ及びブラッシング要求データに基づいて、各対応する作動モジュールの作動空間配列データ及び作動要求データを構築する。全ての前記作動モジュール及びそれに付属するデータは、このマウスピースモデルの作動モジュールシステムを構成する。

ブラシ糸モジュールは受動的に動作し、作動モジュールの動作によってのみ動作するため、ブラシ糸モジュールの空間位置配列関係を設定した後、マウスピース部分の上、下溝体の内部において、ブラシ糸モジュールのために対応する作動モジュールを設計する。この作動モジュールの動作方向及び動作幅については、対応するブラシ糸モジュールのブラッシング動作方向、ブラッシング動作幅などのパラメータに基づいて対応するカスタム設計を行う。

本実施例において、前記マウスピースは、外部に位置するとともに柔らかい弾性材料で作製された外被覆層及び前記マウスピースを支持するとともに硬質材料で作製された内部骨格から構成される。前記ブラシ糸モジュールは、トレイ及びトレイ上に位置するブラシ糸を含む。ブラシ糸は、前記外被覆層の表面から露出し、前記作動モジュールは、マウスピースの内部に位置し、外被覆層によって密封される。

本実施例において、前記作動モジュールは、駆動ユニット及び伝動ユニットから構成される。前記駆動ユニットは、励起源に接続され、前記励起源によって生成した励起信号を受信し、前記伝動ユニットの動作を駆動する。前記伝動ユニットは、ブラシ糸モジュールに接続され、前記ブラシ糸モジュールを設定された方式に従って動作させる。

前記駆動ユニットは、気圧駆動ユニット又は電圧駆動ユニットであってもよい。

気圧駆動ユニットの機能は、励起源から主導管及び分岐導管を介して伝導してきた気圧変化を気圧駆動ユニットの伸縮動作に変換することである。この場合、励起源はエアポンプであり、具体的にはハンドル内部に設けられるピストンポンプであってもよい。ポンプ動作を実行する際に、その最大気圧は、気圧作動モジュールが定格動作幅を達成するために必要な気圧に合わせ、例えば、最大気圧は１．５標準大気圧であってもよい。

図１３、図１４に示すように、本実施例における前記気圧駆動ユニットは、円柱体状の半中空管８１である。半中空管の壁面は、円柱体の長軸線方向において弾性伸縮する能力を有する。半中空管の開口端は、マウスピース部分の内部骨格に固定されるとともに、マウスピース内の分岐導管８２に連通する。半中空管の密封端は、マウスピース部分の骨架に固定されず、可動である。密封端の片側に１つの端蓋８３が設けられ、端蓋は伝動ユニットに接続される。

ハンドル中のエアポンプがポンプ動作を実行する際に、導管及び分岐導管は、高気圧を半中空管８１に伝導し、これによって半中空管８１内の気圧が増大し、半中空管８１の長さが長くなり、つまり、密封端と開口端との間の距離が長くなる（図１４）。ハンドル中のエアポンプのポンプ動作が終了し、戻る際に、分岐導管内の気圧が減少され、半中空管８１内の気圧が減少し、これによって半中空管の長さが短くなり、つまり、密封端と開口端との間の距離が短くなる（図１３）。エアポンプが往復してポンプ動作する際に、気圧駆動ユニットの半中空管８１は往復して伸長と短縮動作をし、つまり、図における左右に移動し、これによって、半中空管の密封端の片側の端蓋８３は往復して伸縮運動する。

電圧駆動ユニットの機能は、励起源から導線を介して伝導してきた電圧変化を電圧駆動ユニットの伸縮動作に変換することである。この場合、励起源は電気信号である。図１５から図１８に示すように、本発明の一実施例において、前記電圧駆動ユニットは、電気化学的ポリマーからなる伸縮運動能力を有するストリップ状人工筋肉４１である。前記ストリップ状人工筋肉４１の両端は、それぞれ極性が異なる電極（Ａ、Ｂ）であり、前記電極は、導線によりハンドル内部の電源に接続され、前記ストリップ状人工筋肉４１は、前記伝動ユニットに接続されるか、又は密接する。

電源が人工筋肉４１の両端の電極に電圧を加えると、人工筋肉が収縮する。人工筋肉４１の両端の電極（Ａ、Ｂ）に掛かる電圧が解除されると、人工筋肉が伸長し、元の形状に復元する。電源が人工筋肉４１の両端の電極に交互に電圧を加えたり解除したりすると、人工筋肉４１は、往復して収縮と伸長の伸縮運動するように駆動される。人工筋肉の動作を駆動する際に、その最大電圧は、電圧駆動ユニットが定格動作幅を達成するために必要な電圧に合わせる。例えば、最大電圧は２４ボルトであってもよい。電圧駆動ユニットのオン・オフは、マイクロコントローラのパルスにより制御することができる。

伝動ユニットの機能は、駆動ユニットの伸縮動作をブラシ糸モジュールの揺動ブラッシング動作に変換することである。

本発明の一実施例において、前記伝動ユニットは７字状連接棒又はＴ字状支持棒である。前記７字状連接棒は、一体に成形された第１横棒と第１縦柄を含む。前記Ｔ字状支持棒は、一体に成形された第２横棒と第２縦柄を含む。

前記７字状連接棒の第１横棒は扁平状である。前記第１横棒は、前記ブラシ糸モジュールのトレイに固定して接続されるか、又は前記トレイの内部に嵌入される。前記第１縦柄は、前記気圧駆動ユニット又は電圧駆動ユニットに接続される。前記Ｔ字状支持棒の第２横棒は扁平状である。前記第２横棒は、前記ブラシ糸モジュールのトレイに固定して接続されるか、又は前記トレイの内部に嵌入される。前記第２縦柄は、マウスピースに固定される。

図１６は正面図であり、図１５は側面図である。図１５、１６に示すように、前記Ｔ字状支持棒の第２縦柄５４は、マウスピースの内部骨格に固定して接続され、前記人工筋肉４１は２本がり、それぞれ前記Ｔ字状支持棒に設けられるのは第２横棒５３の同一内側の両端であり、各前記人工筋肉４１の両端にはそれぞれ１つの付着点が設けられ、そのうちの１つの付着点（Ａ端）は内部骨格に固定され、もう１つの付着点は自由端（Ｂ端）であり、前記第２横棒５３に接続される。

前記気圧駆動ユニットと伝動ユニットの違いによって、作動モジュールは、気圧駆動＋７字状連接棒伝動、気圧駆動＋Ｔ字状支持棒伝動、電圧駆動＋７字状連接棒伝動、電圧駆動＋Ｔ字状支持棒伝動の４種類の構造方式を有する。

以下、上記４種類のスキームをさらに説明する。

スキーム１：気圧駆動＋７字状連接棒伝動
本スキーム１において、前記作動モジュールは、気圧駆動ユニットと７字状連接棒から構成される。作動モジュールの半中空管８１の密封端が往復して伸縮運動するときに、７字状連接棒の第１縦柄を往復運動するように押し引きすることにより、７字状連接棒の第１横棒が往復揺動し、ブラシ糸モジュールのトレイが往復揺動し、トレイに植え込まれたブラシ糸束がカスタマイズされた方向及び幅に従ってブラッシング動作を往復して実行する。

スキーム２：気圧駆動＋Ｔ字状支持棒伝動
本スキーム２において、前記作動モジュールは、気圧動作ユニットとＴ字状支持棒から構成される。作動モジュールの半中空管８１の密封端が往復して伸縮運動するときに、Ｔ字状支持棒のトレイ状の第２横棒を往復揺動するように押し引きすることにより、ブラシ糸モジュールのトレイが往復揺動し、トレイに植え込まれたブラシ糸束がカスタマイズされた方向及び幅に従ってブラッシング動作を往復して実行する。

スキーム３：電圧駆動＋７字状連接棒伝動
本スキーム３において、前記作動モジュールは、電圧駆動ユニットと７字状連接棒から構成される。作動モジュールのストリップ状人工筋肉が往復して伸縮運動するときに、７字状連接棒の第１縦柄を往復運動するように押し引きすることにより、７字状連接棒の第１横棒が往復揺動し、ブラシ糸モジュールのトレイが往復揺動し、トレイに植え込まれたブラシ糸束がカスタマイズされた方向及び幅に従ってブラッシング動作を往復して実行する。

スキーム４：電圧駆動＋Ｔ字状支持棒伝動
図１５から図１８に示すように、本スキーム４において、前記作動モジュールは、電圧駆動ユニットとＴ字状支持棒から構成される。作動モジュールのストリップ状人工筋肉４１が往復して伸縮運動するときに、Ｔ字状支持棒のトレイ状の第２横棒５３を往復揺動するように押し引きすることにより、ブラシ糸モジュールのトレイが往復揺動し、図１７と図１８に示される変化状態が形成され、トレイに植え込まれたブラシ糸束がカスタマイズされた方向及び幅に従ってブラッシング動作を往復して実行する。

１つの歯牙清掃装置のマウスピース部分には、上、下溝体表面のブラシ糸モジュールがそれぞれ数百（例えば、２００から８００個）あってもよい。各ブラシ糸モジュールに複数（例えば、１０から１００本）のブラシ糸が植え込まれてブラシ糸束が形成される。さらに、１つのブラシ糸モジュールは１つの作動モジュールに対応し、或いは同じ又はほぼ同じ動作幅及び方向を有する複数のブラシ糸モジュールは同一の作動モジュールを共用し、これによって、作動モジュールの配置数が減少される。

本発明の別の実施例において、前記作動モジュールは人工筋肉であり、前記ブラシ糸モジュールは植毛トレイ及びそれに固定された１つ又は１束のブラシ糸から構成される。前記励起源は電圧信号であり、この場合、前記スキーム１からスキーム４における伝動ユニットが必要とされず、作動モジュールは、１本又は複数本の人工筋肉によりこのブラシ糸モジュールを直接引いて動作させることができる。植毛トレイは縦管状であり、トレイの底部は内部骨格に固定され、１本のブラシ糸又はブラシ糸束はトレイの頂部に固定される。前記人工筋肉は少なくとも１本も設けられ、前記人工筋肉の一端が前記植毛トレイに接続され、他端が内部骨格に固定される。人工筋肉の両端は、それぞれ異なる電極点として用いられる。人工筋肉が複数本ある場合、人工筋肉は前記植毛トレイを取り囲んで設けられ、前記励起源は、前記人工筋肉の電極点に電圧を加えることにより前記人工筋肉の収縮又は弛緩を制御し、前記トレイを動作させる。

図１９及び図２０に示すように、本実施例において、前記人工筋肉４１は１本あり、管状植毛トレイ６１の動作を制御し、１セットの電圧励起信号に対応する。これによって、植毛トレイ６１は、特定の方向、特定の幅に従って往復して傾斜動作し、ブラシ糸６２にブラッシング操作を実行させる。図１９は、この人工筋肉４１が弛緩状態である場合、即ち電圧信号が引火されていない場合の模式図である。この場合、トレイ６１は直立状である。図２０は、この人工筋肉に電圧信号を印加した後の模式図である。この場合、この人工筋肉４１は収縮し、植毛トレイ６１を傾斜するように引くことで、ブラシ糸６２も傾斜し、ブラッシング動作が達成される。

歯肉溝部位の構造の特殊性により、それぞれ歯肉溝の曲線の異なる方向に沿ってブラッシングすることによってより高い清掃効果が得られる。そのため、本発明の好ましい実施例において、歯肉溝部位に対して、少なくとも２本の人工筋肉によりブラッシングを制御する１つのブラシ糸モジュールを設け、複数本の人工筋肉は前記ブラシ糸モジュールの植毛トレイを取り囲んで配置され、前記複数本の人工筋肉は、位相差がある複数セットの励起信号により駆動されるように設定される。複数セットの前記励起信号は、異なる電圧位相差の組み合わせにより人工筋肉の一部を収縮させると同時に、人工筋肉の他の部分を伸長させる。前記ブラシ糸モジュールは、人工筋肉の収縮方向に動作するように駆動される。各人工筋肉には通電及び非不通電の２つの状態が存在し、このように交互に循環することにより、ブラシ糸モジュールの植毛トレイは複数の傾斜方向を有することで、ブラシ糸モジュールは歯肉溝部位に対して複数の異なるブラッシング角度を有する。

図２１及び図２２は、本発明の作動モジュールの他の構造の原理図である。本実施例において、人工筋肉は２本（図における７１、７２）あり、両者が９０度をなし、両者の実際の取付方向は、９０度をなし、１つが歯肉溝の曲線の接線方向に沿い、もう１つが歯肉溝の曲線の法線方向に沿う。２本の前記人工筋肉（７１、７２）は、いずれも一端が前記植毛トレイ６１の上部に固定して接続され、他端が内部骨格に固定され、２つの電極点を形成する。各人工筋肉は、それぞれ位相が異なる１セットの電圧励起信号に接続される。つまり、合計で２セットの電圧励起信号がある。この２セットの電圧励起信号は、電圧信号の位相の関連により、２本の人工筋肉の収縮動作の間に関連が形成される。つまり、そのうちの１本の人工筋肉が通電するときに、もう１本の人工筋肉が通電しない。この場合、通電する人工筋肉は収縮し、通電していない人工筋肉は弛緩する。２本の人工筋肉が互いに通電と非通電状態にあることにより、ブラシ糸６２は、歯肉溝曲線の接線方向及び歯肉溝曲線の法線方向に沿って交互にブラッシングする。

９０度をなすように設けられる２本の人工筋肉を使用することにより、ブラシ糸は交互に歯肉溝曲線の接線方向及び歯牙の法線方向に沿って動作することができるが、２本の人工筋肉の場合には動作方向が不安定である問題がある。図２３及び図２４を参照されたい。図２３は上面効果図である。好ましい実施形態において、本実施例は、４本の人工筋肉（９１、９２、９３、９４）を使用する場合、この４本の人工筋肉は９０°で植毛トレイを取り囲んでいる。本実施例において、人工筋肉９１と人工筋肉９２は歯肉溝の接線方向に位置し、人工筋肉９３と人工筋肉９４は歯肉溝の法線方向に位置する。各人工筋肉は、それぞれ位相が異なる１セットの電圧励起信号に対応し、つまり、合計４セットの電圧励起信号がある。この４セットの電圧励起信号の電圧信号位相の組み合わせにより、４本の人工筋肉の伸長と収縮動作には多くの組み合わせが形成されることによって、植毛トレイ６１は複数の特定の方向、特定の幅に従って往復傾斜動作し、ブラッシング操作を実行することができる。例えば、人工筋肉９１が通電し、残り３本の人工筋肉が通電していない場合、植毛トレイ６１は人工筋肉９１が位置する方向に動作し、人工筋肉９４が通電し、残り３本の人工筋肉が通電していない場合、植毛トレイは人工筋肉９４の方向に動作する。また、隣接する２本の人工筋肉が９０度をなすように配置されることにより、ブラシ糸モジュール６２は、歯肉溝曲線の接線方向及び歯肉溝曲線の法線方向に沿って交互にブラッシングすることができる。

ブラシ糸モジュール及び作動モジュールの具体的な配列及び動作方式として、以下の例が挙げられる。

第１タイプのブラッシング動作：歯肉溝部位区画に向かうブラシ糸モジュールによって実行される。
歯肉溝部位区画に向かうブラシ糸モジュールは、使用者の各歯牙の歯肉溝部位区画の部位に対応し、上歯列顎側の各歯牙の歯肉溝部位区画、上歯列唇頬側の各歯牙の歯肉溝部位区画、下歯列舌側の各歯牙の歯肉溝部位区画、下歯列唇頬側の各歯牙の歯肉溝部位区画を含む。歯肉溝ブラシ糸モジュール上のブラシ毛は、柔らかくて弾性が良好な先鋭化細糸を使用する。このような設計により、歯肉溝ブラシ糸モジュール上のブラシ糸は、歯肉溝に入って歯垢（プラーク）などの汚れを取り除きやすいとともに、歯肉を損傷しない。作動モジュールの駆動により、各歯肉溝部位のブラシ糸モジュール上のブラシ毛は、対応する歯肉溝部位の歯肉溝曲線の接線方向に沿って往復して横方向にブラッシング動作する。

第２タイプのブラッシング動作：歯面部位区画に向かうブラシ糸モジュールによって実行される。
歯面部位区画に向かうブラシ糸モジュールは、使用者の各歯牙の歯面部位区画の部位に対応し、上歯列顎側の各歯牙の歯面部位区画、上歯列唇頬側の各歯牙の歯面部位区画、上歯列臼後歯遠心面部位区画、下歯列舌側の各歯牙の歯面、下歯列唇頬側の各歯牙の歯面、下歯列臼後歯遠心面部位区画を含む。歯面部位区画ブラシ糸モジュールは、柔らかくて弾性が良好なブラシ糸を使用し、かつ植毛の密度が高いので、歯面に付着された歯垢を効果的に取り除くことができるとともに、エナメル質を損傷しない。作動モジュールの駆動により、歯面部位に対応する全てのブラシ糸モジュールは歯面部位に沿って歯肉に近い部位から歯先方向へブラッシングする。

第３タイプのブラッシング動作：歯間部位区画に向かうブラシ糸モジュールによって実行される。
歯間部位区画に向かうブラシ糸モジュールは、使用者の各歯牙の間の歯間に対応し、上歯列顎側の各歯牙の間の歯間、上歯列唇頬側の各歯牙の歯間、下歯列舌側の各歯牙の歯間、下歯列唇頬側の各歯牙の歯間を含む。

歯間部位区画ブラシ糸モジュールのブラシ糸の材質は、複数種類の材質を併用する。つまり、歯槽堤歯間乳頭部位区画に近い端部は、機械的刺激による歯槽堤歯間乳頭部位区画に対する不快感をできるだけ避け、歯肉を保護するために柔らかくて弾性が良好な先鋭化細糸を使用する。歯間に入って歯垢又は食物残渣などの汚れを取り除くことを容易にするために、端部以下は弾性が良好で、靭性が強い螺旋糸を使用する。また、歯間のブラシ糸の長さは、歯間のサイズに応じて他のブラシ糸モジュールのブラシ糸よりも長い。作動モジュールの駆動により、歯間部位に対応するブラシ糸モジュールは、歯間部位の隙間に沿って歯槽堤歯間乳頭に近い歯間端部から歯先部方向へブラッシングする。

第４タイプのブラッシング動作：歯牙咬合面部位区画に向かうブラシ糸モジュールによって実行される。
咬合面部位区画に向かうブラシ糸モジュールは、使用者の各臼歯の咬合面に対応し、上歯列左上４～左上８の咬合面部位区画、上歯列右上４～右上８の咬合面部位区画、下歯列左上４～左上８の咬合面部位区画、下歯列右上４～右上８の咬合面部位区画を含む。咬合面部位区画のブラシ糸モジュールは、弾性が良好で、靭性が強い螺旋糸を使用する。作動モジュールの駆動により、各咬合面部位に対応するブラシ糸モジュールは、咬合面部位の水平方向に沿って往復ブラッシングする。

歯列部位区画と溝体操作区画との関連性は必ずしも１対１対応であるわけではない。例えば、歯列の各咬合面部位区画に対して、対応する溝体咬合面操作区画が存在する。歯列の各歯肉溝部位区画に対して、接線方向のブラッシング操作を達成するために、対応する複数の溝体歯肉溝操作区画が存在してもよい。歯肉溝が曲線であるので、各歯肉溝部位区画に対して、複数の直線段による歯肉溝曲線に対するフィッティングを達成し、バス法の歯肉溝接線方向ブラッシング操作要求を満たすために、溝体には各歯肉溝部位区画に対応する２つ以上（例えば３つ）の歯肉溝操作区画が必要である。歯肉溝部位区画以外の他の部位区画に対して、１つ又は複数の対応する操作区画を設けてもよい。

或いは、各前記歯肉溝操作区画には、少なくとも２つ（例えば、３つ）のブラシ糸モジュールが設けられる。各ブラシ糸モジュールのブラッシング方向が異な理、これによって、歯肉溝部位のアーチ型曲線をより良好にフィッティングすることができる。

より好ましい実施形態において、歯肉溝部位に対しては、各前記ブラシ糸モジュールは、２つの作動モジュールによりそのブラッシングを制御し、２つの前記作動モジュールが交互に前記ブラシ糸モジュールを歯肉溝曲線の接線方向及び歯肉溝曲線の法線方向に沿って交互にブラッシングするように制御するように設定される。歯列の他の部位に対しては、各前記ブラシ糸モジュールは、１つの作動モジュールによりそのブラッシングを制御するように設定される。

ステップＳ５－Ａ－３：前記三次元マウスピースモデルの作動モジュールシステムに基づいて前記三次元マウスピースモデルの励起信号システムを構築する。

前記ステップＳ５－Ａ－３において、前記三次元マウスピースモデルの作動モジュールシステムを構築した後、前記マウスピースモデルの内部に、この作動モジュールを機械的運動するように制御する励起信号源を設け、各前記作動モジュールの作動要求データに基づいて、励起信号源の励起信号データを構築する。前記励起信号源及びそれに付属する励起信号データは、このマウスピースモデルの励起信号システムを構成する。

前記励起信号源は、１つ又は複数が設けられてもよい。複数設けられる場合、複数の前記励起信号源の電力は異なってもよい。例えば、全ての歯肉溝部位の清掃に対して同じ電力を有する励起信号源を設け、全ての歯面部位の清掃に対して同じ電力を有する励起信号源を設けることができる。ブラッシングの力がほぼ同じである部位に対して設けられる励起信号源の電力が同じであればよい。

歯面部位区画及び歯間部位区画のブラッシングの往復の力が同じでない清掃操作を実現するために、好ましくは、前記交流式励起信号に対して、信号の立ち上がりエッジが急峻であり、立ち下がりエッジが緩やかであるように波形を設計する。

歯面部位ブラッシングを例とすると、設定されたブラッシング周期は、まず歯肉溝に近い部位から歯先部位へブラッシングし（離れ過程として定義される）、さらに歯先部位から歯肉溝部位方向へブラッシングする（戻り過程として定義される）ことである。励起源に印加された励起信号が異なるため、離れ過程の速度が比較的速く、戻り過程の速度が比較的遅い。これによって、ブラシ糸は、歯肉溝を高速に突き、使用者の体験に悪影響を与えることがない。

１周期内における信号の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの差異を実現するために、本発明では、励起信号源によりＰＷＭ信号のデューティ比を制御することによって、対応する電圧値の直流電圧信号を生成することができる。歯間操作区画、歯面操作区画上のブラシ糸ユニットに対応する作動モジュールは、その交流励起信号が１周期内で非対称的である。例えば、立ち上がりエッジは１５０ｍｓ以内にゼロからピーク電圧に達し、ピーク電圧で５０ｍｓ保持する一方、立ち下がりエッジは从ピーク電圧からゼロまで下がるのに７５０ｍｓもかかり、ゼロ電圧で５０ｍｓ保持する。歯肉溝操作区画上のブラシ糸モジュールに対応する作動モジュールは、その交流励起信号が１周期以内で対称的であり、立ち上がりエッジは３５０ｍｓ以内でゼロからピーク電圧に達し、ピーク電圧で５０ｍｓ保持する一方、立ち下がりエッジは３５０ｍｓかけてピーク電圧からゼロまで徐々に下がり、ゼロ電圧で５０ｍｓ保持する。

前記歯列部位区画システム、溝体操作区画システム、ブラシ糸モジュールシステム、作動モジュールシステム、励起信号システムは、順に対応するマッピング関係を有する。前記マッピング関係により、後の動作要求は、前の動作要求に基づいて定められる。

バス法の要求を全面的に満たすために、各ブラシ糸モジュールは、それ自体に対応する使用者の歯列の各部位に応じて、異なる種類の材料を使用し、異なる動作方向を有することができる。１つの歯牙清掃装置のマウスピース部分は、その歯溝内壁上のブラシ糸モジュールが数百個（例えば、２００～８００個）ある。各ブラシ糸モジュールには、複数（例えば、１０～１００本）のブラシ糸が植え込まれている。

前記ステップＳ５－Ａ－１からＳ５－Ａ－３によって、デジタル三次元マウスピースモデルの構築が完成する。この構築には、静的空間配列（溝体部位、ブラシ糸モジュール、作動モジュール及び励起源の空間配列を含む）、及び動的清掃データ配列（即ち、ブラシ糸モジュール、作動モジュール及び励起源信号の各自の動作需要）が含まれる。

最後に、構築したデジタル三次元マウスピースモデルに基づいて、この使用者の装着に供される完成品マウスピースを製造する。

実施例２
本実施例において、清掃操作方式２により歯牙清掃を実現する。前記清掃操作方式２において、前記マウスピース内に導管が嵌設され、導管の一端が励起源に接続され、導管の管壁面に突起が設けられ、前記突起は導管の管路に連通し、内部が中空である凸管であり、前記励起源により生成した交流励起信号は前記突起を繰り返し曲げ伸ばし動作して歯牙関連部位を清掃するように制御する。

咬合位置決め領域及び咬合検出領域が事前に決定され、歯列部位システム及び溝体操作区画システムが既に構築されており、現在、前記溝体操作区画システムに基づいて清掃システムの清掃操作システムを構築する必要がある。

本実施例において、前記清掃操作システムの構築過程は、以下のステップを含む。
ステップＳ５－Ｂ－１：前記三次元マウスピースモデルの溝体操作区画システムに基づいて、前記三次元マウスピースモデルの突起モジュールシステムを構築する。

前記ステップＳ５－Ｂ－１は、具体的には以下のことを含む。前記三次元マウスピースモデルの溝体操作区画システムを構築した後、各溝体操作区画に前記突起を配置し、各溝体操作区画の空間配列データ、操作要求データ、及びそれぞれ対応する歯列部位区画の空間配列データに基づいて、各前記突起モジュールの突起空間配列データ及びブラッシング要求データを構築し、全ての前記突起モジュール及びそれに付属するデータは、このマウスピースモデルの突起モジュールシステムを構成する。

本実施例における突起モジュールのブラッシング要求データとして、以下の例があげられる。
歯肉溝操作区画の突起モジュールにおける各突起のブラッシング要求データは、以下のようにプリセットされる。突起軸線と歯肉溝の内歯面との静的傾斜角が４５°であり、突起の動作方式が往復対称式周期運動であり、突起の動作周期が８００ｍｓであり、突起の動作方向が歯肉溝アーチ型曲線の接線方向であって挟角が１５°未満な方向であり、突起の動作幅：歯肉溝内で２ｍｍの行程を達成できる範囲である。

歯間操作区画の突起モジュールにおける各突起のブラッシング要求データは、以下のようにプリセットされる。突起軸線と歯間との静的傾斜角が９０°であり、突起の動作方式が往復非対称式周期運動であり、突起の動作周期が１０００ｍｓであり、突起の動作方向が歯間の歯槽堤の頂端から歯先方向にブラッシングし、さらに歯先方向から歯槽堤の頂端方向に戻る方向である。ここで、歯槽堤の頂端から歯先方向までブラッシングする動作時間は２００ｍｓであり、歯先方向から歯槽堤の頂端方向まで戻る動作時間は８００ｍｓであり、ブラシ糸の動作幅は６０°揺動角度である。

ステップＳ５－Ｂ－２：前記三次元マウスピースモデルの突起モジュールシステムに基づいて、前記三次元マウスピースモデルの導管システムを構築する。

ステップＳ５－Ｂ－２において、前記三次元マウスピースモデルの突起モジュールシステムを構築した後、マウスピースモデルの歯溝内部に各突起モジュール上の各突起に励起信号を伝送する主導管と各分岐導管を含む導管を設け、各前記突起モジュールの空間配列データ及びブラッシング要求データに基づいて各導管の導管空間配列データを構築する。全ての前記導管及びそれに付属するデータは、このマウスピースモデルの導管システムを構成する。
前記歯列部位区画システム、溝体操作区画システム、突起モジュールシステム、導管システムは、順に対応するマッピング関係を有する。

図１０及び図１１に示すように、本実施例の突起により清掃する作業原理は以下の通りである。
正常状態（即ち、ポンプモジュールがポンプ動作していないとき）において、突起は、それ自体の材質により突起モジュールシステムの要求に従って所定応力によりシェーピングされ、所定方向において図１０に示される湾曲状を呈する。ポンプモジュールは、１つ又は複数の吸気口又は貯水タンクに接続されてもよい。ハンドル内部のポンプモジュールのポンプ作用下で、継続的に主導管にガス又は液体を供給する。主導管は各分岐導管に連通することで、動力が各分岐導管に伝達される。各分岐導管の管壁に分岐導管に連通する半中空状の凸管２１が設けられ、動力はさらに凸管２１に伝達される。凸管２１の内部気圧が外部大気圧よりも大きいので、凸管２１は図１１示されるように膨張して直立状となる。前記凸管２１は、各主、分岐導管内の圧力が増大するときに上に膨張し、圧力が減少するときに収縮する。ポンプモジュールが往復してポンプ動作する際に、半中空状的凸管２１は、往復して曲げ伸ばし動作することによって、歯面との間に所定方向及び幅の摩擦動作が発生して歯牙を清掃することができる。

実施例３
図１２に示すように、本実施例において、清掃操作方式３により歯牙清掃を実現する。前記清掃操作方式３において、前記マウスピース内に複数の導管３１が嵌設され、導管３１の一端が励起源に接続され、他端に歯牙の関連部位に対応する小孔が形成され、前記励起源は、導管及び小孔を通じて前記歯牙関連部位に液体、ガス又は気液ミストを噴射することにより歯牙関連部位の清掃を実現する。

咬合位置決め領域及び咬合検出領域が事前に決定され、歯列部位システム及び溝体操作区画システムが既に構築されており、現在、前記溝体操作区画システムに基づいて清掃システムの清掃操作システムを構築する必要がある。

本実施例において、前記清掃操作システムの構築過程は、以下のステップを含む。
ステップＳ５－Ｃ－１：前記三次元マウスピースモデルの溝体操作区画システムに基づいて、前記三次元マウスピースモデルの小孔開口システムを構築する。

前記ステップＳ５－Ｃ－１は、具体的に以下のことを含む。前記三次元マウスピースモデルの溝体操作区画システムを構築した後、各溝体操作区画に前記小孔開口を配置し、各溝体操作区画の溝体空間配列データ、操作要求データ及びそれぞれの対応する歯列部位区画の歯列空間配列データに基づいて、各前記小孔開口の空間配列データを構築する。全ての前記小孔開口及びそれに付属するデータ（例えば、小孔の孔径）は、このマウスピースモデルの小孔開口システムを構成する。

ステップＳ５－Ｃ－２：前記三次元マウスピースモデルの小孔開口システムに基づいて、前記三次元マウスピースモデルの導管システム（例えば、導管の数、導管の内径など）を構築する。

ステップＳ５－Ｃ－２において、前記三次元マウスピースモデルの小孔開口システムを構築した後、マウスピースモデルの歯溝内部に各小孔開口に励起信号を伝送する主導管及び各分岐導管を含む導管を設け、各前記小孔開口の空間配列データに基づいて各導管の空間配列データを構築する。全ての前記導管及びそれに付属するデータは、このマウスピースモデルの導管システムを構成する。前記励起源は、導管及び小孔開口を通じて歯牙関連部位に液体、ガス又は気液ミストを噴射し、歯牙関連部位に対する清掃を実現する。ここで、導管に形成された小孔は、溝体操作区画上の開口小孔に対応して一致するべきである。

前記歯列部位区画システム、溝体操作区画システム、小孔開口システム、導管システムは、順に対応するマッピング関係を有する。

本実施例の導管及び小孔により清掃する作業原理は以下の通りである。
マウスピース溝体上の関連部位に複数の開口小孔３２が形成され、この開口小孔３２は、好ましくは使用者の歯牙の歯間に対応する。複数の前記開口小孔３２の一端は前記マウスピースに内嵌された導管３１に接続される。前記導管３１の一端にも小孔が形成され、溝体の開口小孔３２の位置に対応することで導管３１と開口小孔３２に連通する。複数の導管３１の他端はハンドル内に伸び、主導管を介してポンプモジュールに接続され、ポンプモジュールのポンプ作用下で、開口小孔３２内から液体、ガス又はミストを噴射して歯間を清掃処理する。

最後に、異なる清掃操作方式に応じて、デジタル三次元マウスピースモデルを構築し、この使用者の装着に供される完成品マウスピースを製造する。

具体的には、この使用者の前記歯牙清掃装置マウスピース部分の設計スキームに従って、この使用者の歯牙清掃装置マウスピース部分を製造する。選択された清掃操作方式１を例とすると、製造すべき構造は、マウスピース部分の内部骨格、外被覆層、作動モジュール、ブラシ糸モジュールなどを含む。具体的な製造方法では、３Ｄプリント、植毛プロセスなどが使用される。選択された清掃操作方式２を例とすると、製造すべき構造は、マウスピース部分の内部骨格、外被覆層、導管、突起などを含む。また、マウスピース部分の溝体内部に圧力センサ及びその信号伝送導線を嵌入する。圧力センサの嵌入部位は溝体表面「咬合検出領域」に対応する溝体内部である。使用者の手持ちを便利にするために、このマウスピースに適合するハンドル部分を製造し、ハンドル内には励起源及び他の補助部品を収容する空間がある。このようにして、この使用者のマウスピース式歯牙清掃器が製造される。

完成品マウスピースが製造された後、使用者はこの完成品マウスピースを装着して咬合過程の関連性検出を行う。検出過程は、以下のステップを含む。
マウスピース溝体の咬合検出領域と使用者の歯列の咬合位置決め領域との当接による圧力値が所定閾値に達したか否か、及び持続時間が所定の時間間隔に達したか否かを検出する。
前記圧力値が閾値に達し、かつ持続時間が所定時間間隔に達したことが検出されると、励起モジュールがトリガーされて交流励起信号を生成し、前記清掃操作及び清掃動作の発生を制御する。

具体的には、使用者は、上、下歯列がマウスピース部分の上、下溝体に位置合わせするように歯牙清掃装置のマウスピース部分を口腔に置き、咬合動作を行い、使用者の上、下歯列の「咬合位置決め領域」がそれぞれマウスピースの上、下牙溝体の「咬合検出領域」に当接させる。この場合、「使用者上歯列－マウスピース上溝体空間関係配列」は、前記「上歯列部位区画アレイ－上溝体操作区画アレイ決定空間関係配列」に一致し、「使用者下歯列－マウスピース下溝体空間関係配列」は、「下歯列部位区画アレイ－下溝体操作区画アレイ決定空間関係配列」に一致する。

さらに、咬合におる圧力値が所定の閾値に達したか否か、かつ持続時間が所定の時間間隔に達したか否かを検出する。歯溝内に圧力センサが取り付けられているので、圧力センサが圧力を検出した後、この信号をプロセッサに送信し、圧力値が基準を満たしているか否かを判断する。

圧力値が閾値に達し、かつ持続時間が所定時間間隔（例えば、５００ミリ秒）を超えると、励起源はトリガーされて交流励起信号を生成し、前記清掃操作及び清掃動作の発生を制御する。前記圧力値が閾値に達していないか、又は所定の時間間隔（例えば、５００ミリ秒）に達していないことが検出された場合、前記清掃操作及び清掃動作の停止を制御する。

操作方式１において、励起源が励起信号を生成した後、作動モジュールは往復運動し始め、ブラシ糸モジュールを歯牙各部位で往復ブラッシングさせる。操作方式２において、励起源が励起信号を間欠的に生成する場合、主導管及び各分岐導管内の圧力が増大したり減少したりすることで突起内の圧力が増大したり減少したりすることにより、突起が往復伸縮運動し、歯牙の各部位をブラッシングする。操作方式３において、励起源が励起信号を間欠的に生成する場合、導管が開口小孔を通じて外へガス、液体又はミストを噴射し、歯牙の各部位を清掃する。事前に使用者の歯牙に対してモデリング及び部位区画を行なっておくので、異なる操作領域に対して、ブラッシングの幅、方向、周波数及びブラシ糸材質の選択には個性的差異がある。

本発明の関連性の構築過程をより便利に説明するために、操作方式１を例とし、「清掃需要データ－－操作要求データ－－ブラッシング要求データ－－作動要求データ－－励起信号データ」の全体的な動的変化から、歯肉溝部位及び歯間部位の清掃の実施例により説明する。

歯肉溝部位区画の初期清掃需要パラメータは、対応するブラシ糸のタイプ：先鋭化細糸、ブラシ糸材料の直径パラメータ：０．０１～０．０２ｍｍ、ブラシ糸と歯肉溝内歯面の静的傾斜角：４５°である。ブラシ糸の動作方式は往復対称式周期運動であり、ブラシ糸の動作周期は８００ｍｓである。ブラシ糸の動作方向と歯肉溝アーチ型曲線の接線方向との挟角は１５°未満であり、ブラシ糸の動作幅は歯肉溝内で１ｍｍの行程を達成できる。歯間部位区画の初期清掃需要パラメータは、対応するブラシ糸のタイプ：しなやかで強い螺旋糸、ブラシ糸材料の直径パラメータ：０．０２～０．０３ｍｍ、ブラシ糸と歯間の静的傾斜角：９０°、ブラシ糸の動作方式：往復非対称式周期運動、ブラシ糸の動作周期：１０００ｍｓである。ブラシ糸の動作方向は、歯間の歯槽堤の頂端から歯先方向にブラッシングし、さらに歯先方向から歯槽堤の頂端方向に戻る方向である。ここで、歯槽堤の頂端から歯先方向までブラッシングする動作時間は２００ｍｓであり、歯先方向から歯槽堤の頂端方向まで戻る動作時間は８００ｍｓであり、ブラシ糸の動作幅は６０°揺動角度である。

初期清掃需要パラメータは、各部位区画の清掃需要データのデフォルト状態の初期範囲を示し、清掃需要データにおけるほとんどのパラメータは初期清掃需要パラメータにおける値と一致してもよい。溝体操作区画の操作要求データは、対応する歯列部位区画の清掃需要データに関連し、値の範囲ではなく、各溝体操作区画の空間配列データ及びそれぞれの対応する歯列部位区画の清掃需要データに基づいて各溝体操作区画の操作要求データの具体的な数値を構築する。マウスピース溝体操作区画におけるブラシ糸モジュールのブラッシング要求データは、対応する溝体操作区画の操作要求データに関連し、各溝体操作区画の空間配列データ及び操作要求データに基づいて、各前記ブラシ糸モジュールの空間配列データ及びブラッシング要求データを構築する。マウスピース溝体操作区画における作動モジュールの作動要求データは、対応するマウスピース溝体操作区画におけるブラシ糸モジュールのブラッシング要求データに関連し、前記ブラシ糸モジュールの空間配列データ、ブラッシング要求データ及び対応する作動モジュールの空間配列データに基づいて、対応する作動要求データを構築する。マウスピースの励起信号データは、マウスピース溝体操作区画における作動モジュールの作動要求データに関連し、各前記作動モジュールの作動要求データに基づいて、励起信号源の励起信号データを構築する。

マウスピース溝体操作区画の操作要求データとして、以下の例が挙げられる。歯肉溝操作区画の操作要求データは、ブラシ糸のタイプ：先鋭化細糸、ブラシ糸材料の直径パラメータ：０．０１ｍｍ、ブラシ糸と歯肉溝内歯面の静的傾斜角：４５°、ブラシ糸の動作方式：往復対称式周期運動、ブラシ糸の動作周期：８００ｍｓ、ブラシ糸の動作方向：歯肉溝アーチ型曲線の接線方向との挟角が１５°未満な方向、ブラシ糸の動作幅：歯肉溝内で１ｍｍの行程を達成できる範囲である。歯間操作区画の操作要求データは、ブラシ糸のタイプ：しなやかで強い螺旋糸、ブラシ糸材料の直径パラメータ：０．０２ｍｍ、ブラシ糸と歯間の静的傾斜角：９０°、ブラシ糸の動作方式：往復非対称式周期運動、ブラシ糸の動作周期：１０００ｍｓ、ブラシ糸の動作方向：歯間の歯槽堤の頂端から歯先方向にブラッシングし、さらに歯先方向から歯槽堤の頂端方向に戻る方向である。ここで、歯槽堤の頂端から歯先方向までブラッシングする動作時間は２００ｍｓであり、歯先方向から歯槽堤の頂端方向まで戻る動作時間は８００ｍｓであり、ブラシ糸の動作幅は６０°揺動角度である。

マウスピース溝体操作区画のブラシ糸モジュールのブラッシング要求データとして、以下の例が挙げられる。歯肉溝操作区画に対応するブラシ糸モジュールのブラッシング要求データは、ブラシ糸のタイプ：先鋭化細糸、ブラシ糸材料の直径パラメータ：０．０１ｍｍ、ブラシ糸と歯肉溝内歯面の静的傾斜角：４５°、ブラシ糸動作方式：往復対称式周期運動、ブラシ糸の動作周期：８００ｍｓである。ブラシ糸の動作方向と歯肉溝アーチ型曲線の接線方向との挟角が１５°未満である。ブラシ糸の動作幅は歯肉溝内で１ｍｍの行程を達成できる。歯間操作区画のブラシ糸モジュールのブラッシング要求データは、ブラシ糸のタイプ：しなやかで強い螺旋糸、ブラシ糸材料の直径パラメータ：０．０２ｍｍ、ブラシ糸と歯間の静的傾斜角：９０°、ブラシ糸の動作方式：往復非対称式周期運動、ブラシ糸の動作周期：１０００ｍｓである。ブラシ糸の動作方向は、歯間の歯槽堤の頂端から歯先方向にブラッシングし、さらに歯先方向から歯槽堤の頂端方向に戻る方向である。ここで、歯槽堤の頂端から歯先方向までブラッシングする動作時間は２００ｍｓであり、歯先方向から歯槽堤の頂端方向まで戻る動作時間は８００ｍｓであり、ブラシ糸の動作幅は６０°揺動角度である。

マウスピース溝体操作区画における作動モジュールの作動要求データとして、以下の例が挙げられる。歯肉溝操作区画に対応する作動モジュールの作動要求データは、機械的運動方式：往復対称式周期運動、機械的運動周期：８００ｍｓ、機械的運動幅：１ｍｍ行程である。歯間操作区画に対応する作動モジュールの作動要求データ：機械的運動方式：往復非対称式周期運動、機械的運動周期：１０００ｍｓ、機械的運動時間：収縮時間２００ｍｓ、拡張時間：８００ｍｓ、機械的運動幅：２ｍｍである。

マウスピースの励起信号データとして、以下の例が挙げられる。歯肉溝操作区画上の作動モジュールは、その交流励起信号が１周期以内で対称的であり、立ち上がりエッジが３５０ｍｓ内にゼロからピーク電圧１６Ｖに達し、ピーク電圧で５０ｍｓ保持し、立ち下がりエッジが３５０ｍｓかけてピーク電圧１６Ｖからゼロまで徐々に下がり、ゼロ電圧で５０ｍｓ保持する。歯間操作区画及び歯面操作区画上の作動モジュールは、その交流励起信号が１周期内で非対称的であり、立ち上がりエッジが１５０ｍｓ内にゼロからピーク電圧１６Ｖに達し、ピーク電圧で５０ｍｓ保持する一方、立ち下がりエッジが７５０ｍｓかけてピーク電圧１６Ｖからゼロまで徐々に下がり、ゼロ電圧で５０ｍｓ保持する。

本発明の実施例に開示のマウスピース式歯牙清掃方法によれば、歯牙モデルとマウスピースモデルの関連性、及びマウスピースモデル上の清掃システムとの関連性が構築されることにより、使用者がこのマウスピースを装着するときに全方位的で自動化及び個性化清掃を行うことができる。

従来技術に比べ、本発明の実施例に開示のマウスピース式歯牙清掃方法によれば、使用者は、本発明の清掃装置を口腔内で移動させる必要がなく、噛んだり緩めたりするだけで、同時に歯牙の異なる部位を効果的に清掃することができ、使用が非常に便利であり、特に舌側の歯牙部位を良く清掃することができ、歯牙の異なる部位に対しても個性化清掃することができ、バス法をより良好に実現することができる。

以上の実施例は、本発明の技術手段を説明するためのものに過ぎず、制限するものではない。前記実施例により本発明を詳しく説明したが、当業者は、前記各実施例に記載の技術手段を修正するか、又はその一部の技術特徴を同等置換することができる。これらの修正又は置換は、対応する技術手段の本質を本発明の各実施例の技術手段の趣旨及び範囲から逸脱させるものではない。

Claims (11)

1. マウスピース式歯牙清掃装置であって、
   １又は複数セットの交流励起信号を生成するように構成された励起源を含み、
   前記マウスピース式歯牙清掃装置は、前記交流励起信号の制御により１つ又は複数の清掃操作を生成し、歯牙の各部位に対して異なる清掃動作を実行し、
   前記清掃操作及び清掃動作と実行される歯牙の各部位との関連性を構築し、前記関連性により、使用者の歯牙の各部位に対する個性化清掃が可能となり、
   前記関連性は、完成品マウスピースが前記使用者に装着されて咬合過程の関連性検出を行い、前記交流励起信号を生成することによって構築され、
   前記完成品マウスピースは、デジタル三次元マウスピースモデルに基づいて製造され、
   前記デジタル三次元マウスピースモデルは、デジタル三次元歯牙モデルに基づいて製造され、前記デジタル三次元歯牙モデルに適合し、
   前記デジタル三次元マウスピースモデルの清掃システムと前記デジタル三次元歯牙モデルの歯牙の各部位との間には対応する空間関係配列があり、
   前記デジタル三次元歯牙モデルは、前記使用者の口腔歯牙の空間配列画像に基づいて構築され、
   前記清掃システムの清掃操作システムが、前記デジタル三次元マウスピースモデルの溝体操作区画システムに基づいて構築され、
   前記溝体操作区画システムは、前記デジタル三次元歯牙モデルの歯列部位区画システムに基づいて構築され、
   前記歯列部位区画システムは、咬合位置決め領域が選択された前記デジタル三次元歯牙モデルに基づいて、モデルの歯列の外面を区画して構築され、
   咬合検出領域が、前記咬合位置決め領域に基づいて、前記デジタル三次元マウスピースモデルの上、下溝体の対応部位において決定され、
   前記咬合位置決め領域は、前記デジタル三次元歯牙モデルの上、下歯列において、それぞれ１つ又は複数の箇所として選択される、マウスピース式歯牙清掃装置。
2. 前記歯列部位区画システムが、咬合位置決め領域が選択された前記デジタル三次元歯牙モデルに基づいて、モデルの歯列の外面を区画して構築されることは、
   前記歯列部位区画システムが、互いに繋がる複数の歯列部位区画、前記歯列部位区画の歯列空間配列データ、及び前記歯列部位区画の清掃需要データによって構成されることと、
   前記歯列部位区画が、咬合位置決め領域が選択された前記デジタル三次元歯牙モデルに基づいて、モデルの歯列の外面における咬合位置決め領域以外の他の表面領域を区画し、互いに繋がる複数の部位区画を形成し、ここで、異なる種類の前記部位区画には異なる初期清掃需要パラメータが事前に設定されており、前記初期清掃需要パラメータは清掃操作方式の選択を含むことと、
   前記歯列部位区画の前記歯列空間配列データ及び前記清掃需要データが、各歯列部位区画の画像情報及び各歯列部位区画の初期清掃需要パラメータに基づいて構築されることと
   を含む、請求項１に記載のマウスピース式歯牙清掃装置。
3. 前記溝体操作区画システムが、前記デジタル三次元歯牙モデルの歯列部位区画システムに基づいて構築されることは、
   前記溝体操作区画システムが、溝体操作区画、前記溝体操作区画の空間配列データ、及び前記溝体操作区画の操作要求データによって構成されることと、
   前記操作要求データが、各溝体操作区画の空間配列データ、それぞれの対応する歯列部位区画の空間配列データ、及び選択された清掃操作方式に対応する清掃需要データに基づいて、構築されることと、
   各溝体操作区画の溝体空間配列データが、前記デジタル三次元歯牙モデルの上、下歯列の対応関係、各歯列部位区画の歯列空間配列データ、及び選択された清掃操作方式に対応する清掃需要データに基づいて、前記デジタル三次元マウスピースモデルの上、下溝体表面における咬合検出領域以外の表面領域の対応部位において溝体操作区画を決定することによって構築されることと
   を含み、
   各溝体操作区画の前記溝体空間配列データは、前記咬合検出領域が咬合位置決め領域に当接する場合、各溝体操作区画とそれぞれ対応する歯列部位区画との間に隙間が存在するように構築される、請求項２に記載のマウスピース式歯牙清掃装置。
4. 歯牙各部位清掃需要の違いによって、前記部位区画は、歯肉溝部位区画、歯面部位区画、歯間部位区画、歯牙咬合面部位区画、歯牙接平面部位区画、臼後歯遠心面部位区画に分けられ、
   歯列部位区画の区画タイプに応じて、前記溝体操作区画は、歯肉溝操作区画、歯面操作区画、歯間操作区画、歯牙咬合面操作区画、歯牙接平面操作区画、臼後歯の遠心面操作区画に分けられる、請求項３に記載のマウスピース式歯牙清掃装置。
5. 前記清掃操作は、前記清掃システムにより発生し、前記清掃操作の方式は、以下の３つの方式のうちの１つの又は複数の組み合わせにより実現され、
   操作方式１：
   前記清掃システムが前記完成品マウスピース内に設けられた前記励起源に接続される複数の作動モジュールを含み、前記作動モジュールは前記交流励起信号を受信し、１又は複数セットの機械的運動を発生させ、
   前記機械的運動の駆動により、前記完成品マウスピースに設けられるブラシ糸モジュールが往復ブラッシングすることで、歯牙関連部位を清掃し、
   操作方式２：
   前記清掃システムが前記完成品マウスピース内に嵌設された導管を含み、前記導管の一端が励起源に接続され、前記導管の管壁面に突起が設けられ、前記突起は前記導管の管路に連通し、内部が中空であり、前記励起源により交流励起信号を生成し、前記突起を、繰り返し曲げ伸ばし動作させて歯牙関連部位を清掃するように制御し、
   操作方式３：
   前記清掃システムが前記完成品マウスピース内に嵌設された導管を含み、前記導管の一端が励起源に接続され、前記導管の他端に歯牙の関連部位に対応する小孔が形成され、前記励起源は、前記導管及び前記小孔を通じて前記歯牙関連部位に液体、ガス又は気液ミストを噴射することにより歯牙関連部位の清掃を実現する、請求項１から４のいずれか１項に記載のマウスピース式歯牙清掃装置。
6. 前記操作方式１により前記清掃操作を実現する場合、
   前記デジタル三次元マウスピースモデルの励起信号システムは、前記デジタル三次元マウスピースモデルの作動モジュールシステムに基づいて構築され、
   前記デジタル三次元マウスピースモデルの前記作動モジュールシステムは、前記デジタル三次元マウスピースモデルのブラシ糸モジュールシステムに基づいて構築され、
   前記デジタル三次元マウスピースモデルの前記ブラシ糸モジュールシステムは、前記デジタル三次元マウスピースモデルの前記溝体操作区画システムに基づいて構築され、
   前記歯列部位区画システム、前記溝体操作区画システム、前記ブラシ糸モジュールシステム、前記作動モジュールシステム、前記励起信号システムは、順に対応するマッピング関係を有し、
   及び／又は、
   前記操作方式２により清掃操作を実現する場合、
   前記デジタル三次元マウスピースモデルの導管システムは、前記デジタル三次元マウスピースモデルの突起モジュールシステムに基づいて構築され、
   前記デジタル三次元マウスピースモデルの前記突起モジュールシステムは、前記デジタル三次元マウスピースモデルの前記溝体操作区画システムに基づいて構築され、
   前記歯列部位区画システム、前記溝体操作区画システム、前記突起モジュールシステム、前記導管システムは、順に対応するマッピング関係を有し、
   及び／又は、
   前記操作方式３により清掃操作を実現する場合、
   前記デジタル三次元マウスピースモデルの導管システムは、前記デジタル三次元マウスピースモデルの小孔開口システムに基づいて構築され、
   前記デジタル三次元マウスピースモデルの前記小孔開口システムは、前記デジタル三次元マウスピースモデルの前記溝体操作区画システムに基づいて構築され、
   前記歯列部位区画システム、前記溝体操作区画システム、前記小孔開口システム、前記導管システムは、順に対応するマッピング関係を有する、請求項５に記載のマウスピース式歯牙清掃装置。
7. 前記操作方式１により前記清掃操作を実現する場合、
   前記励起信号システムは、励起信号源及び前記励起信号源の励起信号データにより構成し、前記励起信号源は、前記デジタル三次元マウスピースモデルの内部に設けられて前記作動モジュールを機械的運動するように制御し、前記励起信号源の前記励起信号データは、各作動モジュールの作動要求データに基づいて構築され、
   前記作動モジュールシステムは、作動モジュール、前記作動モジュールの作動空間配列データ、及び前記作動モジュールの作動要求データによって構成され、前記作動モジュールは、マウスピースモデルの歯溝内部に設けられて各ブラシ糸モジュールを動作させ、前記作動モジュールの前記作動空間配列データ及び前記作動要求データが、各ブラシ糸モジュールのブラシ糸空間配列データ及びブラッシング要求データに基づいて構築され、
   前記ブラシ糸モジュールシステムは、ブラシ糸モジュール、前記ブラシ糸モジュールのブラシ糸空間配列データ、及び前記ブラシ糸モジュールのブラッシング要求データによって構成され、前記ブラシ糸モジュールは各溝体操作区画に配置され、前記ブラシ糸モジュールのブラシ糸空間配列データ及び前記ブラッシング要求データが、各溝体操作区画の溝体空間配列データ、操作要求データ、及びそれぞれの対応する歯列部位区画の歯列空間配列データに基づいて構築され、
   及び／又は、
   前記操作方式２により前記清掃操作を実現する場合、
   前記導管システムは、前記導管及び前記導管の導管空間配列データによって構成され、前記導管は、マウスピースモデルの歯溝内部に設けられて、主導管と各分岐導管を含み、各突起モジュール上の各突起に励起信号を伝送し、前記導管空間配列データは、各突起モジュールの空間配列データ及び各ブラッシング要求データに基づいて構築され、
   前記交流励起信号は、交流気圧信号、液圧信号又は電圧信号であり、
   及び／又は、
   前記操作方式３により清掃操作を実現する場合、
   前記導管システムは、前記導管及び前記導管の導管空間配列データによって構成され、前記導管は、マウスピースモデルの歯溝内部に設けられて、主導管と各分岐導管を含み、各小孔開口に励起信号を伝送し、前記導管空間配列データは、各小孔開口の空間配列データに基づいて構築され、前記励起源は、導管及び小孔開口を通じて歯牙関連部位に液体、ガス又は気液ミストを噴射し、歯牙関連部位に対する清掃を実現し、
   前記交流励起信号は、交流気圧信号又は液圧信号である、請求項６に記載のマウスピース式歯牙清掃装置。
8. 前記操作方式１により溝体操作区画システムを構築する場合、
   少なくとも２つの歯肉溝操作区画が歯肉溝部位区画に対応するように設けられ、或いは、
   各前記歯肉溝操作区画には少なくとも２つのブラシ糸モジュールが対応して設けられるように設定され、
   及び／又は、
   歯肉溝部位に対して、各前記ブラシ糸モジュールのブラッシングが２つの作動モジュールにより制御されるように設定され、
   ２つの前記作動モジュールは、前記ブラシ糸モジュールが歯肉溝曲線の接線方向及び歯肉溝曲線の法線方向に沿って交互にブラッシングするように、前記ブラシ糸モジュールを交互に制御し、
   及び／又は、
   前記交流励起信号は、交流気圧信号、液圧信号又は電圧信号である、請求項５から７のいずれか１項に記載のマウスピース式歯牙清掃装置。
9. 前記作動モジュールは、駆動ユニット及び伝動ユニットから構成され、
   前記駆動ユニットは、前記励起源に接続され、前記励起源により生成した励起信号を受信し、前記伝動ユニットの動作を駆動し、
   前記伝動ユニットは、ブラシ糸モジュールに接続され、前記ブラシ糸モジュールを所定の方式に従って動作させ、
   及び／又は、
   前記作動モジュールは、人工筋肉であり、
   前記ブラシ糸モジュールは、植毛トレイ及び前記植毛トレイに固定された１つ又は１束のブラシ糸から構成され、
   前記人工筋肉は、少なくとも１本設けられ、
   前記人工筋肉の一端は前記植毛トレイに接続され、
   前記励起源は電圧信号であり、前記人工筋肉に電圧信号を印加することにより前記人工筋肉の収縮運動を制御し、前記植毛トレイを動作させる、請求項５から８のいずれか１項に記載のマウスピース式歯牙清掃装置。
10. 前記作動モジュールは、前記駆動ユニット及び前記伝動ユニットから構成される場合、
    前記駆動ユニットは、気圧駆動ユニット、液圧駆動ユニット又は電圧駆動ユニットであり、
    前記伝動ユニットは、７字状連接棒又はＴ字状支持棒であり、
    前記７字状連接棒は、一体に成形された第１横棒及び第１縦柄を含み、
    前記Ｔ字状支持棒は、一体に成形された第２横棒及び第２縦柄を含み、
    及び／又は、
    前記作動モジュールは、前記人工筋肉である場合、
    歯肉溝部位に対して、１つのブラシ糸モジュールのブラッシングが少なくとも２本の前記人工筋肉により制御されるように設定され、
    複数本の前記人工筋肉は前記ブラシ糸モジュールの植毛トレイを取り囲んで配置され、
    前記複数本の人工筋肉は、位相差がある複数セットの励起信号により駆動されるように設定され、
    複数セットの前記励起信号は、異なる電圧位相差の組み合わせにより人工筋肉の一部を収縮させ、これによって、前記ブラシ糸モジュールは人工筋肉の収縮方向に動作するように駆動される、請求項９に記載のマウスピース式歯牙清掃装置。
11. 前記関連性検出において、
    前記交流励起信号は、マウスピース溝体の咬合検出領域と歯列の咬合位置決め領域との当接による圧力値が所定閾値に達し、かつ、持続時間が所定時間間隔に達したことを励起モジュールが検出することによってトリガーされて生成される、請求項１から１０のいずれか１項に記載のマウスピース式歯牙清掃装置。

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