Зубная щетка со средствами флуоресценции для определения расположения зубного налета

1 Настоящее изобретение относится к новому устройству для обнаружения биологических отложений, в особенности зубного налта на поверхностях зубов. Изобретение в особенности относится к предназначенному для этого устройству, в котором для обнаружения таких отложений применяются измерения параметров флуоресценции. В особенности изобретение относится к предназначенному для этого устройству, которое может быть встроено в ручную или электрическую зубную щтку. Используемое в настоящем описании выражение "биологические отложения" в целом относится к отложениям веществ биологического происхождения, например к зубному налту,бактериям, винному или зубному камню и так далее, которые обычно рассматриваются как нежелательные для гигиены зубов. Зубной налт- это сложное биологическое отложение, образуемое на зубах отчасти жизнедеятельностью бактерий или загрязнением, например, остатками пищи, и он является нежелательным предшественником разрушения зубов и развития зубного кариеса. Такие отложения на зубах желательно обнаруживать до их удаления, например зубной щткой, так как обнаружение указывает зоны, в которых необходимо сконцентрировать усилия по чистке зубов. В естественных условиях (invivo) такие отложения трудно обнаруживать в месте их нахождения на зубах. Особенно важным является обнаружение зубного налта. Известно, что для его обнаружения применяют измерения параметров флуоресценции. В современном уровне техники существуют два основных способа обнаружения зубного налта с использованием флуоресценции, а именно с использованием вторичной флуоресценции и собственной флуоресценции. В способе с использованием вторичной флуоресценции на зубы, на которых предполагается наличие налта,наносят флуоресцирующий маркерный материал, прилипающий преимущественно к налту, и после смытия излишка не прилипшего материала с зубов выявляют флуоресцентное излучение маркерного материала на зонах зубов, где он прилип к налету, в ответ на освещение возбуждающим излучением для указания на наличие зубного налта. В международных публикацияхWO 92/06671 и WO 97/01298 описаны типичные способы, основанные на вторичной флуоресценции, и устройства, в которых используются эти способы. В способах, основанных на собственной флуоресценции, не используют флуоресцентный маркерный материал, а вместо этого выявляют флуоресцентное излучение, испускаемое с самого зубного налта в ответ на освещение возбуждающим излучением. В патенте США 5382163, в патентах Германии 29704185 и 29705934, в европейском патенте 0774235, а также в международной публикации WO 2 97/01298 описаны способы этого типа и устройства для их осуществления. Обычно в способах,описанных в этих документах, обнаруживают собственное флуоресцентное излучение зубного налета на длине волны более примерно 600 нм и устанавливают связь этого излучения с наличием зубного налта. Известны также оптические способы обнаружения зубного кариеса, то есть заболевания зуба, которое могло быть вызвано не устраненным налтом. Типичные способы описаны, например, в патенте США 4290433, в европейском патенте 0862897 и в международной публикации WO 97/42869, но они не позволяют обнаруживать сам налт. Эти известные способы и устройства для обнаружения налта, описанные в современном уровне техники, не являются оптимальными,особенно когда присутствует относительно небольшой налт - состояние, при котором чистка зубов является наилучшим способом удаления ранних отложений, прежде чем они укрепятся. Отложения налта имеют различные характеристики, изменяющиеся от человека к человеку,поэтому желательно создать систему, которая может быть "персонализирована". Способы,требующие наложение на зубы флуоресцирующих маркерных материалов, на первый взгляд являются неудобными. Следовательно, целью настоящего изобретения является создание устройства и способа обнаружения биологических отложений на зубах in vivo, которые, по меньшей мере, частично решают проблемы современного уровня техники. В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения устройство для обнаружения биологических отложений на поверхности зуба содержит осветительное средство для направления возбуждающего излучения на испытываемую поверхность зуба,средство обнаружения для обнаружения флуоресцентного излучения, испускаемого с испытываемой поверхности зуба, на длине волны, связанной с длиной волны собственного флуоресцентного излучения, испускаемого с поверхности зуба, на которой, по существу, отсутствуют биологические отложения,средство сравнения интенсивности указанного флуоресцентного излучения, испускаемого с испытываемой поверхности зуба, с интенсивностью собственного флуоресцентного излучения, испускаемого с поверхности зуба, о которой известно, что на ней присутствует меньшее количество биологических отложений, чем на испытываемой поверхности, причем сравнение проводится на длине волны, связанной с длиной волны собственного флуоресцентного излучения, испускаемого с поверхности зуба, на которой, по существу, отсутствуют биологические отложения, 3 средство установления связи полученного таким образом результата сравнения с наличием биологических отложений на испытываемой поверхности зуба и индикаторное средство для указания пользователю устройства на наличие таких биологических отложений. Испытываемой поверхностью может быть поверхность любого зуба во рту пользователя,на которой наверняка или предположительно присутствуют биологические отложения, такие как налт, или которую пользователь хочет проверить на наличие налта, обычно - с намерением удалить такие отложения, например, зубной щткой. Для удобства поверхность зуба, на которой присутствует меньшее количество биологических отложений, чем на испытываемой поверхности зуба, называется далее "чистой" поверхностью зуба. На ней могут находиться биологические отложения, но в меньшем количестве,чем на испытываемой поверхности, или предпочтительно на ней отсутствуют или, по существу, отсутствуют биологические отложения. Предлагаемое устройство основано на открытии, в соответствии с которым поверхность зуба, на которой отсутствуют биологические отложения, при ее освещении возбуждающим излучением испускает сильное легко обнаруживаемое собственное флуоресцентное излучение,как правило с максимальной интенсивностью на длине волны около 450 нм, но имеющее значительную интенсивность и на более длинных волнах. Кроме того, это собственное флуоресцентное излучение сильно ослабевает при наличии даже малого количества биологических отложений, таких как налт на поверхности зуба,поэтому интенсивность собственной флуоресценции уменьшается, если на поверхности зуба присутствуют биологические отложения. Также было обнаружено, что характерная собственная флуоресценция относительно не подвержена влиянию других свойств зубной поверхности,таких как цвет или естественная отражательная способность зуба, обусловленных врожднными отклонениями, возрастом, полом, отложениями от курения табака и так далее, так что предлагаемые устройство и способ, в котором это устройство используется, в достаточной степени не подвержены влиянию различий между зубами отдельных лиц, пользующихся этим устройством. Также отмечено, что большинство имеющихся в продаже зубных паст не флуоресцирует при их освещении излучением, которое вызывает флуоресцентное излучение поверхности зубов или биологических отложений на них, и отличаются по своему спектру от природной эмали, так что предполагается, что пасты не создают помех для работы предлагаемого устройства. Хотя для получения возбуждающей флуоресценции предпочтительная длина волны воз 002899 4 буждающего излучения составляет менее 420 нм, при некоторых обстоятельствах столь коротковолновое излучение может быть вредным для тканей зубов. Поэтому по соображениям безопасности возбуждающее излучение предпочтительно имеет длину волны 47040 нм. Удобное и предпочтительное осветительное средство подробно описано ниже. Поверхность зуба, на которой отсутствуют биологические отложения, испускает флуоресцентное излучение в области длин волн более 420 нм, типичный спектр которого с максимумом интенсивности на длине волны более примерно 450 нм показан на фиг. 1. Поэтому средство обнаружения может обнаруживать флуоресцентное излучение на волнах более 420 нм. Соответственно, в частности для различения возбуждающего излучения от флуоресцентного средство обнаружения обнаруживает флуоресцентное испускаемое излучение на длине волны более 520 нм. На этих волнах собственное флуоресцентное излучение, испускаемое с поверхности зуба, на которой отсутствуют или, по существу, отсутствуют биологические отложения, вс ещ достаточно сильное. Предпочтительно измерять испускаемое флуоресцентное испускаемое излучение на длине волны более 530 нм, например, в области длин 530 630 нм. Средство сравнения относительных интенсивностей собственного флуоресцентного излучения, испускаемого с испытываемой поверхности зуба, с этим же показателем чистой поверхностей зуба может включать устройство обработки электронных сигналов/данных, обрабатывающее электронный сигнал, соответствующий собственному флуоресцентному излучению. Предпочтительно это устройство определяет площадь под кривой графика зависимости интенсивности от длины волны. Соответствующие устройства обработки сигналов/данных, способные выполнять такие функции, хорошо известны. Существует несколько способов определения интенсивности собственной флуоресценции с чистой поверхности зуба. В одном варианте выполнения предлагаемого устройства интенсивность собственного флуоресцентного излучения, испускаемого с поверхностей зуба, на которых отсутствуют или, по существу, отсутствуют биологические отложения, может рассматриваться как постоянная величина для заданного уровня интенсивности возбуждающего излучения для отдельных людей, как указано выше. Эта интенсивность может определяться экспериментально и может храниться в качестве образцовой меры, например, в электронике и/или программных средствах устройства, созданного и предоставленного пользователю. В другом варианте выполнения устройство может быть первоначально приложено к по 5 верхности зуба пользователя, которая считается чистой, например к вершине зуба или к переднему зубу, например к резцу, на котором обычно не накапливаются биологические отложения типа зубного налта или накапливаются в сравнительно небольшом количестве. Во многих случаях такие "чистые" поверхности можно рассматривать как поверхности, на которых, по существу, отсутствуют биологические отложения. Может быть измерена интенсивность собственного флуоресцентного излучения, испускаемого с чистой поверхности, которая может использоваться как основа для сравнения с интенсивностью излучения, испускаемого с испытываемой поверхности зуба. После первого приложения устройства к чистой поверхности зуба пользователя оно может быть затем приложено к испытываемой поверхности с выполнением сравнения собственной флуоресценции,измеренной у чистой и у испытываемой поверхностей зуба. В ещ одном варианте выполнения предлагаемого устройства средство обнаружения может быть выполнено с возможностью перемещения между положениями на зубах пользователя, например по поверхностям зубов, к примеру вдоль большинства или вдоль всех зубов пользователя, в процессе которого возбуждающее излучение направляется на поверхности одного зуба или разных зубов. Эти поверхности вероятнее всего различаются по количеству присутствующих на них биологических отложений, то есть некоторые поверхности имеют относительно меньше биологических отложений, а отдельные такие поверхности до некоторой степени являются "чистыми" по сравнению с испытываемой поверхностью. К примеру,средство обнаружения можно перемещать между зонами у основания зубов и зонами, например на вершинах зубов или на передних зубах,на которых, как объясняется выше, вероятно, по существу, отсутствуют биологические отложения. Это называется "динамическим" измерением, то есть режимом работы путем перемещения устройства вдоль зубов пользователя. При перемещении предлагаемого устройства, соответствующего этому варианту выполнения, по поверхностям зубов во рту пользователя оно встречает зоны испытываемых поверхностей зубов, на которых присутствуют биологические отложения, а также чистые зоны. В результате интенсивность флуоресцентного испускаемого излучения, обнаруживаемого средством обнаружения при его перемещении во рту пользователя по поверхностям зубов, изменяется от минимума, относящегося к испытываемым поверхностям зубов, где имеются биологические отложения, до максимума, относящегося к чистым поверхностям зубов. Поэтому изменение флуоресцентного излучения, обнаруживаемого при перемещении этого средства во рту пользователя, представляет последовательность 6 во времени пиков интенсивности и/или горизонтальных участков (далее обобщенно называемых "пиками"), которые показывают различия между зонами испытываемой поверхности зубов, на которых имеются биологические отложения, и чистыми поверхностями зубов, при этом в первом случае появляются сравнительно низкие пики, и относительно высокие - в последнем. Разность этих сравнительно низких и высоких пиков по высоте дат представление о разности количества биологических отложений на испытываемых поверхностях зубов. Предлагаемое устройство такой конструкции позволяет обнаруживать наличие биологических отложений на испытываемой поверхности одного зуба. С другой стороны, регистрируя пики флуоресцентного излучения во время перемещения устройства по нескольким зубам или по всему рту пользователя, можно обнаружить наличие биологических отложений на одной или нескольких испытываемых поверхностях зубов. Может быть выдано указание, относящееся ко"всему рту", на наличие отложений, то есть может быть указано на наличие отложений в некотором месте во рту пользователя, но, возможно,без указания их точного расположения на конкретном зубе. Дополнительно или альтернативно предлагаемое устройство может быть выполнено с возможностью измерения разности между самым высоким и самым низким пиками, например, с помощью внутренней электроники и/или программных средств, для использования анализа амплитуд импульсов (известный способ). Изменение этой разности, то есть уменьшение в процессе чистки зубов, например щткой, говорит о том, что отложения вс ещ присутствуют и о том, что они удаляются, и вс большая часть поверхностей зубов становится чистой. Дополнительно или альтернативно предлагаемое устройство может быть выполнено с возможностью измерения среднего значения между самым высоким пиком и самым низким пиком, например также с использованием анализа амплитуд импульсов. Рост этого среднего значения по мере того, как в процессе чистки зубов все большее количество поверхностей зубов становятся чистыми, показывает, что отложения ещ присутствуют и удаляются. Возможно появление "ложных" минимумов флуоресцентного излучения, когда осветительное средство не направляет возбуждающее излучение на поверхности зубов и/или средство/средства обнаружения расположено/расположены так, что оно/они не обнаруживает/обнаруживают флуоресцентное излучение,испускаемое с поверхностей зубов. Например,это может происходить, когда осветительное средство и/или средство обнаружения нацелено/нацелены на промежуток между зубами или близко к нему, на другие части рта (не на зубы),на зубные пломбы и так далее. Предлагаемое 7 устройство может быть выполнено с возможностью игнорирования таких ложных минимумов,то есть любых пиков интенсивности флуоресценции ниже некоторого установленного уровня, например с возможностью реагирования только на пики интенсивности в определнных установленных пределах, соответствующих пределам, в которые реально попадает ожидаемое флуоресцентное излучение зубных поверхностей. В соответствии с описанным выше последним вариантом выполнения предлагаемого устройства средство обнаружения может быть выполнено с возможностью обнаружения флуоресцентного излучения в течение периода времени, в продолжение которого средство обнаружения перемещается от одной зоны зуба к другой или другим зонам зуба,обнаружения пиков интенсивности излучения во времени,и измерения и сравнения высот этих пиков. В особенности этот вариант выполнения предлагаемого устройства может быть выполнен с возможностью измерения разности высот самого низкого и самого высокого из этих пиков и установления связи этой разности с наличием биологических отложений, на которое затем указывается пользователю. Например, разность может составлять 5 - 90%, например 5 - 50%. Альтернативно или дополнительно этот вариант выполнения предлагаемого устройства может быть выполнен с возможностью измерения разности высот самого низкого и самого высокого из этих пиков, последующего вычисления ее среднего значения и установления связи увеличения этого среднего значения с наличием биологических отложений, на которое затем указывается пользователю. Обычно увеличение среднего значения может составлять 5 - 90%, например 5-50%. Обнаружение таких пиков интенсивности флуоресцентного излучения и измерение и сравнение их высот выполняется без труда современными электронными устройствами обнаружения и обработки данных. В другой, альтернативной, конструкции предлагаемое устройство может быть снабжено средством обнаружения для обнаружения флуоресцентного излучения, испускаемого с двух разнесенных друг от друга участков поверхности зуба, сравнения относительных интенсивностей флуоресцентного излучения, испускаемого с этих двух разнесенных поверхностей, установления связи любой такой разности с наличием биологических отложений на поверхности зуба и указания пользователю на их наличие. При соответствующем расстоянии между этими двумя разнесенными участками может оказаться, что один из них имеет биологические отложения, а другой является чистым. Соответствующий максимальный разнос двух указанных участков может быть равен высоте зуба, то 8 есть расстоянию от места его соединения с десной (то есть от края десны) до вершины зуба. Следовательно, обычно этот разнос может составлять примерно от 2 мм до высоты зуба, например 2-10 мм. Устройство такой конструкции может иметь два средства обнаружения, так расположенных друг относительно друга, что когда устройство введено в рот, одно их них расположено вблизи зуба на краю десны или вблизи этого края, а второе - на вершине зуба или около не. Например, если предлагаемое устройство содержит головку зубной щтки, то два средства обнаружения могут быть расположены по ее ширине (то есть в направлении, перпендикулярном направлению головка - ручка), так что при использовании головки для чистки зубов оба средства обнаружения вероятнее всего займут положения, описанные выше. Предлагаемое устройство, соответствующее этому варианту выполнения, может иметь,по меньшей мере, два средства обнаружения, по меньшей мере два из которых разнесены друг от друга на указанные выше расстояния. Соответственно, обнаружение флуоресцентного излучения, испускаемого с двух разнеснных поверхностей, может выполняться одновременно. Любая разность между интенсивностями флуоресцентного излучения, обнаруженного на этих двух разнесенных участках, может быть связана с наличием биологических отложений. Конечно,может случиться так, что при использовании один из указанных разнесенных участков, например, одно, по меньшей мере, из двух средств обнаружения занимает положение, в котором оно не может обнаружить флуоресцентное излучение, испускаемое с поверхности зуба, например, если оно находится около промежутка между зубами, вблизи тканей рта, зубных пломб и так далее. В этом случае разность интенсивностей флуоресцентного излучения, обнаруженного на указанных разнесенных участках, вероятнее всего, превысит максимальную разность,предполагаемую для излучений, испускаемых с испытываемой поверхности зуба, на которой присутствуют биологические отложения, и с чистой поверхности, при этом устройство может быть выполнено с возможностью игнорирования всех разностей, которые превышают некоторое установленное значение, например с возможностью реагирования только на разности,лежащие в некоторых заданных пределах. На практике может получиться, что даже когда вся поверхность зубов является "чистой",могут присутствовать различия во флуоресцентном излучении, испускаемом с различных зон зубов. В частности, может присутствовать градиент интенсивности флуоресценции вдоль вертикальной оси зуба, при этом на шейке зуба,или на краю десны, то есть в зоне вблизи основания зуба, интенсивность является более высокой, чем на режущей части, или на вершине зу 9 ба. Градиент может быть вызван наличием биологических отложений, таких как зубной налт,так как вблизи основания зуба предполагается скопление большего количества отложений. Поэтому на зубе, где имеются биологические отложения, градиент может быть больше, чем на чистом зубе. Соответственно предлагаемое устройство может быть выполнено с возможностью определения наличия указанного градиента и/или его измерения при перемещении устройства от одной части зубной поверхности к другой. Например, устройство может быть выполнено с возможностью обнаружения изменений указанного градиента и/или их измерения,например, уменьшения его крутизны, в процессе чистки зубов, так как во время удаления биологических отложений, например, с основания зуба, градиент интенсивности флуоресцентного излучения между основанием и вершиной должен снижаться. Устройство может быть выполнено с возможностью использования этого явления для указания на наличие биологических отложений на испытываемой поверхности зуба. Предлагаемое устройство, соответствующее последнему описанному варианту выполнения, особенно подходит для обнаружения биологических отложений на одном зубе, а также подходит для обнаружения зубных отложений где-либо на нескольких зубах или на всех зубах пользователя, например, с выдачей указания, относящегося ко "всему рту", на наличие отложений в некотором месте во рту пользователя. Настройка и калибровка предлагаемого устройства, например, установка пределов обнаружения и измерения интенсивности флуоресцентного излучения и установления ее связи с наличием биологических отложений на испытываемой поверхности зуба, установка пределов интенсивности, в которых устройство реагирует на излучение, и так далее - являются задачей создания особой конструкции предлагаемого устройства. С использованием современной электроники и встроенных программных средств это может быть легко достигнуто средствами, известными специалистам в этой области. Например, предлагаемое устройство может быть настроено с возможностью реагирования на разность интенсивностей в установленном процентном соотношении между интенсивностью флуоресцентного излучения, испускаемого с чистой поверхности зуба, и интенсивностью флуоресцентного излучения, испускаемого с испытываемой поверхности, на которой присутствуют биологические отложения. Например,предлагаемое устройство может быть настроено с возможностью реагирования на разность в диапазоне 1 - 90%, например, в диапазоне 1 5%, или 1 - 10%, или 1 - 20 или 30% или более между интенсивностью флуоресцентного излучения, испускаемого с чистой поверхности зуба,и интенсивностью флуоресцентного излучения, 002899 10 испускаемого с испытываемой поверхности зуба, на которой есть биологические отложения. Средство установления связи результата проведнного таким образом сравнения с наличием биологических отложений, таких как зубной налт, на испытываемой поверхности зуба может также содержать устройство обработки сигналов/данных, запрограммированное на установление связи разности интенсивности собственного флуоресцентного излучения, испускаемого с испытываемой поверхности зуба, и интенсивности, связанной с собственным флуоресцентным излучением, испускаемым с поверхности, на которой, по существу, отсутствуют биологические отложения с наличием таких отложений, как зубной налт. Это устройство обработки сигналов/данных может включать встроенную в устройство прикладную интегральную схему ("ASIC"). Например, устройство обработки данных может устанавливать связь любой такой разности с наличием отложений,таких как зубной налт. С другой стороны, устройство обработки данных может быть запрограммировано на установление связи разности интенсивностей с наличием отложений, таких как зубной налт, только в случаях, когда эта разность больше заранее заданной величины,например, находится в упомянутых выше пределах. Ещ один аспект настоящего изобретения основан на том, что зубной налт на поверхности зуба обладает присущей ему естественной собственной флуоресценцией, как отмечается в упомянутом выше уровне техники, например, в указанных ранее патентах США 5382163,Германии 29704185 и 29705934, в европейском патенте 0774235, а также в международной публикации WO 97/01298, в которых указано, что длина волны, на которой излучается такая собственная флуоресценция, составляет более примерно 600 нм. При освещении биологических отложений на поверхности зуба (предположительно - зубного налта) излучением на длине волны менее примерно 500 нм, предпочтительно 450 нм,было обнаружено собственное флуоресцентное излучение с максимальным излучением на длине волны примерно от 530 до 630 нм, которое в частности имеет два максимума излучения,один на длине около 540 - 550 нм, а другой на длине около 610 - 620 нм. Открытие этих двух максимумов считается новым. При наличии на зубах малого количества отложений собственная флуоресценция, связанная с поверхностями зуба, на которых отсутствуют или, по существу, отсутствуют биологические отложения, может быть настолько сильной,что собственное флуоресцентное излучение,испускаемое с самих отложений или их составляющих, таких как зубной налт, не обнаруживается, то есть она заглушается собственной флуоресценцией, связанной с самим материалом 11 поверхности зуба. Однако, по мере того, как количество биологических отложений, таких как налт, на зубе увеличивается и/или увеличивается возраст отложений, собственная флуоресценция, излучаемая самим отложением или его составляющими, такими как зубной налт,как правило возрастает до тех пор, когда е интенсивность может быть обнаружена, несмотря на собственную флуоресценцию, связанную с поверхностями зуба, на которых отсутствуют или, по существу, отсутствуют биологические отложения. Когда отложение очень толстое или старое, его собственное флуоресцентное излучение или излучение его составляющих преобладает и может быть легко измерено, несмотря на собственную флуоресценцию, связанную с материалом самой поверхности зуба. Следовательно, существует непрерывность в том, что когда присутствуют только малые количества биологических отложений или только тонкий их слой, для их обнаружения могут использоваться предлагаемое устройство и способ, соответствующие первому аспекту настоящего изобретения и описанные выше, а когда присутствует большее количество отложений,может использоваться измерение собственного флуоресцентного излучения, испускаемого с самих биологических отложений или их составных частей, таких как налт. Следовательно, в предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения предлагаемое устройство дополнительно содержит средство обнаружения для обнаружения собственного флуоресцентного излучения, испускаемого с испытываемой поверхности зуба, на длине волны, связанной с собственным флуоресцентным излучением, испускаемым с биологических отложений на поверхности зуба,средство установления соотношения этого собственного флуоресцентного излучения с наличием биологических отложений на испытываемой поверхности зуба и индикаторное средство для указания пользователю устройства на наличие биологических отложений. Предпочтительно указанное средство обнаружения выполнено с возможностью обнаружения собственного флуоресцентного излучения, испускаемого с испытываемой поверхности зуба, на длине волны, связанной с собственным флуоресцентным излучением, испускаемым с зубного налта на поверхности зуба. Это средство обнаружения выполнено с возможностью обнаружения собственного флуоресцентного излучения, испускаемого с биологических отложений, на длине волны, связанной с собственной флуоресценцией зубного налта, описанной в упомянутом выше уровне техники. Предпочтительно это средство обнаруживает один из двух или оба максимума излучения в области длин волн примерно от 530 до 630 нм, о которой упоминается выше. 12 Предполагается, что использование упомянутого выше собственного флуоресцентного излучения, испускаемого с биологических отложений, таких как зубной налт на поверхности зубов, является новым. Поэтому в соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предложено устройство для обнаружения биологических отложений, в особенности зубного налта, на испытываемой поверхности зуба, содержащее средство обнаружения для обнаружения собственного флуоресцентного излучения, испускаемого с биологических отложений на испытываемой поверхности зуба, на длине волны примерно от 530 до 630 нм,средство установления соотношения указанного собственного флуоресцентного излучения, испускаемого с биологических отложений,с наличием биологических отложений на испытываемой поверхности зуба и индикаторное средство для указания пользователю устройства на наличие биологических отложений. Предпочтительно обнаружение собственной флуоресценции проводится при одном или обоих указанных выше максимумах излучения,то есть при одном максимуме на длине волны примерно 540 - 550 нм, и другом максимуме на длине волны примерно 610 - 620 нм. Соответственно указанное собственное флуоресцентное излучение, испускаемое с биологических отложений, получают путем направления возбуждающего излучения на испытываемую поверхность зуба. Это возбуждающее излучение может осуществляться на длине волны, используемой в устройстве, соответствующем первому аспекту настоящего изобретения. Соответственно осветительное средство для указанных выше аспектов и предпочтительных вариантов выполнения настоящего изобретения может содержать излучатель света, такой как светоизлучающий диод (СИД), способный излучать свет в голубой части видимого спектра на длине волны предпочтительно в области между 430 и 500 нм. Такие СИД, излучающие излучение на длине волны 48050 нм, имеются на рынке. Для снижения потребления энергии СИД предпочтительно должны быть маломощными, и подходящими являются СИД, работающие на токах 5-20 мА. Возбуждающее излучение от такого СИД может быть направлено на поверхность зуба по световоду, по одному или нескольким, например по пучку оптических волокон. Можно использовать обычные имеющиеся на рынке оптические волокна, и предпочтительно для ввода в ротовую полость пользователя для сведения к минимуму риска нанесения любых повреждений или царапин на дснах или других тканях используются пластиковые, а не стеклянные волокна. Материалы, пригодные для оптических волокон, не должны испускать никакой флуо 13 ресценции при освещении их возбуждающим излучением. Оптические волокна диаметром около 0,25 - 2,0 мм (то есть 250 микрон - 2,0 мм) являются подходящими для этой цели, и их пучки диаметром до 4 мм показали себя удобными в зависимости от площади зубной поверхности, которую нужно обследовать на наличие отложений, таких как зубной налт. Может быть полезным включение оптических фильтров в световод между излучателем света и испытываемой поверхностью зуба для обеспечения преимущественного направления на испытываемую поверхность зуба возбуждающего излучения на длине волны, вызывающей флуоресцентное излучение. Также может быть полезным включение в световод между излучателем света и испытываемой поверхностью зубафокусирующей оптики, например одной или нескольких линз для обеспечения фокусировки и концентрации возбуждающего излучения на поверхности зуба. Если осветительное средство испускает излучение на длине волны менее примерно 420 нм, то по соображениям безопасности для предотвращения попадания такого излучения на ткани тела пользователя предпочтительно следует включить отсечной фильтр. Подходящие фильтры такого типа известны. Одним из таких фильтров является дихроичный фильтр, например дихроичные зеркала, которые отражают излучение на длине волны возбуждающего излучения, а пропускают излучение на длине волны испускаемого флуоресцентного излучения, и которые являются предпочтительными как дешвое и удобное средство отсечения коротковолнового излучения. Средство обнаружения может включать обычный датчик, например полупроводниковый фотодиод. Может быть полезным включение оптических фильтров в световод между датчиком и испытываемой поверхностью зуба для обеспечения направления флуоресцентного излучения преимущественно на датчик. Также может быть полезным включение в световод между датчиком и испытываемой поверхностью фокусирующей оптики, например одной или нескольких линз, для обеспечения фокусировки и концентрации флуоресцентного излучения на датчике. Средство обнаружения может также содержать световод, например одно или несколько оптических волокон, например пучок,как описано выше, для направления флуоресцентного излучения, испускаемого с поверхности зуба, к датчику для флуоресцентного испускаемого излучения. Для возбуждающего излучения и флуоресцентного испускаемого излучения могут использоваться отдельные световоды, однако возможно применение одного общего световода для обоих этих излучений на части длины световодов и расщепителя/объединителя луча известного типа для разделения возбуждающего и 14 испускаемого излучений и направления их по назначению. Например, одни и те же оптические волокна могут использоваться для направления и возбуждающего, и испускаемого флуоресцентного излучений, которые затем отфильтровываются дихроичными фильтрами. Предпочтительно возбуждающее излучение и обнаружение флуоресцентного излучения синхронизированно модулируются и/или синхронизируются по фазе, например на частотах 20 - 500 Гц, например 100 - 300 Гц, предпочтительно около 200 Гц, так что флуоресцентное излучение может быть легко отделено от немодулированного фонового излучения, например,от источников света снаружи рта пользователя. Предпочтительно следует предупреждать модуляции вблизи частоты электросети (обычно 50 60 Гц) и ее кратных величин для исключения интерференции с электрическим светом в окружающей пользователя среде. В предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения оптические волокна,составляющие световоды осветительного средства и средства обнаружения, могут быть объединены в пучок в соответствующей трубке и могут оканчиваться общим оптическим щупом,например прозрачной крышкой или фокусирующим передающим/собирающим щупом. Такой щуп может включать одну или несколько линз, которые могут фокусировать возбуждающее излучение, испускаемое осветительным средством, на испытываемую поверхность зуба и флуоресцентное излучение, испускаемое с испытываемой поверхности зуба, на световод. Оптические волокна могут быть объединены в пучок в произвольном порядке. В альтернативном варианте выполнения они могут быть объединены так, что волокно (волокна), составляющее (составляющие) световод осветительного средства, или наоборот, волокно (волокна), составляющее (составляющие) световод средства обнаружения, может (могут) составлять сердцевину пучка, окружнную кольцом или многоугольником из волокон, составляющих, соответственно, световод средства обнаружения или световод осветительного средства. Если в качестве световодов для возбуждающего и испускаемого излучений используются отдельные оптические волокна, то предпочтительно для световода испускаемого излучения используется большее количество оптических волокон, чем для световода возбуждающего излучения, так как испускаемое флуоресцентное излучение имеет меньшую интенсивность. Средство указания пользователю устройства на наличие биологических отложений, таких как зубной налт, может содержать электронное средство, обеспечивающее пользователю визуальный, например световой или акустический, например звуковой сигнал, указывающий на наличие таких биологических отложений. Например, это средство может подавать 15 такой сигнал только в случае наличия значительного количества отложений и прекращать подачу этого сигнала после удаления отложений, или наоборот - не подавать сигнала при наличии отложений, а подавать его, когда отложения отсутствуют. Альтернативные режимы индикации являются очевидными для специалистов, как и конструкция такого средства, являющаяся вполне очевидной для специалистов по электронике. В предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения устройство содержит зубную щтку, имеющую, например, средство направления возбуждающего излучения на испытываемую поверхность зуба и указанное средство обнаружения флуорeсцентного излучения, испускаемого с этой поверхности, встроенные в головку зубной щетки и, например,имеющие, по меньшей мере, одно оптическое волокно, как указано выше, встроенное и оканчивающееся оптическим щупом в головке зубной щетки, так что этот щуп может быть удобно расположен вблизи испытываемых поверхностей зубов пользователя, например в пределах 1 см или менее, что примерно равняется обычной длине щетинок зубной щтки. Такая зубная щтка может также содержать в своей головке обычные чистящие щетинки, а в одном варианте выполнения чистящие щетинки могут сами содержать или объединять одно или несколько таких оптических волокон и таким образом содержать щуп. Зубная щтка может быть ручной или, что более удобно, электрической, то есть щеткой, в которой головка со щетинками приводится в движение электрическим двигателем. Головка со встроенным щупом может быть несъемной частью зубной щтки или, напротив,что более предпочтительно - сменной. Для удобства осветительное средство, средство обнаружения, различные средства обработки сигналов/данных и так далее, а также соответствующий источник питания, например батарейка или соединение с электросетью, могут быть расположены в ручке зубной щтки. Если зубная щтка имеет электроприводную чистящую щетку, то в такой конструкции все электрические части - электродвигатель и так далее - могут быть размещены в ручке. Если предлагаемое устройство встроено в зубную щтку, то оно может быть выполнено с возможностью указания пользователю на начальное наличие биологических отложений на поверхности его зубов и указания на количественное уменьшение или отсутствие биологических отложений после чистки зубов в течение соответствующего периода времени. Такая зубная щтка может быть выполнена с возможностью указания пользователю на наличие биологических отложений где-либо на поверхности его зубов и на необходимость продолжения чистки зубов для удаления отложений. 16 Таким образом, изобретение также предлагает зубную щтку со встроенным в не устройством, описанным выше. Предпочтительно выполненная таким образом зубная щетка снабжена средством указания пользователю на удаление отложений, первоначально присутствовавших на зубах, в процессе их чистки, и/или средством указания пользователю на то, что отложения вс ещ присутствуют даже после чистки зубов в течение некоторого времени, и что чистку зубов необходимо продолжить. Предлагаемое устройство может также содержать зубоврачебный инструмент, например инструмент, используемый дантистом при проведении исследования зубов пациента. При использовании испытываемые поверхности зубов могут быть изначально очищены, например, предварительным полосканием,для удаления грязи и других слабо держащихся отложений и загрязняющих веществ, которые могут закрыть испытываемую поверхность зуба,и затем устройство прикладывают к испытываемой поверхности зуба. Если устройство указывает пользователю на наличие биологических отложений, таких как зубной налт, на поверхности зуба, последняя может быть очищена,например, щетинками зубной щтки и очищающим зубы составом, таким как зубная паста, и устройство вновь прикладывают к испытываемой поверхности зуба, чтобы определить, присутствуют ли ещ отложения. Если отложения вс ещ есть, то процедуру повторяют до тех пор, пока устройство не покажет, что отложения удалены. Альтернативно и в частности, если устройство содержит зубную щтку, то оно может просто прикладываться к зубам в процессе их чистки, которую продолжают до тех пор,пока устройство не покажет, что отложения в удовлетворительной степени удалены. Если при чистке зубов используют зубной порошок или зубную пасту, то предпочтительно использовать такие порошок или пасту, которые не содержат компонентов, дающих флуоресценцию на длине волны флуоресцентного излучения, обнаруживаемой средством обнаружения. Далее изобретение описано только в виде примера со ссылками на следующие чертежи, на которых фиг. 1 изображает график зависимости интенсивности излучения от длины волны для собственного флуоресцентного излучения, испускаемого с испытываемой поверхности зуба,на которой, по существу, отсутствуют биологические отложения, и для собственного флуоресцентного излучения, испускаемого с испытываемой поверхности зуба, на которой присутствуют отложения зубного налта, в области длин волны излучения от 420 до 750 нм; фиг. 2 более подробно изображает график зависимости интенсивности излучения от длины волны для собственного флуоресцентного излучения, испускаемого с испытываемой поверхно 17 сти зуба, на которой, по существу, отсутствуют биологические отложения, и для собственного флуоресцентного излучения, испускаемого с испытываемой поверхности зуба, на которой присутствуют биологические отложения, на длине волны более 530 нм; фиг. 3 изображает график зависимости интенсивности собственного флуоресцентного излучения, испускаемого с зубного налта, от длины волны; фиг. 4 изображает поперечное сечение световода, содержащего оптические волокна для осветительного средства и средства обнаружения; фиг. 5 изображает продольное сечение щупа предлагаемого устройства; фиг. 6 изображает принципиальную схему оптической системы предлагаемого устройства; фиг. 7 изображает принципиальную схему предлагаемого устройства при использовании; фиг. 8 схематически изображает предлагаемую зубную щтку; фиг. 9 иллюстрирует способ использования предлагаемого устройства; фиг. 10 иллюстрирует еще один способ использования предлагаемого устройства; фиг. 11 и 12 изображают графики интенсивности флуоресцентного излучения, испускаемого рядом зубов, и фиг. 13 изображает график интенсивности флуоресцентного излучения от координаты вдоль вертикальной оси зуба. На фиг. 1 длина волны (в нанометрах) собственного флуоресцентного излучения показана по горизонтальной оси, а его интенсивность (в произвольных единицах) - по вертикальной оси. Чистая испытываемая поверхность зуба, на которой отсутствуют биологические отложения,счищенные известными способами удаления,освещалась возбуждающим излучением на длине волны 420 нм, а интенсивность вызванной собственной флуоресценции, испускаемой с поверхности, на которой отсутствуют биологические отложения, измерялась с помощью обычного эпилюминесцентного микроскопа. График зависимости интенсивности этого излучения от длины волны показан линией 11 на фиг. 1. Мощное максимальное значение излучения наблюдается на длине волны, составляющей приблизительно 450 нм. Затем поверхность зуба была покрыта слоем свежего зубного налта и также измерялась интенсивность вызванной освещением собственной флуоресценции, испускаемой с поверхности зуба, при освещении возбуждающим излучением на длине волны 420 нм. График зависимости интенсивности этого излучения от длины волны представлен линией 12 на фиг. 1. Видно, что величина пика интенсивности излучения на длине волны примерно 410 нм существенно ослаблена. 18 На фиг. 2 длина волны (в нанометрах) собственного флуоресцентного излучения показана по горизонтальной оси, а его интенсивность (в произвольных единицах) - по вертикальной оси. На фиг. 2 часть графика, представленного на фиг. 1, которая показывает интенсивность собственной флуоресценции на длине волны более 530 нм, представлена в увеличенном виде. На фиг. 2 линия 21 показывает интенсивность собственной флуоресценции поверхности зуба, на которой, по существу, отсутствуют биологические отложения, а линии 22 и 23 показывают интенсивность собственного флуоресцентного излучения при постепенном увеличении количества присутствующих биологических отложений. Видно, что на этих более длинных волнах,которые могут быть получены с использованием возбуждающего излучения на длине волны менее 530 нм, ослабление интенсивности флуоресцентного излучения не препятствует его лгкому обнаружению. Фиг. 2 также схематически изображает сечение зуба с чистой эмалью 24, на поверхности которой имеется постепенно утолщающееся биологическое отложение 25, такое как зубной налт. Интенсивности флуоресцентного излучения, испускаемого с зон зуба, показанные какI21, I22 и I23, относятся соответственно к чистой зоне и к зонам с более толстым слоем зубного налта. На фиг. 3 длина волны (в нанометрах) собственного флуоресцентного излучения показана по горизонтальной оси, а его интенсивность (в произвольных единицах) - по вертикальной оси. Испытываемая поверхность зуба, на которой был толстый налет биологических отложений,предположительно свежий зубной налт, освещался возбуждающим излучением на длине волны 420 нм, а интенсивность вызванной собственной флуоресценции, испускаемой с покрытой отложениями поверхности, измерялась с помощью обычного эпилюминесцентного микроскопа. Мощные максимальные значения излучения наблюдаются в диапазоне длин волн примерно от 530 и до 630 нм, в особенности два значения: одно примерно при 540 - 550 нм, а именно пик 31 на фиг. 3, а другое примерно при 610- 620 нм, а именно пик 32 на фиг. 3. Фиг. 4 изображает поперечное сечение части световода 41, содержащего трубку 42, в которой находится пучок оптических волокон 43, 44, включающий световоды 43 для возбуждающего излучения и световоды 44 для испускаемого излучения. Волокна 43, 44 расположены в пучке в произвольном порядке, причем для испускаемого излучения имеется большее количество волокон 44, чем волокон 43 для возбуждающего излучения, так как испускаемое излучение имеет меньшую интенсивность. Фиг. 5 изображает продольное сечение щупа, в который встроен световод 41. Части,показанные на фиг. 4, обозначены соответст 19 вующими номерами позиций. Волокна 43, 44 оканчиваются у общей поверхности 55 щупа под прозрачной крышкой 56, удерживаемой в торцевом наконечнике 57 с образованием щупа. При использовании передняя сторона поверхности 55 может быть расположена в непосредственной близости от испытываемой поверхности зуба. Фиг. 6 схематически изображает принципиальную схему оптической системы предлагаемого устройства. Возбуждающий голубой свет с длиной волны 480 нм 50 нм создается светоизлучающим диодом (СИД) 61. Ряд из трх дихроичных зеркал 62, 63, 64 направляет свет с длиной волны более 480 нм на фокусирующую линзу 65, фокусирующую этот свет на световод 66. Дихроичные зеркала предотвращают попадание на поверхность зуба любого скольконибудь значительного количества света с длиной волны менее 480 нм для сведения к минимуму риска причинения вреда пользователю от такого света. Световод 66 представляет собой пучок оптических волокон, по которым свет направляется на поверхность зуба 67 и по которым возвращается флуоресцентное испускаемое излучение. Линза 65 фокусирует флуоресцентное испускаемое излучение, а дихроичное зеркало 64 передает только излучение на длине волны более 530 нм на линзу 68, которая фокусирует это излучение на датчик 69. Фиг. 7 изображает принципиальную схему предлагаемого устройства, которое содержит осветительное средство, в свою очередь содержащее излучатель 71 света, выполненный в виде СИД, и фокусирующее устройство для направления возбуждающего излучения, то есть света,излучаемого СИД, по световоду 72, содержащему пучок оптических волокон, для направления возбуждающего излучения от щупа 73, выполненного в виде щупа, показанного на фиг. 4 и 5,на испытываемую поверхность 74 зуба, на которой присутствует отложение, такое как зубной налт 75. Флуоресцентное излучение, испускаемое с поверхности 74 и/или отложения 75, улавливается щупом 73 и направляется по световоду 76, содержащему пучок оптических волокон, на средство 77 обнаружения, которое обнаруживает флуоресцентное излучение, испускаемое с испытываемой поверхности 74 зуба. Это излучение может иметь длину волны, связанную с длиной волны собственного флуоресцентного излучения, испускаемого с поверхности, на которой, по существу, отсутствуют отложения,и/или собственного флуоресцентного излучения, испускаемого с отложения 75. Электронный сигнал от средства 77 поступает на средство 78 обработки данных/сигналов,которое может содержать средство сравнения интенсивности собственного флуоресцентного излучения, испускаемого с испытываемой поверхности зуба, с интенсивностью собственного флуоресцентного излучения, связанного с соб 002899 20 ственным флуоресцентным излучением, испускаемым с поверхности, на которой, по существу,отсутствуют биологические отложения, средство установления связи полученного таким образом результата сравнения с наличием отложений на испытываемой поверхности зуба и/или средство установления соотношения собственного флуоресцентного излучения, испускаемого с отложения, с наличием отложения на испытываемой поверхности зуба. Средство 78 может соответственно содержать микропроцессор, и в него могут быть заранее загружены данные,относящиеся к образцовым мерам интенсивности, например данные об интенсивности флуоресцентного излучения, испускаемого с поверхности зуба, на которой, по существу, отсутствуют биологические отложения, и/или эталонные данные по интенсивности, относящиеся к собственному флуоресцентному излучению,испускаемому с зубного налта. Электронный сигнал с выхода средства 78 поступает на индикаторное средство 79 для указания пользователю устройства с помощью соответствующего сигнала на наличие биологических отложений, таких как зубной налт, например, с указанием на отсутствие отложений или, напротив, на их наличие, или на то, что отложения, которые были в этом месте, удалены. Энергия к средствам 71, 78 и 79 поступает от источника 710 электропитания, который может модулироваться, например, под контролем средства 78. Вс устройство управляется пользователем посредством устройства 711 управления, которое может содержать простой выключатель вкл/выкл и/или переключатель режима работы, например, для определения характера сигнала, выдаваемого средством 79, и/или для выбора режима работы устройства, то есть или для обнаружения длины волны флуоресцентного излучения, связанного с поверхностью зуба,на которой, по существу, отсутствуют биологические отложения, или флуоресцентного излучения, испускаемого с биологических отложений, или обоих этих излучений. Во время работы щуп 73 размещают вблизи испытываемой поверхности 74 зуба. Возбуждающее излучение, испускаемое излучателем 71, направляют по световоду 72 на поверхность 74, а флуоресцентное испускаемое излучение,которое может быть флуоресцентным излучением на длине волны, соответствующей длине волны излучения, испускаемого с поверхности зуба, на которой, по существу, отсутствуют биологические отложения, или собственным флуоресцентным излучением, испускаемым с биологического отложения, улавливают щупом 73 и направляют по световоду 76 на средство 77. Работу излучателя 71 и средства 77 синхронно модулируют. Электронный сигнал от средства 77 вводится в средство 78, ответный последующий выходной сигнал которого вводится в средство 21 79 с созданием соответствующего сигнала пользователю. В одном режиме использования щуп 73 размещают вблизи эталонной поверхности 74 А зуба, о которой известно, что на ней отсутствуют биологические отложения, например, вблизи поверхности передних зубов пользователя, а флуоресцентное излучение, которое может быть флуоресцентным излучением на длине волны,соответствующей длине волны излучения, испускаемого с поверхности зуба, на которой, по существу, отсутствуют биологические отложения, или собственным флуоресцентным излучением, испускаемым с биологического отложения, такого как зубной налет, улавливают щупом 73 и направляют по световоду 76 на средство 77 модулированным способом, как описано выше. Электронный сигнал средства 77 вводится в средство 78, и этот сигнал может использоваться для создания эталонных данных об интенсивности излучения для последующего использования устройства для обнаружения зубных биологических отложений, таких как налт,на испытываемой поверхности 75 зуба, то есть для сравнения в средстве 78 с данными о флуоресцентном излучении, испускаемом с испытываемой поверхности 74. В таком режиме индикаторное средство 79 может указывать пользователю, что такие эталонные данные созданы. На фиг. 8 схематически изображен общий вид зубной щтки 81, содержащей ручку 82,головку 83, на которой расположены пучки чистящих щетинок 84, и расположенную между этими элементами соединительную узкую зону 85. Головка 83 выполнена с возможностью съема путем ее отделения от шейки 85 у соединения 86. От головки 83 параллельно щетинкам 84 выступает щуп 73, общая конструкция которого показана на фиг. 5, то есть представляющий собой мягкий, гибкий пучок оптических волокон, по длине, диаметру и структуре примерно аналогичный пучкам щетинок 84. На чертеже показан один щуп 73, но головка 83 может содержать два щупа и более. Щуп 73 соединен световодами 72, 76 с ручкой 82, которая содержит светодиодный (СИД) излучатель 71 света,средства 77 и 78 и источник 710, а на е наружной поверхности расположены индикаторное средство 79 и устройство 711 управления. Соединение 86 выполнено так, что между щупом 73 и ручкой 82 создано хорошее оптическое соединение. При использовании зубную щтку включают с помощью устройства 711 и используют для чистки зубов. Щуп 73 обнаруживает биологические отложения с использованием описанных выше процессови с помощью средства 79 указывает пользователю на их наличие. Средство 79 может также указывать пользователю,например, на нахождение устройства во включенном состоянии, на низкую мощность батареи, на неисправность соединения 86 или на 22 необходимость замены головки 83, например,из-за изношенности щупа 73 или щетинок 84. Если зубная щтка 81 указывает пользователю на наличие зубных отложений, он может продолжать чистить зубы до тех пор, пока отложения не будут удалены. В ручке 82 также может находиться двигатель 87 и привод 88 для приведения в движение головки 83 электрической зубной щтки. Фиг. 8 также изображает две головки 89,810 зубных щток с двумя щупами 73. В головке 89 эти два щупа 73 разнесены друг от друга вдоль продольной оси головка - ручка зубной щтки 81, а в головке 810 два щупа 73 разнесены друг от друга по поперечной оси головки зубной щтки 81, то есть в направлении, перпендикулярном продольной оси головка - ручка. Головки 89, 810 могут быть выполнены в виде съемных головок, пригодных для использования с ручкой 82, показанной на фиг. 8. Использование нескольких пар щупов 73, как показано на фиг. 8, обеспечивает возможность одновременного обследования большей площади зубов или- с помощью электроники или программных средств устройства - более точного обнаружения биологических отложений. С другой стороны, два щупа 73, имеющиеся в головках 89, 810,могут использоваться в качестве двух щупов,описанных ниже со ссылкой на фиг. 10. Фиг. 9 иллюстрирует один способ использования предлагаемого устройства. Фиг. 9 А схематически изображает ряд зубов 91, 92, 93,94, отходящих от края 95 десны пользователя, с указанием расстояния вдоль этого ряда. Зоны, в которых присутствуют биологические отложения, обозначены номерами 91 А, 92 А, 93 А позиций, при этом между зубами есть промежутки 96, 97, 98, а зуб 94 имеет амальгамовую пломбу 99. Щуп типа 41, 73, размещнный в головке зубной щтки, как показано на фиг. 8, перемещают по беспорядочной траектории А-А по зубам 91-94, например, во время их чистки. По мере прохождения щупа 41, 73 по этой траектории он встречает зоны 91 А, 92 А и 93 А, где присутствуют биологические отложения, промежутки 96, 97, 98 и пломбу 99, а также чистые зоны, где отложения отсутствуют, то есть чистые зоны, показанные на зубах 91-94. На фиг. 9 В изображн график зависимости по времени флуоресцентного излучения I, испускаемого с поверхностей зубов 91 - 94 и обнаруженного щупом 41, 73 при его перемещении вдоль этих зубов по траектории А-А, то есть при "динамическом" измерении. График зависимости интенсивности флуоресценции по времени имеет высокие пики и горизонтальные участки 910, соответствующие чистым зонам зубов 91 - 94, более низкие пики и горизонтальные участки 911, соответствующие зонам зубов 91 - 94, где присутствуют биологические отложения, и участки 912 с наименьшей интенсив 23 ностью, соответствующие промежуткам 96, 97,98 и пломбе 99. Самый высокий пик 910 имеет интенсивность I1 флуоресценции, а самый низкий пик 912 - интенсивность I2 флуоресценции. Нижний предел I0 задают выше интенсивности участка 912, но ниже уровня I2, и устройство настраивают так, что при использовании оно игнорирует интенсивность флуоресцентного излучения меньше I0. На наличие биологических отложений указывает превышение нуля разностью I1-I2. Устройство может быть настроено с возможностью установления связи величин разности I1-I2,превышающих заданный уровень, с наличием биологических отложений и на основании этого указания пользователю на наличие отложений 91 А, 92 А, 93 А. Устройство также может быть выполнено с возможностью расчета средней интенсивности Im флуоресцентного испускаемого излучения. Фиг. 9 С изображает ряд зубов 91 - 94, на поверхностях которых отсутствуют биологические отложения. Щуп типа 41, 73 перемещают по поверхностям этих зубов и получают соответствующий график зависимости интенсивности флуоресценции от времени, показанный на фиг. 9D. На фиг. 9D видно, что хотя разность I112 вс ещ больше нуля, она значительно меньше значения (I1 - I2) на фиг. 9 В. Это уменьшившееся значение (I1 - I2) на фиг. 9D может быть меньше некоторого уровня, заданного в программных средствах и/или электронике устройства, и может указывать пользователю на то, что поверхности зубов 91 - 94 достаточно очищены от биологических отложений. На фиг. 9D также показано, что средняя интенсивность Im флуоресцентного излучения также возросла, поскольку отложения 91 А, 92 А и 93 А удалены. Если в случае, проиллюстрированном на фиг. 9, используется устройство, являющееся зубной щткой, например щеткой, показанной на фиг. 8, то оно может быть настроено с возможностью указания пользователю на необходимость продолжения чистки зубов, пока величина (I1 - I2) остатся выше указанного заданного уровня. На фиг. 10 изображены четыре типичных зуба 101, 102, 103, и 104, среди которых на трех зубах 102, 103, и 104 присутствуют зоны биологических отложений 102 А, 103 А, 104 А, зуб 101 совершенно чистый, а зуб 104 имеет амальгамовую пломбу 105. Между зубами имеются промежутки 107. Два щупа 108 и 109 типа 41, 73 прикладывают к поверхности зубов 101, 102,103, 104. Разнос "d" щупов 108, 109 составляет примерно 80% высоты зуба от края 110 десны до вершины 111. Интенсивность флуоресцентного излучения, обнаруженного каждым из щупов 108, 109, и их относительные интенсивности измеряют и сравнивают посредством электроники и программных средств устройства. 24 На зубе 101 обнаруженные обоими щупами 108, 109 интенсивности флуоресцентного излучения, по существу, одинаковы или отличаются на величину, меньшую, чем некоторый предел, заданный пределами, заданными программными средствами и электроникой устройства. Эта малая разность используется для указания пользователю на то, что зуб 101 не имеет зубных отложений. На зубе 102 щуп 108 обнаруживает флуоресцентное излучение, испускаемое с чистой части поверхности зуба, а щуп 109 обнаруживает флуоресцентное излучение, испускаемое с зоны 102 А поверхности зуба, где присутствуют биологические отложения. Интенсивности флуоресцентных излучений, обнаруженных щупами 108 и 109, отличаются, причем интенсивность излучения, обнаруженного щупом 109,меньше интенсивности излучения, обнаруженного щупом 108. Эта разность, однако, находится в пределах, заданных внутренней электроникой и программными средствами устройства, и используется для указания пользователю на наличие биологических отложений на зубе 102. На зубе 103 щуп 108 обнаруживает флуоресцентное излучение, испускаемое с зоны 103 А зуба 103, где присутствуют биологические отложения, а щуп 109 расположен в промежутке между зубами. На зубе 104 щуп 108 обнаруживает флуоресцентное излучение, испускаемое с его чистой зоны, а щуп 109 расположен вблизи пломбы 110, которая не дат флуоресцентного излучения. На обоих зубах 103 и 104 разность интенсивностей флуоресцентных излучений,обнаруживаемых щупами 108 и 109, превышает пределы, заранее установленные электроникой и программными средствами предлагаемого устройства, и не регистрируется устройством,так что отсутствуют неверные показания. Головки 89 и 810 зубной щтки, показанные на фиг. 8, содержат по два щупа, подходящие для использования в процессе, описанном со ссылкой на фиг. 10. Ниже представлены экспериментальные данные, поясняющие изобретение. 1. Конструкция устройства В экспериментах источником освещения был СИД, испускавший излучение на длине волны 470 нм 40 нм, а возбудительный фильтр пропускал излучение на длине волны 355 - 490 нм на поверхность зубов. Барьерный фильтр пропускал излучение на длине волны больше 520 нм, а дихроичное зеркало улавливало свет на длине волны больше 510 нм, выявляемый в качестве флуоресцентного излучения. 2.Основные данные Была собрана группа из 16 добровольцев,прошедших у специалистов тщательную чистку зубов. Были записаны данные о флуоресцентном излучении со стороны щек (точно в центральных точках плоскостей деления) всех зу 25 бов в первом и четвртом квадрантах (зубы 1117 верхней челюсти, зубы 41 - 47 нижней челюсти). В большинстве случаев проведено простукивание эмали, в нескольких случаях присутствовали пломбы, и в этих случаях были записаны флуоресцентные сигналы от пломб. Было обнаружено, что интенсивность флуоресценции чистых зубов росла с увеличением "номера зуба", то есть соответственно с положением или типом зуба, за исключением последних коренных зубов (17 и 47). Имела место флуоресценция с чистых поверхностей зубов, а также было обнаружено, что различия между людьми выражены слабо. Также было обнаружено, что интенсивность флуоресцентного излучения материалов, используемых для восстановления зубов, очень мала (обычно 1,0), как указано ниже: Материал Количество измерений Амальгама 2 Золото 4 Керамика 13 Композит 4 Эмаль 195 Эти данные показывают, что флуоресцентное излучение таких материалов не создает больших проблем. 3. Обнаружение налта 4 добровольца воздерживались от применения всех механических и химических гигиенических средств по уходу за полостью рта в течение 36 ч, допуская появление зубного налта. Измерения флуоресцентного излучения проводились спустя 12 и 36 ч на каждом из шести передних зубов верхней челюсти по четыре раза- по два до и после выполняемой самостоятельно тщательной чистки зубов. Результаты сведены в таблицу, представленную ниже: Время Тип диапазон образо- зуба без налта вания налета среднее значение 12 ч Резец 5,89-7,82 6,52 12 ч Клык 6,92-7,96 7,56 36 ч Резец 5,66-7,41 6,23 диапазон диапазон с налтом абсолютной разности среднее значение 5,48-6,63 6,12 6,84-8,27 7,42 4,46-6,13 4,95 диапазон относительной разности среднее среднее значение значение 0,25 до -1,19 4,1 до -15,2 Эти данные показывают измеряемую разность интенсивности флуоресцентного излучения на длине волны, связанной с чистой зубной эмалью, по мере возникновения на ней налта. Относительная разность между зоной зуба, покрытой налтом, и чистой зоной показывает, что выдержанный толстый налт снижает интенсивность флуоресценции в большей степени, чем 26 тонкое отложение налта, образовавшееся за 12 ч. 4. Динамическое измерение зубного налта С использованием в качестве образцов настоящих зубов, очищенных от всех отложений и установленных в естественном порядке в восковой модели, была создана искусственная нижняя челюсть. Этот ряд зубов был просканирован с использованием щупа 73 подобно медленно движущейся зубной щтке. Таким образом, то есть в соответствии со способом, описанным выше со ссылкой на фиг. 9, была получена зависимость интенсивности флуоресценции от времени/расстояния, пройденного щупом вдоль ряда зубов, которая показывает сигнал высокого уровня при контакте щупа с зубом и пробелы флуоресценции (сигналы низкого уровня), когда щуп находился в зонах между зубами. Эти пробелы пропускались. При проведении этого эксперимента обнаружено, что могут быть получены воспроизводимые кривые, что пики флуоресценции подобных зубов (то есть предкоренных, коренных и так далее) имеют сходные уровни и что есть возможность установления различия между зубной эмалью и зонами между зубами. При осмотре боковых поверхностей зубов флуоресцентные сигналы были слабее сигналов, полученных при осмотре зон, примыкающих к краю десны, демонстрируя естественный градиент интенсивности чистых поверхностей зуба. Под влиянием этих успехов, полученных в искусственных условиях (in vitro), были проведены испытания в естественных условиях (invivo) с участием трх добровольцев, воздерживавшихся от всех гигиенических процедур в полости рта в течение двух дней. Испытания,как коротко указывается выше, проводились до и после тщательнейшей самостоятельной чистки зубов по режущей зоне, например параллельно краям дсен на верхней и нижней челюстях. Результаты представлены на фиг. 11 и 12,которые показывают интенсивность флуоресцентного излучения зубов, покрытых налтом, и тех же зубов после чистки, причем фиг. 11 иллюстрирует измерения, проведнные вблизи основания зубов, где образуются отложения налта, а фиг. 12 - измерения на вершинах зубов, где образование отложений налта маловероятно. Эти результаты показывают, что интенсивность флуоресценции чистых зубов in vivo выше вблизи десны (см. фиг. 11) и ниже на режущих зонах (см. фиг. 12). В местах, где ожидаются небольшие отложения налта, то есть на режущих частях, средние значения интенсивности излучения, испускаемого с покрытых налтом и с чистых зубов, почти одинаковы, как видно на фиг. 11. В местах, где ожидается отложение налта, то есть на границе десны, сигна 27 ских измерений для получения информации о наличии отложений. 5. Измерения флуоресценции одиночного зуба Проводились эксперименты для определения наличия изменения собственной флуоресценции "чистой" зубной эмали от точки к точке в разных местах по поверхности вдоль вертикальной оси зуба, то есть от шейки зуба, где он сходится с краем десны (или десенным краем) до режущей части (или вершины) зуба. Эти эксперименты проводились как на покрытых налтом, так и на чистых зубных поверхностях. Трое добровольцев в течение двух дней воздерживались от любых механических или химических гигиенических процедур в полости рта. Было известно, что у этих трех добровольцев может образовываться соответственно слабый, средний и сильный налт. Флуоресценция эмали зубов разных типов зубов регистрировалась максимально в четырх местах вдоль вертикальной оси, а именно у шейки, у вершины и в двух промежуточных точках (точка 1, более нижняя, точка 2, более высокая) до и после профессиональной чистки зубов. Результаты обследования добровольца, у которого образуется сильный зубной налет,суммированы в приведнной ниже таблице. лы были ниже, чем на чистых зубах, как показано на фиг. 12. Для каждого зуба, отсканированного движущимся щупом, отмечено увеличение интенсивности флуоресцентного излучения при очищении зуба от отложений, при этом прирост интенсивности больше для зоны зуба, примыкающей к десне, как показано на фиг. 11. Как показано на этой же фиг. 11, до чистки зубов, то есть при наличии отложений, разность интенсивностей флуоресценции (I1 - I2)неочищенный зуб между самым высоким и самым низким пиками(пропуская "ложные" минимумы между зубами) составляет около 17,5 единиц интенсивности. После чистки зубов, когда отложения удалены, разность интенсивностей флуоресценции (I1-I2)очищенный зуб между самым высоким и самым низким пиками (также при пропуске "ложных" минимумов между зубами) уменьшилась примерно до 8,0 единиц интенсивности, то есть примерно на 50%. Из фиг. 11 также видно, что в результате чистки зубов среднее значение высоты пиков возросло примерно на 20 - 30%. Аналогичные результаты получены для режущих зон зубов, как показано на фиг. 12, хотя разность между(I1-I2)неочищенный зуб и (I1-I2)очищенный зуб и прирост указанного среднего значения меньше этих же показателей для десенной зоны. Эти данные показывают возможность использования динамичеВерхняя челюсть Режущая часть Без налета/ с Разность в % налетом 26,0 23,0 13,0 22,0 20,0- дентиноэмалевое соединение-доступны только два значения Результаты исследований на трех добровольцах сведены в представленную ниже таблицу, в которой показано изменение интенсивности флуоресцентного излучения при удалении отложений налета. Доброволец 1 2 3 Изменение интенсивности флуоресценции Налт Шейка Средняя Вершина Средняя линия линия слабый 4,8 до -61,0 Результаты показывают, что существует градиент интенсивности собственной флуоресценции вдоль вертикальной оси зуба, начиная с больших интенсивностей флуоресценции на десенном краю (на шейке зуба) до меньших и более равномерно распределнных интенсивностей на режущей части (на вершине). Особенно высокие значения были получены тогда, когда щуп исследовал так называемое дентиноэмалевое соединение. 29 При наличии отложений налета интенсивность флуоресцентного излучения снижалась в большей или меньшей степени в зависимости от его толщины и расположения. На режущей части не ожидается отложений налта, и у всех добровольцев, несмотря на обнаруженные расхождения интенсивности флуоресцентного излучения, среднее значение изменения интенсивности излучения после удаления налта было от 1 до 0 при слабом и среднем образовании налта и около 10% при сильном образовании налта. В противоположность этому, в зоне шейки зуба,где ожидается наибольший налт, уменьшение интенсивности флуоресценции было наибольшим, например, для сильного образования налта было зарегистрировано уменьшение в 11%. Эти результаты могут быть представлены в виде графика, приведенного на фиг. 13 и показывающего изменение интенсивности флуоресцентного излучения на длине волны, соответствующей излучению, испускаемому с чистой поверхности зуба, при перемещении по вертикали вверх по зубу как для чистой поверхности,так и при наличии отложений налта. Из этого графика видно, что для двух точек, находящихся на некотором расстоянии вдоль вертикальной оси зуба от десенного края ближе к режущей части, градиент интенсивности флуоресцентного излучения, испускаемого с зуба, на котором есть отложения налта, больше, чем градиент интенсивности излучения, испускаемого с чистого зуба. Измерение этого градиента может использоваться в качестве основы для обнаружения зубного налта на поверхности зуба, а изменение его в меньшую сторону в процессе чистки зуба может быть связано с изначальным наличием налта и последующим его удалением. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство для обнаружения биологических отложений на поверхности зуба, содержащее осветительное средство для направления возбуждающего излучения на испытываемую поверхность зуба, средство обнаружения излучения, испускаемого с испытываемой поверхности зуба в ответ на возбуждающее излучение,средство обработки параметров испускаемого излучения, установления связи этих параметров с наличием биологических отложений и указания пользователю устройства на наличие этих отложений, отличающееся тем, что оно содержит осветительное средство для направления возбуждающего излучения на длине волны до 530 нм на испытываемую поверхность зуба, на которой предполагается наличие биологических отложений,средство обнаружения флуоресцентного излучения, испускаемого с испытываемой поверхности зуба, на длине волны собственного 30 флуоресцентного излучения, испускаемого с поверхности зуба, на которой, по существу, отсутствуют биологические отложения,средство преобразования флуоресцентного излучения в электрический сигнал,систему сравнения интенсивности указанного флуоресцентного излучения, испускаемого с испытываемой поверхности зуба, с интенсивностью собственного флуоресцентного излучения, испускаемого с поверхности зуба, на которой отсутствуют или, по существу, отсутствуют биологические отложения, причем сравнение проводится на длине волны собственного флуоресцентного излучения, испускаемого с поверхности зуба, на которой, по существу, отсутствуют биологические отложения,систему установления связи уменьшения интенсивности указанной собственной флуоресценции относительно интенсивности собственной флуоресценции с поверхности зуба, о которой известно, что на ней присутствует меньшее количество биологических отложений,чем на испытываемой поверхности зуба, с наличием биологических отложений на испытываемой поверхности зуба, и индикаторное средство для указания пользователю устройства на наличие таких биологических отложений. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем,что длина волны возбуждающего излучения составляет 420-530 нм. 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что средство обнаружения обнаруживает флуоресцентное излучение в области длин волн более 520 нм. 4. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что интенсивность собственного флуоресцентного излучения, испускаемого с поверхности зуба, на которой отсутствуют или, по существу, отсутствуют биологические отложения, хранится в устройстве в качестве образцовой меры. 5. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью первоначального измерения интенсивности собственных флуоресцентных излучений, испускаемых с поверхности, которая считается чистой, и использования указанной интенсивности в качестве основы для сравнения с интенсивностью излучения,испускаемого с испытываемой поверхности зуба. 6. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что средство обнаружения выполнено с возможностью перемещения между положениями на зубах пользователя, в процессе которого возбуждающее излучение направляется на поверхности одного зуба или разных зубов, измеряется изменение флуоресцентного излучения, обнаруженного при перемещении устройства во рту пользователя, и устанавливается связь полученных 31 таким образом результатов измерений с наличием биологических отложений на испытываемой поверхности зуба. 7. Устройство по п.6, отличающееся тем,что оно выполнено с возможностью измерения разности между самым высоким и самым низким пиками интенсивности флуоресцентного излучения и установления связи изменений этой разности в процессе чистки зубов с наличием биологических отложений на испытываемой поверхности зуба. 8. Устройство по п.6 или 7, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью измерения среднего значения между самым высоким и самым низким пиками и установления связи увеличения этой разности в процессе чистки зубов с наличием биологических отложений на испытываемой поверхности зуба. 9. Устройство по любому из пп.6-8, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью исключения любых пиков интенсивности флуоресценции ниже заданного определенного минимального значения. 10. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью обнаружения флуоресцентного излучения в течение некоторого периода времени, в продолжение которого средство обнаружения перемещается от одной зоны зуба к другой зоне или другим зонам зуба,обнаружения пиков интенсивности излучения во времени и измерения и сравнения высот этих пиков. 11. Устройство по п.10, отличающееся тем,что оно выполнено с возможностью измерения разности высот самого низкого и самого высокого пиков интенсивности флуоресцентного излучения и установления связи этой разности с наличием биологических отложений, на которые затем указывается пользователю. 12. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что оно снабжено средством обнаружения флуоресцентного излучения, испускаемого с двух разнесенных друг от друга участков поверхности зуба, сравнения относительных интенсивностей флуоресцентного излучения, испускаемого с этих двух разнесенных поверхностей, установления связи разности между указанными относительными интенсивностями с наличием биологических отложений на поверхности зуба и указания пользователю на наличие таких отложений. 13. Устройство по п.12, отличающееся тем,что максимальный разнос двух указанных участков равен высоте зуба от места его соединения с десной до вершины. 14. Устройство по п.12 или 13, отличающееся тем, что оно содержит два средства обнаружения, так расположенных друг относительно друга, что когда устройство введено в рот, одно 32 средство обнаружения может быть расположено вблизи зуба на краю десны или около этого края, а второе средство обнаружения может быть расположено на вершине зуба или около нее. 15. Устройство по п.14, отличающееся тем,что оно содержит головку зубной щетки, по ширине которой расположены два средства обнаружения. 16. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью определения наличия любого градиента интенсивности флуоресцентного излучения по испытываемой поверхности зуба и/или его измерения при перемещении устройства от одной части зубной поверхности к другой. 17. Устройство по п.16, отличающееся тем,что оно выполнено с возможностью обнаружения изменений указанного градиента и/или их измерения в процессе чистки зубов. 18. Устройство по любому из предшествующихпунктов, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит средство обнаружения собственного флуоресцентного излучения, испускаемого с испытываемой поверхности зуба, на длине волны,связанной с собственным флуоресцентным излучением, испускаемым с биологических отложений на поверхности зуба, и средство установления соотношения указанного собственного флуоресцентного излучения с наличием биологических отложений на испытываемой поверхности зуба и индикаторное средство для указания пользователю устройства на наличие биологических отложений. 19. Устройство по п.18, отличающееся тем,что указанное средство обнаружения выполнено с возможностью обнаружения собственного флуоресцентного излучения, испускаемого с испытываемой поверхности зуба, на длине волны, связанной с собственным флуоресцентным излучением, испускаемым с зубного налета на поверхности зуба. 20. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что длина волны возбуждающего излучения составляет 47040 нм. 21. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что осветительное средство содержит световод для направления возбуждающего излучения на испытываемую поверхность зуба, содержащий, по меньшей мере, одно оптическое волокно, а средство обнаружения содержит световод, содержащий, по меньшей мере, одно оптическое волокно, для направления флуоресцентного излучения, испускаемого с поверхности зуба, на датчик для испускаемого флуоресцентного излучения. 33 22. Устройство по п.21, отличающееся тем,что указанные оптические волокна, образующие световод осветительного средства и световод средства обнаружения, собраны в пучок в соответствующей трубке и оканчиваются общим оптическим щупом. 23. Устройство по п.21 или 22, отличающееся тем, что для световода испускаемого излучения используется большее количество оптических волокон, чем для световода возбуждающего излучения, так как испускаемое флуоресцентное излучение имеет меньшую интенсивность. 24. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что оно содержит отсечной фильтр для предотвращения попадания излучения с длиной волны менее примерно 420 нм на ткани тела пользователя. 25. Устройство по п.24, отличающееся тем,что оно содержит дихроичный зеркальный фильтр. 26. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что возбуждающее излучение и обнаружение флуорес 002899 34 центного излучения модулируются и/или синхронизируются по фазе. 27. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что оно содержит зубную щетку, имеющую указанное средство направления возбуждающего излучения на испытываемую поверхность зуба и указанные средства обнаружения флуоресцентного излучения, испускаемого с этой поверхности,встроенные в ее головку. 28. Устройство по п.27, отличающееся тем,что оно выполнено с возможностью указания на начальное наличие биологических отложений на поверхности зубов пользователя и указания на количественное уменьшение или отсутствие биологических отложений после чистки зубов в течение соответствующего периода времени. 29. Устройство по п.27 или 28, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью указания пользователю на наличие биологических отложений в некоторых местах на поверхности его зубов и на необходимость продолжения чистки зубов для удаления отложений.