Power management of an intraoral bruxism monitoring device

10% of the adult population is affected by sleep bruxism. Bruxism is a para-functional movement of the masticatory muscles which unconsciously makes the teeth grind and clench. Depending on the severity of this disorder, several issues may occur: from mild facial pain and migraine up to teeth wear and destruction or even implants failure. It is necessary to properly recognize the presence of bruxism in patients. After a suitable treatment, it is useful to assess the response to it, checking if the severity is decreased or not. Clearly, there is the need for a specific diagnosing and monitoring instrumentation for sleep bruxism. The majority of the available technologies are based on the electromyographic signal analysis of facial muscles. However, the typically employed appliances may be significantly invasive, due to the encumbrance of devices and cables during sleep. Moreover, the information provided from this kind of signals cannot be easily and quantitatively interpreted. One possible solution may be the bite force signal analysis. Our system provides a direct contact between the monitoring device and teeth, thus providing a more stable and quantitative measurement with respect to an electromyographic study. This method involves the use of an intra-oral measuring tool, that must necessarily be wireless. Thus, it clearly needs an internal power supply, that is a battery. This must be able to power the device for all the nocturnal monitoring session. However, the mouth has a really limited available space and this represents a big constraint to the maximum battery dimension. The limited amount of energy that can be provided to the device constitutes the major obstacle to its implementation. The specific objective of this thesis is the power consumption management and optimization of an intra-oral bruxism monitoring appliance. The correct operation of the device at low consumption levels is assessed through laboratory tests.

Il 10% della popolazione adulta è affetta da bruxismo notturno. Il bruxismo è un'attività parafunzionale della muscolatura masticatoria che causa un involontario digrignamento dei denti. In base all'entità del disturbo, possono nascere diversi problemi: da lievi dolori facciali ed emicranie, fino a usura e distruzione del dente o addirittura rottura di impianti. È necessario pertanto, saper riconoscere la presenza di bruxismo nel paziente, e a seguito del trattamento più adatto, verificare se la gravità del disturbo sia diminuita o meno. È quindi chiaro che esiste il bisogno di un'opportuna strumentazione finalizzata alla diagnosi e al monitoraggio del bruxismo notturno. Le tecnologie odierne si basano quasi esclusivamente sull'analisi di segnali elettromiografici dei muscoli facciali. Tuttavia, a causa dell'ingombro degli apparati e degli elettrodi disposti sul viso, queste apparecchiature possono risultare estremamente invasive e avere importanti ricadute sulla qualità del sonno. Inoltre, l'informazione fornita da questo tipo di segnali non è facilmente intuibile e quantificabile nell'immediato. Una soluzione alternativa può essere l'analisi dei segnali di forza del morso. Il nostro sistema, prevedendo un contatto diretto tra il dispositivo e i denti, permette di ottenere una misura molto più stabile e quantitativamente intuibile rispetto a un segnale elettromiografico, garantendo così una rapida diagnosi. Tale metodo prevede l'impiego di un dispositivo di misura intraorale che, dovendo necessariamente essere sprovvisto di fili, richiede l'utilizzo di una fonte di energia interna, ovvero una batteria. Quest'ultima deve essere in grado di alimentare lo strumento per tutta la sessione di monitoraggio notturno. Tuttavia, lo spazio altamente ristretto disponibile all'interno della bocca, rappresenta una forte limitazione alla massima dimensione della batteria. Pertanto, la limitata quantità di energia disponibile all'interno del dispositivo, costituisce un importante ostacolo alla sua realizzazione. L'obiettivo di questa tesi è quindi quello di ottimizzare la gestione e il consumo di potenza di un prototipo di dispositivo intraorale per il monitoraggio del bruxismo notturno, dimostrando il suo corretto funzionamento attraverso test di laboratorio.