脈沖電磁場牙齒正畸治療儀的制作方法
【專利摘要】脈沖電磁場牙齒正畸治療儀，包括用于產(chǎn)生電磁脈沖的U形螺線管、檢測U形螺線管工作溫度的溫度傳感器、控制系統(tǒng)、電源和絕緣殼體；所述控制系統(tǒng)由單片機及分別與單片機連接的驅動單元、輸入單元和顯示單元組成，所述U形螺線管與驅動單元連接，所述溫度傳感器安裝在U形螺線管上并與單片機連接，所述電源為充電電池，用于向單片機、驅動單元、顯示單元和溫度傳感器供電；電源及控制系統(tǒng)中的單片機、驅動單元安裝在絕緣殼體的內(nèi)腔，控制系統(tǒng)中的輸入單元和顯示單元安裝在絕緣殼體的外壁。
【專利說明】脈沖電磁場牙齒正畸治療儀

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于牙科治療器械，特別涉及一種牙齒正畸治療中用以加快牙移動速度的儀器。

【背景技術】
[0002]牙齒正畸是將不整齊的牙齒通過矯正排列整齊的過程，即由矯治系統(tǒng)對需矯正的牙齒施力完成牙齒的移動實現(xiàn)牙齒的整齊排列，而又不損害牙齒及其周圍組織的健康?，F(xiàn)有牙齒正畸主要是用不銹鋼托槽、陶瓷托槽等矯正器，對牙齒施加機械力量，將牙齒排列整齊，但對于較難移動的牙或嚴重扭轉的牙，僅靠不銹鋼托槽、陶瓷托槽等矯正器施力，完成牙齒的移動速度很慢，導致牙齒正畸的時間延長。因此，在正畸治療中如何在保證組織健康的同時，有效地加速牙移動，是醫(yī)患一直關注的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種脈沖電磁場牙齒正畸治療儀，以便通過該儀器產(chǎn)生的磁力加速難移動牙齒的移動，縮短牙齒正畸的療程，達到更優(yōu)的治療效果。
[0004]本發(fā)明所述脈沖電磁場牙齒正畸治療儀，包括用于產(chǎn)生電磁脈沖的U形螺線管、檢測U形螺線管工作溫度的溫度傳感器、控制系統(tǒng)、電源和絕緣殼體；所述控制系統(tǒng)由單片機及分別與單片機連接的驅動單元、輸入單元和顯示單元組成，所述U形螺線管與驅動單元連接，所述溫度傳感器安裝在U形螺線管上并與單片機連接，輸入單元用于向單片機發(fā)送要求U形螺線管產(chǎn)生的磁感應強度和電磁場加載時間的指令，單片機根據(jù)輸入單元的指令和溫度傳感器輸入的溫度信息控制驅動單元為U形螺線管提供產(chǎn)生所要求的磁感應強度的交流電或截斷交流電進入U形螺線管的通路，顯示單元用于顯示單片機輸出的信息；所述電源為充電電池，用于向單片機、驅動單元、顯示單元和溫度傳感器供電；電源及控制系統(tǒng)中的單片機、驅動單元安裝在絕緣殼體的內(nèi)腔，控制系統(tǒng)中的輸入單元和顯示單元安裝在絕緣殼體的外壁。
[0005]本發(fā)明所述脈沖電磁場牙齒正畸治療儀，其U形螺線管產(chǎn)生的磁感應強度的調(diào)節(jié)范圍為O?30mT，使用者可根據(jù)需要通過輸入單元設置所要求的磁感應強度。
[0006]本發(fā)明所述脈沖電磁場牙齒正畸治療儀，其U形螺線管的工作溫度為患者口腔自然溫度至42°C，若溫度傳感器檢測到的溫度超過42°C，單片機則會控制驅動單元截斷交流電進入U形螺線管的通路，使U形螺線管停止工作，并發(fā)出報警信號，報警信號可通過顯示單元發(fā)出，也可設置與單片機連接的工作狀態(tài)指示燈或蜂鳴器報警。
[0007]本發(fā)明所述脈沖電磁場牙齒正畸治療儀，其U形螺線管用銅或銅合金制作，U形螺線管和溫度傳感器組合體由醫(yī)用塑料管包覆，所述醫(yī)用塑料管上設置有用于在牙齒上定位的夾頭。被醫(yī)用塑料管包覆的U形螺線管和溫度傳感器組合體的高度h = 25mm?30mm，以適應于在口腔內(nèi)放置。
[0008]本發(fā)明所述脈沖電磁場牙齒正畸治療儀，其控制系統(tǒng)中的驅動單元包括調(diào)壓電路、光電隔離電路、開關電路、RC振蕩電路和截止電路，所述調(diào)壓電路用于將電源輸入的電壓轉換成驅動單元的工作電壓，所述光電隔離電路用于接收單片機的控制信號，并根據(jù)單片機的控制信號將開關電路導通或關閉，所述開關電路處于導通狀態(tài)時向U形螺線管提供產(chǎn)生所要求的磁感應強度的交流電，所述RC振蕩電路在開關電路關閉時向U形螺線管提供補償電流(起穩(wěn)幅作用)，所述截止電路用于阻止RC振蕩電路產(chǎn)生的電流回流至調(diào)壓電路。
[0009]上述驅動單元的一個優(yōu)選技術方案是:調(diào)壓電路由型號為LM317的集成塊及其外圍電路組成，光電隔離電路由型號為TLP521的光敏耦合器組成，開關電路由一只三極管VTl及與該三極管并聯(lián)的一個電阻R6和一只二極管VD3、與上述電阻R6串聯(lián)的電阻R7組成，RC振蕩電路由兩個電阻R8和R9、一個電容C7并聯(lián)連接組成，所述電容C7位于兩個電阻R8和R9之間，截止電路由兩只二極管VD4、VD5串聯(lián)連接組成。
[0010]本發(fā)明所述脈沖電磁場牙齒正畸治療儀，其單片機優(yōu)選八位單片機，顯示單元優(yōu)選LED顯示屏。輸入單元可以是觸摸屏，也可以是按鍵。
[0011]本發(fā)明所述脈沖電磁場牙齒正畸治療儀的使用方式:使用時，將被醫(yī)用塑料管包覆的U形螺線管和溫度傳感器組合體放入患者口腔并置于被矯正牙齒處(所述組合體與被矯正牙齒的相對位置關系見圖1)，然后接通儀器電源，設置磁感應強度和電磁場加載時間，繼后啟動儀器工作。工作過程中，若U形螺線管的溫度超過限定的最高溫度，儀器發(fā)出報警信號并自動停止電磁場加載。使用結束后，關閉電源，從患者口腔中取出被醫(yī)用塑料管包覆的U形螺線管和溫度傳感器組合體。
[0012]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0013]1、本發(fā)明所述脈沖電磁場牙齒正畸治療儀為被矯正牙齒的移動提供了一種新的作用力一磁力，磁力可增加牙移動過程中各時相的細胞活動，因而不會損害牙齒及其周圍組織，并可加快牙的移動，起到縮短療程的作用。
[0014]2、本發(fā)明所述脈沖電磁場牙齒正畸治療儀由于以U形螺線管作為脈沖電磁場發(fā)生器，且U形螺線管和溫度傳感器由醫(yī)用塑料管包覆，所述醫(yī)用塑料管上設置有用于在牙齒上定位的夾頭，因而不僅便于安裝定位，而且便于調(diào)整U形螺線管底部的弧度，適應不同大小和形狀的被矯正牙齒。
[0015]3、本發(fā)明所述脈沖電磁場牙齒正畸治療儀設置了溫度傳感器，工作過程中，若U形螺線管的溫度超過限定的最高溫度，儀器會發(fā)出報警信號并自動停止電磁場加載，因而使用安全。
[0016]4、本發(fā)明所述脈沖電磁場牙齒正畸治療儀結構簡單，易于加工制作，因而成本低，便于推廣使用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明所述本發(fā)明所述脈沖電磁場牙齒正畸治療儀的結構示意圖，該圖還表示出了使用時被醫(yī)用塑料管包覆的U形螺線管和溫度傳感器組合體的放置位置；
[0018]圖2是本發(fā)明所述脈沖電磁場牙齒正畸治療儀中控制系統(tǒng)的結構框圖；
[0019]圖3是控制系統(tǒng)中驅動單元的結構框圖；
[0020]圖4是驅動單元的一種電原理圖；
[0021]圖5是控制系統(tǒng)中的顯示單元、輸入單元在絕緣殼體外壁的安裝示意圖。
[0022]圖中，1:U形螺線管，2:溫度傳感器，3:控制系統(tǒng)，3-1:單片機，3_2:驅動單元，3-2-1:調(diào)壓電路，3-2-2:光電隔離電路，3-2-3:開關電路，3_2_4:RC振蕩電路，3_2_5:截止電路，3-3:輸入單元，3-3-1:磁感應強度和加載時間設定鍵，3-3-2:磁感應強度和加載時間調(diào)節(jié)鍵，3-4:顯示單元，4:絕緣殼體，5:電源，6:醫(yī)用塑料管，7:夾頭，8:被矯正牙齒，9:電源開關，10:電源指示燈，11 ;工作狀態(tài)指示燈。

【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖，通過實施例對本發(fā)明所述脈沖電磁場牙齒正畸治療儀作進一步說明。
[0024]本實施例中，脈沖電磁場牙齒正畸治療儀如圖1所示,包括用于產(chǎn)生電磁脈沖的U形螺線管1、檢測U形螺線管I工作溫度的溫度傳感器2、控制系統(tǒng)3、電源5和絕緣殼體4?？刂葡到y(tǒng)3如圖2所示，由單片機3-1及分別與單片機連接的驅動單元3-2、輸入單元3-3和顯示單元3-4組成；單片機3-1選用型號為STC89C52的八位單片機(深圳宏晶科技公司生產(chǎn))，顯示單元3-4為LED顯示屏(市售商品)，輸入單元包括磁感應強度和加載時間設定鍵3-3-1、磁感應強度和加載時間調(diào)節(jié)鍵3-3-2(見圖5)。驅動單元3-2如圖3所示，包括調(diào)壓電路3-2-1、光電隔離電路3-2-2、開關電路3-2-3、RC振蕩電路3_2_4和截止電路3-3-5 ;上述各電路的具體結構如圖4所示，調(diào)壓電路由型號為LM317的集成塊(意大利安美森林半導體公司生產(chǎn))及其外圍電路組成，LM317集成塊的I腳為可調(diào)端，2腳為輸入端，與電源連接，3腳為輸出端，所述外圍電路包括電容Cl、電容C2和二極管VDl組成的輸入端的穩(wěn)壓電路，電阻R1、二極管VD2和電容C3組成的可調(diào)端與輸出端的保護電路，C4組成的可調(diào)端與輸出端的濾波電路，電阻R2、電阻R3、電阻R4和電容C6組成的可調(diào)端與輸出端的調(diào)壓濾波電路，電容C5組成的可調(diào)端與輸出端的穩(wěn)壓電路；光電隔離電路由型號為TLP521的光敏耦合器(日本東芝公司生產(chǎn))組成，TLP521光敏耦合器的I腳與單片機連接，三腳與開關電路連接，開關電路由三極管VTl及與該三極管并聯(lián)的電阻R6、二極管VD3,與電阻R6串聯(lián)的電阻R7組成，所述電阻R7與U形螺線管(U形螺線管在圖4中用HLl表示)串連；RC振蕩電路由電阻R8、電阻R9和電容C7并聯(lián)連接組成，所述電容C7位于電阻R8、電阻R9之間，截止電路由二極管VD4、二極管VD5串聯(lián)連接組成。當STC89C52單片機輸出高電平到TLP521光敏耦合器的I腳時，TLP521光敏耦合器的3腳、4腳導通，驅動三極管VTl的上下極導通，則電流通過電阻R6、R7在進入U形螺線管形成模擬磁場，當STC89C52單片機輸出低電平到到TLP521光敏耦合器的的I腳時，TLP521光敏耦合器的的3、4腳斷路，三極管VTl關閉，停止向U形螺線管形提供交流電，當三極管VTl關閉時，RC振蕩電路向U形螺線管提供補償電流，起到穩(wěn)幅作用，截止電路用于阻止RC振蕩電路產(chǎn)生的電流回流至調(diào)壓電路。
[0025]U形螺線管I用銅合金制作，U形螺線管I磁感應強度的調(diào)節(jié)范圍為O?30mT，工作溫度為患者口腔自然溫度至42°C，溫度傳感器2為型號是TS100-4DWR41AA的微型溫度傳感器(上海奇正電子公司生產(chǎn))，該溫度傳感器安裝在U形螺線管I上并與STC89C52單片機連接。U形螺線管I和溫度傳感器2的組合體用便于彎曲的聚乙烯管6包覆，所述聚乙烯管6上設置有夾頭7 (見圖1)，被聚乙烯管所包覆的U形螺線管和溫度傳感器組合體的高度系列為25mm、28mm和30mm。所述電源5為充電鋰電池(5V)，用于向單片機3-1、驅動單元3-2、顯示單元3-4和溫度傳感器2供電。
[0026]本實施例中的脈沖電磁場牙齒正畸治療儀設置有電源指示燈10和工作狀態(tài)指示燈11，電源指示燈10與電源連接，用于顯示儀器是否接通電源，工作狀態(tài)指示燈11與單片機連接，用于發(fā)送報警信號。
[0027]本實施例中，絕緣殼體用塑料制作，電源開關9、電源指示燈10、工作狀態(tài)指示燈
11、磁感應強度和加載時間設定鍵3-3-1、磁感應強度和加載時間調(diào)節(jié)鍵3-3-2、LED顯示屏3-4均安裝在絕緣殼體4的外壁，如圖5所示；電源5及控制系統(tǒng)中的單片機3-1、驅動單元3-2安裝在絕緣殼體4的內(nèi)腔。
【權利要求】
1.一種脈沖電磁場牙齒正畸治療儀，其特征在于包括用于產(chǎn)生電磁脈沖的U形螺線管(I)、檢測U形螺線管(I)工作溫度的溫度傳感器(2)、控制系統(tǒng)(3)、電源(5)和絕緣殼體(4)； 所述控制系統(tǒng)(3)由單片機(3-1)及分別與單片機連接的驅動單元(3-2)、輸入單元(3-3)和顯示單元(3-4)組成，所述U形螺線管(I)與驅動單元(3-2)連接，所述溫度傳感器(2)安裝在U形螺線管上并與單片機連接，輸入單元(3-3)用于向單片機發(fā)送要求U形螺線管產(chǎn)生的磁感應強度和電磁場加載時間的指令，單片機根據(jù)輸入單元的指令和溫度傳感器輸入的溫度信息控制驅動單元(3-2)為U形螺線管(I)提供產(chǎn)生所要求的磁感應強度的交流電或截斷交流電進入U形螺線管的通路，顯示單元(3-4)用于顯示單片機輸出的信息； 所述電源(5)為充電電池，用于向單片機(3-1)、驅動單元(3-2)、顯示單元(3-4)和溫度傳感器⑵供電； 電源(5)及控制系統(tǒng)中的單片機(3-1)、驅動單元(3-2)安裝在絕緣殼體(4)的內(nèi)腔，控制系統(tǒng)中的輸入單元(3-3)和顯示單元(3-4)安裝在絕緣殼體(4)的外壁。
2.根據(jù)權利要求1所述脈沖電磁場牙齒正畸治療儀，其特征在于U形螺線管(I)產(chǎn)生的磁感應強度的調(diào)節(jié)范圍為O?30mT，U形螺線管(I)工作溫度為患者口腔自然溫度至42。。。
3.根據(jù)權利要求1或2所述脈沖電磁場牙齒正畸治療儀，其特征在于U形螺線管用銅或銅合金制作，U形螺線管和溫度傳感器組合體由醫(yī)用塑料管(6)包覆，所述醫(yī)用塑料管(6)上設置有用于在牙齒(8)上定位的夾頭(7)。
4.根據(jù)權利要求3所述脈沖電磁場牙齒正畸治療儀，其特征在于被醫(yī)用塑料管(6)包覆的U形螺線管和溫度傳感器組合體的高度(h)為25mm?30mm。
5.根據(jù)權利要求1或2所述脈沖電磁場牙齒正畸治療儀，其特征在于驅動單元(3-2)包括調(diào)壓電路(3-2-1)、光電隔離電路(3-2-2)、開關電路(3-2-3)、RC振蕩電路(3_2_4)和截止電路(3-3-5)，所述調(diào)壓電路(3-2-1)用于將電源輸入的電壓轉換成驅動單元的工作電壓，所述光電隔離電路(3-2-2)用于接收單片機的控制信號，并根據(jù)單片機的控制信號將開關電路導通或關閉，所述開關電路(3-2-3)處于導通狀態(tài)時向U形螺線管提供產(chǎn)生所要求的磁感應強度的交流電，所述RC振蕩電路(3-2-4)在開關電路關閉時向U形螺線管提供補償電流，所述截止電路(3-3-5)用于阻止RC振蕩電路產(chǎn)生的電流回流至調(diào)壓電路。
6.根據(jù)權利要求3所述脈沖電磁場牙齒正畸治療儀，其特征在于驅動單元(3-2)包括調(diào)壓電路(3-2-1)、光電隔離電路(3-2-2)、開關電路(3-2-3)、RC振蕩電路(3_2_4)和截止電路(3-3-5)，所述調(diào)壓電路(3-2-1)用于將電源輸入的電壓轉換成驅動單元的工作電壓，所述光電隔離電路(3-2-2)用于接收單片機的控制信號，并根據(jù)單片機的控制信號將開關電路導通或關閉，所述開關電路(3-2-3)處于導通狀態(tài)時向U形螺線管提供產(chǎn)生所要求的磁感應強度的交流電，所述RC振蕩電路(3-2-4)在開關電路關閉時向U形螺線管提供補償電流，所述截止電路(3-3-5)用于阻止RC振蕩電路產(chǎn)生的電流回流至調(diào)壓電路。
7.根據(jù)權利要求4所述脈沖電磁場牙齒正畸治療儀，其特征在于驅動單元(3-2)包括調(diào)壓電路(3-2-1)、光電隔離電路(3-2-2)、開關電路(3-2-3)、RC振蕩電路(3_2_4)和截止電路(3-3-5)，所述調(diào)壓電路(3-2-1)用于將電源輸入的電壓轉換成驅動單元的工作電壓，所述光電隔離電路(3-2-2)用于接收單片機的控制信號，并根據(jù)單片機的控制信號將開關電路導通或關閉，所述開關電路(3-2-3)處于導通狀態(tài)時向U形螺線管提供產(chǎn)生所要求的磁感應強度的交流電，所述RC振蕩電路(3-2-4)在開關電路關閉時向U形螺線管提供補償電流，所述截止電路(3-3-5)用于阻止RC振蕩電路產(chǎn)生的電流回流至調(diào)壓電路。
8.根據(jù)權利要求5所述脈沖電磁場牙齒正畸治療儀，其特征在于調(diào)壓電路由型號為LM317的集成塊及其外圍電路組成，光電隔離電路由型號為TLP521的光敏耦合器組成，開關電路由一只三極管(VTl)及與該三極管并聯(lián)的一個電阻(R6)和一只二極管(VD3)、與上述電阻(R6)串聯(lián)的電阻(R7)組成，RC振蕩電路由兩個電阻(R8、R9)、一個電容(C7)并聯(lián)連接組成，所述電容(C7)位于兩個電阻(R8、R9)之間，截止電路由兩只二極管(VD4、VD5)串聯(lián)連接組成。
9.根據(jù)權利要求6所述脈沖電磁場牙齒正畸治療儀，其特征在于調(diào)壓電路由型號為LM317的集成塊及其外圍電路組成，光電隔離電路由型號為TLP521的光敏耦合器組成，開關電路由一只三極管(VTl)及與該三極管并聯(lián)的一個電阻(R6)和一只二極管(VD3)、與上述電阻(R6)串聯(lián)的電阻(R7)組成，RC振蕩電路由兩個電阻(R8、R9)、一個電容(C7)并聯(lián)連接組成，所述電容(C7)位于兩個電阻(R8、R9)之間，截止電路由兩只二極管(VD4、VD5)串聯(lián)連接組成。
10.根據(jù)權利要求1或2所述脈沖電磁場牙齒正畸治療儀，其特征在于單片機(3-1)為八位單片機，顯示單元(3-4)為LED顯示屏。
【文檔編號】A61C7/00GK104161597SQ201410401643
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年8月14日 優(yōu)先權日:2014年8月14日
【發(fā)明者】譚理軍, 趙志河, 張智, 張朔琛 申請人:四川大學