一種舌肌壓力傳感器及牙套模型的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種舌肌壓力傳感器，壓片梁的兩端分別設(shè)置壓阻應(yīng)變片，壓阻應(yīng)變片上設(shè)置有受力墊，上顎對(duì)受力墊施力，受力墊驅(qū)動(dòng)壓片梁變形，一端的壓阻應(yīng)變片拉伸，另一端的壓阻應(yīng)變片壓縮，并通過(guò)惠更斯電橋轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號(hào)。以及一種具有舌肌壓力檢測(cè)的牙套模型，埋設(shè)有至少一個(gè)舌肌壓力傳感器。本發(fā)明所述的舌肌壓力傳感器，采用壓阻原理，通過(guò)梁的變形帶動(dòng)壓阻應(yīng)變片變形，通過(guò)惠更斯電橋轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號(hào)以便單片機(jī)等微機(jī)讀取。與現(xiàn)有技術(shù)相比，尺寸小巧，操作簡(jiǎn)單更適用于臨床使用。
【專利說(shuō)明】一種舌肌壓力傳感器及牙套模型

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及醫(yī)療設(shè)備，更具體地說(shuō)，涉及一種舌肌壓力傳感器，以及一種具有舌肌 壓力檢測(cè)的牙套模型。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著人口的老齡化，腦血管意外（腦卒中）患者的數(shù)量一直在增加，腦血管意外是 導(dǎo)致死亡和殘疾的全球首要原因。根據(jù)調(diào)查，吞咽障礙是這些患者常見(jiàn)的并發(fā)癥，其比例可 達(dá)37%-78%。吞咽障礙?？梢鹈撍?、營(yíng)養(yǎng)不良、吸入性肺炎、心理障礙等并發(fā)癥，是導(dǎo) 致這些患者生存質(zhì)量下降、病死率上升的重要因素。腦血管意外發(fā)生率取決于臨床評(píng)估的 時(shí)間和診斷方法，但上述現(xiàn)象還沒(méi)有引起臨床醫(yī)生的足夠認(rèn)識(shí)。因此，在臨床上及時(shí)診斷、 科學(xué)評(píng)估吞咽障礙并給予患者正確的治療至關(guān)重要。
[0003] 中國(guó)專利CN 102366325A提供一種使氣囊在咽部準(zhǔn)確定位，代替導(dǎo)尿管，避免患 者在治療過(guò)程中因多次拔出導(dǎo)致的咽部粘膜損傷，并且還能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量環(huán)咽肌壓力，從而 進(jìn)行準(zhǔn)確擴(kuò)張治療的吞咽障礙壓力測(cè)定治療儀。該儀器提供的壓力測(cè)定設(shè)備體積較大，操 作復(fù)雜，安裝不方便，需要專業(yè)人員進(jìn)行操作。
[0004] 中國(guó)專利CN 102764129A提供一種依據(jù)現(xiàn)代人體生理學(xué)、內(nèi)鏡診斷技術(shù)和現(xiàn)代電 子技術(shù)，通過(guò)小壓力的清潔空氣脈沖刺激喉部杓會(huì)厭襞或室?guī)?，結(jié)合電子內(nèi)鏡觀察空氣脈 沖引起室?guī)?nèi)收情況來(lái)定量評(píng)價(jià)鼻咽癌患者的吞咽功能。該方法僅通過(guò)觀察來(lái)評(píng)估吞咽障 礙，缺乏臨床數(shù)據(jù)依據(jù)僅憑經(jīng)驗(yàn)，而且操作復(fù)雜。
[0005] 上述兩項(xiàng)專利申請(qǐng)?zhí)峁┑耐萄收系K檢測(cè)方法都因?yàn)闄z測(cè)設(shè)備體積大，操作復(fù)雜等 不適用于臨床的廣泛使用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種應(yīng)用于檢測(cè)吞咽時(shí)上下顎之間 相互作用力，以便醫(yī)生在臨床上能對(duì)吞咽障礙等疾病做出及時(shí)的科學(xué)評(píng)估與診斷的小型壓 力傳感器，以及一種具有舌肌壓力檢測(cè)的牙套模型。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0008] -種舌肌壓力傳感器，壓片梁的兩端分別設(shè)置壓阻應(yīng)變片，壓阻應(yīng)變片上設(shè)置有 受力墊，上顎對(duì)受力墊施力，受力墊驅(qū)動(dòng)壓片梁變形，一端的壓阻應(yīng)變片拉伸，另一端的壓 阻應(yīng)變片壓縮，并通過(guò)惠更斯電橋轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號(hào)。
[0009] 作為優(yōu)選，壓片梁包括環(huán)形梁、"彐"型梁，"彐"型梁包括中梁與兩側(cè)等長(zhǎng)的側(cè)梁， 中梁的長(zhǎng)度比側(cè)梁長(zhǎng)，中梁與環(huán)形梁連接。
[0010] 作為優(yōu)選，壓阻應(yīng)變片分別設(shè)置有中梁的兩端，在中梁受力時(shí)，兩端的壓阻應(yīng)變片 間隔的中心位置的受力為零，中梁設(shè)置壓阻應(yīng)變片的兩端的受力方向相反。
[0011] 作為優(yōu)選，受力墊與壓片梁之間設(shè)置有支撐架，支撐架的兩端分別與兩個(gè)側(cè)梁頂 抵，支撐架位于中梁上方的拱形彎與受力墊頂?shù)帧?br> [0012] 作為優(yōu)選，支撐架與側(cè)梁接觸的位置所在的直線與中梁垂直，并經(jīng)過(guò)兩端的壓阻 應(yīng)變片間隔的中心位置。
[0013] 作為優(yōu)選，環(huán)形梁下表面設(shè)置有固定墊圈，固定墊圈的高度大于"3"型梁受力時(shí) 向下移動(dòng)的行程。
[0014] 作為優(yōu)選，還包括面罩，面罩在受力墊的位置設(shè)有開(kāi)口，開(kāi)口上設(shè)置娃膠墊，娃膠 墊與受力墊固定連接。
[0015] 作為優(yōu)選，外層包覆防水薄膜，壓阻應(yīng)變片的信號(hào)由電子導(dǎo)線引出，并在引出電子 導(dǎo)線的位置通過(guò)膠水進(jìn)行密封。
[0016] 作為優(yōu)選，直徑不大于10mm，厚度不大于3mm，量程為0_30KPa。
[0017] 一種具有舌肌壓力檢測(cè)的牙套模型，埋設(shè)有至少一個(gè)舌肌壓力傳感器。
[0018] 本發(fā)明的有益效果如下：
[0019] 本發(fā)明所述的舌肌壓力傳感器，采用壓阻原理，通過(guò)梁的變形帶動(dòng)壓阻應(yīng)變片變 形，通過(guò)惠更斯電橋轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號(hào)以便單片機(jī)等微機(jī)讀取。與現(xiàn)有技術(shù)相比，尺寸小 巧，操作簡(jiǎn)單更適用于臨床使用。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1是本發(fā)明的立體圖；
[0021] 圖2是本發(fā)明的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；
[0022] 圖3是本發(fā)明的剖視圖；
[0023] 圖4是本發(fā)明的測(cè)量電路圖；
[0024] 圖中：10是硅膠墊，11是面罩，12是壓片梁，121是環(huán)形梁，122是"彐"型梁，1221 是中梁，1222是側(cè)梁，13是受力墊，14是支撐架，15是固定墊圈，Rl、R2是壓阻應(yīng)變片。

【具體實(shí)施方式】
[0025] 以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0026] 如圖1、圖2、圖3所示，本發(fā)明所述的舌肌壓力傳感器包括：硅膠墊10、面罩11、壓 片梁12、受力墊13、支撐架14、固定墊圈15、壓阻應(yīng)變片。
[0027] 壓片梁12的兩端分別設(shè)置壓阻應(yīng)變片，壓阻應(yīng)變片上設(shè)置有受力墊13,上顎對(duì)受 力墊13施力，受力墊13驅(qū)動(dòng)壓片梁12變形，一端的壓阻應(yīng)變片拉伸，另一端的壓阻應(yīng)變片 壓縮，并通過(guò)惠更斯電橋轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號(hào)。所述的壓阻應(yīng)變片作為舌肌壓力傳感器的 敏感受力元件包括壓阻應(yīng)變片R1、壓阻應(yīng)變片R2構(gòu)成。當(dāng)受到壓力作用后，壓阻應(yīng)變片R1 外形拉伸，壓阻應(yīng)變片R2外形壓縮，依據(jù)相應(yīng)的壓阻應(yīng)變片原理可知，R1阻值增加，R2阻值 減少。所述的受力墊13采用不銹鋼材料制作，在口腔內(nèi)能夠耐腐蝕不生銹，作為舌肌壓力 傳感器的受力面。計(jì)算口腔吞咽的壓強(qiáng)P = F/S，面積S即取此部分面積，并進(jìn)行相應(yīng)的換 算。
[0028] 壓片梁12包括環(huán)形梁121、"彐"型梁122，"彐"型梁122包括中梁1221與兩側(cè) 等長(zhǎng)的側(cè)梁1222,中梁1221的長(zhǎng)度比側(cè)梁1222長(zhǎng)，中梁1221與環(huán)形梁121連接。壓阻應(yīng) 變片分別設(shè)置有中梁1221的兩端，通過(guò)有限元ANSYS分析，在中梁1221受力時(shí)，兩端的壓 阻應(yīng)變片間隔的中心位置的受力為零或者幾乎為零（受力為零是理論值，在實(shí)際實(shí)施時(shí)， 由于各種因素的限制，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)其接近零。），中梁1221設(shè)置壓阻應(yīng)變片的兩 端的受力方向相反。該中心位置的中間臂的受力幾乎為零，其兩側(cè)的受力方向相反。
[0029] 受力墊13與壓片梁12之間設(shè)置有支撐架14,支撐架14的兩端分別與兩個(gè)側(cè)梁 1222頂?shù)?，支撐?4位于中梁1221上方的拱形彎與受力墊13頂?shù)?。支撐?4與側(cè)梁 1222接觸的位置所在的直線與中梁1221垂直，并經(jīng)過(guò)兩端的壓阻應(yīng)變片間隔的中心位置。 所述的支撐架14采用不銹鋼材料制作，在口腔內(nèi)能夠耐腐蝕不生銹，作為舌肌壓力傳感器 中作用力在受力墊13與壓片梁12之間的傳遞構(gòu)件。
[0030] 環(huán)形梁121下表面設(shè)置有固定墊圈15,固定墊圈15的高度大于"彐"型梁122受 力時(shí)向下移動(dòng)的行程。所述的固定墊圈15采用不銹鋼材料制作，在口腔內(nèi)能夠耐腐蝕不生 銹，作為舌肌壓力傳感器中壓片梁12的支撐固件，能夠?yàn)閴浩?2提供相應(yīng)的變形空間。
[0031] 舌肌壓力傳感器設(shè)置有面罩11，包覆壓片梁12、受力墊13、支撐架14、固定墊圈 15、壓阻應(yīng)變片。面罩11采用不銹鋼材料制作，在口腔內(nèi)能夠耐腐蝕不生銹，作為舌肌壓力 傳感器的保護(hù)殼，防止傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)完全浸泡在口水之中。面罩11在受力墊13的位置 設(shè)有開(kāi)口，開(kāi)口上設(shè)置硅膠墊10,硅膠墊10與受力墊13固定連接。所述的硅膠墊10采用 無(wú)毒環(huán)保型硅膠材料制作，作為舌肌壓力傳感器與上顎的接觸面，能夠感應(yīng)來(lái)自吞咽時(shí)上 顎對(duì)下顎的作用力。
[0032] 所述的舌肌壓力傳感器其外殼尺寸為不大于直徑10_，不大于厚度3_，對(duì)應(yīng)的 量程為0-30KPa。為了達(dá)到最適用于臨床使用，控制其尺寸為直徑小于5mm，厚度小于2mm， 或者更小尺寸。
[0033] 所述的舌肌壓力傳感器制作完，壓阻應(yīng)變片的信號(hào)由電子導(dǎo)線引出，并在舌肌壓 力傳感器外層包覆一層耐高溫的防水薄膜，其能夠有效的防止口水入侵傳感器內(nèi)部。并在 引出電子導(dǎo)線的位置通過(guò)環(huán)保型耐高溫?zé)o毒膠水進(jìn)行密封。
[0034] 所述的舌肌壓力傳感器的壓力測(cè)量電路如圖4所述，采用經(jīng)典的惠更斯電橋電 路，并通過(guò)專用的儀表放大器進(jìn)行放大，最后得到便于單片機(jī)等微機(jī)測(cè)量的模擬電壓值。
[0035] 舌肌壓力傳感器的制作過(guò)程如下：首先將2個(gè)壓阻應(yīng)變片R1、R2粘貼在壓片梁12 的中梁1221兩端，并將壓阻應(yīng)變片的兩端用電子導(dǎo)線引出；干燥后將支撐架14粘貼在壓片 梁12的兩側(cè)梁1222上；將硅膠墊10粘貼在受力墊13上；將粘貼干燥后的受力墊13與硅 膠墊10粘貼在支撐架14上；將以上粘貼在一起的部件在干燥后粘貼在固定墊圈15上，最 后將面罩11粘貼在最外層。
[0036] 所述的舌肌壓力傳感器按照上述方法組裝完成后，用耐高溫的防水薄膜（如保鮮 薄膜）進(jìn)行封裝。防水薄膜的缺口置于電子導(dǎo)線出口處，使用膠水進(jìn)行最后的密封處理。
[0037] 本發(fā)明還提供一種具有舌肌壓力檢測(cè)的牙套模型，舌肌壓力傳感器封裝完成后埋 于醫(yī)用的樹(shù)脂里面做成一個(gè)牙套模型，牙套模型內(nèi)封裝的舌肌壓力傳感器可以1個(gè)或多 個(gè)。牙套可以方便患者固定在口腔內(nèi)的牙齒上，將引出的電子導(dǎo)線接到外部的檢測(cè)儀器上， 如圖4所述的檢測(cè)電路，即可得到所測(cè)的舌肌壓力值，在使用單片機(jī)等微機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集 即可。
[0038] 上述實(shí)施例僅是用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，而并非用作對(duì)本發(fā)明的限定。只要是依據(jù)本發(fā) 明的技術(shù)實(shí)質(zhì)，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、變型等都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種舌肌壓力傳感器，其特征在于，壓片梁的兩端分別設(shè)置壓阻應(yīng)變片，壓阻應(yīng)變片 上設(shè)置有受力墊，上顎對(duì)受力墊施力，受力墊驅(qū)動(dòng)壓片梁變形，一端的壓阻應(yīng)變片拉伸，另 一端的壓阻應(yīng)變片壓縮，并通過(guò)惠更斯電橋轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號(hào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的舌肌壓力傳感器，其特征在于，壓片梁包括環(huán)形梁、"3"型 梁，"3"型梁包括中梁與兩側(cè)等長(zhǎng)的側(cè)梁，中梁的長(zhǎng)度比側(cè)梁長(zhǎng)，中梁與環(huán)形梁連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的舌肌壓力傳感器，其特征在于，壓阻應(yīng)變片分別設(shè)置有中梁 的兩端，在中梁受力時(shí)，兩端的壓阻應(yīng)變片間隔的中心位置的受力為零，中梁設(shè)置壓阻應(yīng)變 片的兩端的受力方向相反。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的舌肌壓力傳感器，其特征在于，受力墊與壓片梁之間設(shè)置有 支撐架，支撐架的兩端分別與兩個(gè)側(cè)梁頂?shù)郑渭芪挥谥辛荷戏降墓靶螐澟c受力墊頂?shù)帧?br> 5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的舌肌壓力傳感器，其特征在于，支撐架與側(cè)梁接觸的位置所 在的直線與中梁垂直，并經(jīng)過(guò)兩端的壓阻應(yīng)變片間隔的中心位置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的舌肌壓力傳感器，其特征在于，環(huán)形梁下表面設(shè)置有固定墊 圈，固定墊圈的高度大于"3"型梁受力時(shí)向下移動(dòng)的行程。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的舌肌壓力傳感器，其特征在于，還包括面罩，面罩在受力墊的 位置設(shè)有開(kāi)口，開(kāi)口上設(shè)置硅膠墊，硅膠墊與受力墊固定連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的舌肌壓力傳感器，其特征在于，外層包覆防水薄膜，壓阻應(yīng)變 片的信號(hào)由電子導(dǎo)線引出，并在引出電子導(dǎo)線的位置通過(guò)膠水進(jìn)行密封。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的舌肌壓力傳感器，其特征在于，直徑不大于10mm，厚度不大于 3_，量程為 0-30KPa。
10. -種具有舌肌壓力檢測(cè)的牙套模型，其特征在于，埋設(shè)有至少一個(gè)舌肌壓力傳感 器。
【文檔編號(hào)】A61B5/22GK104188673SQ201410460824
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月11日
【發(fā)明者】馮勇建, 王少杰 申請(qǐng)人:廈門大學(xué)