一种舌肌压力传感器及牙套模型的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种舌肌压力传感器，压片梁的两端分别设置压阻应变片，压阻应变片上设置有受力垫，上颚对受力垫施力，受力垫驱动压片梁变形，一端的压阻应变片拉伸，另一端的压阻应变片压缩，并通过惠更斯电桥转换成模拟电压信号。以及一种具有舌肌压力检测的牙套模型，埋设有至少一个舌肌压力传感器。本发明所述的舌肌压力传感器，采用压阻原理，通过梁的变形带动压阻应变片变形，通过惠更斯电桥转换成模拟电压信号以便单片机等微机读取。与现有技术相比，尺寸小巧，操作简单更适用于临床使用。
【专利说明】一种舌肌压力传感器及牙套模型
【技术领域】
[0001] 本发明涉及医疗设备，更具体地说，涉及一种舌肌压力传感器，以及一种具有舌肌 压力检测的牙套模型。
【背景技术】
[0002] 随着人口的老龄化，脑血管意外（脑卒中）患者的数量一直在增加，脑血管意外是 导致死亡和残疾的全球首要原因。根据调查，吞咽障碍是这些患者常见的并发症，其比例可 达37%-78%。吞咽障碍常可引起脱水、营养不良、吸入性肺炎、心理障碍等并发症，是导 致这些患者生存质量下降、病死率上升的重要因素。脑血管意外发生率取决于临床评估的 时间和诊断方法，但上述现象还没有引起临床医生的足够认识。因此，在临床上及时诊断、 科学评估吞咽障碍并给予患者正确的治疗至关重要。
[0003] 中国专利CN 102366325A提供一种使气囊在咽部准确定位，代替导尿管，避免患 者在治疗过程中因多次拔出导致的咽部粘膜损伤，并且还能够实时测量环咽肌压力，从而 进行准确扩张治疗的吞咽障碍压力测定治疗仪。该仪器提供的压力测定设备体积较大，操 作复杂，安装不方便，需要专业人员进行操作。
[0004] 中国专利CN 102764129A提供一种依据现代人体生理学、内镜诊断技术和现代电 子技术，通过小压力的清洁空气脉冲刺激喉部杓会厌襞或室带，结合电子内镜观察空气脉 冲引起室带内收情况来定量评价鼻咽癌患者的吞咽功能。该方法仅通过观察来评估吞咽障 碍，缺乏临床数据依据仅凭经验，而且操作复杂。
[0005] 上述两项专利申请提供的吞咽障碍检测方法都因为检测设备体积大，操作复杂等 不适用于临床的广泛使用。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种应用于检测吞咽时上下颚之间 相互作用力，以便医生在临床上能对吞咽障碍等疾病做出及时的科学评估与诊断的小型压 力传感器，以及一种具有舌肌压力检测的牙套模型。
[0007] 本发明的技术方案如下：
[0008] -种舌肌压力传感器，压片梁的两端分别设置压阻应变片，压阻应变片上设置有 受力垫，上颚对受力垫施力，受力垫驱动压片梁变形，一端的压阻应变片拉伸，另一端的压 阻应变片压缩，并通过惠更斯电桥转换成模拟电压信号。
[0009] 作为优选，压片梁包括环形梁、"彐"型梁，"彐"型梁包括中梁与两侧等长的侧梁， 中梁的长度比侧梁长，中梁与环形梁连接。
[0010] 作为优选，压阻应变片分别设置有中梁的两端，在中梁受力时，两端的压阻应变片 间隔的中心位置的受力为零，中梁设置压阻应变片的两端的受力方向相反。
[0011] 作为优选，受力垫与压片梁之间设置有支撑架，支撑架的两端分别与两个侧梁顶 抵，支撑架位于中梁上方的拱形弯与受力垫顶抵。
[0012] 作为优选，支撑架与侧梁接触的位置所在的直线与中梁垂直，并经过两端的压阻 应变片间隔的中心位置。
[0013] 作为优选，环形梁下表面设置有固定垫圈，固定垫圈的高度大于"3"型梁受力时 向下移动的行程。
[0014] 作为优选，还包括面罩，面罩在受力垫的位置设有开口，开口上设置娃胶垫，娃胶 垫与受力垫固定连接。
[0015] 作为优选，外层包覆防水薄膜，压阻应变片的信号由电子导线引出，并在引出电子 导线的位置通过胶水进行密封。
[0016] 作为优选，直径不大于10mm，厚度不大于3mm，量程为0_30KPa。
[0017] 一种具有舌肌压力检测的牙套模型，埋设有至少一个舌肌压力传感器。
[0018] 本发明的有益效果如下：
[0019] 本发明所述的舌肌压力传感器，采用压阻原理，通过梁的变形带动压阻应变片变 形，通过惠更斯电桥转换成模拟电压信号以便单片机等微机读取。与现有技术相比，尺寸小 巧，操作简单更适用于临床使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 图1是本发明的立体图；
[0021] 图2是本发明的内部结构图；
[0022] 图3是本发明的剖视图；
[0023] 图4是本发明的测量电路图；
[0024] 图中：10是硅胶垫，11是面罩，12是压片梁，121是环形梁，122是"彐"型梁，1221 是中梁，1222是侧梁，13是受力垫，14是支撑架，15是固定垫圈，Rl、R2是压阻应变片。
【具体实施方式】
[0025] 以下结合附图及实施例对本发明进行进一步的详细说明。
[0026] 如图1、图2、图3所示，本发明所述的舌肌压力传感器包括：硅胶垫10、面罩11、压 片梁12、受力垫13、支撑架14、固定垫圈15、压阻应变片。
[0027] 压片梁12的两端分别设置压阻应变片，压阻应变片上设置有受力垫13,上颚对受 力垫13施力，受力垫13驱动压片梁12变形，一端的压阻应变片拉伸，另一端的压阻应变片 压缩，并通过惠更斯电桥转换成模拟电压信号。所述的压阻应变片作为舌肌压力传感器的 敏感受力元件包括压阻应变片R1、压阻应变片R2构成。当受到压力作用后，压阻应变片R1 外形拉伸，压阻应变片R2外形压缩，依据相应的压阻应变片原理可知，R1阻值增加，R2阻值 减少。所述的受力垫13采用不锈钢材料制作，在口腔内能够耐腐蚀不生锈，作为舌肌压力 传感器的受力面。计算口腔吞咽的压强P = F/S，面积S即取此部分面积，并进行相应的换 算。
[0028] 压片梁12包括环形梁121、"彐"型梁122，"彐"型梁122包括中梁1221与两侧 等长的侧梁1222,中梁1221的长度比侧梁1222长，中梁1221与环形梁121连接。压阻应 变片分别设置有中梁1221的两端，通过有限元ANSYS分析，在中梁1221受力时，两端的压 阻应变片间隔的中心位置的受力为零或者几乎为零（受力为零是理论值，在实际实施时， 由于各种因素的限制，本发明的结构能够实现其接近零。），中梁1221设置压阻应变片的两 端的受力方向相反。该中心位置的中间臂的受力几乎为零，其两侧的受力方向相反。
[0029] 受力垫13与压片梁12之间设置有支撑架14,支撑架14的两端分别与两个侧梁 1222顶抵，支撑架14位于中梁1221上方的拱形弯与受力垫13顶抵。支撑架14与侧梁 1222接触的位置所在的直线与中梁1221垂直，并经过两端的压阻应变片间隔的中心位置。 所述的支撑架14采用不锈钢材料制作，在口腔内能够耐腐蚀不生锈，作为舌肌压力传感器 中作用力在受力垫13与压片梁12之间的传递构件。
[0030] 环形梁121下表面设置有固定垫圈15,固定垫圈15的高度大于"彐"型梁122受 力时向下移动的行程。所述的固定垫圈15采用不锈钢材料制作，在口腔内能够耐腐蚀不生 锈，作为舌肌压力传感器中压片梁12的支撑固件，能够为压片梁12提供相应的变形空间。
[0031] 舌肌压力传感器设置有面罩11，包覆压片梁12、受力垫13、支撑架14、固定垫圈 15、压阻应变片。面罩11采用不锈钢材料制作，在口腔内能够耐腐蚀不生锈，作为舌肌压力 传感器的保护壳，防止传感器内部结构完全浸泡在口水之中。面罩11在受力垫13的位置 设有开口，开口上设置硅胶垫10,硅胶垫10与受力垫13固定连接。所述的硅胶垫10采用 无毒环保型硅胶材料制作，作为舌肌压力传感器与上颚的接触面，能够感应来自吞咽时上 颚对下颚的作用力。
[0032] 所述的舌肌压力传感器其外壳尺寸为不大于直径10_，不大于厚度3_，对应的 量程为0-30KPa。为了达到最适用于临床使用，控制其尺寸为直径小于5mm，厚度小于2mm， 或者更小尺寸。
[0033] 所述的舌肌压力传感器制作完，压阻应变片的信号由电子导线引出，并在舌肌压 力传感器外层包覆一层耐高温的防水薄膜，其能够有效的防止口水入侵传感器内部。并在 引出电子导线的位置通过环保型耐高温无毒胶水进行密封。
[0034] 所述的舌肌压力传感器的压力测量电路如图4所述，采用经典的惠更斯电桥电 路，并通过专用的仪表放大器进行放大，最后得到便于单片机等微机测量的模拟电压值。
[0035] 舌肌压力传感器的制作过程如下：首先将2个压阻应变片R1、R2粘贴在压片梁12 的中梁1221两端，并将压阻应变片的两端用电子导线引出；干燥后将支撑架14粘贴在压片 梁12的两侧梁1222上；将硅胶垫10粘贴在受力垫13上；将粘贴干燥后的受力垫13与硅 胶垫10粘贴在支撑架14上；将以上粘贴在一起的部件在干燥后粘贴在固定垫圈15上，最 后将面罩11粘贴在最外层。
[0036] 所述的舌肌压力传感器按照上述方法组装完成后，用耐高温的防水薄膜（如保鲜 薄膜）进行封装。防水薄膜的缺口置于电子导线出口处，使用胶水进行最后的密封处理。
[0037] 本发明还提供一种具有舌肌压力检测的牙套模型，舌肌压力传感器封装完成后埋 于医用的树脂里面做成一个牙套模型，牙套模型内封装的舌肌压力传感器可以1个或多 个。牙套可以方便患者固定在口腔内的牙齿上，将引出的电子导线接到外部的检测仪器上， 如图4所述的检测电路，即可得到所测的舌肌压力值，在使用单片机等微机进行数据采集 即可。
[0038] 上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定。只要是依据本发 明的技术实质，对上述实施例进行变化、变型等都将落在本发明的权利要求的范围内。
【权利要求】
1. 一种舌肌压力传感器，其特征在于，压片梁的两端分别设置压阻应变片，压阻应变片 上设置有受力垫，上颚对受力垫施力，受力垫驱动压片梁变形，一端的压阻应变片拉伸，另 一端的压阻应变片压缩，并通过惠更斯电桥转换成模拟电压信号。
2. 根据权利要求1所述的舌肌压力传感器，其特征在于，压片梁包括环形梁、"3"型 梁，"3"型梁包括中梁与两侧等长的侧梁，中梁的长度比侧梁长，中梁与环形梁连接。
3. 根据权利要求2所述的舌肌压力传感器，其特征在于，压阻应变片分别设置有中梁 的两端，在中梁受力时，两端的压阻应变片间隔的中心位置的受力为零，中梁设置压阻应变 片的两端的受力方向相反。
4. 根据权利要求3所述的舌肌压力传感器，其特征在于，受力垫与压片梁之间设置有 支撑架，支撑架的两端分别与两个侧梁顶抵，支撑架位于中梁上方的拱形弯与受力垫顶抵。
5. 根据权利要求4所述的舌肌压力传感器，其特征在于，支撑架与侧梁接触的位置所 在的直线与中梁垂直，并经过两端的压阻应变片间隔的中心位置。
6. 根据权利要求5所述的舌肌压力传感器，其特征在于，环形梁下表面设置有固定垫 圈，固定垫圈的高度大于"3"型梁受力时向下移动的行程。
7. 根据权利要求6所述的舌肌压力传感器，其特征在于，还包括面罩，面罩在受力垫的 位置设有开口，开口上设置硅胶垫，硅胶垫与受力垫固定连接。
8. 根据权利要求7所述的舌肌压力传感器，其特征在于，外层包覆防水薄膜，压阻应变 片的信号由电子导线引出，并在引出电子导线的位置通过胶水进行密封。
9. 根据权利要求1所述的舌肌压力传感器，其特征在于，直径不大于10mm，厚度不大于 3_，量程为 0-30KPa。
10. -种具有舌肌压力检测的牙套模型，其特征在于，埋设有至少一个舌肌压力传感 器。
【文档编号】A61B5/22GK104188673SQ201410460824
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月11日 优先权日:2014年9月11日
【发明者】冯勇建, 王少杰 申请人:厦门大学