CN105686838A - 一种咬合力测量仪及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种咬合力测量仪，包括咬合模具，所述咬合模具包括本体、测量端，所述测量端包括两个对称设置的悬臂支架，至少一个悬臂支架上设置有传感器芯片，所述传感器芯片连接传感器，所述传感器连接至显示器终端；在所述测量端的一侧设置有半球形凸面的咬合部，在所述测量端上设置有沿着所述测量端的方向以预定的距离与所述咬合部相对于所述本体的一端间隔开的凹槽。

Description

一种咬合力测量仪及系统

技术领域

本发明涉及咬合力测量领域，具体地，涉及一种咬合力测量仪和一种咬合测量系统。

背景技术

咬合力是反映咀嚼系统健康状况的重要标志之一，对其定量测量研究一直是口腔医学和生物医学的热点问题。由于人体下颌运动系统为杠杆结构：在咬合过程中，颞颌关节为支点、升颌肌在下颌支附着处为力点、咬合处为重点，故而在咬合时，单薄的前牙受力小、靠近支点的磨牙受力大、整个下颌骨的力学分布随牙列位置的变化呈现出渐变的特征。咬合力的测量若无法定位精准、或受临近牙齿干扰，则会失之毫厘，谬以千里。然而目前比较常用的咬合力测量恰恰在定位精准方面存在各种不足之处。

现有技术中，如已知专利CN204379289U公开的一种咬合力测量仪，其包括咬合模具，咬合模具的前端设置有平行平板悬架梁结构的测量端，测量端包括两个对称设置的悬臂支架，悬臂支架上设置有标定刻线，其中一个悬臂支架上设置有传感器芯片，传感器芯片连接传感器，传感器连接终端显示器。使用过程中，其无法精准定位测量的不足之处如下：首先，平板式的悬臂支架结构不符合正常人牙列的解剖生理，无法避开邻牙。如图1所示的下颌恒牙，正常牙列中，各牙紧密相接，其中并无缝隙，上下牙闭合时，所有牙齿共同发力，形成封闭的咬合平面(其中包括对称的中切牙、侧切牙、尖牙、第一前磨牙、第二前磨牙、第一磨牙、第二磨牙和第三磨牙)。这样，在使用平板支架测量时，往往无法准确测量其中某个牙齿(临近牙齿往往会同时在咬合板这个平面上施力)，导致测量值反映的是某个区域的咬合力，测量结果特异性差。如果改用曲面设计，则可以避免邻牙的接触，提高准确性。其次，普通的直线刻度标线并无法保证测量位置的统一。如图1所示，生理性牙列的双侧牙齿从尖牙(第三颗)往后，都有牙尖。如图2所示，牙齿自身组成不仅有不可忽视的厚度、宽度，还有4个牙尖(图2中分别从两个角度展示出在图片下侧的4个牙尖，分别为远中颊尖、近中颊尖、近中舌尖和远中舌尖)。普通直线标记即便是置于某个牙尖下也极为容易滑动。另外口腔是一个前开后合的密闭空间，实际测量中，实施者将咬合板伸入受试者口腔后方的磨牙区域(图1中的第一磨牙、第二磨牙和第三磨牙)时，受唇颊部及舌组织阻挡，往往难以在直视下观察磨牙对应的咬合位置是否在标记处；即便能够在直视下放置，在嘱受试者咬合测力时，受试者发力时肌肉牵动、上下唇趋于闭合，这些都会再次阻碍测试者的观察，或导致咬合测试板再次移位。以上种种原因导致定位不准确，实际难以保证测量的可靠性和可重复性。

再次，咬合力测量仪折角的位置为直角设计，较为锋利，其金属器械尖锐的角部容易对测量者的口腔黏膜造成伤害。

发明内容

实现本发明目的的技术解决方案为：一种咬合力测量仪，包括咬合模具，所述咬合模具包括本体、测量端，所述测量端包括两个对称设置的悬臂支架，至少一个悬臂支架上设置有传感器芯片，所述传感器芯片连接传感器，所述传感器连接至显示器终端；在所述测量端的一侧设置有半球形凸面的咬合部，在所述测量端上设置有沿着所述测量端的方向以预定的距离与所述咬合部相对于所述本体的一端间隔开的凹槽。

进一步地，所述咬合部的宽度为10mm。

进一步地，所述凹槽具有与磨牙牙尖相契合的解剖学结构，能够使磨牙在咬合发力时“咬住”测量板(上下牙尖卡于凹槽内)，凹槽沿着测量端方向的尺寸为3mm，所述凹槽沿着与测量端垂直的方向的尺寸小于所述咬合部的宽度，所述预定的距离为凹槽的中部与所述咬合部相对于所述本体的一端的距离，该距离为5mm。

进一步地，所述主体和所述测量端之间设置有过渡部，所述过渡部为弧面状。

进一步地，所述传感器芯片设置所述悬臂支架的内侧面。

进一步地，所述本体在远离所述咬合力的一端设置有容纳所述传感器的传感器容纳腔。

进一步地，所述传感器为电阻应变式传感器，所述传感器芯片为电阻应变片。

实现本发明另一目的的技术解决方案为：一种咬合力测量系统，包括上述的咬合力测量仪，还包括控制系统，在咬合部施加的咬合力形成的悬臂支架形变量被传感器芯片所感测，传感器将形变量转换成电信号传输至控制系统，所述电信号通过控制信号后以终端显示器能够显示的形式在终端显示器中显示。

进一步地，所述控制系统包括模/数转换放大器、AVR处理器，通过传感器芯片从咬合力测量仪所测的咬合力电信号通过模/数转换放大器转换后的数字电信号通过数据转输线送到所述AVR处理器中，所述AVR处理器将数字电信号经过公式换算测得所得咬合力的大小，并在终端显示器显示。

本方案的有益效果为：

(1)为了防止邻近的上下牙同时咬在咬合部上，从而限制咬合部的宽度，并使咬合部的宽度不大于10mm。同时，进一步地优化现有技术中咬合部的形状，将咬合部3被设置为半球形凸面，从而更容易接触到要测量的一对牙齿，也更容易避免临牙在咬合时的干扰。

(2)本发明中牙生理性凹槽符合磨牙生理解剖特征，其特殊结构能使磨牙在咬合发力时“咬住”测量板(上下牙尖卡于凹槽内)，故而不易移位，既方便测量时的放置、定位，也不易在上下牙使力时滑动，提高测量的准确性。槽型的定位标记较之直线型标记，同样都具有校准仪器的作用，但在测量时的准确性上，具有了更大的优势。为了进一步保证定位的准确性，凹槽的尺寸与凹槽至咬合部的距离也需进一步严格确定，使得凹槽沿着测量端延伸的尺寸优选为3mm，凹槽沿咬合部延伸的中部距离与咬合部的最右端的距离为优选为5mm。

(3)为了避免金属器械尖锐的角度对测量者的口腔黏膜造成伤害，将过渡部设置为圆弧设计。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1示出了人类的生理性牙列的示意图；

图2示出了右侧上颌第一磨牙颊面、第一磨牙舌面的示意图；

图3为咬合力测量仪的结构示意图；

图4为咬合力测量仪的俯视图；

图5为咬合力测量仪在图4中A-A方向的剖视图；

图6为咬合力测量系统的结构连接图。

结合附图，本发明实施例中附图标记如下：

1、咬合模具；2、测量端；3、咬合部；4、凹槽；5、过渡部；6、第一通孔；7、传感器芯片；8、第二通孔；9、传感器容纳腔；10、终端显示器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图3-6所示，咬合力测量仪具有主体1、测量端2以及在主体1和测量端2之间的过渡部5。测量端2为U形悬梁壁结构，测量端2包括两个对称设置的悬臂支架21，至少一个悬臂支架21上设置有传感器芯片7。在主体1左侧内部设置有传感器容纳腔9，传感器容纳腔9设置有传感器。在主体1的右侧则设置有类似椭圆形的通孔。此外，测量端2的一端设置有咬合部3。具体地，该咬合部3具有优选的宽度，咬合部3的最大宽度为10mm。平行的咬合部3如果太宽，如果需要测量某一个点的咬合力值，受试者一咬往往就有邻近上下的牙齿同时咬合上咬合部，这样会导致测量无法很精确，测出来的结果通常是附近几个牙齿产生的共同咬力。因此，经过研究试验和模拟计算，得出咬合部最大宽度为10mm。此外，为了保证测量定位的精确性。由于材料和受力强度的局限，咬合板的变窄还是存在一定限度的。当测量一对上下牙齿参与咬合时，临牙由于位置邻近的关系，也非常容易咬到平面的测量端的咬合部上。因此，该咬合部3被设置为半球形凸面，从而更容易接触到要测量的一对牙齿，也更容易避免临牙在咬合时的干扰。

另外，为了使更精确地定位牙齿咬合的位置，在靠近咬合部的位置设置有凹槽4，在测量时，例如将固定磨牙的近中颊尖(其中一个牙尖)为标准，测量时将牙尖咬到凹槽4内，这样就保证了定位的准确性。因此凹槽4的存在能够使得咬合力的测量更加精确。具体地，凹槽4与咬合部3的距离也会影响咬合力值测量的精确性，凹槽4与咬合部3的距离过大过小都会导致牙尖无法准确地落入凹槽4内。优选地，凹槽4的沿着咬合部3延伸的尺寸优选为3mm，而凹槽4沿咬合部3延伸的中部距离咬合部的最右端的距离为优选为5mm。更具体地，凹槽4沿着与测量端2垂直的方向的尺寸小于咬合部3的宽度。

进一步地，过渡部5为弧面设计，从而避免了金属器械尖锐的角度对测量者的口腔黏膜造成伤害。进一步地，主体1的侧部(即传感器容纳腔的外侧)设置有第一通孔6，传感器容纳腔9的连接线可以通过该第一通孔6并与终端显示器11连接。进一步地，在传感器容纳腔9和类椭圆形通孔之间设置有第二通孔8，从而使设置在传感器容纳腔内的传感器可以与设置在悬臂支架21内侧的传感器芯片7连接，从而使传感器芯片7、传感器、终端显示器11实现连接。进一步地，传感器芯片7所感测的信号必须经过控制系统10才能最终在终端显示器11显示出来。具体地，传感器为电阻应变式传感器，传感器所感测的信号经控制系统10后，在终端显示器11以数字量或图片的形式表示与咬合力有关的信息。再具体地，传感器芯片7为电阻应变片。再具体地，控制系统10包括模/数转换放大器、AVR处理器。

在测量过程中，受试者的上下牙对测量端2上下两个对称的悬臂支架21的咬合部进行咬合3，在咬合过程中，使牙尖准确落入凹槽中，实现咬合定位，之后牙齿在咬合部上施加的垂直的压力使得测量端的悬臂支架21产生一定范围的形变，设置在悬臂支架21内侧的传感器芯片7(即电阻应变片)通过测量悬臂支架21所产生的变形量，传感器将变形量以电信号通过高精度的模/数转换放大器进行转换，转换后的数字电信号通过数据转输线送到AVR处理器中，AVR处理器将数字电信号经过公式换算从而测得所得咬合力的大小，并通过终端显示器11显示出来。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种咬合力测量仪，包括咬合模具，所述咬合模具包括本体、测量端，所述测量端包括两个对称设置的悬臂支架，至少一个悬臂支架上设置有传感器芯片，所述传感器芯片连接传感器，所述传感器连接至显示器终端；其特征在于，在所述测量端的一侧设置有半球形凸面的咬合部，在所述测量端上设置有沿着所述测量端的方向以预定的距离与所述咬合部相对于所述本体的一端间隔开的凹槽。

2.根据权利要求1所述的咬合力测量仪，其特征在于，所述咬合部的宽度为10mm。

3.根据权利要求1所述的咬合力测量仪，其特征在于，所述凹槽具有与磨牙牙尖相契合的解剖学结构，能够使磨牙在咬合发力时咬住测量板，并使上下牙尖卡于凹槽内，所述凹槽沿着测量端方向的尺寸为3mm，所述凹槽沿着与测量端垂直的方向的尺寸小于所述咬合部的宽度，所述预定的距离为凹槽的中部与所述咬合部相对于所述本体的一端的距离，该距离为5mm。

4.根据权利要求1所述的咬合力测量仪，其特征在于，所述主体和所述测量端之间设置有过渡部，所述过渡部为弧面状。

5.根据权利要求1所述的咬合力测量仪，其特征在于，所述传感器芯片设置所述悬臂支架的内侧面。

6.根据权利要求1所述的咬合力测量仪，其特征在于，所述本体在远离所述咬合力的一端设置有容纳所述传感器的传感器容纳腔。

7.根据权利要求1所述的咬合力测量仪，其特征在于，所述传感器为电阻应变式传感器，所述传感器芯片为电阻应变片。

8.一种咬合力测量系统，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的咬合力测量仪，还包括控制系统，在咬合部施加的咬合力形成的悬臂支架形变量被传感器芯片所感测，传感器将形变量转换成电信号传输至控制系统，所述电信号通过控制信号后以终端显示器能够显示的形式在终端显示器中显示。

9.根据权利要求8所述的咬合力测量系统，所述控制系统包括模/数转换放大器、AVR处理器，通过传感器芯片从咬合力测量仪所测的咬合力电信号通过模/数转换放大器转换后的数字电信号通过数据转输线送到所述AVR处理器中，所述AVR处理器将数字电信号经过公式换算测得所得咬合力的大小，并在终端显示器显示。