CN104000667A

CN104000667A - 应力测试装置以及舌侧矫治测力装置

Info

Publication number: CN104000667A
Application number: CN201410136797.8A
Authority: CN
Inventors: 任超超; 白玉兴; 李晓玮
Original assignee: Beijing Stomatological Hospital
Current assignee: Beijing Stomatological Hospital
Priority date: 2014-04-04
Filing date: 2014-04-04
Publication date: 2014-08-27

Abstract

本发明公开了一种应力测试装置以及舌侧矫治测力装置，该应力测试装置包括：应力感应模块，具有多个电阻模块；电阻测试模块，与应力感应模块连接，用于采集多个电阻模块的电信号，并测量每个电阻模块的电阻值；应力确定模块，与电阻测试模块连接，用于根据电阻值，确定对应的应力。该舌侧矫治测力装置包括：舌侧矫治托槽、牙齿矫形弓丝以及上述应力测试装置，其中，舌侧矫治托槽粘接于牙齿的舌侧，并与牙齿矫形弓丝固定，应力测试装置的应力感应模块粘接于牙齿的唇侧。本发明实现了对舌侧矫治器的矫治力进行实时且精确的监测，为改进矫治方案、选择性能优良的牙齿矫形弓丝以及提高舌侧矫治技术的效能提供了可靠的依据。

Description

应力测试装置以及舌侧矫治测力装置

技术领域

本发明涉及牙齿正畸领域，具体来说，涉及一种应力测试装置以及舌侧矫治测力装置。

背景技术

随着成人正畸患者对矫治器的美观性要求越来越高，隐形矫治已经越来越多的被正畸医师所关注。为此出现了几种隐形的矫治技术，如陶瓷托槽矫治器、Invisalign矫治器、舌侧矫治器等，但既能做到真正隐形又能治疗各种错牙合畸形的矫治器只有舌侧矫治器。舌侧矫治技术始于上世纪70年代，在80年代曾风靡一时，但很快由于其复杂的操作、难于精确控制牙齿移动等问题被大多数临床医生所放弃。近十余年来，舌侧矫治技术的倡导者和先驱们通过大量的临床实践和探索已使舌侧矫治技术成为一种成熟、高效的固定矫治技术，同时也是口腔正畸临床领域中的一项热门技术。

然而，对于舌侧矫治技术来说，其舌侧矫治器粘接的精确程度、牙齿矫形弓丝的性能、矫治牙的移动方式和矫治力的大小都是直接且始终影响矫治效果的因素，然而目前正畸医师却只能凭借其临床的实践经验为患者进行舌侧矫治，而并没有一台专业的用于测量舌侧矫治器矫治力大小的装置，因此，基于此情况下，有必要研发出一种能够精确监测舌侧矫治器的矫治力的装置。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种应力测试装置以及舌侧矫治测力装置。

为实现本发明的上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种应力测试装置。

该应力测试装置包括：

应力感应模块，具有多个电阻模块，其中，每个电阻模块随应力的变化而产生电阻波动；

电阻测试模块，与应力感应模块连接，用于采集多个电阻模块的电信号，并根据该电信号，测量每个电阻模块的电阻值；

应力确定模块，与电阻测试模块连接，用于根据上述电阻值，确定多个电阻模块所对应的位置的应力。

此外，该应力测试装置还包括：信号传输模块，连接于应力感应模块和电阻测试模块之间，用于传输电阻模块的电信号。

另外，该应力测试装置还包括：电阻传输模块，连接于电阻测试模块和应力确定模块之间，用于传输电阻测试模块测试出的每个电阻模块的电阻值。

其中，应力感应模块包括MOSFET式应力传感芯片；并且，MOSFET式应力传感芯片的规格为2mm×2mm×30～40um。

其中，多个电阻模块包括单晶硅压敏电阻芯片；多个电阻模块分布于应力感应模块需要测试应力的位置处。

根据本发明的另一方面，提供了一种舌侧矫治测力装置，该舌侧矫治测力装置包括舌侧矫治托槽、牙齿矫形弓丝以及上述应力测试装置，其中，舌侧矫治托槽粘接于牙齿的舌侧，并与牙齿矫形弓丝固定，应力测试装置的应力感应模块粘接于牙齿的唇侧。

其中，舌侧矫治托槽通过玻璃离子粘接剂固定于牙齿舌侧，并且舌侧矫治托槽通过不锈钢丝和/或结扎圈与牙齿矫形弓丝固定。

其中，应力测试装置的应力感应模块通过环氧树脂胶固定于牙齿唇侧。

本发明通过将应力测试装置的应力感应模块直接粘接于牙齿的唇侧，而当牙齿舌侧的托槽在牙齿矫形弓丝的作用下对牙齿施加矫治力时，可以实时的监测出牙齿内部的应力变化，进而可以实时的得出应力所导致的电阻的波动变化，并根据电阻的波动变化确定应力的大小，而由于是直接作用于牙齿上的，因此，可以直接且实时的获取牙齿矫形弓丝对牙齿所施加的矫治力，从而实现了对舌侧矫治器的矫治力进行实时且精确的监测，为改进矫治方案、选择性能优良的牙齿矫形弓丝以及提高舌侧矫治技术的效能提供了可靠的依据。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的应力测试装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明的实施例，提供了一种应力测试装置。

如图1所示，根据本发明实施例的应力测试装置包括：

应力感应模块11，具有多个电阻模块，其中，每个电阻模块随应力的变化而产生电阻波动；

电阻测试模块12，与应力感应模块11连接，用于采集多个电阻模块的电信号，并根据该电信号，测量每个电阻模块的电阻值；

应力确定模块13，与电阻测试模块12连接，用于根据上述电阻值，确定多个电阻模块所对应的位置的应力。

此外，该应力测试装置还包括：信号传输模块（未示出），连接于应力感应模块11和电阻测试模块12之间，用于传输电阻模块的电信号。

另外，该应力测试装置还包括：电阻传输模块（未示出），连接于电阻测试模块12和应力确定模块13之间，用于传输电阻测试模块12测试出的每个电阻模块的电阻值。

根据本发明的实施例，还提供了一种舌侧矫治测力装置，该舌侧矫治测力装置包括舌侧矫治托槽、牙齿矫形弓丝以及上述应力测试装置，其中，舌侧矫治托槽粘接于牙齿的舌侧，并与牙齿矫形弓丝固定，应力测试装置的应力感应模块粘接于牙齿的唇侧。

为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体实例对本发明的上述技术方案进行详细说明。

在实际应用时，为了使单元的面积和性能完全兼容标准商业集成电路工艺、方便集成后的信号放大和处理电路，可以采用MOSFET式应力传感芯片作为应力感应模块，通过MOSFET式应力传感芯片实时的检测应力所导致的电阻波动，即可实现对应力的实时监控。由于实现了电元件的集成化，因此，可将MOSFET式应力传感器芯片的大小控制在2mm×2mm×30～40um。

而对于MOSFET式应力传感芯片的厚度的控制，还可以通过以下流程进行控制：

首选采用初始厚度为304um的MOSFET式应力传感芯片，之后先用w20磨料进行研磨至75um，再用w5的磨料研磨至40um，最后进行抛光（抛光研磨液磨料为50nm），最终使得芯片厚度约为35um。

而由于芯片的灵敏度和的厚度的平方成反比，因此，上述对芯片的大小的控制不仅满足了标准商业集成电路工艺的需求，同时还可以提高芯片的灵敏度，按上述减薄流程进行减薄后的芯片的灵敏度约提升75倍。

相应的，在实际应用时，电阻测试模块则可以选用数字源表来代替，通过数字源表根据MOSFET式应力传感芯片检测的电阻波动来确定对应的电阻值，同时也可以选用有源滤波处理电路对数字源表所确定的对应的电阻值进行相应的波形的输出，进而通过波形确定对应的应力。

而为了更好的保证电信号的传输，可以采用超薄柔性电路板作为信号传输模块，在实际应用时，超薄柔性电路板可使用Flip Chip（倒装芯片）的引线连接方式，将MOSFET式应力传感芯片上的信号结合点与柔性排线的信号结合点键合，同时，还可以将柔性排线镶嵌在柔性材料内部，以保证引线不会发生短路和断裂的情况。

相应的，为了更好的实现信号的传输，电阻传输模块则可以采用集成有I/V转换器、放大器等电路器件的电路测试板来实现电阻值的传输，以保证有源滤波处理电路能够更好的根据电阻值的变化输出相应的波形，进而通过波形来确定对应的应力。

而当应力感应模块为MOSFET式应力传感芯片、电阻测试模块为数字源表、应力确定模块为有源滤波处理电路、信号传输模块为超薄柔性电路板、电阻传输模块为集成有I/V转换器、放大器等电路器件的电路测试板时，上述应力测试装置在进行应力测试时的流程可以如下所示：

首先通过MOSFET式应力传感芯片上的多个测力单元（即电阻模块，优选为256个）检测需要进行测试的位置的压阻阻值的变化，然后由超薄柔性电路板将MOSFET式应力传感芯片的电信号引出，输入给数字源表进行电阻测量，再通过集成有I/V转换器、放大器等电路器件的电路测试板的选通、数据读出和保存，最后通过有源滤波处理电路根据读出的数据输出相应的波形，确定对应的应力。

而对于舌侧矫治测力装置来说，当牙齿舌侧的托槽在牙齿矫形弓丝的作用下对牙齿施加矫治力时，牙齿的内部也同样会产生微小的应力变动，由于应力测试装置的应力感应芯片（模块）是直接粘接于牙齿的唇侧，因此，当牙齿的内部产生对应的应力变化时，应力测试装置的应力感应芯片就可以实时的检测出该应力变化，进而产生对应的电阻波动，从而可以根据该电阻波动来确定对应的应力。

在实际应用时，为了尽可能的将牙齿的内部的应力变化传递到应力感应芯片上，保证应力感应芯片能够实时检测出牙齿所受到的应力，因此，在粘接应力感应芯片时，可以采用具有较高硬度和较大弹性模量的环氧树脂胶将应力感应芯片固定在牙齿的唇侧。

综上可见，借助于本发明的上述技术方案，通过将应力测试装置的应力感应模块直接粘接于牙齿的唇侧，而当牙齿舌侧的托槽在牙齿矫形弓丝的作用下对牙齿施加矫治力时，可以实时的监测出牙齿内部的应力变化，进而可以实时的得出应力所导致的电阻的波动变化，并根据电阻的波动变化确定应力的大小，而由于是直接作用于牙齿上的，因此，可以直接且实时的获取牙齿矫形弓丝对牙齿所施加的矫治力，从而实现了对舌侧矫治器的矫治力进行实时且精确的监测，为改进矫治方案、选择性能优良的牙齿矫形弓丝以及提高舌侧矫治技术的效能提供了可靠的依据。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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

1.一种应力测试装置，其特征在于，包括：

电阻测试模块，与所述应力感应模块连接，用于采集所述多个电阻模块的电信号，并根据所述电信号，测量每个电阻模块的电阻值；

应力确定模块，与所述电阻测试模块连接，用于根据所述电阻值，确定所述多个电阻模块所对应的位置的应力。

2.根据权利要求1所述的应力测试装置，其特征在于，进一步包括：

信号传输模块，连接于所述应力感应模块和所述电阻测试模块之间，用于传输所述电阻模块的电信号。

3.根据权利要求1所述的应力测试装置，其特征在于，进一步包括：

电阻传输模块，连接于所述电阻测试模块和所述应力确定模块之间，用于传输所述电阻测试模块测试出的每个电阻模块的电阻值。

4.根据权利要求1所述的应力测试装置，其特征在于，所述应力感应模块包括MOSFET式应力传感芯片。

5.根据权利要求4所述的应力测试装置，其特征在于，所述MOSFET式应力传感芯片的规格为2mm×2mm×30～40um。

6.根据权利要求4所述的应力测试装置，其特征在于，所述多个电阻模块包括单晶硅压敏电阻芯片。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的应力测试装置，其特征在于，所述多个电阻模块分布于所述应力感应模块需要测试应力的位置处。

8.一种舌侧矫治测力装置，其特征在于，包括舌侧矫治托槽、牙齿矫形弓丝以及权利要求1至7中任意一项所述的应力测试装置，其中，所述舌侧矫治托槽粘接于牙齿的舌侧，并与所述牙齿矫形弓丝固定，所述应力测试装置的应力感应模块粘接于牙齿的唇侧。

9.根据权利要求8所述的舌侧矫治测力装置，其特征在于，所述舌侧矫治托槽通过玻璃离子粘接剂固定于牙齿舌侧，并且所述舌侧矫治托槽通过不锈钢丝和/或结扎圈与牙齿矫形弓丝固定。

10.根据权利要求8所述的舌侧矫治测力装置，其特征在于，所述应力测试装置的应力感应模块通过环氧树脂胶固定于牙齿唇侧。