CN112426134A - 一种口腔內舌肌应力检测与吞咽功能康复训练的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种口腔內舌肌应力检测与吞咽功能康复训练的装置，包括串口通讯模块、单片机控制模块、蓝牙模块、压力传感器、驱动模块电路、电源控制板模块、手机端和PC端数据处理与转换软件程序，1)应用精密压力传感器能够测量口腔舌咽功能的主要生理机能和舌肌应力。2)简易小巧便携即插即用，无需多余步骤，采用单片机进行数据分析和处理，可以利用驱动电路将测量参数传输到计算机进行大数据分析，有利于对患者的跟踪治疗。3)应用低功耗无辐射的蓝牙传输技术，可以把系统测量的数据实时无线传输到手机和其他移动设备，方便查看。

Description

一种口腔內舌肌应力检测与吞咽功能康复训练的装置
技术领域
本发明涉及医疗康复技术领域，具体是一种口腔內舌肌应力检测与吞咽功能康复训练的装置。
背景技术
人的吞咽动作是由多种感觉及运动神经共同支配的一种较为复杂的躯体反射活动，在中枢神经系统的调控下，协同运动完成一次有效的吞咽。人类正常的吞咽动作分成三个阶段，即食物入咽、食块通过咽部、食块通过食道。
帕金森病人因舌头障碍无法很好的进行交流，并且因为长期的不进行舌头活动，造成舌肌的退化，仅能通过输液维持生命，令人堪忧。
本发明研究一款运用压力传感器来检测与训练舌咽综合功能的一种装置，让患有老年痴呆症患者、中风患者、脑血管疾病患者和帕金森综合征患者进行舌肌的锻炼，以便更好地恢复语言沟通能力和进食能力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种口腔內舌肌应力检测与吞咽功能康复训练的装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种口腔內舌肌应力检测与吞咽功能康复训练的装置，包括串口通讯模块、单片机控制模块、蓝牙模块、压力传感器、驱动模块电路、电源控制板模块、手机端和PC端数据模块，所述电源控制板模块包括电源控制电路及内置电池，单片机控制模块分别连接驱动模块电路、电源控制板和串口通讯模块，串口通讯模块还连接PC端和蓝牙模块，驱动模块电路还连接压力传感器，电源控制板还连接蓝牙模块，蓝牙模块还连接手机端。
作为本发明的进一步方案：所述压力传感器采用压阻式传感器。
作为本发明的进一步方案：所述驱动模块电路包括芯片U1、电位器VR1、电阻R1和电阻R2，电阻R2的一端连接电位器VR1的一端和电源VCC，电阻R2的另一端连接传感器Sensor、电容C2和芯片U1的脚3，电位器VR1的滑动端连接芯片U1的脚2，芯片U1的脚1连接电阻R1和电阻R3，电阻R1的另一端连接电源VCC和指示灯DO-LED，电阻R4的另一端连接指示灯DO-LED的另一端，电容C2的另一端连接传感器Sensor的另一端、电位器VR1的另一端、芯片U1的脚4和接地端，芯片U1的脚8连接电容C1、电源VCC和指示灯PWR-LED，电容C1的另一端连接电阻R3和接地端，电阻R3的另一端连接指示灯PWR-LED的另一端。
作为本发明的进一步方案：所述电阻R3的阻值为10KΩ。
作为本发明的进一步方案：所述电源VCC为5V直流电。
作为本发明的进一步方案：所述芯片U1的型号为LM393。
作为本发明的进一步方案：所述单片机控制模块采用32位smt单片机。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1)应用精密压力传感器能够测量口腔舌咽功能的主要生理机能和舌肌应力。2)简易小巧便携即插即用，无需多余步骤，采用单片机进行数据分析和处理，可以利用驱动电路将测量参数传输到计算机进行大数据分析，有利于对患者的跟踪治疗。3)应用低功耗无辐射的蓝牙传输技术，可以把系统测量的数据实时无线传输到手机和其他移动设备，方便查看。
附图说明
图1是本发明的整体原理图。
图2是压力传感器驱动转换模块原理图。
图3是压力传感器对应的尺寸型号的压力F和电阻R的对应关系曲线图。
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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1和2，实施例1：本发明实施例中，一种口腔內舌肌应力检测与吞咽功能康复训练的装置，包括串口通讯模块、单片机控制模块、蓝牙模块、压力传感器、驱动模块电路、电源控制板模块、手机端和PC端，所述电源控制板模块包括电源控制电路及内置电池，单片机控制模块分别连接驱动模块电路、电源控制板和串口通讯模块，串口通讯模块还连接PC端和蓝牙模块，驱动模块电路还连接压力传感器，电源控制板还连接蓝牙模块，蓝牙模块还连接手机端。
压力传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基片上经扩散电阻而制成的器件。其基片可直接作为测量传感元件，扩散电阻在基片内接成电桥形式。当基片受到外力作用而产生形变时，各电阻值将发生变化，电桥就会产生相应的不平衡输出。用作压阻式传感器的基片(或称膜片)材料主要为硅片和锗片，硅片为敏感材料而制成的硅压阻传感器。
压力传感器及驱动模块电路包括芯片U1、电位器VR1、电阻R1和电阻R2，电阻R2的一端连接电位器VR1的一端和电源VCC，电阻R2的另一端连接传感器Sensor、电容C2和芯片U1的脚3，电位器VR1的滑动端连接芯片U1的脚2，芯片U1的脚1连接电阻R1和电阻R3，电阻R1的另一端连接电源VCC和指示灯DO-LED，电阻R4的另一端连接指示灯DO-LED的另一端，电容C2的另一端连接传感器Sensor的另一端、电位器VR1的另一端、芯片U1的脚4和接地端，芯片U1的脚8连接电容C1、电源VCC和指示灯PWR-LED，电容C1的另一端连接电阻R3和接地端，电阻R3的另一端连接指示灯PWR-LED的另一端。电阻R3的阻值为10KΩ。电源VCC为5V直流电。芯片U1的型号为LM393。单片机控制模块采用32位smt单片机，负责处理传感器的检测信号，并进行自动分析处理，可以直接驱动led显示屏显示测量数据，也可以通过蓝牙端口传输到手机移动设备，必须配合手机app应用程序。还可通过RS232通信数据接口传输数据到计算机进行分析处理，便于长期跟踪治疗。
实施例2：在实施例1的基础上，由图2可知，压阻式薄膜压力传感器(下文以FSR简称)是和一个R2电阻串联分压得到的AO引脚的输出电压。用欧姆定律可以得到，AO引脚的电压：
Vao＝VCC*Rsensor/(R2+Rsensor)
其中R2默认值是10K欧姆，VCC就是给电压转化模块输入的电压，一般是5V，所以只要知道Rsensor就可以对应Vao的输出了。
如图3中在100g压力时候，Rsensor的电阻是6.853K欧姆，那么我们得到Vao的输出电压值：
Vao＝5*6.853/(10+6.853)＝2.033伏；
再比如F1＝100g对应的电阻是R1，F2＝200g对应的电阻是R2，按照等比例原理可换算出130g等其他对应F值的电阻值。
实施例3，在实施例2的基础上，本发明选用蓝牙模块是遵循蓝牙V4.0标准的无线信号收发芯片，主要特性有：具有片内数字无线处理器DRP(DigitalRadioProcessor)、数控振荡器，片内射频收发开关切换，内置ARM7嵌入式处理器等。接收信号时，收发开关置为收状态，射频信号从天线接收后，经过蓝牙收发器直接传输到基带信号处理器。基带信号处理包括下变频和采样，采用零中频结构。数字信号存储在RAM(容量为32KB)中，供ARM7处理器调用和处理，ARM7将处理后的数据从编码接口输出到其他设备，信号发过程是信号收的逆过程，此外，还包括时钟和电源管理模块以及多个通用I/O口，供不同的外设使用。它的主机接口可以提供双工的通用串口，可以方便地和PC机的RS232通信，也可以和DSP的缓冲串口通信。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种口腔內舌肌应力检测与吞咽功能康复训练的装置，包括串口通讯模块、单片机控制模块、蓝牙模块、压力传感器、驱动模块电路、电源控制板模块、手机端和PC端数据模块，其特征在于，所述电源控制板模块包括电源控制电路及内置电池，单片机控制模块分别连接驱动模块电路、电源控制板和串口通讯模块，串口通讯模块还连接PC端和蓝牙模块，驱动模块电路还连接压力传感器，电源控制板还连接蓝牙模块，蓝牙模块还连接手机端。
2.根据权利要求1所述的一种口腔內舌肌应力检测与吞咽功能康复训练的装置，其特征在于，所述压力传感器采用压阻式传感器。
3.根据权利要求1所述的一种口腔內舌肌应力检测与吞咽功能康复训练的装置，其特征在于，所述驱动模块电路包括芯片U1、电位器VR1、电阻R1和电阻R2，电阻R2的一端连接电位器VR1的一端和电源VCC，电阻R2的另一端连接传感器Sensor、电容C2和芯片U1的脚3，电位器VR1的滑动端连接芯片U1的脚2，芯片U1的脚1连接电阻R1和电阻R3，电阻R1的另一端连接电源VCC和指示灯DO-LED，电阻R4的另一端连接指示灯DO-LED的另一端，电容C2的另一端连接传感器Sensor的另一端、电位器VR1的另一端、芯片U1的脚4和接地端，芯片U1的脚8连接电容C1、电源VCC和指示灯PWR-LED，电容C1的另一端连接电阻R3和接地端，电阻R3的另一端连接指示灯PWR-LED的另一端。
4.根据权利要求3所述的一种口腔內舌肌应力检测与吞咽功能康复训练的装置，其特征在于，所述电阻R3的阻值为10KΩ。
5.根据权利要求3所述的一种口腔內舌肌应力检测与吞咽功能康复训练的装置，其特征在于，所述电源VCC为5V直流电。
6.根据权利要求3所述的一种口腔內舌肌应力检测与吞咽功能康复训练的装置，其特征在于，所述芯片U1的型号为LM393。
7.根据权利要求3所述的一种口腔內舌肌应力检测与吞咽功能康复训练的装置，其特征在于，所述单片机控制模块采用32位smt单片机。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114112657A (zh) * 2021-10-28 2022-03-01 东南大学江北新区创新研究院 压电测试装置

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