CN113812951A - 一种阵列式柔性舌压采集系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阵列式柔性舌压采集系统，阵列式柔性舌压传感器用于采用阵列式柔性测压薄膜采集表征患者多点舌肌压力的信号；信号调理电路用于将阵列式柔性舌压传感器采集到的表征患者多点舌肌压力的信号转换成对应的患者多点舌肌压力信号，并将患者多点舌肌压力信号发送至智能终端；智能终端用于将接收到的患者多点舌肌压力信号以图表方式显示给患者和医护人员，根据患者多点舌肌压力信号及特征模式，对患者的吞咽功能进行评估并进行信息显示，并基于患者多点舌肌压力信号及评估结果，采用虚拟游戏方式对患者进行舌压抗阻虚拟训练，实现吞咽障碍的康复。本发明可同时检测多点舌肌压力；通过充气结构实现患者上腭与传感器的紧密贴合。
Description
技术领域
本发明涉及康复医学技术领域，具体涉及一种阵列式柔性舌压采集系统。
背景技术
吞咽功能障碍是中枢(脑卒中)和外周等疾病脑梗死脑卒中患者常见的并发症之一，可伴有舌运动不灵活、导致发音含糊不清、费力，可引起误吸导致肺感染、营养不良、水电解质平衡失调等并发症，严重地影响脑梗死患者的预后。脑梗死康复是降低致残率最有效的方法。目前脑梗死脑卒中后吞咽障碍患者进行吞咽康复训练已经广泛运用于临床，并取得较好的临床疗效。可见吞咽障碍的康复治疗在脑卒中的康复中至关重要，对缩短病程、减轻患者及家庭社会的负担、提高患者的生存质量、降低死亡率等方面都有显著的影响。
国外有研究表明，测定的舌压力与舌的随意运动以及进食时咳嗽的发生率密切相关，它对舌压力测定对床旁的吞咽功能的评估是非常有用的。同时，基于舌体压力对患者进行针对性的舌压抗阻反馈训练，通过舌压测定器仪的压力数据变化，视觉反馈让患者更容易体会吞咽动作的要领。适用于脑卒中、鼻咽癌放射治疗后、舌癌术后后舌部肌肉力量及协调不足。
发明内容
有鉴于此，为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出一种阵列式柔性舌压采集系统，通过阵列式柔性舌压传感器，可同时检测多点舌肌压力，并将其通过HMI界面显示，同时基于该信号信息对患者进行吞咽障碍功能评估和对患者进行吞咽抗阻训练。
本发明通过以下技术手段解决上述问题：
一种阵列式柔性舌压采集系统，包括：
阵列式柔性舌压传感器，用于采用阵列式柔性测压薄膜采集表征患者多点舌肌压力的信号；
信号调理电路，用于将阵列式柔性舌压传感器采集到的表征患者多点舌肌压力的信号转换成对应的患者多点舌肌压力信号，并将患者多点舌肌压力信号发送至智能终端；
智能终端，用于将接收到的患者多点舌肌压力信号以图表方式显示给患者和医护人员，根据患者多点舌肌压力信号及特征模式，对患者的吞咽功能进行评估并进行信息显示，并基于患者多点舌肌压力信号及评估结果，采用虚拟游戏方式对患者进行舌压抗阻虚拟训练，实现吞咽障碍的康复。
进一步地，所述信号调理电路包括主控板、开关按钮、可充电电池、电源指示灯、压力测量模块和通信模块；
所述主控板分别与开关按钮、可充电电池、电源指示灯、压力测量模块和通信模块电连接；
所述压力测量模块与阵列式柔性舌压传感器连接；
所述通信模块与智能终端连接。
进一步地，所述阵列式柔性舌压传感器包括舌压传感器本体；
所述舌压传感器本体包括从上到下依次设置的上部柔性硅胶结构、阵列式柔性测压薄膜和下部柔性硅胶结构；
所述上部柔性硅胶结构、阵列式柔性测压薄膜和下部柔性硅胶结构的结合处通过舌压传感器外部包胶层进行密封处理；
所述上部柔性硅胶结构上表面前部设置有上部硅胶件球状凸起；
所述下部柔性硅胶结构下表面前部设置有下部硅胶件球状凸起；
所述阵列式柔性测压薄膜上设置有呈阵列式分布的压力感应点。
进一步地，所述上部硅胶件球状凸起和下部硅胶件球状凸起采用柱状结构，所述柱状结构顶部为球面轮廓；所述上部柔性硅胶结构上表面中部设置有上部齿槽；所述下部柔性硅胶结构下表面中部设置有下部齿槽。
进一步地，所述阵列式柔性舌压传感器还包括隔离套和充气球囊，所述隔离套包裹于舌压传感器本体，所述充气球囊与隔离套通过管道连接。
进一步地，所述阵列式柔性舌压传感器还包括手柄和充气装置；
所述充气装置包括可充气胶腔体、管道和充气球囊；可充气胶腔体和充气球囊通过管道连接；
所述手柄包括从下到上依次设置的底层腔体、中层固定块和上层盖板；
所述底层腔体用于放置信号调理电路；
所述中层固定块中间贯穿设置有卡槽，所述卡槽用于固定充气装置的管道；
所述底层腔体与中层固定块固定连接；
所述中层固定块的一侧与上层盖板的一侧转动连接，所述中层固定块的另一侧与上层盖板的另一侧扣接；
所述底层腔体前端设置有前端卡扣；
所述前端卡扣中间设置有穿孔，所述穿孔用于舌压传感器本体的后部穿过并卡紧固定；
所述前端卡扣上面设置有卡口，所述卡口用于固定充气装置的管道。
进一步地，所述阵列式柔性舌压传感器还包括隔离套，所述隔离套包裹于舌压传感器本体和可充气胶腔体。
进一步地，所述可充气胶腔体的下部设置有开口，所述开口用于套裹于舌压传感器本体。
进一步地，所述管道包括硬管和软管，可充气胶腔体和硬管的一端连接，硬管的另一端和软管的一端连接，软管的另一端和充气球囊连接。
进一步地，所述管道上设置有分支管道和管盖，管盖和分支管道扣接。
与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：
1)、阵列式柔性测压薄膜：由于人体上腭和舌面同为曲面结构，为了保证传感器能够完全贴合使用者的上腭或者舌面，同时保证舌压检测的准确性，传感器具有足够的柔性，同时传感器对弯曲敏感度较低。
2)、柔性传力结构设计：保证将上腭腭与舌之间的接触力传递至测压薄膜时，仅传递上腭与舌之间的法向力，切向力不对测压薄膜产生影响；且各测压点之间耦合度较低。
3)、传感器进入人体口腔后，能与人体口腔进行隔离，同时为避免人体唾液进入传感器对传感器进行密封保护措施。
4)、对于上腭腭缺失的病人，为实现上腭腭与传感器的紧密贴合，采用可充气结构，通过手持式充气球囊在可充气结构内部充气实现患者上腭腭与传感器的紧密贴合。
5)充气球囊还可以对舌无力的患者起到加压且填充舌与上腭空隙的作用。
6)、可实现采集患者多点舌肌压力数据，经过信号调理电路处理后将其传输给智能终端，智能终端将舌压信号展示给患者和医护人员，并通过虚拟游戏将其展示给患者对其进行舌压抗阻训练。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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是本发明阵列式柔性舌压采集系统的原理图；
图2是本发明实施例1中舌压传感器本体的结构图；
图3是本发明实施例1中舌压传感器本体的内部结构图；
图4是本发明实施例1中阵列式柔性测压薄膜测压点布置形式图；
图5是本发明实施例1的阵列式柔性舌压传感器的结构图；
图6是本发明实施例2的阵列式柔性舌压传感器的结构图；
图7是本发明实施例2中手柄的结构图；
图8是本发明实施例3的阵列式柔性舌压传感器的结构图；
附图标记说明：
1、舌压传感器本体；11、上部柔性硅胶结构；111、上部硅胶件球状凸起；112、上部齿槽；12、阵列式柔性测压薄膜；121、压力感应点；13、下部柔性硅胶结构；131、下部硅胶件球状凸起；132、下部齿槽；14、舌压传感器外部包胶层；2、手柄；21、底层腔体；211、前端卡扣；2111、穿孔；2112、卡口；22、中层固定块；221、卡槽；23、上层盖板；231、凸条；3、充气装置；31、可充气胶腔体；32、管道；321、硬管；322、软管；3221、分支管道；3222、管盖；33、充气球囊；4、隔离套。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合附图和具体的实施例对本发明的技术方案进行详细说明。需要指出的是，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。
实施例1
如图1所示，本发明提供一种阵列式柔性舌压采集系统，包括阵列式柔性舌压传感器、信号调理电路和智能终端。
所述阵列式柔性舌压传感器用于采用阵列式柔性测压薄膜采集表征患者多点舌肌压力的信号。
所述信号调理电路用于将阵列式柔性舌压传感器采集到的表征患者多点舌肌压力的信号转换成对应的患者多点舌肌压力信号，并将患者多点舌肌压力信号发送至智能终端。
所述智能终端用于将接收到的患者多点舌肌压力信号以图表方式显示给患者和医护人员，根据患者多点舌肌压力信号及特征模式，对患者的吞咽功能进行评估并进行信息显示，并基于患者多点舌肌压力信号及评估结果，采用虚拟游戏方式对患者进行舌压抗阻虚拟训练，实现吞咽障碍的康复。所述智能终端为手持式终端电脑、PC机(个人电脑)、工作站等其它形式的计算机或嵌入式设备。
所述信号调理电路包括主控板、开关按钮、可充电电池、电源指示灯、压力测量模块和通信模块。
所述主控板分别与开关按钮、可充电电池、电源指示灯、压力测量模块和通信模块电连接。
所述压力测量模块与阵列式柔性舌压传感器连接。
所述通信模块与智能终端连接，所述通信模块为WIFI传输模块、蓝牙传输模块或者有线传输模块。
由于人体上腭为曲面结构，同时舌肌为表面特征较复杂、各处压力不一的柔性结构，为了保证舌压检测的准确性，传感器必须具有足够的柔性，可同时检测多点的舌肌压力，同时各点之间应具有较低的耦合度，测压精度应对上腭曲率具有较低的敏感度，本发明采用阵列式柔性舌压传感器。
如图2-5所示，所述阵列式柔性舌压传感器包括舌压传感器本体1、隔离套和手柄2；舌压传感器本体1尺寸厚度在1-10mm。所述隔离套包裹于舌压传感器本体1，为实现舌压传感器与人体口腔之间的隔离，在舌压传感器本体1外部包裹有天然乳胶材料隔离套。所述手柄2与舌压传感器本体1的后部扣接，手柄2的作用为方便使用者使用。所述信号调理电路设置于手柄2的腔体内。
所述舌压传感器本体1包括从上到下依次设置的上部柔性硅胶结构11、阵列式柔性测压薄膜12和下部柔性硅胶结构13。
所述上部柔性硅胶结构11、阵列式柔性测压薄膜12和下部柔性硅胶结构13的结合处通过舌压传感器外部包胶层14进行密封处理。为避免人体唾液进入传感器需要进行密封保护措施，上、下部柔性硅胶结构13结合处以及测压薄膜与柔性硅胶结构结合处均采用包胶工艺进行密封处理。
所述上部柔性硅胶结构11上表面前部设置有上部硅胶件球状凸起111。所述下部柔性硅胶结构13下表面前部设置有下部硅胶件球状凸起131。上部硅胶件球状凸起111和下部硅胶件球状凸起131作用是增加舌面、腭面与其接触的摩擦力。
所述上部柔性硅胶结构11上表面中部设置有上部齿槽112；所述下部柔性硅胶结构13下表面中部设置有下部齿槽132。上部齿槽112和下部齿槽132便于咬合或咬定。
所述阵列式柔性测压薄膜12上设置有呈阵列式分布的压力感应点121。
所述阵列式柔性测压薄膜12为阵列式柔性压阻式薄膜、阵列式柔性电容式测压薄膜、阵列式柔性应变式测压薄膜或由多个小尺寸气泡组成的基于气体压力的测压薄膜。
本实施例中，所述阵列式柔性测压薄膜12为阵列式柔性压阻式薄膜，在其外部包覆低硬度的硅胶，所述上部硅胶件球状凸起111和下部硅胶件球状凸起131采用柱状结构，避免各测压点之间的互相耦合，上下两侧硅胶均布置有凸起状结构，当传感器贴合于使用者上腭并进行贴合时，上下凸起结构挤压中间压力感应薄膜，薄膜测压点的电阻值在压力作用下发生改变，通过调理电路读取此电阻值从而实现压力检测；阵列式柔性测压薄膜12的压力感应点121至少为9点。
为了避免人体舌肌与上腭接触时产生的切向压力对柔性压阻薄膜产生响应，所述柱状结构顶部为球面轮廓。
实施例2
如图6-7所示，本发明在实施例1的基础上，所述阵列式柔性舌压传感器还包括充气装置3。
所述充气装置3包括可充气胶腔体31、管道32和充气球囊33；可充气胶腔体31和充气球囊33通过管道32连接。充气球囊33的下部不会形变，用硬质一些的塑胶材料，上部是柔软易充气变形的。具体地，管道32包括硬管321和软管322，可充气胶腔体31和硬管321的一端连接，硬管321的另一端和软管322的一端连接，软管322的另一端和充气球囊33连接。采用手持式充气球囊33在可充气胶腔体31中充气，可实现上腭缺失或高腭弓患者的上腭与舌压传感器之间的紧密贴合。
所述手柄2包括从下到上依次设置的底层腔体21、中层固定块22和上层盖板23。
所述底层腔体21用于放置所述信号调理电路。
所述中层固定块22中间贯穿设置有卡槽221，所述卡槽221用于固定充气装置3的硬管321。
所述底层腔体21与中层固定块22固定连接。
所述中层固定块22的一侧与上层盖板23的一侧转动连接，所述中层固定块22的另一侧与上层盖板23的另一侧扣接。
所述底层腔体21前端设置有前端卡扣211。
所述前端卡扣211中间设置有穿孔2111，所述穿孔2111用于舌压传感器本体1的后端穿过并卡紧固定。
所述前端卡扣211上面设置有卡口2112，所述卡口2112用于固定充气装置3的硬管321。
本实施例中，所述上层盖板23表面设置有多个凸条231。多个凸条231用于使用时防滑。
本实施例中，所述可充气胶腔体31的下部设置有开口，所述开口用于套裹于舌压传感器本体1。阵列式柔性舌压传感器使用时，由于舌压传感器本体1和可充气胶腔体31前端没有固定在一起，使得舌压传感器本体1和可充气胶腔体31有时发生错位，将可充气胶腔体31套裹于舌压传感器本体1，可使得舌压传感器本体1和可充气胶腔体31使用时固定在一起，不会发生错位。
本实施例中，所述软管322上设置有分支管道3221和管盖3222，管盖3222和分支管道3221扣接。对于有些口腔敏感的患者，采用充气球囊33大幅度地对可充气胶腔体31充气时口腔会受不了，这时可以打开管盖3222，采用注射器小幅度的充气。
所述阵列式柔性舌压传感器还包括隔离套，所述隔离套包裹于舌压传感器本体1和可充气胶腔体31。
本发明实施例中的其他特征与实施例1相同，故在此不再赘述。
实施例3
如图8所示，本实施例在实施例1的基础上，所述阵列式柔性舌压传感器还包括充气球囊33，所述充气球囊33与隔离套4管道连接。采用手持式充气球囊33在隔离套4中充气，可实现上腭缺失或高腭弓患者的上腭与舌压传感器之间的紧密贴合。
所述手柄2包括上盖和下盖，上盖和下盖扣接，扣接时夹紧阵列式柔性压阻式薄膜12末端，这样手柄2与舌压传感器本体1连接在一起。手柄2的作用为方便使用者使用；上盖表面设置有卡槽，用于固定充气球囊33的管道；所述手柄2表面设置有多个凸点，多个凸点用于使用时防滑。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种阵列式柔性舌压采集系统，其特征在于，包括：
阵列式柔性舌压传感器，用于采用阵列式柔性测压薄膜采集表征患者多点舌肌压力的信号；
信号调理电路，用于将阵列式柔性舌压传感器采集到的表征患者多点舌肌压力的信号转换成对应的患者多点舌肌压力信号，并将患者多点舌肌压力信号发送至智能终端；
智能终端，用于将接收到的患者多点舌肌压力信号以图表方式显示给患者和医护人员，根据患者多点舌肌压力信号及特征模式，对患者的吞咽功能进行评估并进行信息显示，并基于患者多点舌肌压力信号及评估结果，采用虚拟游戏方式对患者进行舌压抗阻虚拟训练，实现吞咽障碍的康复。
2.根据权利要求1所述的阵列式柔性舌压采集系统，其特征在于，所述信号调理电路包括主控板、开关按钮、可充电电池、电源指示灯、压力测量模块和通信模块；
所述主控板分别与开关按钮、可充电电池、电源指示灯、压力测量模块和通信模块电连接；
所述压力测量模块与阵列式柔性舌压传感器连接；
所述通信模块与智能终端连接。
3.根据权利要求1所述的阵列式柔性舌压采集系统，其特征在于，所述阵列式柔性舌压传感器包括舌压传感器本体；
所述舌压传感器本体包括从上到下依次设置的上部柔性硅胶结构、阵列式柔性测压薄膜和下部柔性硅胶结构；
所述上部柔性硅胶结构、阵列式柔性测压薄膜和下部柔性硅胶结构的结合处通过舌压传感器外部包胶层进行密封处理；
所述上部柔性硅胶结构上表面前部设置有上部硅胶件球状凸起；
所述下部柔性硅胶结构下表面前部设置有下部硅胶件球状凸起；
所述阵列式柔性测压薄膜上设置有呈阵列式分布的压力感应点。
4.根据权利要求3所述的阵列式柔性舌压采集系统，其特征在于，所述上部硅胶件球状凸起和下部硅胶件球状凸起采用柱状结构，所述柱状结构顶部为球面轮廓；所述上部柔性硅胶结构上表面中部设置有上部齿槽；所述下部柔性硅胶结构下表面中部设置有下部齿槽。
5.根据权利要求3所述的阵列式柔性舌压采集系统，其特征在于，所述阵列式柔性舌压传感器还包括隔离套和充气球囊，所述隔离套包裹于舌压传感器本体，所述充气球囊与隔离套通过管道连接。
6.根据权利要求3所述的阵列式柔性舌压采集系统，其特征在于，所述阵列式柔性舌压传感器还包括手柄和充气装置；
所述充气装置包括可充气胶腔体、管道和充气球囊；可充气胶腔体和充气球囊通过管道连接；
所述手柄包括从下到上依次设置的底层腔体、中层固定块和上层盖板；
所述底层腔体用于放置信号调理电路；
所述中层固定块中间贯穿设置有卡槽，所述卡槽用于固定充气装置的管道；
所述底层腔体与中层固定块固定连接；
所述中层固定块的一侧与上层盖板的一侧转动连接，所述中层固定块的另一侧与上层盖板的另一侧扣接；
所述底层腔体前端设置有前端卡扣；
所述前端卡扣中间设置有穿孔，所述穿孔用于舌压传感器本体的后部穿过并卡紧固定；
所述前端卡扣上面设置有卡口，所述卡口用于固定充气装置的管道。
7.根据权利要求6所述的阵列式柔性舌压采集系统，其特征在于，所述阵列式柔性舌压传感器还包括隔离套，所述隔离套包裹于舌压传感器本体和可充气胶腔体。
8.根据权利要求6所述的阵列式柔性舌压采集系统，其特征在于，所述可充气胶腔体的下部设置有开口，所述开口用于套裹于舌压传感器本体。
9.根据权利要求6所述的阵列式柔性舌压采集系统，其特征在于，所述管道包括硬管和软管，可充气胶腔体和硬管的一端连接，硬管的另一端和软管的一端连接，软管的另一端和充气球囊连接。
10.根据权利要求6所述的阵列式柔性舌压采集系统，其特征在于，所述管道上设置有分支管道和管盖，管盖和分支管道扣接。
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