CN213047444U - 一种语音交互式智能牙周探针 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种语音交互式智能牙周探针，包括手柄探头、手柄主体、探诊电路板以及电气连接件。手柄探头的一端与手柄主体连接，探诊电路板和电气连接件安装在手柄主体内部，电气连接件的两端分别与手柄探头和探诊电路板电连接。薄片电极结构的探针工作杆和薄片电极引脚形成的差动式平板电容位移传感器，将探诊力信号传输至探诊电路板，探诊电路板与医生之间实现语音交互，监控医生探诊动作，智能记录探诊数据，节省了人力资源，提高了诊查效率。

Description

一种语音交互式智能牙周探针

技术领域

本实用新型涉及口腔医疗器械技术领域，尤其涉及一种语音交互式智能牙周探针。

背景技术

口腔疾病是全世界最普遍的健康问题之一，全球绝大部分的成年人以及近九成的学龄儿童都或多或少地被口腔疾病所困扰，其中牙周疾病最为常见。对于牙周疾病，牙周探诊是临床公认的常规检测手段。牙周探诊是指探测牙周袋深度、牙周附着水平、牙龈出血等病变情况的临床诊查行为，其核心工具就是牙周探针。

使用最广泛的牙周探针是第一代牙周探针，结构简单、价格便宜、使用方便。但是第一代牙周探针既不能自动控制探诊力度，也不能自动记录探诊数据，使用上完全依赖于临床医生的手感和经验，操作时一般需要一名护士予以配合进行数据记录，探诊效率不高，患者疼痛感强烈。在第一代牙周探针的基础上增加力敏和限力装置，发展出了第二代牙周探针。第二代牙周探针也叫压力敏感型牙周探针，一般公认0.25N 左右是合适的牙周探诊力度。由于限力装置的存在，第二代牙周探针可以减小口腔医生的不当操作对患者的伤害，但仍然需要一名护士予以配合进行数据记录。当前最先进的牙周探针为第三代牙周探针，其把第二代牙周探针和计算机技术相结合，在保留牙周探测力度限制的基础上，在牙周探诊结果的数据读取和数据录入等方面实现了自动化，提高了牙周探诊效率和患者体验。第三代牙周探针存在的主要问题一是价格昂贵，二是自动测量和录入的牙周参数只能局限于牙周袋深度，其它参数还得手动测量和记录。此外，第二和第三代牙周探针还存在一个共性问题，就是牙周探测过程中的恒力模式忽略了医生的操作经验与手感，面对患者龈下组织差异导致的龈下阻力不同，会破坏对不同患者牙周探诊的检查结果一致性。

所以，现有技术的牙周探针存在着以下两个问题：1.对于第一和第二代牙周探针，医生操作时需要一名护士配合记录数据，增加了人员劳动力成本，探诊效率低；对于第三代牙周探针，能够自动记录的牙周检查参数仅限于牙周袋深度，其他参数还得手动录入，智能化程度还不够。2.牙周探测过程中要么不能提供探诊力控制，要么只能输出恒定探诊力，并不适合所有患者，会出现探诊力不到位造成测量不准，或者因探诊力过大伤害患者龈下组织，给患者带来不适的体验感。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种语音交互式智能牙周探针，能够主动监测并提示探诊力度，自动获取并处理探诊结果。

本实用新型的上述技术方案是通过以下方式实现的：

一种语音交互式智能牙周探针，包括手柄探头、探诊电路板以及电气连接件。手柄探头的一端与电气连接件的一端电连接。电气连接件的另一端与探诊电路板的一端电连接。手柄探头用于牙周探诊和探诊力传感。探诊电路板一方面用于实现人机语音交互功能，通过语音交互提示医生操作并获取探诊数据，另一方面用于实现探诊力检测、探诊力度指示、探诊数据存储与传输、探诊辅助照明和医生动作监控功能。电气连接件用于将探诊力传感信号传输至探诊电路板。

手柄探头包括探头壳体、探针以及电极引脚。探针的一端与电极引脚的一端电连接，探针的另一端为工作杆。探针为金属探针，探针的工作杆中间部位为薄片电极结构。电极引脚包括三根金属引脚，其中一根引脚的一端埋设在探头壳体内并与探针电连接，另外两根引脚位于探头壳体内的一端均为薄片电极结构，面对面等间隔分列于探针的工作杆薄片电极的上下方位置，形成差动式平板电容位移传感器，差动式平板电容位移传感器用于进行探诊力传感。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：通过薄片电极结构的探诊工作杆和薄片电极引脚形成的差动式平板电容位移传感器，可以有效的将探诊力转换为差分电容信号传输至探诊电路板，探诊电路板与医生之间实现语音交互，监控医生探诊动作，自动记录、并自动存储牙周探诊结果，实现了医生一人即可同步完成牙周检查和病历录入操作，而且可以同时记录多项牙周检查参数，节省了人力资源，提高了工作效率。此外，通过实时监测并提示探诊力度，既有利于减少医生施力不当导致的检测误差和给病人带来的牙龈伤害，也有利于医生发挥个人经验，对不同龈下情况的患者施加针对性的探诊力度。

进一步优化为：电极引脚分为第一引脚、第二引脚以及第三引脚，第二引脚和第三引脚位于手柄探头内部的上下两边，第一引脚位于第二引脚与第三引脚中间位置处。第一引脚的一端埋设在探头壳体内，与探针电连接。第一引脚的另一端与电气连接件电连接。第二引脚的一端和第三引脚的一端均埋设在手柄探头内，第二引脚的另一端和第三引脚的另一端均与电气连接件电连接。

采用上述技术方案，通过第一引脚、第二引脚以及第三引脚形成差动式平板电容位移传感器的信号检测端口，同时，实现了电极引脚与电气连接件的良好连接，能将探针工作端的探诊力信号转换成差分电容信号并通过电气连接件传输至探诊电路板。

进一步优化为：探诊电路板上集成设置了电源模块、语音模块、处理器模块、探诊力检测模块、无线通信模块、指示灯模块、补光灯模块以及检测按钮监控模块。电源模块用于向探诊电路板上的其余各模块提供电源。处理器模块用于驱动探诊电路板工作，并对牙周探诊数据进行格式化封装等处理。语音模块在处理器模块的驱动下进行语音监听、语音识别与语音播报，从而建立起牙周探针与医生之间的语音交互模式。探诊力检测模块用于检测探针的工作端上的探诊力。无线通信模块用于以无线方式在线或批量将牙周探诊数据上传到病历管理主机。病历管理主机为存储并显示牙周探诊数据的计算机。指示灯模块用于对探诊力的大小进行分级指示，并兼做电源指示。补光灯模块用于控制补光灯在牙周探诊过程中照亮临床工作区域。检测按钮监控模块用于监控医生的按键动作，作为一次牙周探诊工作流程的开始和结束信号。

采用上述技术方案，在处理器模块的统一驱动下，实现语音交互式智能牙周探针的临床使用功能。语音模块实现了医生与牙周探针之间的语音交互，提高了探诊的自动智能化水平。无线通信模块通过在线或批量的方式上传牙周探诊数据，提高了使用便利性，保证了病历管理的完整性。指示灯模块实时向医生提示探诊操作力度，有助于医生控制探诊力水平。补光灯模块控制补光灯照亮工作区域，为探诊提供了便利，提高了工作效率。检测按钮监控模块实时监控医生的按键动作，使探诊程序处于医生的主动控制之下。

进一步优化为：语音模块包括麦克风、语音处理电路以及扬声器，语音模块用于在处理器模块的驱动下进行语音监听、语音识别与语音播报，建立起牙周探针与医生之间的语音交互。麦克风与语音处理电路的输入端电连接，语音处理电路的输出端与扬声器电连接。

采用上述技术方案，通过麦克风和扬声器与语音处理电路实现了医生与牙周探针的语音交互模式，实现了智能探诊和自动记录，提高了探诊效率。

进一步优化为：指示灯模块上设置有指示灯，指示灯为显示不同颜色的指示灯，指示灯位于指示灯观察孔位置。根据探诊力大小，指示灯在指示灯模块的控制下通过亮、灭和闪烁来提示医生操作力度。

采用上述技术方案，通过指示灯模块控制指示灯显示不同的颜色来提示医生的探诊操作力度，为医生探诊操作提供了方便，一方面减小探诊不到位引起的检测误差，另一方减小探诊力过大导致的患者疼痛和牙龈伤害，给患者带来更好的治疗体验。

进一步优化为：还包括手柄主体，所述手柄主体的左端与所述探头壳体的右端适配，所述手柄主体用于安装所述探诊电路板和所述电气连接件。

采用上述技术方案，实现了将探诊电路板和电气连接件安装在手柄主体的内部的效果，以形成完整的牙周探针设备。

进一步优化为：手柄主体的前侧面设置有检测按钮、录音孔和放音孔，检测按钮与探诊电路板电连接。手柄主体的左侧面开设有补光灯照明孔，手柄主体的右侧面分别设置有电源开关和充电插孔，电源开关与探诊电路板电连接。手柄主体的上侧面开设有多个指示灯观察孔。

采用上述技术方案，实现了手柄主体上的检测按钮、录音孔、放音孔、补光灯照明孔、电源开关以及充电插孔与探针电路板中各模块对应起来。

进一步优化为：手柄主体为一端开口的空腔壳体结构。

采用上述技术方案，手柄主体的左端与探头壳体的右端适配，形成语音交互式智能牙周探针完整的手柄结构。

进一步优化为：探头壳体选用医用级ABS(指丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，以下简称ABS)塑料上下开模成型。

采用上述技术方案，构成探针和电极引脚的安装固定母体，达到医用卫生标准。

进一步优化为：探针工作杆薄片电极的厚度与探针工作杆圆杆的直径之比为1:5。

采用上述技术方案，使得施加在探针工作尖上的探诊力引起的探针弯曲变形主要集中在探针工作杆薄片电极上。

附图说明

图1为实施例一的结构示意图；

图2为实施例一的部结构示意图；

图3为实施例一的外部结构示意图；

图4为实施例一的手柄探头结构示意图；

图5为实施例一的探诊电路板的功能模块示意图。

图中：1-手柄探头；11-探头壳体；12-探针；121-探针工作尖；122-探针工作杆薄片电极；13-电极引脚；131-第一引脚；132-第二引脚；133-第三引脚；2-手柄主体； 21-检测按钮；22-录音孔；23-放音孔；24-补光灯照明孔；25-指示灯观察孔；26-电源开关；27-充电插孔；3-探诊电路板；31-电源模块；311-充电电路；312-锂电池；313- 电源管理电路；32-语音模块；321-麦克风；322-语音处理电路；323-扬声器；33-处理器模块；34-探诊力检测模块；35-无线通信模块；36-指示灯模块；37-补光灯模块；38- 检测按钮监控模块；4-电气连接件。

具体实施方式

以下结合附图1、图2、图3、图4以及图5对本实用新型的技术方案做进一步说明。

需提前说明的是，本申请文字中所涉及的前、后、左、右方位词与说明书附图中呈现的方位一致。

实施例1

一种语音交互式智能牙周探针，用于探诊牙周疾病。如图1所示，包括手柄探头 1、手柄主体2、探诊电路板3以及电气连接件4。手柄探头1的一端与手柄主体2连接，探诊电路板3安装在手柄主体2的内部，电气连接件4安装在手柄主体2内部靠近手柄探头1的一端。探诊电路板3一方面用于实现人机语音交互功能，通过语音交互提示医生操作并获取探诊数据，另一方面用于实现探诊力检测、探诊力指示、探诊数据存储与传输、探诊辅助照明和医生动作监控功能。电气连接件4的一端与探诊电路板3的一端电连接，另一端与手柄探头1电连接。电气连接件4用于将手柄探头1 的探诊力传感信号传输至探诊电路板3。

手柄探头1包括探头壳体11、探针12以及电极引脚13。探头壳体11的一端与手柄主体2适配。探针12的一端与电极引脚13的一端连接，探针12的另一端为工作杆。电极引脚13的一端设置在探头壳体11内，电极引脚13的另一端与电气连接件4的另一端连接。探针12为金属探针，探针12的工作杆中间部位为薄片电极结构。电极引脚13包括三根金属引脚，其中一根引脚的一端埋设在探头壳体11内并与探针 12电连接，另外两根引脚位于探头壳体11内的一端均为薄片电极结构，面对面等间隔分列于探针12的工作杆薄片电极的上下方位置，形成差动式平板电容位移传感器，差动式平板电容位移传感器用于进行探诊力传感。

如图2和图4所示，探头壳体11的材质选用医用级ABS塑料上下开模成型，构成探针12和电极引脚13的安装固定母体，探头壳体11的一端与手柄主体2适配，形成语音交互式智能牙周探针完整的手柄结构。探针12的材料为马氏体不锈钢，为一端固定在探头壳体11内的悬臂梁结构，自由端为弯折状态的探针工作尖121，其尺寸、形状和刻度与临床使用最为普遍的PCP-UNC15型牙周探针保持一致。探针12位于探头壳体11的空腔内的工作杆为薄片结构，形成探针工作杆薄片电极122。在本实施例中，探针工作杆薄片电极122的厚度与探针工作杆圆杆的直径之比为1:5，使得施加在探针工作尖121上的探诊力引起的探针弯曲变形主要集中在探针工作杆薄片电极122上。电极引脚13包括3根上下排列的铜电极，一端埋设在探头壳体11内，一端外露，可与电气连接件4适配，形成手柄探头1与探诊电路板3之间的电连接。电极引脚13的3根铜电极中，中间一根在探头壳体11内的埋入端与探针12的固定端电连接，其他两根在探头壳体11内的埋入端为薄片电极结构，长宽尺寸与探针工作杆薄片电极122相当，面对面等间隔位于探针工作杆薄片电极122的上下方，形成以探针工作杆薄片电极122为移动电极的差动式平板电容位移传感器，在本实施例中，探针12未受力状态下此差动式平板电容的上下电容值约为1.328pF，受力0.2N时电容差分值约为0.203pF，受力0.3N时电容差分值约为0.457pF，受力0.5N时电容差分值约为0.577pF。

如图1和图2所示，手柄主体2由医用级ABS塑料上下开模成型，为一端开口的空腔壳体结构，手柄主体2的左端与探头壳体11的右端适配，形成语音交互式智能牙周探针完整的手柄结构。手柄主体2内部安装有探诊电路板3和电气连接件4，其中电气连接件4安装在靠近开口端处。实现了将探诊电路板3和电气连接件4安装在手柄主体2内部的效果，以形成完整的牙周探针设备。

如图3所示，手柄主体2的前侧面设置有检测按钮21、录音孔22以及放音孔23，其中检测按钮21与探诊电路板3电连接，检测按钮21的按下和松开表示对某颗牙探诊的开始和结束。手柄主体2的左侧面开设有补光灯照明孔24，手柄主体2的右侧面上部分别设置有电源开关26和充电插孔27，手柄主体2的上表面开设有多个指示灯观察孔25，实现了手柄主体2上的检测按钮21、录音孔22、放音孔23、补光灯照明孔24、电源开关26以及充电插孔27与探诊电路板中各模块对应起来。

如图4所示，探诊电路板3集成设置了电源模块31、语音模块32、处理器模块 33、探诊力检测模块34、无线通信模块35、指示灯模块36、补光灯模块37以及检测按钮监控模块38。电源模块31用于向探诊电路板3上的其余各模块提供电源。处理器模块33用于驱动探诊电路板3工作，并对牙周探诊数据进行格式化封装等处理。语音模块32在处理器模块33的驱动下进行语音监听、语音识别与语音播报，从而建立起牙周探针与医生之间的语音交互模式，实现了探诊结果的自动记录，提高了探诊的智能化水平。探诊力检测模块34用于检测探针的工作端上的探诊力。无线通信模块35用于以无线方式在线或批量将牙周探诊数据上传到病历管理主机，提高了使用便利性，保证了病历管理的完整性。指示灯模块36用于对探诊力的大小进行分级指示，并兼做电源指示。病历管理主机为存储并显示牙周探诊数据的计算机。补光灯模块37用于控制补光灯在牙周探诊过程中照亮临床工作区域，为探诊提供了便利，提高了工作效率。需说明的是，补光灯安装在补光灯模块上37，为现有的技术标准件。检测按钮监控模块38用于监控医生的按键动作，作为一次牙周探诊工作流程的开始和结束信号。在处理器模块的统一驱动下，实现语音交互式智能牙周探针的临床使用功能。语音模块实现了医生与牙周探针之间的语音交互，提高了探诊的自动智能化水平。无线通信模块通过在线或批量的方式上传牙周探诊数据，提高了使用便利性，保证了病历管理的完整性。指示灯模块实时向医生提示探诊操作力度，有助于医生控制探诊力水平。补光灯模块控制补光灯照亮工作区域，为探诊提供了便利，提高了工作效率。检测按钮监控模块实时监控医生的按键动作，使探诊程序处于医生的主动控制之下。

如图1所示，电气连接件4的一端与探诊电路板3上的探诊力检测模块34电连接，电气连接件4的另一端与手柄探头1电连接，形成探诊电路板3的探诊力检测模块34与手柄探头1之间的电气连接通道，同时也实现了电气连接件4与探诊电路板3 的连接，进而将手柄探头1与手柄主体2连接起来。

如图4所示，电极引脚13分为第一引脚131、第二引脚132以及第三引脚133，第二引脚132和第三引脚133位于手柄探头内部的上下两边，第一引脚131位于第二引脚132与第三引脚133中间位置处。第一引脚131的一端埋设在探头壳体11内，与探针12电连接。第一引脚131的另一端与电气连接件4电连接。第二引脚132的一端和第三引脚133的一端分别埋设在手柄探头1内，第二引脚132的另一端和第三引脚133的另一端均与电气连接件4电连接。通过第一引脚131、第二引脚132以及第三引脚133形成差动式平板电容位移传感器的信号检测端口，同时，实现了电极引脚13与电气连接件4的良好连接，能将探针12工作端的探诊力转换成差分电容信号并通过电气连接件4传输至探诊电路板3。

请结合图3和图5，检测按钮21与探诊电路板3上的检测按钮监控模块38电连接，检测按钮21的按下和松开表示对某颗牙探诊的开始和结束。手柄主体2的开口端下端面开有补光灯照明孔24，补光灯照明孔24内安装有照明灯，补光灯照明孔24 正对探诊电路板3上的补光灯模块37，使补光灯模块37发出的照明光可以通过补光灯照明孔24照亮患者的口腔探诊区域。手柄主体2的开口端上部开有两个指示灯观察孔25，分别正对探诊电路板3上探诊力指示灯模块36的绿红两色光源，方便医生通过观察指示灯来了解当前的探诊力度范围和设备状态。手柄主体2的后部端面安装有电源开关26，与探诊电路板3上的电源管理电路313电连接，并开有充电插孔27，充电插孔27与充电电路311电连接，可通过外部电源适配器对牙周探针充电。

如图1和图5所示，探诊电路板3安装在手柄主体2内部，探诊电路板3与手柄主体2内部适配。探诊电路板包括电源模块31、语音模块32、处理器模块33、探诊力检测模块34、无线通信模块35、指示灯模块36、补光灯模块37和检测按钮监控模块38，这些功能模块与探诊电路板3电连接。检测按钮监控模块38与手柄主体2上的检测按钮21电连接。电源模块31与手柄主体2上的电源开关26电连接。指示灯模块36具有绿红两色LED(发光二极管)指示灯，分别正对手柄主体2上的指示灯观察孔25。补光灯模块37为白色LED光源，发光面正对手柄主体2上的补光灯照明孔24。

电源模块31包括电源管理电路313、锂电池312以及充电电路311，电源管理电路313、锂电池312以及充电电路311均与电源模块31电连接。充电电路311的输入端与充电插孔27电连接，充电电路311的输出端与锂电池312电连接，锂电池312 与电源管理电路313的电源输入端电连接，电源管理电路313的控制端与电源开关26 电连接，电源管理电路313的电源输出端与探诊电路板上3上的各模块的电源输入端电连接。充电电路311以锂电池充电管理芯片MCP73831为核心，输入端通过手柄主体2上的充电插孔27接受外部电源适配器的充电输入，输出端与锂电池312电连接，负责对锂电池312充电；锂电池312为18650可充电锂电池，标准电压3.7V，充电电压4.2V，标称容量为1700mAh，为电源管理电路313的输入电源；电源管理电路313 的电源输出端分别与语音模块32、处理器模块33、探诊力检测模块34、无线通信模块35、指示灯模块36、补光灯模块37和检测按钮监控模块38的电源输入端电连接；电源管理电路313一方面通过低压差整流芯片TPS79325将锂电池312的输出电压整流到3.5V供检测电路板2上的各个用电模块使，另一方面还实时监控锂电池312的电压，并在其低于3.5V的时候关闭设备，提示充电。电源管理电路313与手柄主体2 上的电源开关26电连接，根据电源开关26的操作情况进行开关机。

语音模块32包括麦克风321、语音处理电路322以及扬声器323，麦克风321、语音处理电路322以及扬声器323均与语音处理模块32电连接。麦克风321的输入端位于录音孔22处，麦克风321的输出端与语音处理电路322的输入端电连接，语音处理电路322的输出端与扬声器323的输入端电连接，扬声器323的输出端位于放音孔23处。通过语音模块32实现了医生与牙周探针的语音交互模式，实现了智能探诊，提高了探诊效率。

请结合图3和图5，电源模块31与电源开关26和充电插孔27电连接，语音模块 32的麦克风321和扬声器323分别位于录音孔22和放音孔23处，指示灯模块36的指示灯位于指示灯观察孔25内，补光灯模块37的补光灯位于补光灯照明孔24内，检测按钮监控模块38与检测按钮21电连接。电源模块31、语音模块32、指示灯模块36、补光灯模块37以及检测按钮监控模块38均集成在探诊电路板3上。通过探诊电路板3上的语音模块32的麦克风321和扬声器323与录音孔22和放音孔23的位置对应，使录音和放音更清晰，建立了探诊时的医生与牙周探针之间的语音交互模式，通过检测按钮监控模块38与检测按钮21的电连接，实现对医生操作的实时监测，使探诊程序处于医生的主动控制之下。

麦克风321为全指向的驻极体电容式传声器，外形尺寸为Φ6.0x5.0mm，灵敏度 -33dB，工作电压1V—10V。语音处理电路322以语音识别专用芯片LD3320为核心， LD3320最多可以识别50条指令语句，每句不超过10个汉字，并能将MP3格式的语音信号转换为模拟信号输出给扬声器323播放。语音处理电路322与处理器模块33 电连接，在处理器模块33的控制下进行语音监听、语音识别与语音信号输出。扬声器323正对放音孔23，额定功率0.5W，阻抗8Ω，外形尺寸Φ13x3mm，音频输入引脚与语音处理电路322的音频输出端电连接。

根据牙周探诊要求，本实施例拟定的语音识别信息包括：“0”，“1”，“2”，“3”，“4”，“5”，“6”，“7”，“8”，“9”，“10”“11”，“12”，“13”，“14”，“15”，“16”，“17”，“18”，“21”，“22”，“23”，“24”，“25”，“26”，“27”，“28”“31”，“32”，“33”，“34”，“35”，“36”，“37”，“38”“41”，“42”，“43”，“44”，“45”，“46”，“47”，“48”，“OK”，“NO”，总共45条语音信息，其中，“0”，“1”，“2”，“3”，“4”，“5”用来标记出血指数，“0”，“1”，“2”，“3”，“4”，“5”，“6”，“7”，“8”，“9”，“10”“11”，“12”，“13”，“14”，“15”用来标记牙周袋深度和附着水平；“11”，“12”，“13”，“14”，“15”，“16”，“17”，“18”，“21”，“22”，“23”，“24”，“25”，“26”，“27”，“28”“31”，“32”，“33”，“34”，“35”，“36”，“37”，“38”“41”，“42”，“43”，“44”，“45”，“46”，“47”，“48”用来标记齿位，“OK”，“NO”为医生对语音识别结果的确认和拒绝信息。

本实施例的语音交互过程由牙周探针发起，包括提示医生操作和播报语音识别结果供医生确认，播报语音包括以下范例：“请报当前探诊齿位”；“齿位xx，请确认”；“检查点位x”；“x号点位，请报牙周袋深度”；“袋深xx，请确认”；“x号点位，请报附着水平”；“附着水平xx，请确认”；“xx号齿位，请报出血指数”，“出血指数xx，请确认”；“齿位xx检查完毕”。

处理器模块33以32位单片机STM32F103VET6为核心，管理整个牙周探针的工作。处理器模块33与语音模块32电连接，开机时向语音模块32写入预定义的45条语音识别信息。处理器模块33在适当的时机命令语音模块32进入语音监听和语音识别状态，读取语音识别结果，或者生成需要播报的MP3语音信号发送到语音模块32 进行播放。处理器模块33与探诊力检测模块34电连接，实时读取探针12和上下电极引脚13之间的差分电容值并进行相应的处理，包括驱动指示灯模块36进行相应的显示和驱动语音模块32输出相应的提示语。处理器模块33与无线通信模块35电连接，驱动无线通信模块35实时或者批量地将牙周探诊的检查数据上传到病历管理主机。处理器模块33与指示灯模块36电连接，驱动指示灯模块36根据探诊力度检测情况和开机情况进行相应的灯光显示；处理器模块33与补光灯模块37电连接，当监测到检测按钮21被按下时驱动补光灯模块37发出照明光，通过补光灯照明孔24照亮探诊区域。处理器模块33与检测按钮监控模块38电连接，实时监测检测按钮21 的按下和松开状态，并进行相应的处理。

探诊力检测模块34以24位电容数字转换芯片AD7746为核心，精度4fF，工作在差分输入模式，差分电容输入端通过电气连接件4与手柄探头1的电极引脚13电连接。探诊力检测模块34通过I²C总线(Inter-Integrated Circuit Bus，集成电路总线) 与处理器模块33电连接，以串行的方式进行指令和数据交换。在本实施例中，当探诊力小于0.2N时，认为力度不够，探针没有充分达到牙周袋底部；当探诊力在0.2N 到0.3N之间时，认为探诊力度适宜，牙周探针会提醒医生报告牙周袋深度、附着水平和出血等级等检查结果；当探诊力度在0.3N到0.5N之间时，认为探诊力高出舒适值，提示医生注意，但检查结果仍然有效；当探诊力度大于0.5N时，认为探诊力超限，会对病人造成不必要的伤害，此次检查结果无效。通过静力实验，探诊力度为0.2N， 0.3N和0.5N时，对于的差分电容值分别约为0.203pF，0.457pF，和0.577pF。

无线通信模块35以低功耗蓝牙芯片CC1352P为核心，与处理器模块33电连接，在本实施例中工作在915MHz，在处理器模块33的驱动下通过蓝牙5.0协议与病历管理主机进行无线通信。当牙周探诊现场可以通过蓝牙信号连接上病历管理主机时，每完成一个探诊数据的确认就实时把该数据按一定的封装协议上传至病历管理主机；当牙周探诊现场无法通过蓝牙信号连接上病历管理主机时，每完成一个探诊数据的确认就把该数据按一定的封装协议以文本文档的方式保存到本地，待诊查完成后再批量上传至具备蓝牙接收功能的病历管理主机。

指示灯模块36与处理器模块33电连接，具有绿红两色LED指示灯，在处理器模块33的驱动下以不同的方式点亮相应颜色的指示灯：红色指示灯起到上电指示和探诊力超限指示功能，上电后红色指示灯常亮，当探诊力超过0.5N时，红色指示灯以2Hz的频率闪烁；绿色指示灯起到探诊力指示功能，当探诊力小于0.2N时，绿色指示灯熄灭；当探诊力大于0.2N小于0.3N时，绿色指示灯点亮；当探诊力大于0.3N 小于0.5N时，绿色指示灯以2Hz的频率闪烁。

指示灯模块36上设置有指示灯，指示灯为显示不同颜色的指示灯，指示灯位于指示灯观察孔位置。根据探诊力大小，指示灯在指示灯模块36的控制下通过亮、灭和闪烁来提示医生操作力度。通过指示灯模块36控制指示灯显示不同的颜色来提示医生的操作力度，为医生探诊操作提供了方便，一方面减小探诊不到位引起的检测误差，另一方减小探诊力过大导致的患者疼痛和牙龈伤害，给患者带来更好的治疗体验。

补光灯模块37与处理器模块33电连接，照明光源为白光LED，在处理器模块33的驱动下点亮或熄灭。当处理器模块33通过检测按钮监控模块38监测到检测按钮 21被按下时，表明医生准备进行牙周探诊，此时处理器模块33驱动补光灯模块37发出照明光；当处理器模块33通过检测按钮监控模块38监测到检测按钮21松开时，处理器模块33驱动补光灯模块37关闭照明光源。

检测按钮监控模块38分别与处理器模块33和检测按钮21电连接，实时监测检测按钮21的按压状态，当监测到检测按钮21被按下时，表示牙周探诊开始，通过补光灯模块驱动补光灯照明孔24里的照明灯，并提示医生报告当前检查的齿位。当监测到检测按钮21松开时，表示本次牙周探诊终止，熄灭照明灯并准备重新进入下一次探诊检测。

语音交互由牙周探针根据医生的操作主动发起，医生执行相应的指令或回答相应的检查数据，对每一个检查数据，牙周探针会在语音识别的基础上生成回放，根据医生的语音确认情况进行处理：如果医生在确认时回答“YES”则认为语音识别正确，数据有效，回答“NO”则需要医生重新报告数据。在对某一颗牙齿进行检查时，规定牙齿的唇侧近中、中央、远中和舌侧的远中、中央、近中分别对应牙周探诊点位1～6，医生应该按顺序测量。通过薄片电极结构的电极引脚13形成的差动式平板电容位移传感器，可以有效的将探诊力转换为差分电容信号并传输至探诊电路板3，探诊电路板3与医生之间实现语音交互，监控医生探诊动作，自动记录、并自动存储牙周探诊结果，实现了医生一人即可同步完成牙周检查和病历录入操作，而且可以同时记录多项牙周检查参数，节省了人力资源，提高了工作效率。此外，通过实时监测并提示探诊力度，既有利于减少医生施力不当导致的检测误差和给病人带来的牙龈伤害，也有利于医生发挥个人经验，对不同龈下情况的患者施加针对性的探诊力度。

实施例2

本实用新型详细的工作过程如下：

第一步：打开电源开关25，牙周探针上电初始化。指示灯模块36的红色电源指示灯点亮；处理器模块33向语音模块32加载45条预定义的语音识别信息；无线通信模块35通过蓝牙搜索查找可达的病历管理主机，找到的话则建立蓝牙通信连接，否则新建一个病例记录文本文档用于探诊数据的本地存储。

第二步：处理器模块33通过检测按钮监控模块38实时监测检测按钮21的按压状态：检测按钮21按下，牙周探针从下一步开始进入牙周探诊工作状态；检测按钮 21松开，牙周探针中断当前工作，恢复到初始状态后重新回到第二步。此项工作贯穿于牙周探针工作始终，具有最高执行优先级。

第三步：监测到检测按钮21按下，表明医生准备进行牙周探诊操作，牙周探针进行以下准备工作：首先，处理器模块33驱动补光灯模块37点亮照明灯；其次，处理器模块33向语音模块32加载内容为“请报当前探诊齿位”的MP3文件数据，并通过扬声器323播报，提醒医生报告本次检查的齿位；最后，处理器模块33控制语音模块32进入监听状态，通过麦克风321监听医生报告的探诊齿位。

第四步：如果在两秒内监听到医生的语音齿位报告，并且识别结果在在预先设定的32个齿位语音信息范围内，则处理器模块33向语音模块32加载内容为“齿位xx，请确认”的MP3文件数据，并通过扬声器323播报，然后执行下一步；否则转到第二步。这里的齿位xx为根据语音识别结果在32个齿位语音信息中提取的齿位编号。

第五步：处理器模块33控制语音模块32进入监听状态，通过麦克风321监听医生的确认信息，如果在两秒内监听到医生的语音回复且识别结果是“YES”，执行下一步；否则转到第二步。

第六步：如果已建立与病历管理主机的蓝牙通信连接，则将当前齿位xx上报给病历管理主机，否则存储到本地内存。

第七步：处理器模块33向语音模块32加载内容为“检查点位x”的MP3文件数据，并通过扬声器323播报。这里的点位“x”在第一次循环时为1，每次循环加1，直到检查完一颗牙齿的六个点位。

第八步：处理器模块33通过探诊力检测模块34检测探诊力。

第九步：如果检测到探诊力小于0.2N，处理器模块33驱动指示灯模块36熄灭绿色指示灯，然后转到第八步；如果检测到探诊力在0.2N到0.3N之间，处理器模块33 驱动指示灯模块36点亮绿色指示灯，并向语音模块32加载内容为“x号点位，请报牙周袋深度”的MP3文件数据，并通过扬声器323播报，然后执行下一步；如果检测到探诊力在0.3N到0.5N之间，处理器模块33驱动指示灯模块36的绿色指示灯按2Hz的频率闪烁，并向语音模块32加载内容为“x号点位，请报牙周袋深度”的MP3 文件数据，并通过扬声器323播报，然后执行下一步；在探诊力小于0.5N时，处理器模块33驱动指示灯模块36使红色指示灯处于常亮状态；如果检测到探诊力大于 0.5N，处理器模块33驱动指示灯模块36熄灭绿色指示灯，并使红色指示灯按2Hz的频率闪烁，然后转到第八步。

第十步：处理器模块33控制语音模块32进入监听状态，通过麦克风321监听医生报告的x号点位牙周袋深度，如果在两秒内监听到医生的语音回复，且识别结果在“0”到“15”之间，执行下一步；否则转到第八步。

第十一步：处理器模块33向语音模块32加载内容为“袋深yy，请确认”的MP3 文件数据，并通过扬声器323播报。这里的袋深yy为根据语音识别结果在16个袋深语音信息中提取的牙周袋深度数值。

第十二步：处理器模块33控制语音模块32进入监听状态，通过麦克风321监听医生的确认信息，如果在两秒内监听到医生的语音回复且识别结果是“YES”，执行下一步；否则转到第八步。

第十三步：如果已建立与病历管理主机的蓝牙通信连接，则将当前齿位xx的x 号点位的牙周袋深度数据yy上报给病历管理主机，否则存储到本地内存。

第十四步：处理器模块33向语音模块32加载内容为“x号点位，请报附着水平”的MP3文件数据，并通过扬声器323播报。

第十五步：处理器模块33控制语音模块32进入监听状态，通过麦克风321监听医生报告的x号点位附着水平，如果在两秒内监听到医生的语音回复，且识别结果在“0”到“15”之间，执行下一步；否则转到第十四步。

第十六步：处理器模块33向语音模块32加载内容为“附着水平zz，请确认”的 MP3文件数据，并通过扬声器323播报。这里的附着水平zz为根据语音识别结果在 16个附着水平语音信息中提取的附着水平数值。

第十七步：处理器模块33控制语音模块32进入监听状态，通过麦克风321监听医生的确认信息，如果在两秒内监听到医生的语音回复且识别结果是“YES”，执行下一步；否则转到第十四步。

第十八步：如果已建立与病历管理主机的蓝牙通信连接，则将当前齿位xx的x 号点位的附着水平数据zz上报给病历管理主机，否则存储到本地内存。

第十九步：如果点位x的数值小于6，转到第七步，进行下一个点位检查；否则执行下一步。

第二十步：处理器模块33向语音模块32加载内容为“xx号齿位，请报出血指数”的MP3文件数据，并通过扬声器323播报。

第二十一步：处理器模块33控制语音模块32进入监听状态，通过麦克风321监听医生报告的xx号齿位出血指数，如果在两秒内监听到医生的语音回复，且识别结果在“0”到“5”之间，执行下一步；否则转到第二十步。

第二十二步：处理器模块33向语音模块32加载内容为“出血指数BI，请确认”的MP3文件数据，并通过扬声器323播报。这里的出血指数BI为根据语音识别结果在6个出血指数语音信息中提取的出血指数数值。

第二十三步：处理器模块33控制语音模块32进入监听状态，通过麦克风321监听医生的确认信息，如果在两秒内监听到医生的语音回复且识别结果是“YES”，执行下一步；否则转到第二十步。

第二十四步：如果已建立与病历管理主机的蓝牙通信连接，则将当前齿位xx的出血指数BI上报给病历管理主机，否则存储到本地内存。

第二十五步：重置点位号x的数值为1，处理器模块33向语音模块32加载内容为“齿位xx检查完毕”的MP3文件数据，并通过扬声器323播报。

第二十六步：如果未建立与病历管理主机的蓝牙通信连接，则将当前牙齿的检查结果封装成一个完整的牙周探诊数据包，追加存储到在第一步中建立的文本文档尾部，然后转到第二步，继续下一颗牙齿的检查。一个完整的牙周探诊数据包的存储格式为：“START，xx，{1，yy1，zz1}，{2，yy2，zz2}，…，{6，yy6，zz6}，BI， END”，其中，字符串“START”和“END”为数据包的起始和结尾标记；xx为本条数据记录的牙齿编号；每一对{}内保存一个点位的探诊数据，包括点位号1～6，牙周袋深度yy1～yy6，附着水平zz1～zz6；BI为牙齿的出血指数。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型的牙周探诊工作尖与当前临床使用最为普遍的第一代牙周探针保持一致，在几乎不改变医生的操作手法和检测方法的基础上，通过语音交互的方式，模拟医生在使用第一代牙周探针进行牙周探诊时和协助护士之间的互动情况，主动语音录入、自动语音识别、智能语义分析、自动数据处理，医生一人即可同步完成牙周检查和病历录入操作，而且可以同时记录多项牙周检查参数，节省了人力资源，提高了工作效率；此外，通过实时监测并提示探诊力度，与第二代和第三代牙周探针的恒定力方式相比较，既有利于减少探诊施力不当导致的检测误差和给病人带来的牙龈伤害，也给了医生更大的自主空间，有利于医生发挥个人经验，对不同龈下情况的患者施加针对性探诊力度。

本实用新型还公开了一种语音交互式智能牙周探针的使用方法，包括以下步骤：

S01打开电源开关，牙周探针上电初始化，上电初始化包括：探诊电路路板的处理器模块向语音模块加载预设语音识别信息并通过无线通信模块搜索病历管理主机。其中，预设语音识别信息为预先存储在探诊电路板上处理器模块的文件存储空间中的牙周探诊相关语音内容，语音识别信息用于牙周探针对医生语音报告内容的识别理解，并辅助生成牙周探针向医生发起的语音对话信息。语音识别信息包括用来标记牙周袋深度和附着水平的信息、标记齿位的信息、标记牙齿出血指数的信息以及对语音识别结果的确认与拒绝信息，明确了在探诊过程中语音交互的内容。

S02临床准备就绪，医生按下检测按钮进行某颗牙齿的牙周探诊。

S03牙周探针进入与医生之间的语音交互模式，牙周探针提示医生操作并监测医生操作时施加的探诊力，同时录入、分析和处理医生以语音反馈的牙周检测结果，生成探诊数据信息。语音交互模式为牙周探针发起对话，提出指令或进行询问，医生根据指令进行操作，根据询问进行回答。

S04牙周探针存储探诊数据信息。探诊数据信息为无线存储或本地存储中的任意一种。无线存储为牙周探针在初始化时搜索到病历管理主机并建立无线通信后，将检测到的探诊数据以无线通讯的方式实时上传到病例管理主机。本地存储为牙周探针在初始化时没有搜索到病历管理主机时，将每颗牙齿的探诊数据按照预定的格式存储到探诊电路板上处理器模块的文件存储空间。将探诊数据通过无线存储或本地存储的方式进行存储，省去了人为存储的工作，减少了人力投入，提高了使用便利性，保证了病历管理的完整性，提高了工作效率。

S05松开检测按钮，本次探诊结束，若继续探诊，则无需松开检测按钮。

通过牙周探针与医生的语音交互式探诊方式，自动生成病历管理数据，节省了人力投入，并且提高了探诊效率。

本具体实施例仅仅是对实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的保护范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种语音交互式智能牙周探针，其特征在于：包括手柄探头、探诊电路板以及电气连接件；所述手柄探头的一端与所述电气连接件的一端电连接；所述电气连接件的另一端与所述探诊电路板的一端电连接；所述手柄探头用于牙周探诊和探诊力传感；所述探诊电路板一方面用于实现人机语音交互功能，通过语音交互提示医生操作并获取探诊数据，另一方面用于实现探诊力检测、探诊力度指示、探诊数据存储与传输、探诊辅助照明和医生动作监控功能；所述电气连接件用于将所述探诊力传感信号传输至所述探诊电路板；

所述手柄探头包括探头壳体、探针以及电极引脚；所述探针的一端与所述电极引脚的一端电连接，所述探针的另一端为工作杆；所述探针为金属探针，所述探针的工作杆中间部位为薄片电极结构；所述电极引脚包括三根金属引脚，其中一根引脚的一端埋设在所述探头壳体内并与所述探针电连接，另外两根引脚位于探头壳体内的一端均为薄片电极结构，面对面等间隔分列于所述探针的工作杆薄片电极的上下方位置，形成差动式平板电容位移传感器，所述差动式平板电容位移传感器用于进行探诊力传感。

2.根据权利要求1所述的语音交互式智能牙周探针，其特征在于：所述电极引脚分为第一引脚、第二引脚以及第三引脚，所述第二引脚和所述第三引脚位于所述手柄探头内部的上下两边，所述第一引脚位于所述第二引脚与所述第三引脚中间位置处；所述第一引脚的一端埋设在所述探头壳体内，与所述探针电连接；所述第一引脚的另一端与所述电气连接件电连接；所述第二引脚的一端和第三引脚的一端均埋设在所述手柄探头内，所述第二引脚的另一端和第三引脚的另一端均与所述电气连接件电连接。

3.根据权利要求1所述的语音交互式智能牙周探针，其特征在于：所述探诊电路板上集成设置了电源模块、语音模块、处理器模块、探诊力检测模块、无线通信模块、指示灯模块、补光灯模块以及检测按钮监控模块；所述电源模块用于向所述探诊电路板上的其余各模块提供电源；所述处理器模块用于驱动所述探诊电路板工作，并对牙周探诊数据进行格式化封装处理；所述语音模块在所述处理器模块的驱动下进行语音监听、语音识别与语音播报，从而建立起所述牙周探针与医生之间的语音交互模式；所述探诊力检测模块用于检测所述探针的工作端上的探诊力；所述无线通信模块用于以无线方式在线或批量将牙周探诊数据上传到病历管理主机；所述病历管理主机为存储并显示所述牙周探诊数据的计算机；所述指示灯模块用于对探诊力的大小进行分级指示，并兼做电源指示；所述补光灯模块用于控制补光灯在牙周探诊过程中照亮临床工作区域；所述检测按钮监控模块用于监控医生的按键动作，作为一次牙周探诊工作流程的开始和结束信号。

4.根据权利要求3所述的语音交互式智能牙周探针，其特征在于：所述语音模块包括麦克风、语音处理电路以及扬声器，所述语音模块用于在处理器模块的驱动下进行语音监听、语音识别与语音播报，建立起所述牙周探针与医生之间的语音交互；所述麦克风与所述语音处理电路的输入端电连接，所述语音处理电路的输出端与所述扬声器电连接。

5.根据权利要求3所述的语音交互式智能牙周探针，其特征在于：还包括手柄主体，所述手柄主体的左端与所述探头壳体的右端适配，所述手柄主体用于安装所述探诊电路板和所述电气连接件。

6.根据权利要求5所述的语音交互式智能牙周探针，其特征在于：所述手柄主体的前侧面设置有检测按钮、录音孔和放音孔；所述检测按钮与所述探诊电路板电连接；所述手柄主体的左侧面开设有补光灯照明孔，所述手柄主体的右侧面分别设置有电源开关和充电插孔，所述电源开关与所述探诊电路板电连接；所述手柄主体的上侧面开设有多个指示灯观察孔。

7.根据权利要求5所述的语音交互式智能牙周探针，其特征在于：所述手柄主体为一端开口的空腔壳体结构。

8.根据权利要求6所述的语音交互式智能牙周探针，其特征在于：所述指示灯模块上设置有指示灯，所述指示灯为显示不同颜色的指示灯，所述指示灯位于所述指示灯观察孔位置；根据探诊力大小，所述指示灯在所述指示灯模块的控制下通过亮、灭和闪烁来提示医生操作力度。

9.根据权利要求1所述的语音交互式智能牙周探针，其特征在于：所述探头壳体选用医用级ABS塑料上下开模成型。

10.根据权利要求1所述的语音交互式智能牙周探针，其特征在于：所述探针工作杆薄片电极的厚度与所述探针工作杆圆杆的直径之比为1:5。

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