[发明专利]一种食物模拟吞咽装置和食物模拟吞咽方法

说明书

本发明公开了一种食物模拟吞咽装置和食物模拟吞咽方法，属于人体口腔期吞咽的仿生机械设计领域。该食物模拟吞咽装置包括：舌头基体及软组织材料、上颚基体及软组织材料、微型感测片、凸轮连杆机构、齿轮齿条机构、推杆、电机、第一底座、第二底座以及对应的连接装置；齿轮齿条机构连接于舌头基体的不同位置，凸轮连杆机构连接于舌头基体的舌根处。通过齿轮齿条机构以及凸轮连杆机构实现对人体吞咽过程的对舌头真实的动态的模拟，获得吞咽时食物流动和吞咽系统的体内测量数据，且可更改连杆长度以及齿轮齿条的速度以及角度适应不同人群的吞咽曲线，适应性较好，对研究食物的流动特性，通过施以相对安全的食品治疗吞咽困难具有重大研究意义。

技术领域

本发明涉及一种食物模拟吞咽装置和食物模拟吞咽方法，属于人体口腔期吞咽的仿生机械设计领域。

背景技术

吞咽障碍是多种原因引起的、可发生于不同部位的吞咽时咽下困难。吞咽障碍可影响摄食及营养吸收，还可导致食物误吸入气管导致吸入性肺炎，严重者危及生命，但是由于人体吞咽系统结构与神经系统的复杂性，在医学上只能通过胃镜、食管镜等侵入式医疗设备来获得患者的体内信息，但却不易获得吞咽时食物流动和吞咽系统的体内测量数据，直接导致在医学上不能对症下药，并且阻碍了食品材质特性对吞咽过程影响的研究以及安全食品的开发。

为了提高吞咽障碍医疗诊断水平，研发人员研制出一些吞咽装置结构模型，提供体外试验环境，但是，当前的吞咽装置结构模型大多为静态的结构模型，无法动态的演示吞咽过程，更加无法获得食物被吞咽时的流动特性，部分动态结构模型结构较为简单，未能正确表达食物吞咽过程，而且由于不同人群具有不同的吞咽曲线，现有的吞咽装置结构模型无法针对不同人群进行适应性模拟。

所以为了获得食物被吞咽时的流动特性，动态的演示吞咽过程，获得吞咽时食物流动和吞咽系统的体内测量数据，进而改善吞咽患者的生活质量，亟需研发一种能够真实模拟人体吞咽过程的模型。

发明内容

为了解决目前存在的吞咽装置结构模型无法动态的演示吞咽过程和无法针对不同人群具有不同的吞咽曲线进行适应性模拟的问题，本发明提供了一种食物模拟吞咽装置和食物模拟吞咽方法。

一种食物模拟吞咽装置，所述食物模拟吞咽装置包括舌头基体及软组织材料、上颚基体及软组织材料、微型感测片、凸轮连杆机构、齿轮齿条机构、推杆、电机、第一底座、第二底座以及对应的连接装置；其中，齿轮齿条机构连接于舌头基体的不同位置，凸轮连杆机构连接于舌头基体的舌根处；微型感测片设置于所述食物吞咽装置内部。

可选的，所述食物模拟吞咽装置包括若干齿轮齿条机构；每个齿轮齿条机构包括：齿轮、齿条、齿条位置调整块、齿条传动条、电机、固定座；所述固定座和齿条位置调整块固定在第一底座上；齿轮固定在固定座上；齿条的一点固定在齿条位置调整块上，通过齿条位置调整块调整齿条的斜率；齿条传动条与齿条连接；齿条传动条连接于舌头基体的不同位置。

可选的，所述凸轮连杆机构包括凸轮、若干连接连杆和电机；其中，凸轮和其中一个连接连杆固定在第二底座上，其余连接连杆依次相连，连接连杆之间的连接点之一与舌头基体的舌根处连接。

可选的，所述食物模拟吞咽装置还包括收集盒，所述收集盒固定于所述第二底座上，用于收集经过舌头基体到达舌根处的食物。

可选的，所述上颚基体包括上颚硬腭部分、上颚软腭部分；其中上颚软腭部分曲面内部覆盖有软组织材料以模拟口腔软组织；所述舌头基体曲面覆盖有软组织材料；微型感测片设置于上颚软腭部分曲面内部覆盖的软组织材料和上颚硬腭部分。

可选的，所述推杆包括推杆Ⅰ和推杆Ⅱ；推杆Ⅰ一端固定在第一底座上，另一端与舌头基体的舌尖端连接；推杆Ⅱ固定在所述上颚软腭部分曲面外部，推杆Ⅱ在电机的带动下推动所述上颚软腭部分上下运动。

可选的，所述软组织材料包括热塑性弹性体、硅胶。