PL74291Y1

PL74291Y1 - Device for measuring the clamping force of maxillary and mandibular bones

Info

Publication number: PL74291Y1
Application number: PL132167U
Authority: PL
Inventors: Piotr Paczos; Aleksandra Pawlak; Małgorzata Wójcik
Original assignee: Akademia Wychowania Fizycznego Im Eugeniusza Piaseckiego W Poznaniu; Politechnika Poznanska
Priority date: 2024-05-29
Filing date: 2024-05-29
Publication date: 2026-03-09
Also published as: PL132167U1

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest urządzenie do pomiaru siły zacisku kości szczęki i kości żuchwy z elementami zaciskowymi w postaci płaskowników współpracujących z czujnikiem siły. Urządzenie składa się dwóch aluminiowych płaskowników: górnego (1G) i dolnego (1D) o wymiarach 180x5 mm, osadzonych na dwóch elastycznych dystansach (ED) o grubości 4 mm umieszczonych po przeciwległych bokach płaskowników (1G) i (1D). Pomiędzy płaskownikami (1G) i (1D), od ich wewnętrznej strony i w ich centralnej części, znajdują się dwa tensometry rezystancyjne (T1) i (T2) osadzone nad wybraniami (W) płaskownika (1D) i dociskane piórami (P) płaskownika (1G). Na zewnętrznych powierzchniach płaskowników (1G) i (1D) przyklejone są nakładki (N) wykonane z polimocznika o długości 130 mm. Tensometry rezystancyjne (T1) i (T2), połączone są przewodowo z jednostką roboczą z wyświetlaczem wyniku pomiaru siły oraz źródłem zasilania.The subject of the application is a device for measuring the clamping force of the maxillary and mandibular bones with clamping elements in the form of flat bars cooperating with a force sensor. The device consists of two aluminum flat bars: an upper (1G) and a lower (1D) bar, measuring 180x5 mm, mounted on two flexible spacers (ED) 4 mm thick, located on opposite sides of the flat bars (1G) and (1D). Between the flat bars (1G) and (1D), on their inner side and in their central part, are two resistive strain gauges (T1) and (T2), mounted over the recesses (W) of the flat bar (1D) and pressed by the tongues (P) of the flat bar (1G). 130 mm long polyurea overlays (N) are glued to the outer surfaces of the flat bars (1G) and (1D). Resistance strain gauges (T1) and (T2) are connected by wires to the working unit with the force measurement result display and the power source.

Description

Opis wzoru Przedmiotem wzoru uzytkowego jest urzadzenie sluzace do pomiaru sily zacisku kosci szczeki i kosci zuchwy, czyli sily sciskajacej, która pojawia sie w momencie zaciskania szczeki i zuchwy. Description of the design The subject of the utility model is a device for measuring the jaw bone clamping force, i.e. the compressive force that occurs when the jaw is clamped.

W stanie techniki z opisu wynalazku US2008183107A1 znane jest urzadzenie sluzy do pomiaru sily nacisku jezyka lub wargi. Aparat ten wyposazony w czujnik sily i mechaniczny wal sluzy do zwiek- szenia sily lub ruchliwosci jezyka lub warg. Urzadzenie wedlug wzoru sluzy do pomiaru zacisku pomie- dzy koscia szczeki, a koscia zuchwy. Celem pomiarów w tym przypadku jest okreslenie z jaka rzeczy- wista sila pacjent trzyma koscia szczeki i koscia zuchwy urzadzenie. Pomiar co do zasady nie ma na celu ustalenia sily maksymalnej a rzeczywista. Urzadzenie ma charakteru jedynie pomiarowy, nie jest urzadzeniem sluzacym do cwiczenia celem zwiekszenia tej sily. In the prior art, a device for measuring the force exerted by the tongue or lip is known from the patent description US2008183107A1. This device, equipped with a force sensor and a mechanical shaft, is used to increase the force or mobility of the tongue or lips. The device, according to the formula, is used to measure the pressure between the maxillary bone and the mandible. The purpose of the measurements in this case is to determine the actual force with which the patient holds the device with the maxillary bone and the mandible. The measurement is generally not intended to determine the maximum force, but the actual force. The device is for measuring purposes only and is not an exercise device for increasing this force.

Z innej publikacji, a mianowicie US1855573A, znany jest cisnieniomierz dentystyczny, który sluzy do pomiaru cisnienia wytwarzanego przez zeby podczas zacisku. Cisnieniomierz dentystyczny wypo- sazony jest w sprezyny, które powoduja, ze nakladki, które posiadaja zlobienie, dostosowuja sie do ksztaltu zebów znajdujacych sie na kosci szczeki i zuchwy, co powoduje, ze przy pomiarze sily zacisku szczeka-zuchwa pomiar znacznie by sie wydluzyl i móglby byc niemiarodajny w zaleznosci od tego jak pacjentka przytrzyma koscmi szczeki i zuchwy urzadzenie. Procedura pomiaru, zwiazana z tensegracja, w szczególnosci pomiaru z zastosowaniem urzadzen do oceny stabilnosci posturalnej trwaja do 60 s, w tym czasie sprezyny w cisnieniomierzu dentystycznym moglyby zmieniac swoje polozenie, a zatem pomiar sily bylby niemiarodajny. W odniesieniu do tensegracji pomiar powinien byc szybki i powinien zadawac jednoznaczny wynik, z jaka sila pacjent swobodnie zaciska kosci szczeki i zuchwy. Another publication, US1855573A, describes a dental pressure gauge used to measure the pressure generated by the teeth during clenching. The dental pressure gauge is equipped with springs that cause the grooved attachments to adapt to the shape of the teeth located on the jawbone. This would significantly prolong the measurement time when measuring jaw-to-jaw clenching force and could be unreliable depending on how the patient holds the device with her jawbone. The measurement procedure associated with tensegrity, especially measurements using devices for assessing postural stability, takes up to 60 seconds. During this time, the springs in the dental sphygmomanometer could change their position, making the force measurement unreliable. With regard to tensegrity, the measurement should be rapid and provide a clear result of the force with which the patient freely clenches the jaw bones.

Cisnieniomierz pozwala odniesc sile zacisku do pola powierzchni. Urzadzenie wedlug wzoru sluzy do pomiaru sily zacisku, bez odniesienia do powierzchni, na której zeby sa zaciskane. Procedura pomiarowa opiera sie na pomiarze w róznych warunkach – przy oczach otwartych, oczach zamknietych czy tez przy parciu (jak do porodu). Zmiana warunków pomiaru wplywa na sile zacisku szczeka-zuchwa, pacjentki które zamykaja oczy do pomiarów samoczynnie zaciskaja mocniej kosci szczeki i zuchwy na urzadzeniu, poniewaz próbujac utrzymac równowage cale ich cialo jest bardziej spiete, wlacznie z ko- scmi szczeki i zuchwy. The pressure monitor allows for relating the force of the jaw to the surface area. The device, using a formula, measures the force of the jaw without reference to the surface area on which the teeth are clenched. The measurement procedure is based on measurements under various conditions – with the eyes open, eyes closed, or during pushing (as in childbirth). Changing the measurement conditions affects the jaw-jaw force. Patients who close their eyes for measurements automatically clench their jawbones more tightly against the device because, while trying to maintain balance, their entire body is tense, including the jawbones.

Koncepcja wzoru sprowadza sie do prostej konstrukcji urzadzenia, w którym pomiedzy dwiema belkami umieszczone sa tensometry mierzace odksztalcenie belek. Odksztalcenie w postaci sygnalu przeksztalca sie we wskazanie masy (waga, sila), która odczytywana jest bezposrednio z wyswietlacza dolaczonego do urzadzenia. The concept of the design comes down to a simple device in which strain gauges are placed between two beams to measure the beams' deformation. The deformation signal is converted into a mass reading (weight, force), which is read directly from the display attached to the device.

Istota wzoru uzytkowego jest urzadzenie do pomiaru sily zacisku kosci szczeki i kosci zuchwy z ele- mentami zaciskowymi w postaci plaskowników. Urzadzenie sklada sie z dwóch aluminiowych plaskowni- ków górnego i dolnego o wymiarach 180x5 mm. Plaskowniki sa osadzone na dwóch elastycznych dystan- sach o grubosci 4 mm umieszczonych po przeciwleglych bokach plaskowników. Odpowiednia odleglosc pomiedzy belkami ustalona przez elastyczne dystanse – nie wprowadza dodatkowego usztywnienia kon- strukcji – a pozwala na swobodne przemieszczenie jednej belki aluminiowej wzgledem drugiej. The essence of the utility model is a device for measuring the clamping force of the maxillary and mandibular bones, with clamping elements in the form of flat bars. The device consists of two aluminum flat bars, one upper and one lower, measuring 180 x 5 mm. The flat bars are mounted on two flexible 4 mm thick spacers placed on opposite sides of the flat bars. The appropriate distance between the beams, established by the flexible spacers, does not introduce additional stiffening of the structure and allows for free movement of one aluminum beam relative to the other.

Pomiedzy plaskownikami, od ich wewnetrznej strony i w ich centralnej czesci, znajduja sie dwa tensometry rezystancyjne osadzone nad wybraniami plaskownika dolnego i dociskane piórami plasko- wnika górnego. Wyfrezowania w postaci wybran i piór maja na celu takie pozycjonowanie tensometrów, aby podczas nacisku belki górnej na belke dolna dochodzilo do odksztalcenia tensometrów i tym samym zmiany rezystancji, która ostatecznie zostaje przeliczona na sile sciskajaca. Between the flat bars, on their inner side and in their central part, are two resistance strain gauges mounted above the recesses of the lower flat bar and pressed by the tines of the upper flat bar. The milling in the form of recesses and tines is intended to position the strain gauges so that when the upper beam presses against the lower beam, the strain gauges are deformed, thus changing the resistance, which is ultimately converted into a compressive force.

Na zewnetrznych powierzchniach plaskowników przyklejone sa nakladki z polimocznika o dlugo- sci 130 mm, które zwiekszaja komfort zagryzania kosci szczeki i zuchwy na urzadzeniu. Ponadto ten- sometry rezystancyjne polaczone sa przewodowo z jednostka robocza z wyswietlaczem wyniku oraz zródlem zasilania. 130 mm long polyurea pads are glued to the outer surfaces of the flat bars, increasing the comfort of biting the jawbone on the device. Furthermore, the resistance strain gauges are connected by wires to the working unit with the result display and power source.

Urzadzenie do pomiaru sily zacisku kosci szczeki i kosci zuchwy pokazano na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w ujeciu schematycznym zespól pomiarowy. The device for measuring the clamping force of the maxillary and mandibular bones is shown in the drawing, where Fig. 1 shows a schematic representation of the measuring assembly.

Urzadzenie do pomiaru sily zacisku kosci szczeki i kosci zuchwy z elementami zaciskowymi w po- staci plaskowników wspólpracujacych z czujnikiem sily. Urzadzenie sklada sie dwóch aluminiowych pla- skowników: górnego 1G i dolnego 1D o wymiarach 180x5 mm. Plaskowniki 1G i 1D osadzone sa na dwóch elastycznych dystansach ED o grubosci 4mm, umieszczonych po przeciwleglych bokach plasko- wników 1G i 1D. Pomiedzy plaskownikami 1G i 1D, od ich wewnetrznej strony i w ich centralnej czesci, znajduja sie dwa tensometry rezystancyjne T1 i T2 osadzone nad wybraniami W plaskownika 1D i do- ciskane piórami P plaskownika 1G. Na zewnetrznych powierzchniach plaskowników 1G i 1D przyklejone3 sa nakladki N wykonane z polimocznika o dlugosci 130 mm. Nadto tensometry rezystancyjne T1 i T2 – w ujeciu ukladowym, polaczone sa przewodowo z jednostka robocza z wyswietlaczem wyniku pomiaru sily oraz zródlem zasilania (niepokazanymi na rysunku). W przykladzie realizacji wykorzystano dwie baterie AA o napieciu 1,5 V. A device for measuring the clamping force of the maxilla and mandible bones, with clamping elements in the form of flat bars cooperating with a force sensor. The device consists of two aluminum flat bars: an upper 1G bar and a lower 1D bar, measuring 180x5 mm. The 1G and 1D flat bars are mounted on two 4mm-thick flexible spacers ED, placed on opposite sides of the 1G and 1D flat bars. Between the 1G and 1D flat bars, on their inner side and in their central part, are two resistive strain gauges T1 and T2, mounted above the recesses W of the 1D flat bar and pressed by the tines P of the 1G flat bar. 130 mm long polyurea overlays N are glued to the outer surfaces of flat bars 1G and 1D. Furthermore, the resistive strain gauges T1 and T2 – in the system approach – are connected by wires to the working unit with the force measurement result display and a power source (not shown in the figure). In the example implementation, two 1.5 V AA batteries were used.

Urzadzenie wedlug wzoru moze byc w szczególnosci wykorzystywane do badan oceny stabilno- sci posturalnej kobiet, które zmagaja sie z zaburzeniami wystepujacymi w miednicy mniejszej. Warto wspomniec, ze wszelkie zaburzenia wystepujace w obrebie miednicy mniejszej maja znaczny wplyw na komfort zycia kobiety, a zatem badania wyplywu napiec w poszczególnych przeponach na te przypa- dlosci sa niezwykle istotne. Analiza wplywu tych naprezen na zaburzenia w obrebie miednicy mniejszej moze prowadzic do wniosków, na podstawie których wprowadzone zostana zalecenia, dzieki którym bedzie mozna zapobiegac tym przypadlosciom. Wykonane zostaly badania kontrolne na próbie kobiet zdrowych. Program badan obejmuje takze pomiar sily zacisku szczeka-zuchwa z oczami otwartymi czy pomiar sily zacisku szczeka-zuchwa z oczami zamknietymi. The device, according to the model, can be used in particular to assess the postural stability of women struggling with pelvic floor disorders. It's worth mentioning that any pelvic floor disorders have a significant impact on a woman's quality of life, so studying the impact of tension in individual diaphragms on these conditions is extremely important. Analyzing the impact of these tensions on pelvic floor disorders can lead to conclusions that will lead to recommendations that will help prevent these conditions. Follow-up studies were performed on a sample of healthy women. The testing program also includes measuring jaw-to-jaw grip strength with eyes open and jaw-to-jaw grip strength with eyes closed.

Pomiar polega na wlozeniu do ust urzadzenia, a nastepnie zacisnieciu kosci szczeki i zuchwy na belce. Poniewaz urzadzenie jest urzadzeniem uzywanym przez wiele osób dlatego kazdorazowo przed wlozeniem do ust jest ono zabezpieczone oslona z lateksu, nitrylu, polichlorku winylu (PVC) lub oslona z naturalnego kauczuku (moze to byc np. rekawiczka jednorazowego uzytku lub cos co calkowicie osloni urzadzenie). Po przeprowadzonej próbie oslona zostaje sciagnieta i poddaje sie ja utylizacji. The measurement involves placing the device in the mouth and then clamping the jawbone on the beam. Because the device is used by multiple people, each time it is placed in the mouth, it is protected with a latex, nitrile, polyvinyl chloride (PVC), or natural rubber cover (e.g., a disposable glove or something that completely covers the device). After the test, the cover is removed and disposed of.

W wyniku przeprowadzonego badania sciskania koscmi szczeki i zuchwy otrzymuje sie pomiar sily, który wyswietlany jest na wyswietlaczu urzadzenia. Baza z elektronika polaczona jest belka pomia- rowa za pomoca odizolowanych przewodów o dlugosci minimum 2 m i zasilana dwoma bateriami AA o napieciu 1,5 V. Pomiar sily rejestrowany jest z dokladnoscia do 0,05 kg. The result of the jaw bone compression test is a force measurement, which is displayed on the device's display. The base is connected to the electronics via a measuring beam using bare wires, at least 2 m long, and powered by two 1.5 V AA batteries. The force measurement is recorded with an accuracy of 0.05 kg.

Podczas wykonywania pomiaru istotne jest to, aby pacjent nie zaciskal kosci szczeki i zuchwy na urzadzeniu z maksymalna sila jaka moze uzyskac. Zacisk powinien byc swobodny, w miare mozliwosci stabilny oraz nalezy zadbac o to, aby urzadzenie nie wypadlo z ust osoby badanej.During the measurement, it is important that the patient does not clamp their jawbone against the device with the maximum force they can achieve. The clamp should be loose and, if possible, stable, and care should be taken to ensure that the device does not fall out of the subject's mouth.

Claims

Protective disclaimer

1. A device for measuring the clamping force of the maxillary and mandibular bones with clamping elements in the form of flat bars cooperating with a force sensor, characterized in that it consists of two aluminum flat bars: upper (1G) and lower (1D) with dimensions of 180x5 mm, mounted on two flexible spacers (ED) with a thickness of 4 mm, placed on opposite sides of the flat bars (1G) and (1D), between the flat bars (1G) and (1D), on their inner side and in their central part, there are two resistance strain gauges (T1) and (T2) mounted above the recesses (W) of the flat bar (1D) and pressed by the tongues (P) of the flat bar (1G), on the outer surfaces of the flat bars (1G) and (1D) there are overlays (N) made of polyurea with a thickness of 130 mm long, and resistance strain gauges (T1) and (T2) are connected by wires to the working unit with the force measurement result display and the power source. Figure