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CN120036960A - 一体式口腔异味特异性监测隐形矫治器、包含其的口腔异味监测和矫治装置 - Google Patents

一体式口腔异味特异性监测隐形矫治器、包含其的口腔异味监测和矫治装置 Download PDF

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CN120036960A
CN120036960A CN202510189138.9A CN202510189138A CN120036960A CN 120036960 A CN120036960 A CN 120036960A CN 202510189138 A CN202510189138 A CN 202510189138A CN 120036960 A CN120036960 A CN 120036960A
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CN
China
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monitoring
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Application number
CN202510189138.9A
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苏晓霞
杨丽媛
邹静
廖立
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sichuan University
Original Assignee
Sichuan University
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Publication date
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Abstract

本发明公开了一体式口腔异味特异性监测隐形矫治器、包含其的口腔异味监测和矫治装置，涉及牙齿矫正技术领域。本发明公开的一体式口腔异味监测隐形矫治器包括无托槽隐形矫治器本体和口腔异味检测膜，口腔异味检测膜为超薄透气复合膜层结构，包括1层信号数据传输处理层和至少1层监测口腔异味的异味检测膜层。本发明还公开了一种口腔异味监测和矫治装置，其包括上述的一体式口腔异味监测隐形矫治器及与其连接的智能设备。本发明能够实时、长期地对口腔中的多种气体进行检测，使用方便，能为无托槽隐形矫治患者实时提供口腔和消化系统及全身健康信息。

Description

一体式口腔异味特异性监测隐形矫治器、包含其的口腔异味 监测和矫治装置
技术领域
本发明涉及牙齿矫正技术领域，具体涉及一体式口腔异味特异性监测隐形矫治器、包含其的口腔异味监测和矫治装置。
背景技术
无托槽隐形矫治器是一种用于牙齿矫正的透明装置，也称为隐形牙套，因其美观、舒适和高效的优点，在正畸治疗中被广泛应用。但无托槽隐形矫治器使用过程中常出现口腔异味问题，这不仅影响患者的口腔健康，还可能对其心理和社交活动产生负面影响。此外，口腔异味可能与胃肠道疾病或全身疾病相关，例如胃食管反流病或其他消化系统问题，甚至糖尿病酮症酸中毒等。因此，对口腔异味进行监测不仅有助于改善口腔卫生，还能及时了解身体健康状况。
公开号为CN 116138912 A的专利公开了一种具有口腔异味检测功能的冲牙器及其工作方法，能够实现口腔异味检测，并根据检测结果控制冲水强度、冲水流量或冲水时间。但该专利对于口腔异味检测仅供用于冲牙使用。公开号为CN111759358的专利公开了一种便于操作的口腔异味检测设备，但该设备主要用于临床检测，并且结构复杂，需要专业医护人员的操作。公开号为CN 104297286A的专利公开了一种口腔异味检测方法及穿戴设备，用户对着穿戴设备呼气时，该穿戴设备接收用户呼出的气体并进行检测和判断。上述现有技术存在无法实时监控口腔异味，不能了解口腔异味的产生与动态变化，需要专业的医护人员操作的技术问题，既难以及时发现口腔异味情况，又占用了人力资源。
因此，提供一种口腔异味监测装置，可以实时、动态地对口腔异味进行监测，并且使用方便，成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的之一在于，提供一种一体式口腔异味特异性监测隐形矫治器，其集隐形矫治与实时特异性口腔异味监测于一体，使用简单，方便。
本发明的目的之二在于，提供一种口腔异味监测和矫治装置，其包含上述的一体式口腔异味特异性监测隐形矫治器。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
第一方面，本发明公开了一种一体式口腔异味监测隐形矫治器，包括无托槽隐形矫治器本体和位于隐形矫治器本体舌腭侧外壁表面的口腔异味检测膜；
口腔异味检测膜为超薄透气复合膜层结构，包括1层用于接收、处理和发送口腔异味监测数据的信号数据传输处理层和至少1层监测口腔异味的异味检测膜层；信号数据传输处理层位于异味检测膜层与隐形矫治器本体之间，异味检测膜层与信号数据传输处理层经微型端口连接。
本发明的部分实施方案中，异味检测膜层包括以下检测层中的至少一层：挥发性硫化物检测层、氨气检测层、酮体检测层、挥发性有机物检测层和酸性气体检测层；
优选地，挥发性硫化物检测层、氨气检测层、挥发性有机物检测层、酮体检测层和酸性气体检测层从外至内依次设置。
本发明的部分实施方案中，挥发性硫化物检测层包括SnO2薄膜和设置于该SnO2薄膜上的微型端口；
或/和氨气检测层包括电极材料沉积在柔性基底上形成的柔性电化学传感器和设置于该柔性电化学传感器上的微型端口；
或/和挥发性有机物检测层包括分子印迹聚合物薄膜和设置于分子印迹聚合物薄膜上的微型端口；
或/和酮体检测层包括乙酰丙酮薄膜和设置于乙酰丙酮薄膜上的微型端口；
或/和酸性气体检测层包括表面涂覆有甲基红指示剂的薄膜以及设置有该薄膜上的微型端口。
本发明的部分实施方案中，氨气检测层的电极材料为碳基电极；优选地，柔性电化学传感器厚度为80-100nm；优选地，所述柔性电化学传感器表面覆盖有一层选择性透气膜；所述选择性透气膜优选为聚四氟乙烯薄膜；更优选地，选择性透气膜厚10-20μm；
或/和SnO2薄膜厚150-200nm；
或/和分子印迹聚合物薄膜厚80-120nm；
或/和乙酰丙酮薄膜厚度为50-100μm；
或/和表面涂覆有甲基红指示剂的薄膜厚度为50-100μm。
本发明的部分实施方案中，各异味检测膜层之间设置由超薄惰性隔离层；所述超薄惰性隔离层由纳米级氧化铝或二氧化硅制成。
本发明的部分实施方案中，信号数据传输处理层包括有蓝牙模块，至少一个数据处理模块，用于向蓝牙模块和数据处理模块供电的微电路系统，以及至少一个用于连接数据处理模块与异味检测膜层的微型端口；其中蓝牙模块与各数据处理模块无线连接。优选地，各异味检测膜层均连接有一个数据处理模块。
本发明的部分实施方案中，信号数据传输处理层上至少包括如下数据处理模块中的一种：挥发性硫化物数据处理模块、氨气数据处理模块、挥发性有机物数据处理模块、酮体数据处理模块、酸性气体数据处理模块；
优选地，各数据处理模块包括至少一个传感器；优选地，挥发性硫化物数据处理模块包括有用于检测挥发性硫化物的传感器，更优选为Figaro TGS系列传感器或HamamatsuS1326-02传感器；
优选地，氨气数据处理模块包括有用于检测氨气的传感器，更优选为MiCS-5524传感器或Figaro TGS系列传感器；
优选地，挥发性有机物数据处理模块包括有用于检测挥发性有机物的传感器，更优选为Bosch BME680传感器；
优选地，酮体数据处理模块包括有用于检测酮体的传感器，更优选为HamamatsuS1326-02传感器；
优选地，酸性气体数据处理模块包括有用于检测酸性气体的传感器，更优选为Hamamatsu S1326-02传感器。
本发明的部分实施方案中，数据处理层的微型端口是同时集成了多个并联线路的微型端口，各异味检测膜层经各自的微型端口与数据处理层的微型端口连接，从而实现异味检测膜层与对应的数据处理模块的连接。
本发明的部分实施方案中，将蓝牙模块、各数据模块、微电路系统设置于隐形矫治器双侧舌侧后部。
本发明的部分实施方案中，隐形矫治器本体和口腔异味检测膜一体压制成型。
本发明通过采用热压和真空封装技术确保所述一体式口腔异味特异性检测膜各膜层之间的紧密结合，防止膜层脱落或出现气泡，确保整个一体式口腔异味监测隐形矫治器的紧密集成和有效功能。
第二方面，本发明公开了一种口腔异味监测和矫治装置，其包括上述的一体式口腔异味监测隐形矫治器，还包括有与该一体式口腔异味监测隐形矫治器信号连接的智能设备。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明具有高选择性和灵敏度：采用多层高分子复合膜，能够对多种气体进行高选择性检测，精准识别并测量不同气体的浓度变化。
本发明具有便利性与便携性：将多种检测功能集成在复合膜中，并与无托槽隐形矫治器材料相结合，不仅节省了空间，还提供了极大的便利性和便携性。
本发明具有实时性和动态持续性：通过结合光电传感技术和智能设备，能够长期采集和监测口腔异味数据，为无托槽隐形矫治患者实时提供关于口腔、消化系统及全身健康的详细信息。
附图说明
附图1为本发明一体式口腔异味特异性监测隐形矫治器的结构示意图；
附图2为本发明一体式口腔异味特异性监测隐形矫治器的俯视图；
附图3为本发明一体式口腔异味特异性监测隐形矫治器的另一俯视图；
附图4为本发明一体式口腔异味特异性监测隐形矫治器的剖视图；
附图5为本发明一体式口腔异味特异性监测隐形矫治器的口腔异味检测膜的结构示意图；
附图6为本发明数据处理层的微型端口的结构示意图。
附图1-附图5中附图标记对应的名称为：
1-无托槽隐形矫治器主体；2-口腔异味检测膜；21-挥发性硫化物检测层；22-氨气检测层；23-挥发性有机物检测层；24-酮体检测层；25-酸性气体检测层；26-信号数据传输处理层，211/221/231/241/251/268-微型端口；261-挥发性硫化物数据处理模块；262-氨气数据处理模块；263-挥发性有机物数据处理模块；264-酮体数据处理模块；265-酸性气体数据处理模块；266-蓝牙模块；267-微电路系统。
附图6中的数字表示微型端口的接口序号。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
如附图1-5所示，本发明公开了一种一体式口腔异味监测隐形矫治器，包括无托槽隐形矫治器本体1和位于隐形矫治器本体1舌腭侧外壁表面的口腔异味检测膜2。
所述口腔异味检测膜2为超薄透气复合膜层结构，包括1层用于接收、处理和发送口腔异味监测数据的信号数据传输处理层26和至少1层监测口腔异味的异味检测膜层；信号数据传输处理层26位于异味检测膜层与隐形矫治器本体1之间，异味检测膜层与信号数据传输处理26层经微型端口连接。
异味检测膜层包括以下检测层中的至少一层：挥发性硫化物检测层21、氨气检测层22、挥发性有机物检测层23、酮体检测层24和酸性气体检测层25；
挥发性硫化物检测层21、氨气检测层22、酮体检测层24、挥发性有机物检测层23和酸性气体检测层25从外至内依次设置。
信号数据传输处理层26包括有蓝牙模块266，至少一个数据处理模块，用于向蓝牙模块和数据处理模块供电的微电路系统267，以及至少一个用于连接数据处理模块与异味检测膜层的微型端口268。蓝牙模块266与各数据处理模块无线连接。
所述数据处理模块包括如下中的一种：挥发性硫化物数据处理模块261、氨气数据处理模块262、挥发性有机物数据处理模块263、酮体数据处理模块264、酸性气体数据处理模块265。
挥发性硫化物检测层21包括SnO2薄膜和设置于该SnO2薄膜上的微型端口211。挥发性硫化物检测层21用于检测挥发性硫化物(Volatile sulfur compounds，VSCs)，如硫化氢(H2S)、甲硫醇(CH3SH)等。该层使用对硫化物敏感的金属氧化物SnO2制成的薄膜。SnO2薄膜的制备方法为现有技术。本发明的一些实施方式中，采用溶胶-凝胶法制备SnO2薄膜，旋涂法控制膜厚在150-200nm，确保膜层均匀分布和对气体的灵敏响应，然后在300℃下进行热处理1小时以形成稳定的薄膜，该薄膜与H2S等VSCs接触后发生氧化还原反应，导致电导率和颜色变化(从透明色逐渐变为灰色或棕色)，并通过微型端口221传输至信号数据传输处理层26中对应的数据处理模块(挥发性硫化物数据处理模块261)中。
氨气检测层22包括电极材料沉积在柔性基底上形成的柔性电化学传感器和设置于该柔性电化学传感器上的微型端口。氨气检测层22用于检测来自蛋白质分解产生的氨气(NH3)。该柔性电化学传感器的制备方法为现有技术，由电极材料通过溅射法或喷涂法沉积在柔性基材上制成。电极厚度控制为80-100nm，溅射工艺参数包括溅射功率为150W，溅射时间为10分钟，以确保电极层的均匀性和附着力。电极材料采用碳基电极，包括玻碳电极、碳纳米管、石墨烯等。NH3在电极表面发生氧化反应，产生与NH3浓度成正比的电流信号。通过电极反应，将NH3的化学变化直接转换为电信号，并通过微型端口将电信号传输至信号数据传输处理层26中对应的数据处理模块(氨气数据处理模块262)中。
所述柔性电化学传感器表面覆盖有一层选择性透气膜；所述选择性透气膜为聚四氟乙烯薄膜；择性透气膜厚10-20μm；用于防止水分和其他杂质对检测的干扰，同时确保NH3能够顺利通过。
挥发性有机物检测层23分子印迹聚合物薄膜和设置于分子印迹聚合物薄膜上的微型端口。分子印迹聚合物薄膜厚80-120nm。挥发性有机物检测层23用于检测口腔细菌代谢产生的挥发性有机化合物(Volatile organic compounds，VOCs)，如乙酸、丁酸等。这一层使用分子印迹聚合物(Molecular imprinted polymers，MIP)，这些聚合物对于VOCs具有特异性吸附能力，当与目标分子结合时引发显色反应(从无色变为蓝色或紫色)，颜色的变化通过微型端口将电信号传输至信号数据传输处理层26中对应的数据处理模块(挥发性有机物数据处理模块263)中，从而实现VOCs的浓度检测。分子印迹聚合物薄膜的制备方法为现有技术。本发明的一些实施方式中，采用模板聚合法制备MIP，以乙酸、丁酸等为模板分子，通过交联聚合形成具有特异性结合位点的薄膜。膜层厚度为80-120nm，以确保对目标气体的高灵敏度。
酮体检测层24包括乙酰丙酮薄膜和设置于乙酰丙酮薄膜上的微型端口。乙酰丙酮薄膜厚度为50-100μm。酮体检测层24用于对口腔中酮体进行检测。酮体与乙酰丙酮薄膜接触后迅速结合并触发显色反应，使薄膜颜色从无色变为橙色或红色，颜色的变化通过微型端口将电信号传输至信号数据传输处理层26中对应的数据处理模块(酮体数据处理模块264)中。乙酰丙酮薄膜制备方法为现有技术。本发明的一些实施方式中，采用浸涂法将乙酰丙酮均匀分布在基材上，涂层厚度为50-100μm，并可通过调整浸渍时间和溶液浓度来优化显色反应的灵敏度。
酸性气体检测层25包括表面涂覆有甲基红指示剂的薄膜以及设置有该薄膜上的微型端口。表面涂覆有甲基红指示剂的薄膜厚度为50-100μm。酸性气体，如氢离子或挥发性酸性物质，接触酸性气体检测层25时，使该层pH降低，甲基红会由黄色变为红色，其显色范围pH值为4.4～6.2。颜色的变化通过微型端口将电信号传输至信号数据传输处理层26中对应的数据处理模块(酸性气体数据处理模块265)中。表面涂覆有甲基红指示剂的薄膜的制备为现有技术。本发明的一些实施方式中，采用喷涂法将甲基红指示剂均匀涂覆在基材上，膜层厚度为50-100μm，喷涂溶液浓度为0.1wt％，确保膜层在接触酸性气体时快速响应。
各异味检测膜层之间设置有超薄惰性隔离层；所述超薄惰性隔离层由纳米级氧化铝或二氧化硅制成。超薄惰性隔离层厚度控制为5-10nm，以阻止相邻的膜层之间发生潜在化学反应。
挥发性硫化物数据处理模块261包括有用于检测挥发性硫化物的传感器，本发明的一些实施方式中，为Figaro TGS系列传感器或Hamamatsu S1326-02传感器；
氨气数据处理模块262包括有用于检测氨气的传感器，本发明的一些实施方式中，为MiCS-5524传感器或Figaro TGS系列传感器；
挥发性有机物数据处理模块263包括有用于检测挥发性有机物的传感器，本发明的一些实施方式中，为Bosch BME680传感器；
酮体数据处理模块264包括有用于检测酮体的传感器，本发明的一些实施方式中，为Hamamatsu S1326-02传感器；
酸性气体数据处理模块265包括有用于检测酸性气体的传感器，本发明的一些实施方式中，为Hamamatsu S1326-02传感器。
数据处理层的微型端口268是同时集成了多个并联线路的微型端口，如附图6所示。各异味检测膜层经各自的微型端口与数据处理层的微型端口268连接，从而实现异味检测膜层与对应的数据处理模块的连接。
本发明的部分实施方案中，将蓝牙模块266、各数据模块设置于隐形矫治器双侧舌侧后部。
隐形矫治器本体1和口腔异味检测膜2一体压制成型。本发明的一些实施方式中，通过热压和真空封装一体压制成型。
本发明中，将用于检测各异味检测膜层的传感器集成到信号数据传输处理层26中，负责同时采集来自各气体检测膜层的信号的传输和处理。数据传输处理层26中还集成了蓝牙模块266和用于向蓝牙模块和各数据处理模块供电的微电路系统267。
所述微电路系统267为薄膜电池，如薄膜锂电池或薄膜聚合物电池。将薄膜电池作为独立模块，设计为薄而紧凑的形态(0.5mm-1mm厚)，并放置在信号数据传输处理层26中作为一个单独的模块，与其他模块共享电源接口，提供稳定的电力供应。薄膜电池的电力通过集成电路(如电源管理单元PMU)分配给各个模块，确保其正常工作。薄膜电池与各传感器通过微型导线连接，确保高效的电力传输和模块化设计。本发明的微电路系统267与各数据处理模块集成在同一层，以减少体积并提高系统稳定性，同时保持隐形矫治器的舒适佩戴性。
数据传输处理层26的制备方法为现有技术，本发明的一些实施方式中，选用硅基材料为膜层平台进行微型化处理，利用微电子机械系统(Micro-Electro-MechanicalSystem，MEMS)将各数据处理模块、蓝牙模块266、微电路系统277进行集成。
为了避免影响口腔前部的舒适度和视觉效果，各数据处理模块放置于隐形矫治器双侧舌侧后部，各侧3个模块，分别对应1-5层气体检测层及蓝牙模块。
本发明公开了一种口腔异味监测和矫治装置，其包括上述的一体式口腔异味监测隐形矫治器，还包括有与该一体式口腔异味监测隐形矫治器信号连接的智能设备。
各异味检测膜层的颜色变化或电导变化经微型端口传送至光电传感膜层26中对应的数据处理模块的传感器中；再将检测结果以无线蓝牙方式传输至外部智能设备，在智能设备上，利用特定应用程序对数据进行实时监控和可视化处理。
实施例1
本实施例公开了本发明的一种一体式口腔异味监测隐形矫治器，包括无托槽隐形矫治器本体1和位于隐形矫治器本体1舌腭侧外壁表面的口腔异味检测膜2，隐形矫治器本体1和口腔异味检测膜2一体压制成型，具体地，通过热压和真空封装一体压制成型。
所述口腔异味检测膜2为超薄透气复合膜层结构，包括1层光电传感膜层26和1层异味检测膜层；光电传感膜层26位于异味检测膜层与隐形矫治器本体1之间。
异味检测膜层为挥发性硫化物检测层21或氨气检测层22或挥发性有机物检测层23或酮体检测层24或酸性气体检测层25。
挥发性硫化物检测层21包括SnO2薄膜和设置于该SnO2薄膜上的微型端口211；
氨气检测层22包括电极材料沉积在柔性基底上形成的柔性电化学传感器和设置于该柔性电化学传感器上的微型端口221，所述电极材料为碳基电极；柔性电化学传感器厚度为80-100nm；所述柔性电化学传感器表面覆盖有一层膜厚10-20μm的聚四氟乙烯薄膜；
挥发性有机物检测层23包括分子印迹聚合物薄膜和设置于分子印迹聚合物薄膜上的微型端口231；分子印迹聚合物薄膜厚80-120nm；
酮体检测层24包括厚度为50-100μm乙酰丙酮薄膜和设置于乙酰丙酮薄膜上的微型端口241；
酸性气体检测层25包括表面涂覆有甲基红指示剂的薄膜和设置有该薄膜上的微型端口251；表面涂覆有甲基红指示剂的薄膜厚度为50-100μm。
信号数据传输处理层26包括有蓝牙模块266，至少一个数据处理模块，用于向蓝牙模块和数据处理模块供电的微电路系统267，以及至少一个用于连接数据处理模块与异味检测膜层的微型端口268。蓝牙模块266与各数据处理模块无线连接。
数据处理模块选自挥发性硫化物数据处理模块261、氨气数据处理模块262、挥发性有机物数据处理模块263、酮体数据处理模块264、酸性气体数据处理模块265中的一种。
挥发性硫化物数据处理模块261包括有用于检测挥发性硫化物的传感器，型号为Figaro TGS系列传感器或Hamamatsu S1326-02传感器；其经微型端口268与SnO2薄膜上的微型端口211连接。
氨气数据处理模块262包括有用于检测氨气的传感器，型号为MiCS-5524传感器或Figaro TGS系列传感器，其经微型端口268与柔性电化学传感器上的微型端口221连接。
挥发性有机物数据处理模块263包括有用于检测挥发性有机物的传感器，型号为Bosch BME680传感器，其经微型端口268与分子印迹聚合物薄膜上的微型端口231连接。
酮体数据处理模块264包括有用于检测酮体的传感器，型号为Hamamatsu S1326-02传感器，其经微型端口268与乙酰丙酮薄膜上的微型端口241连接。
酸性气体数据处理模块265包括有用于检测酸性气体的传感器，型号为HamamatsuS1326-02传感器，其经微型端口268与涂覆有甲基红指示剂的薄膜的微型端口251连接。
本实施例中，采用聚吡咯作为电极连接各微型端口。
所述微电路系统267为薄膜电池，如薄膜锂电池或薄膜聚合物电池。薄膜电池与各传感器通过微型导线连接，确保高效的电力传输和模块化设计。本发明的微电路系统与各数据处理模块集成在同一层，以减少体积并提高系统稳定性，同时保持隐形矫治器的舒适佩戴性。
蓝牙模块266、各数据模块、用于向蓝牙模块和数据处理模块供电的微电路系统267、以及微型端口268均设置于隐形矫治器舌侧后部。
各异味检测膜层的颜色变化或电导变化经微型端口传送至光电传感膜层26中对应的数据处理模块的传感器中；再将检测结果以无线蓝牙方式传输至外部智能设备，在智能设备上，利用特定应用程序对数据进行实时监控和可视化处理。
实施例2
本实施例公开了本发明的一种一体式口腔异味监测隐形矫治器，与实施例1相比，本实施例的异味检测膜层有两层，信号数据传输处理层26数据处理模块对应为两个，其余条件均相同。具体地：
本实施例的异味检测膜层选自以下检测层中的两层：挥发性硫化物检测层21、氨气检测层22、挥发性有机物检测层23、酮体检测层24、酸性气体检测层25；并且按挥发性硫化物检测层21、氨气检测层22、酮体检测层24、挥发性有机物检测层23和酸性气体检测层25从外至内依次设置。各异味检测膜层之间设置由超薄惰性隔离层；所述超薄惰性隔离层由纳米级氧化铝或二氧化硅制成。
信号数据传输处理层26包括有蓝牙模块266，2个数据处理模块，用于向蓝牙模块266和各数据处理模块供电的微电路系统267，以及用于连接数据处理模块与异味检测膜层的微型端口268。
2个数据处理模块选自以下两种：挥发性硫化物数据处理模块261、氨气数据处理模块262、挥发性有机物数据处理模块263、酮体数据处理模块264、酸性气体数据处理模块265；并与异味检测膜层相对应。各异味检测膜层的组成、各数据处理模块的组成同实施例1。
本实施例中数据处理层的微型端口268是同时集成了多个并联线路的微型端口，如附图6所示。各异味检测膜层经各自的微型端口与数据处理层的微型端口268连接，从而实现异味检测膜层与对应的数据处理模块的连接。
蓝牙模块266、2个数据处理模块，微型端口268，以及用于向蓝牙模块和各数据处理模块供电的微电路系统267均设置于隐形矫治器舌侧后部。
实施例3
本实施例公开了本发明的一种一体式口腔异味监测隐形矫治器，与实施例1相比，本实施例的异味检测膜层有五层，信号数据传输处理层26上的数据处理模块对应为5个，蓝牙模块266为1个，微电路系统267为2个，微型端口268为2个。具体地：
本实施例的异味检测膜层包括检测层中的五层：挥发性硫化物检测层21、氨气检测层22、挥发性有机物检测层23、酮体检测层24、酸性气体检测层25；并且按挥发性硫化物检测层21、氨气检测层22、挥发性有机物检测层23、酮体检测层24和酸性气体检测层25从外至内依次设置。各异味检测膜层之间设置由超薄惰性隔离层；所述超薄惰性隔离层由纳米级氧化铝或二氧化硅制成。
信号数据传输处理层26包括有个1个蓝牙模块，5个数据处理模块，即挥发性硫化物数据处理模块261、氨气数据处理模块262、挥发性有机物数据处理模块263、酮体数据处理模块264、酸性气体数据处理模块265。上述6个模块分别设置于隐形矫治器双侧舌侧后部，一侧3个，每侧均设置有一个微型端口268；各数据处理模块均接入至其所在侧的微型端口268，如附图5所示。并且各侧均设置有1个用于向蓝牙模块和各数据处理模块供电的微电路系统267。
各异味检测膜层的组成和各数据处理模块的组成同实施例1。
本实施例中数据处理层的微型端口268是同时集成了多个并联线路的微型端口，如附图6所示。各异味检测膜层经各自的微型端口与数据处理层的微型端口268连接，从而实现异味检测膜层与对应的数据处理模块的连接。
实施例4
本实施例公开了本发明的一种口腔异味监测和矫治装置，其包括实施例1的一体式口腔异味监测隐形矫治器，还包括有与该一体式口腔异味监测隐形矫治器信号连接的智能设备。所述智能设备包括手机、电脑、智能手环。一体式口腔异味监测隐形矫治器的信号数据传输处理层26将监测结果以无线蓝牙方式传输至外部智能设备，在智能设备上，利用特定应用程序对数据进行实时监控和可视化处理。
实施例5
本实施例公开了本发明的一种口腔异味监测和矫治装置，其包括实施例2的一体式口腔异味监测隐形矫治器，还包括有与该一体式口腔异味监测隐形矫治器信号连接的智能设备。所述智能设备包括手机、电脑、智能手环。一体式口腔异味监测隐形矫治器的信号数据传输处理层26将监测结果以无线蓝牙方式传输至外部智能设备，在智能设备上，利用特定应用程序对数据进行实时监控和可视化处理。
实施例6
本实施例公开了本发明的一种口腔异味监测和矫治装置，其包括实施例3的一体式口腔异味监测隐形矫治器，还包括有与该一体式口腔异味监测隐形矫治器信号连接的智能设备。所述智能设备包括手机、电脑、智能手环。一体式口腔异味监测隐形矫治器的信号数据传输处理层26将监测结果以无线蓝牙方式传输至外部智能设备，在智能设备上，利用特定应用程序对数据进行实时监控和可视化处理。
本发明使用时，将无托槽隐形矫治器本体1按照标准操作佩戴于牙列上。确保舒适度，同时允许矫治器内侧与口腔环境直接接触，以获取准确的气体样本。
无托槽隐形矫治器本体1的舌腭侧内壁处固定有口腔异味特异性检测层2，复合膜层紧贴口腔气体集中的区域后牙附近保证气体的有效接触和稳定的信号采集。所述矫治器本体1的设计紧密贴合牙列，避免因松动导致的信号误差。
佩戴后，口腔气体流经多层检测膜层，每一层检测膜均针对特定的目标气体进行感应反应如H2S、NH3、VOCs等，不需要患者或医师主动操作。
检测层材料针对特定气体发生显色或电导变化。各层传感器将检测到的物理信号颜色或电导传送至信号数据传输处理层26。
信号数据传输处理层26将每层检测膜的信号整合并进行初步处理，确保信号的稳定性。处理后的信号通过无线传输至外部智能设备。传输频率可根据需要设置，例如每15分钟传输一次，或根据气体浓度阈值变化触发传输，节约能耗。
应用程序会自动接收并解码矫治器传输的数据，生成易于理解的图表和趋势图，帮助患者或医师了解口腔异味的变化。
当检测到特定气体浓度超出健康阈值时，应用程序会自动弹出警告提示。还可以查看检测数据的历史记录，了解一段时间内的口腔健康变化。
应用程序结合各层检测数据对气体类型进行具体分析，根据检测出的不同气体类型和浓度，应用程序可以预警潜在的健康问题，如高浓度硫化物可能提示牙周病风险，高浓度酮体可能与代谢异常相关，酸性气体超标可能反映胃酸反流等，从多个角度评估口腔和系统性健康问题，提高诊断和治疗的准确性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非对本发明的范围进行限定。在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种一体式口腔异味监测隐形矫治器，其特征在于，包括无托槽隐形矫治器本体(1)和位于隐形矫治器本体(1)舌腭侧外壁表面的口腔异味检测膜(2)；
所述口腔异味检测膜(2)为超薄透气复合膜层结构，包括1层用于接收、处理和发送口腔异味监测数据的信号数据传输处理层(26)和至少1层监测口腔异味的异味检测膜层；信号数据传输处理层(26)位于异味检测膜层与隐形矫治器本体(1)之间，异味检测膜层与信号数据传输处理(26)层经微型端口连接。
2.根据权利要求1所述的一种一体式口腔异味监测隐形矫治器，其特征在于，所述异味检测膜层包括以下检测层中的至少一层：挥发性硫化物检测层(21)、氨气检测层(22)、挥发性有机物检测层(23)、酮体检测层(24)和酸性气体检测层(25)；
优选地，挥发性硫化物检测层(21)、氨气检测层(22)、酮体检测层(24)、挥发性有机物检测层(23)和酸性气体检测层(25)从外至内依次设置。
3.根据权利要求2所述的一种一体式口腔异味监测隐形矫治器，其特征在于，挥发性硫化物检测层(21)包括SnO2薄膜和设置于该SnO2薄膜上的微型端口(211)；
或/和氨气检测层(22)包括电极材料沉积在柔性基底上形成的柔性电化学传感器和设置于该柔性电化学传感器上的微型端口(221)；
或/和挥发性有机物检测层(23)包括分子印迹聚合物薄膜和设置于分子印迹聚合物薄膜上的微型端口(231)；
或/和酮体检测层(24)包括乙酰丙酮薄膜和设置于乙酰丙酮薄膜上的微型端口(241)；
或/和酸性气体检测层(25)包括表面涂覆有甲基红指示剂的薄膜以及设置于该薄膜上的微型端口(251)。
4.根据权利要求3所述的一种一体式口腔异味监测隐形矫治器，其特征在于，氨气检测层(22)的电极材料为碳基电极；优选地，柔性电化学传感器厚度为80-100nm；优选地，所述柔性电化学传感器表面覆盖有一层选择性透气膜；所述选择性透气膜优选为聚四氟乙烯薄膜；更优选地，选择性透气膜厚10-20μm；
或/和SnO2薄膜厚150-200nm；
或/和分子印迹聚合物薄膜厚80-120nm；
或/和乙酰丙酮薄膜厚度为50-100μm；
或/和表面涂覆有甲基红指示剂的薄膜厚度为50-100μm。
5.根据权利要求2-4任意一项所述的一种一体式口腔异味监测隐形矫治器，其特征在于，各异味检测膜层之间设置有超薄惰性隔离层；所述超薄惰性隔离层由纳米级氧化铝或二氧化硅制成。
6.根据权利要求1或2所述的一种一体式口腔异味监测隐形矫治器，其特征在于，信号数据传输处理层(26)包括有蓝牙模块(266)，至少一个数据处理模块，用于向蓝牙模块和数据处理模块供电的微电路系统(267)，以及至少一个用于连接数据处理模块与异味检测膜层的微型端口(268)；其中蓝牙模块(266)与各数据处理模块无线连接。
7.根据权利要求6所述的一种一体式口腔异味监测隐形矫治器，其特征在于，所述信号数据传输处理层(26)上至少包括如下数据处理模块中的一种：挥发性硫化物数据处理模块(261)、氨气数据处理模块(262)、挥发性有机物数据处理模块(263)、酮体数据处理模块(264)、酸性气体数据处理模块(265)；
优选地，各数据处理模块包括至少一个传感器；
优选地，挥发性硫化物数据处理模块(261)包括有用于检测挥发性硫化物的传感器，更优选为Figaro TGS系列传感器或Hamamatsu S1326-02传感器；
优选地，氨气数据处理模块(262)包括有用于检测氨气的传感器，更优选为MiCS-5524传感器或Figaro TGS系列传感器；
优选地，挥发性有机物数据处理模块(263)包括有用于检测挥发性有机物的传感器，更优选为Bosch BME680传感器；
优选地，酮体数据处理模块(264)包括有用于检测酮体的传感器，更优选为HamamatsuS1326-02传感器；
优选地，酸性气体数据处理模块(265)包括有用于检测酸性气体的传感器，更优选为Hamamatsu S1326-02传感器。
8.根据权利要求7所述的一种一体式口腔异味监测隐形矫治器，其特征在于，将蓝牙模块(266)、各数据模块、微电路系统(267)设置于隐形矫治器双侧舌侧后部。
9.根据权利要求1所述的一种一体式口腔异味监测隐形矫治器，其特征在于，隐形矫治器本体(1)和口腔异味检测膜(2)一体压制成型。
10.一种口腔异味监测和矫治装置，其特征在于，包括权利要求1～9任意一项所述的一体式口腔异味监测隐形矫治器，还包括有与该一体式口腔异味监测隐形矫治器信号连接的智能设备。
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