DE29818783U1 - Device for implementing an intraoral, myofunctional interface to the personal computer - Google Patents
Device for implementing an intraoral, myofunctional interface to the personal computerInfo
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Description
CXCX
Ill .. Ill ..
Dipl. Phys. Gerhard Hoch
37130 GleichenDipl. Phys. Gerhard Hoch
37130 Equals
Vorrichtung zur Implementierung einer intraoralen, myofunktionellen Schnittstelle an den Personal ComputerDevice for implementing an intraoral, myofunctional interface to the Personal Computer
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Implementierung einer intraoralen, myofunktionellen Schnittstelle an den Personal Computer welches insbesondere bei Patienten mit intraoralen, myofunktionellen Störungen als Therapie wie auch als Kommunikationselement bei motorisch, sprachlich behinderten Menschen Anwendung finden kann. Als Trägersystem fur die Sensorik wird speziell eine Konstruktion mit Hilfe einer in der Dentaltechnik gebräuchlichen Tiefziehschiene so abgewandelt und genutzt, das ein einfaches und kostengünstiges System entsteht. Die Sensorinformation wird elektronisch derart gewandelt, das sie als Eingabemedium für den Personal Computer über die Schnittstellen der Mauseingabe (insbesondere Seriell und PS/2) sowie der seriellen Schnittstelle (insbesondere RS-232) sowie der parallelen Schnittstelle genutzt werden kann.The invention relates to a device for implementing an intraoral, myofunctional interface to the personal computer, which can be used in particular for patients with intraoral, myofunctional disorders as a therapy and as a communication element for people with motor and speech disabilities. As a carrier system for the sensors, a construction using a deep-drawn rail commonly used in dental technology is modified and used in such a way that a simple and cost-effective system is created. The sensor information is converted electronically in such a way that it can be used as an input medium for the personal computer via the mouse input interfaces (in particular serial and PS/2) and the serial interface (in particular RS-232) and the parallel interface.
Über die Sensoren, die die Parameter Licht, Temperatur, Druck durch die Zunge am Gaumen sowie Position der Zunge oder die Entfernung des Unterkiefers zum Oberkiefer detektieren, dienen einzeln oder in Kombination als Sensorinformation für die als Steuerelement notwendige Information "nach oben/unten/seitlich und Ereignisauslösung" zur Steuerung von Software auf dem Personal Computer.The sensors, which detect the parameters light, temperature, pressure from the tongue on the palate, as well as the position of the tongue or the distance of the lower jaw from the upper jaw, serve individually or in combination as sensor information for the information "up/down/sideways and event triggering" required as a control element for controlling software on the personal computer.
Als Personal Computer Eingabeelemente sind die Computermouse, die Tastatur, das Digitalisierungsbrett, der am game-port angeschlossene Joystick sowie das akustische Sprachsignal bekannt.The computer mouse, the keyboard, the digitizing board, the joystick connected to the game port and the acoustic voice signal are known as personal computer input elements.
Speziell im Rehabereich bei Menschen mit körperlichen oder sprachlichen Behinderungen sind Systeme bekannt, die über motorische Funktionen wie das Blasen mit dem Mund oder Bewegungen des Augenlides Befehle an den Personal Computer abgeben können.Especially in the rehabilitation sector for people with physical or speech disabilities, systems are known that can send commands to the personal computer via motor functions such as blowing with the mouth or moving the eyelid.
Als Texteingabe sind spezielle vergrößerte, behindertengerechte Tastaturen oder Tastaturen mit nur einer Taste, die sequenziell oder als Matrix angeordnet die Buchstaben darbieten um dann bei Auslösen der Taste den Buchstaben zu übernehmen.For text input, special enlarged, handicapped-accessible keyboards or keyboards with only one key, which present the letters sequentially or in a matrix and then adopt the letter when the key is pressed.
Bei fehlender ausführbarer Motorik sind Systeme bekannt, die über das Aktivierungspotential an den Muskel (EMG) ein Ereignis auslösen können.In the absence of executable motor skills, systems are known that can trigger an event via the activation potential to the muscle (EMG).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die eine weitere, universelle Eingabemöglichkeit an den Personal Computer ermöglicht.The invention is based on the object of creating a device of the type described above which enables a further, universal input option on the personal computer.
Eine sehr einfache Vorrichtung zur Implementierung einer intraoralen, myofünktionellen Schnittstelle an den Personal Computer läßt sich nach der Erfindung dadurch erzielen, das als Informationsquelle Sensoren, die auf einer speziellen Trägerkonstruktion mit Hilfe einer Tiefidehschiene im Mund angebracht sind, für die die Parameter Licht, Temperatur, Druck durch die Zunge am Gaumen sowie Position der Zunge oder die Entfernung des Unterkiefers zum Oberkiefer Einzeln oder in Kombination genutzt werden.According to the invention, a very simple device for implementing an intraoral, myofunctional interface to the personal computer can be achieved by using sensors as an information source, which are mounted on a special support structure with the help of a deep-tissue splint in the mouth, for which the parameters light, temperature, pressure through the tongue on the palate as well as the position of the tongue or the distance of the lower jaw from the upper jaw are used individually or in combination.
Der Lichtsensor kann hierbei als Halbleiterelement oder als Fotowiderstand eingesetzt werden und über die Lichtintensität im Mund indirekt die Mundöflhung bestimmen. Um Tageslichtschwankungen ebenfalls zu erfassen, wird ein Referenzlichtsensor außerhalb angebracht.The light sensor can be used as a semiconductor element or as a photoresistor and indirectly determine the mouth opening via the light intensity in the mouth. In order to also record fluctuations in daylight, a reference light sensor is installed outside.
Über den Temperatursensor, der aus allen gebräuchlichen Arten wie NTC, PTC Widerstände, Platinwiderstände und Thermoelementen bestehen kann, wird über die Temperaturschwankungen das Ein- und Ausatmen detektiert. Hierbei bedeutet eine Temperaturabnahme ein Einatmen der kälteren Außenluft und eine Temperaturzunahme ein Ausatmen der wärmeren Luft aus der Lunge im Körperinneren.The temperature sensor, which can consist of all common types such as NTC, PTC resistors, platinum resistors and thermocouples, detects inhalation and exhalation via temperature fluctuations. A decrease in temperature means inhalation of the colder outside air and an increase in temperature means exhalation of the warmer air from the lungs inside the body.
Der Druck der Zunge am Gaumen dient als Kennzeichen der Zungenlage am Gaumen und kann
über Sensorelemente wie DMS-Meßstreifen, Druckfolien oder Druckmesser, die indirekt über
luft oder flüssigkeitsgefiUlte Ballons den Druck in den Sensor einleiten, detektiert werden.
Die Position der Zunge oder die Entfernung des Unterkiefers zum Oberkiefer kann über
induktive Längenmessung, Ultraschall Längenmessung oder über Hallelemente in Verbindung
mit einem Permanentmagneten detektiert werden.The pressure of the tongue on the palate serves as an indicator of the position of the tongue on the palate and can be detected by sensor elements such as strain gauge measuring strips, pressure foils or pressure gauges, which indirectly introduce the pressure into the sensor via air or liquid-filled balloons.
The position of the tongue or the distance of the lower jaw to the upper jaw can be detected via inductive length measurement, ultrasonic length measurement or via Hall elements in conjunction with a permanent magnet.
Die aufgeführten Sensorsignale dienen nun einzeln oder in Kombination als Ansteuerungssignale für die bei dem Personal Computer gebräuchlichen Signale der Computer-Mouse und dem Joystick für Bewegungen nach oben, unten und seitlich sowie eine Ereignisauslösung durch Tastendruck.The sensor signals listed now serve individually or in combination as control signals for the signals commonly used in personal computers for the computer mouse and the joystick for movements up, down and sideways as well as triggering events by pressing a button.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert und beschrieben.The invention is explained and described in more detail below using an embodiment.
Die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung zur Implementierung einer intraoralen, myofunktionellen Schnittstelle an den Personal Computer weist eine Sensorik auf einem Trägersystem -4- aus einer speziellen Konstruktion mit Hilfe einer Tiefziehschiene auf. Die Sensorsignale werden mit Hilfe einer Analogen Datenaufbereitung -3- verstärkt und in einen digitalen Datenstrom gewandelt. Die in digitaler Form vorhandenen Sensorsignale werden nun mit Hilfe eines MikroControllers -2- direkt in die bei dem Personal Computer gebräuchlichen Signale der Computermouse und dem Joystick fur Bewegungen nach oben/unten und seitlich sowie eine Ereignisauslösung durch Tastendruck, umgewandelt.The device shown in Figure 1 for implementing an intraoral, myofunctional interface to the personal computer has a sensor system on a carrier system -4- made of a special construction using a deep-drawn rail. The sensor signals are amplified using an analog data processor -3- and converted into a digital data stream. The sensor signals in digital form are then converted directly using a microcontroller -2- into the signals commonly used on the personal computer from the computer mouse and the joystick for up/down and sideways movements, as well as an event triggering by pressing a button.
So wird über die absolute Höhe des Sensorsignals des Lichtsensors die Mundöfmung bestimmt und in eine Bewegung des PC-Cursers nach Hnks oder rechts, oben oder unten umgesetzt. Der Lichtsensor -5- wird hierzu als Referenz für das Umgebungslicht genutzt und es wird die Differenz von den beiden Lichtsensoren genommen.The absolute height of the light sensor signal is used to determine the opening of the mouth and is converted into a movement of the PC cursor to the left or right, up or down. The light sensor -5- is used as a reference for the ambient light and the difference between the two light sensors is taken.
Über die absolute Höhe des Sensorsignals des Temperatursensors wird über die
Temperaturschwankungen das Ein- und Ausatmen detektiert. Hierbei bedeutet eine Temperaturabnahme ein Einatmen der kälteren Außenluft und eine Temperaturzunahme ein
Ausatmen der wärmeren Luft aus der Lunge im Körperinneren. Diese Information wird nun
direkt in den game port als Bewegungen nach hnks oder rechts, oben oder unten umgesetzt.
Ein Zungendrücken am Gaumen oder an den vorderen Schneidezähnen wird über
Sensorelemente wie DMS-Meßstreifen, Druckfolien oder Druckmessern, die indirekt über Luft
oder flüssigkeitsgefuUte Ballon den Druck in den Sensor einleiten, detektiert und in eine
Ereignisauslösung (Tastendruck der Computermouse oder Joystick) umgesetzt.
Eine Bewegung der Zunge oder eine Bewegung des Unterkiefers zum Oberkiefer kann über
induktive Längenmessung, Ultraschall Längenmessung oder über Hallelemente in Verbindung
mit emem Permanentmagneten gemessen und in eine Bewegung des PC-Cursers nach hnks
oder rechts, oben oder unten umgesetzt werden.The absolute level of the sensor signal from the temperature sensor is used to detect inhalation and exhalation via temperature fluctuations. A decrease in temperature means inhalation of the colder outside air and an increase in temperature means exhalation of the warmer air from the lungs inside the body. This information is then directly transferred to the game port as movements to the left or right, up or down.
Pressing the tongue on the palate or on the front incisors is detected by sensor elements such as strain gauge measuring strips, pressure foils or pressure gauges, which indirectly introduce the pressure into the sensor via air or a liquid-filled balloon, and is converted into an event trigger (key press on the computer mouse or joystick).
A movement of the tongue or a movement of the lower jaw towards the upper jaw can be measured via inductive length measurement, ultrasonic length measurement or via Hall elements in conjunction with a permanent magnet and converted into a movement of the PC cursor to the left or right, up or down.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
1 - Generierung des hardwaremäßigen Datenstroms für PC-Serielle Schnittstelle1 - Generation of the hardware data stream for PC serial interface
und für den Game-Port..and for the game port..
2 - Binäre Umwandlung der Sensorinformation durch einen MikroController:2 - Binary conversion of the sensor information by a microcontroller:
in Mouse-Information li/re & oben/unten in Joystik-Informationin Mouse-Information left/right & up/down in Joystick-Information
3 - Analoge Datenaufbereitung durch Vorverstärker und AD Wandler3 - Analog data processing by preamplifier and AD converter
4 - Im Mundraum auf einer Gaumenplatte plazierte Sensoren4 - Sensors placed on a palate plate in the mouth
(licht, Temperatur, Druck, Positionsmessung)(light, temperature, pressure, position measurement)
5 - Referenz - Lichtsensor5 - Reference - Light sensor
6 - Personal Computer6 - Personal computers
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE29818783U DE29818783U1 (en) | 1998-10-22 | 1998-10-22 | Device for implementing an intraoral, myofunctional interface to the personal computer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE29818783U DE29818783U1 (en) | 1998-10-22 | 1998-10-22 | Device for implementing an intraoral, myofunctional interface to the personal computer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE29818783U1 true DE29818783U1 (en) | 1999-04-22 |
Family
ID=8064201
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE29818783U Expired - Lifetime DE29818783U1 (en) | 1998-10-22 | 1998-10-22 | Device for implementing an intraoral, myofunctional interface to the personal computer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE29818783U1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1928296A1 (en) * | 2005-09-27 | 2008-06-11 | Penny AB | A device for controlling an external unit |
CN110007767A (en) * | 2019-04-15 | 2019-07-12 | 上海交通大学医学院附属第九人民医院 | Human-computer interaction method and tongue training system |
-
1998
- 1998-10-22 DE DE29818783U patent/DE29818783U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1928296A1 (en) * | 2005-09-27 | 2008-06-11 | Penny AB | A device for controlling an external unit |
EP1928296A4 (en) * | 2005-09-27 | 2010-01-06 | Penny Ab | A device for controlling an external unit |
CN110007767A (en) * | 2019-04-15 | 2019-07-12 | 上海交通大学医学院附属第九人民医院 | Human-computer interaction method and tongue training system |
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R207 | Utility model specification |
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Effective date: 20020702 |