一种基于质构参数的老年人咀嚼能力测试方法及系统与流程

本发明涉及口腔功能测试，具体涉及一种基于质构参数的老年人咀嚼能力测试方法及系统。

背景技术：

1、口腔功能测试技术领域通常围绕牙列咬合、舌部运动、咀嚼过程和吞咽配合等口腔活动开展检测，利用传感器、检测器具、终端程序和存储介质采集口腔动作状态、受力变化和试样处理情况，并在检测端、终端和服务器之间完成数据传递、记录和调用。其中，传统老年人咀嚼能力测试方法及系统是指针对老年人口腔咀嚼过程进行功能测试的技术方式，通常由受试者按规定方式咀嚼标准试样，通过咬合检测器具、图像采集设备或质构检测设备获取咀嚼过程及试样状态，终端程序依据受试者信息、测试流程和预设判断条件进行读取、比对和记录，本地存储区或服务器保存测试过程及结果记录。

2、现有老年人咀嚼能力测试以天然食物和人工观察为主要依据，测试样品受品种，成熟度，加工方式和放置状态影响，咀嚼难度与质构参数之间缺少统一对应关系，不同测试批次之间记录口径不一致，同一受试者复测时样品状态和咀嚼过程难以保持对应，受试者主观感受，咀嚼颗粒状态和测试停止条件之间缺少连续校验，测试结果与可适应食物等级之间的匹配依据不够稳定，饮食建议依据分散。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于质构参数的老年人咀嚼能力测试方法及系统，通过食物质构参数分级、测试样品预处理、咀嚼过程信号筛选以及咀嚼颗粒检测之间的配合，使咀嚼难度等级、受试者咀嚼过程和咀嚼后颗粒状态形成对应关系，为老年人咀嚼能力等级判定提供较为稳定的测试依据。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种基于质构参数的老年人咀嚼能力测试方法，包括以下步骤：

3、对多类食物进行质构检测，取得硬度、弹性和回复性，并按照预设权重关系计算咀嚼系数，根据所述咀嚼系数以及硬度、弹性和回复性的分布关系划分咀嚼难度等级，形成与各咀嚼难度等级对应的标准质构参数。

4、按照所述标准质构参数选取测试样品，对测试样品进行温度和放置时间一致的预处理后，按照咀嚼难度等级由低至高的顺序供受试者咀嚼。

5、在受试者咀嚼测试样品过程中，通过传感器实时同步采集咀嚼受力信号和咀嚼动作时序，并设定受力峰值阈值和动作间隔阈值。当所述咀嚼受力信号在一段连续时间内的多个峰值均满足受力峰值阈值，且所述咀嚼动作时序中的相邻动作间隔均在动作间隔阈值范围内时，将该连续时间段记为有效咀嚼片段。当所述咀嚼受力信号的峰值未达到所述受力峰值阈值，或所述咀嚼动作时序中的相邻动作间隔超出所述动作间隔阈值范围时，将该连续时间段记为无效咀嚼片段，并从后续分析中剔除。

6、收集完成咀嚼后的所述测试样品，检测咀嚼颗粒的粒径分布、平均粒径和预设粒径范围内颗粒占比，并结合多个有效咀嚼片段的总时长和/或数量确定受试者对应的咀嚼能力等级。

7、当受试者发出无法继续咀嚼的停止信号时，停止后续更高咀嚼难度等级的测试，并以停止信号前已完成的有效咀嚼片段所对应的最高咀嚼难度等级作为最终咀嚼能力等级。

8、进一步地，对多类食物进行质构检测的过程包括：将多类食物按照食物类别建立检测批次，在同一检测批次内分别取得候选食物的硬度、弹性和回复性；对同一候选食物进行不少于两次质构检测，并计算硬度、弹性和回复性的检测均值；当同一候选食物的各次检测结果与检测均值之间的差值落入允许偏差范围时，将检测均值作为候选食物的质构参数，当差值超出允许偏差范围时，对候选食物重新进行质构检测。

9、进一步地，计算咀嚼系数的过程包括：按照硬度、弹性和回复性在咀嚼难度中的对应关系分别配置硬度权重、弹性权重和回复性权重；将同一候选食物的硬度、弹性和回复性分别乘以硬度权重、弹性权重和回复性权重后求和，得到候选食物的咀嚼系数；按照咀嚼系数由低至高排列候选食物，并以排列后的候选食物对应的硬度、弹性和回复性分布范围划分咀嚼难度等级，取得各咀嚼难度等级内硬度、弹性和回复性的中位值，作为标准质构参数。

10、进一步地，按照咀嚼系数和标准质构参数划分测试样品的过程包括：将同一候选食物的硬度、弹性和回复性分别与各咀嚼难度等级对应的标准质构参数进行比对；当硬度、弹性和回复性均落入同一咀嚼难度等级的参数范围时，将候选食物确定为该咀嚼难度等级的测试样品；当硬度、弹性和回复性未落入同一咀嚼难度等级的参数范围时，按照所述咀嚼系数对应的咀嚼难度等级确定候选食物的测试等级，并记录未落入参数范围的质构参数。

11、进一步地，测试样品的预处理过程包括：将同一咀嚼难度等级的测试样品置于相同温度条件下保存至设定时长；在保存结束后将测试样品取出并记录取出时间；当取出时间至咀嚼测试开始时间之间的间隔未超过设定放置时间时，将所述测试样品用于本次咀嚼测试；当取出时间至咀嚼测试开始时间之间的间隔超过设定放置时间时，将所述测试样品退出本次咀嚼测试。

12、进一步地，按照咀嚼难度等级由低至高的顺序供受试者咀嚼时，先确定本次测试所采用的测试样品及测试样品所属的咀嚼难度等级，再按照咀嚼难度等级由低至高依次进行咀嚼测试；每一咀嚼难度等级测试开始前，记录受试者编号、测试样品编号和测试开始时间；每一咀嚼难度等级测试结束后，记录测试结束时间，并将测试样品编号、咀嚼受力信号和咀嚼动作时序归入同一测试记录。

13、进一步地，筛选有效咀嚼片段时，读取同一测试记录中的咀嚼受力信号和咀嚼动作时序，取得咀嚼受力信号的峰值以及相邻咀嚼动作之间的时间间隔；当咀嚼受力信号的峰值达到受力峰值条件，且相邻咀嚼动作之间的时间间隔落入动作间隔条件时，将对应时间段确定为有效咀嚼片段；当咀嚼受力信号的峰值未达到受力峰值条件，或者相邻咀嚼动作之间的时间间隔未落入动作间隔条件时，将对应时间段确定为无效咀嚼片段。

14、进一步地，检测咀嚼颗粒的粒径分布、平均粒径和预设粒径范围内颗粒占比时，将完成咀嚼后的测试样品全部收集，剔除未被咀嚼的残留样品后取得咀嚼颗粒；将咀嚼颗粒平铺于检测区域内，采用图像采集设备或激光粒度仪取得粒径分布和平均粒径；按照预设粒径范围统计颗粒数量占比或颗粒面积占比，并将粒径分布、平均粒径、颗粒数量占比或颗粒面积占比与测试样品编号、有效咀嚼片段归入同一颗粒检测记录。

15、进一步地，确定咀嚼能力等级时，先根据所述颗粒检测记录判断同一咀嚼难度等级下的咀嚼颗粒是否满足颗粒判定条件，再根据所述颗粒检测记录中的有效咀嚼片段判断咀嚼过程是否满足测试完成条件；当颗粒判定条件和测试完成条件同时满足时，将对应咀嚼难度等级作为候选咀嚼能力等级；当多个候选咀嚼能力等级连续成立时，以等级最高的候选咀嚼能力等级作为咀嚼能力等级；当受试者发出停止信号时，以停止信号前已经成立的最高候选咀嚼能力等级作为咀嚼能力等级。

16、本发明还提供一种基于质构参数的老年人咀嚼能力测试系统，包括质构检测设备、咀嚼过程传感器、颗粒检测设备、测试终端和存储单元。

17、所述质构检测设备用于取得食物的硬度、弹性和回复性。所述测试终端用于按照预设权重关系计算咀嚼系数，并根据所述咀嚼系数以及硬度、弹性和回复性的分布关系划分咀嚼难度等级，形成与各咀嚼难度等级对应的标准质构参数。

18、所述测试终端还用于按照所述标准质构参数确定测试样品及测试顺序，并控制所述咀嚼过程传感器在受试者咀嚼测试样品过程中同步采集咀嚼受力信号和咀嚼动作时序。

19、所述测试终端还用于设定受力峰值阈值和动作间隔阈值，并响应于所述咀嚼受力信号满足受力峰值阈值且所述咀嚼动作时序满足动作间隔阈值，将对应连续时间段记为有效咀嚼片段，以及响应于不满足条件时将对应连续时间段记为无效咀嚼片段并剔除。

20、所述颗粒检测设备用于检测咀嚼后所述测试样品的粒径分布、平均粒径和预设粒径范围内颗粒占比。所述测试终端还用于结合多个有效咀嚼片段和颗粒检测结果确定咀嚼能力等级，并在接收到受试者发出的停止信号时，以停止信号前已完成的有效咀嚼片段所对应的最高咀嚼难度等级作为最终咀嚼能力等级，并停止后续测试。

21、所述存储单元用于关联保存标准质构参数、咀嚼过程数据、颗粒检测结果和咀嚼能力等级。

22、本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

23、本发明中，通过在食物质构检测阶段取得硬度、弹性和回复性并计算咀嚼系数，咀嚼难度等级具备统一量化依据，测试样品选择与等级对应关系清楚；通过温度和放置时间一致的预处理，减少样品状态差异；通过咀嚼受力信号和咀嚼动作时序筛选有效咀嚼片段，将不满足受力峰值条件或动作间隔条件的咀嚼过程排除在等级判断之外，再结合颗粒检测结果形成咀嚼能力等级，使测试结论同时受样品质构、咀嚼过程和咀嚼后颗粒状态约束；通过停止信号中止更高等级测试，使测试流程与受试者实际承受状态对应。