一种呼吸功能有氧训练系统技术方案

本发明专利技术涉及一种呼吸功能有氧训练系统，主要由主机（1）与呼吸训练器（2）两个单元组成，主机（1）与呼吸训练器（2）采用快捷接口组合。本发明专利技术的有益效果是：提供一种全新的呼吸训练器材，可选择腹式慢呼吸训练模式和阻力呼吸训练两种模式，并动态提示监测呼吸压力、呼吸节律等生理参数。与血氧监测仪交互时，可根据患者血氧值变化，提示患者进入有氧训练模式，满足了临床的多样性需求，填补了该技术领域产品空白。白。白。

【技术实现步骤摘要】
一种呼吸功能有氧训练系统


[0001]本专利技术涉及一种呼吸功能有氧训练系统,是一种用于呼吸功能康复训练的医疗器械或康复护理产品。

技术介绍

[0002]呼吸康复训练是指为保证呼吸道通畅、提高呼吸肌功能、促进排痰和痰液引流、改善肺和支气管组织血液代谢、加强气体交换效率的训练方法。现有的呼吸训练的基本方法包括缩唇训练、腹式呼吸训练、呼吸肌训练等等。通过科学的方法进行锻炼，增强呼吸肌肌力和耐力，不但可以缓解呼吸困难症状，增强运动耐力，提高生活质量，还能改善身心状态。但现有的缩唇训练、腹式呼吸训练、呼吸肌训练等技术，主要存在以下缺憾：（1）高度依赖医护人员示范教学，评价训练效果的可客观评价的生理参数较少，不利于医护人员根据患者特征以及干预效果，制定有效的呼吸训练方案。（2）常用的吹气球、阻力吸气阀等呼吸训练器具较为简陋，功能单一，训练效果较差，不能有效满足患者个性化需求。（3）呼吸训练过程中缺少血氧脉率等生理参数的动态监测，特别是长时间阻力呼吸训练过程中，患者容易缺氧，如果不及时警示或给与氧气支持，反而有损健康。为此，本专利技术提出了一种呼吸功能有氧训练系统，填补现有技术的不足。

技术实现思路

[0003]一种呼吸功能有氧训练系统，主要由主机与呼吸训练器两个单元组成，主机与呼吸训练器采用快捷接口组合；其中，主机主要由控制主板、压力传感器、呼吸诱导模块、氧气控制装置、通讯模块及人机交互界面组成；呼吸训练器主要由咬嘴或面罩、压力调节装置、测压导管及氧气输入接口组成。
[0004]所述的控制主板是基于核心处理器、存储器、信号处理器等为主体构建的集成电路，核心处理器采用单片机（MCU）或CPU。核心处理器与压力传感器、呼吸诱导模块、人机交互界面及通讯模块等模块连通工作。随着电子元器件的微型化技术不断发展，显而易见，核心处理器、压力传感器及通讯模块等元器件可以采用贴片方式集成在同一块控制主板PCB上。控制主板内还设有嵌入式软件，嵌入式软件烧录在存储器中，嵌入式软件为常规的软件程序，主要功能包括硬件驱动、程序控制及执行指令。
[0005]所述的压力传感器的测压接口与呼吸训练器的内腔连通。具体连通方式是，比如，采用气路导管，将压力传感器的测压接口与呼吸训练器的气路转接腔连通，或者，将压力传感器的测压接口与呼吸训练器的咬嘴或面罩连通。
[0006]压力传感器用于呼吸压力及呼吸节律的动态监测，压力传感器将动态监测获取的数据发送到核心处理器，核心处理器在人机交互界面显示读出监测参数，压力传感器的监测参数包括最大吸气压、平均吸气压、最大吹气压、平均吹气压及呼吸节律。
[0007]呼吸节律的识别方法是，压力传感器动态监测呼气、吸气时的压力变化，并将获取的压力参数发送给核心处理器，核心处理器计算出呼吸节律，并在人机交互界面读出呼吸
节律状态。呼吸节律具体计算方式是：当压力传感器监测的压力值处于负压区间时，表示患者进入吸气态；当压力值处于正压区间时，表示患者进入呼气态；当压力处于基本稳定不变区间时，表示患者进入屏住呼吸或憋气相。
[0008]所述的呼吸诱导模块主要由呼吸节律提示文件和信息提示装置组成，其作用是，在呼吸训练过程中能给患者呼吸动作进行动态提示或示范教学，采用包括声音、图文、视频或动画方式。
[0009]优选的是，呼吸节律提示文件是采用0.1Hz的呼吸节律，并以声音、图文或动画形式表现的音频/视频文件。比如，按照0.1Hz频率（即每分钟六次的呼吸节律），录制一段音频文件，进行“吸气...，呼气...，吸气...,呼气...”循环播放的提示声音，引导患者进行特定节律的腹式慢呼吸训练。或者是，采用音频与图文结合，按照0.1Hz频率声音提示同时，结合正弦波图形进行视觉提示。
[0010]信息提示装置主要采用蜂鸣器、扬声器和液晶显示器的一种或者几种的组合，或者，当人机交互界面具有声光电提示功能时，信息提示装置与人机交互界面共用提示液晶屏、扬声器等元器件。
[0011]呼吸节律提示文件烧录在控制主板的存储器，开启腹式慢呼吸训练模式时，呼吸节律提示文件循环播放，使患者呼吸动作与呼吸节律提示文件的节律保持一致。
[0012]呼吸诱导模块与压力传感器协同工作，在腹式慢呼吸训练模式时，呼吸诱导模块给出动态的提示，诱导患者进入正确的呼吸节律的腹式慢呼吸状态；同时，压力传感器动态监测患者的呼气/吸气压力，感知患者的呼吸节律变化，并反馈给核心处理器，核心处理器动态感知患者呼吸动作是否与呼吸诱导模块给出的节律同步，如果压力传感器感知患者呼吸节律与呼吸诱导模块给出的节律不一致时，呼吸诱导模块给出提示，要求患者调整呼吸节律。比如，压力传感器感知到患者的呼吸节律低于0.1Hz时，提示患者加快呼吸节奏；反之，当患者的呼吸节律高于0.1Hz时，提示患者减缓呼吸节奏。
[0013]所述的氧气控制装置主要由氧气输入通路、流量控制器和氧气输出接口组成，氧气控制装置用于氧气流量的调节和输出控制。氧气控制装置的氧气输入通路采用气路导管与氧气源连通，氧气输出接口与呼吸训练器的内部腔体连通。在呼吸训练过程中，如果患者感觉呼吸困难，或者处于缺氧状态时，开启吸氧功能，氧气控制装置将连通的外部氧气源按照设定的氧气流量输入呼吸训练器内，使患者在呼吸训练的同时增加氧气吸入量，实现有氧训练的目的。
[0014]氧气控制装置的流量控制器可以采用手动调节的流量控制阀，包括顶针阀、球阀等；也可以采用电子控制的流量控制阀，包括电子比例阀或电磁阀；或者采用顶针阀与电磁阀地组合。流量控制器设有电子控制的流量控制阀时，氧气控制装置还能与压力传感器协同工作，压力传感器动态监测患者呼吸节律并反馈给核心处理器，核心处理器指令氧气控制装置根据呼吸节律脉冲式供氧。当患者处于吸气状态时，氧气控制装置打开氧气通路，氧气进入呼吸训练器内；当患者处于呼气状态时，氧气控制装置闭合氧气通路，节省氧气无效输出。
[0015]所述的通讯模块采用常规的蓝牙或WiFi模块，通讯模块用于主机与其他电子设备的交互或者协同工作。随着带有蓝牙或Wifi通讯的血氧监测仪的不断普及，以及氧气控制装置电子化程度的提高，氧气控制装置还能与血氧监测仪协同工作，氧气控制装置与血氧
监测仪协同工作方式包括：呼吸训练过程中，血氧监测仪动态监测患者血氧饱和度变化，并通过通讯模块反馈给核心处理器，核心处理器发出干预指令，干预指令包括：当患者血氧饱和度下降时，自动打开氧气控制装置，增加氧气吸入量，进行有氧呼吸训练。
[0016]通讯模块还可以与上位机通讯，上位机包括电脑（包括一体机、平板电脑、iPad等）、手机或手持医护信息终端。比如，将主机的用户数据发送到护士站或患者手机App，进行数据交互。通讯模块与上位机通讯时，还能够将呼吸诱导模块的呼吸节律提示文件在电脑界面显示读出，增强训练的视觉听觉效果，增加舒适度。
[0017]所述的人机交互界面主要由功能键、显示屏与扬声器组成，采用声光电方式给出提示信息。功能键采用通用的触点开关制备，显示屏采用常规液晶元件，扬声器采用微型小本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种呼吸功能有氧训练系统，主要由主机（1）与呼吸训练器（2）两个单元组成，主机（1）与呼吸训练器（2）采用快捷接口组合；其中，主机（1）主要由控制主板、压力传感器、呼吸诱导模块、氧气控制装置、通讯模块及人机交互界面组成；呼吸训练器（2）主要由咬嘴或面罩（2
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1）、压力调节装置（2
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2）、测压导管（2
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3）及氧气输入接口（2
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4）组成；其特征在于：所述的压力传感器的测压接口与呼吸训练器（2）的内腔连通，呼吸诱导模块主要由呼吸节律提示文件和信息提示装置组成，氧气控制装置主要由氧气输入通路、流量控制器和氧气输出接口组成；呼吸训练器（2）中设有测压导管（2
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3），测压导管（2
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3）一端与呼吸训练器（2）内部气道连通，另外一端与压力传感器的测压接口连通；氧气输入接口（2
‑
4）与氧气控制装置的氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮雪红，陈旭良，阮东耀，张丹，崔伟伟，
申请(专利权)人：西安汇智医疗集团有限公司，
类型：新型
国别省市：