CN103040468B - 基于言语呼吸实时视听反馈和促进技术的康复系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于言语呼吸实时视听反馈和促进技术的康复系统，包括：实时测量单元，其用于实时测量用户的呼吸情况的数据；主控单元，其与实时测量单元连接，用于判别用户呼吸障碍与设置康复模式；实时视听反馈单元，其与主控单元连接，用于实时显示与反馈康复的信息与结果。本发明结合方法层面和现代技术层面，形成了言语呼吸实时视听反馈和促进技术，还公开了基于言语呼吸实时视听反馈和促进技术的康复方法。
Description
技术领域
本发明涉及言语治疗领域，尤其涉及一种基于言语呼吸实时视听反馈和促进技术的康复系统及方法。
背景技术
呼吸系统存在着器质性病变，表现为呼吸运动受限、或者呼吸与发声系统不协调等，这些情况均可能导致言语呼吸障碍，呼吸障碍是言语障碍的重要组成部分，主要表现为呼吸方式异常、呼吸支持不足、呼吸与发声不协调三类表现。目前，国内对于呼吸障碍的治疗主要体现：一是针对呼吸障碍的不同障碍分类型，针对性地提炼了不同言语促进治疗方法，论述了每一种促进治疗法的定义、适应症、动作要领以及主要步骤，可以对症选择不同的促进治疗法，操作性强，对于临床具有较强的指导意义，达成促进和改善言语障碍患者的呼吸功能的目的；二是利用现代化设备，笼统地、零散地将患者的言语声与计算机形成简单的的交互应答，促进言语呼吸功能某方面的局部提升，体现了图文并茂、声像并举，调动了患者的学习积极性，激发了患者的学习热情。至目前，整合促进治疗法和现代化设备针对呼吸障碍的不同障碍类型、系统、全面提升呼吸功能的康复系统及其康复方法尚未见有文献报道。发明内容
本发明克服了现有技术的上述缺陷，提出了一种基于言语呼吸实时视听反馈和促进技术的康复系统及方法。针对呼吸障碍这一类言语嗓音障碍，本发明结合方法层面和现代技术层面，通过言语呼吸实时视听反馈和促进技术，形成了基于言语呼吸实时视听反馈和促进技术的呼吸障碍康复系统及方法。本发明康复方法使得症状、方法、形式三者实现有效的完美结合，促进患者言语呼吸功能地最大效率地提升。
本发明提出了一种基于言语呼吸实时视听反馈和促进技术的康复系统，包括：
实时测量单元，其用于实时测量用户的呼吸情况的数据；
主控单元，其与所述测量单元连接，用于判别用户呼吸障碍与设置康复模式；
实时视听反馈单元，其与所述主控单元连接，用于实时显示与反馈康复的信息与结果。
其中，所述测量单元包括麦克风、电声门图仪。
其中，所述主控单元中包括：
康复内容存储模块，其用于存储康复过程中使用的言语呼吸促进技术的内容；
康复执行模块，其与所述康复内容存储模块以及视听反馈单元连接，用于设置康复模式与实时运行所述康复内容；
实时判别模块，其与所述实时测量单元以及康复执行模块连接，用于实时判别用户的呼吸情况。
本发明中，所述呼吸障碍类型包括呼吸支持不足障碍、呼吸发声不协调障碍。
本发明还提出了一种基于言语呼吸实时视听反馈和促进技术的康复方法，包括：
步骤一：所述实时测量单元实时测量用户的呼吸情况，将数据实时发送至所述主控单元的实时判别模块；
步骤二：所述实时判别模块根据所述数据与参考标准进行判别，并将判别结果实时发送至所述康复执行模块；
步骤三：所述康复执行模块根据所述判别结果，设定康复模式，从所述康复内容存储模块读取言语呼吸促进技术的内容并执行所述康复模式内容，将执行结果传输至所述实时视听反馈单元；
步骤四：所述实时视听反馈单元实时显示所述执行结果。
本发明康复方法，还进一步包括：
步骤五：重复执行所述步骤一至步骤四，直至用户的呼吸情况的数据达到所述参考标准时终止。
其中，所述步骤一中，所述呼吸情况的数据包括最长声时数据、最大数数能力。
本发明康复方法，在所述步骤一之前，还进一步包括：
步骤A1：所述实时测量单元测量用户的呼吸情况，将数据实时发送至所述主控单元的实时判别模块；
步骤A2：所述实时判别模块根据用户信息以及所述数据与参考标准进行判别，判断用户的呼吸障碍类型；
步骤A3：所述实时判别模块将所述用户信息与障碍类型信息发送至所述康复执行模块。
本发明将言语呼吸实时视听反馈技术和言语呼吸促进技术相结合，形成言语呼吸实时视听反馈促进技术，形成了基于言语呼吸实时视听反馈和促进技术的康复系统及方法，对患者的康复过程与结果进实时动态监控，对康复效果进行及时的评价，使患者能够有目标、按步骤、循序渐进地完成康复流程，从而促进患者呼吸功能的提升。
附图说明
图1为本发明基于言语呼吸实时视听反馈和促进技术的康复系统的构成图。
图2为本发明康复方法的流程图。
图3为本发明康复方法中测量最长声时的波形图。
图4为本发明康复方法中测量最大数数能力的波形图。
图5为本发明康复方法中针对呼吸支持不足障碍时所显示的图像；其中，图5(a)为成功时显示的图像，图5(b)为失败时显示的图像。
图6为本发明康复方法中针对呼吸发声不协调障碍时所显示的图像；其中，图6(a)为失败时显示的图像，图6(b)为成功时显示的图像。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式做进一步详细的说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
如图1-6所示，1-实时测量单元，2-主控单元，3-实时视听反馈单元，21-康复内容存储模块，22-康复执行模块，23-实时判别模块。
本发明的基于言语呼吸实时视听反馈和促进技术的康复系统，包括实时测量单元1、主控单元2以及实时视听反馈单元3，如图1所示。
测量单元1用于实时测量用户的呼吸的数据。主控单元2与实时测量单元1连接，用于判别用户呼吸障碍，设置康复模式。实时视听反馈单元3与主控单元2连接，用于实时显示与反馈康复的信息与结果。
其中，实时测量单元1包括麦克风与电声门图仪。
其中，主控单元2中包括康复内容存储模块21、康复执行模块22、实时判别模块23。
康复内容存储模块21用于存储康复过程中使用的康复内容，包括在康复过程中使用言语呼吸促进技术的内容，包含视频、声音、文字、图像等信息。
康复执行模块22与康复内容存储模块21以及视听反馈单元3连接，用于设置康复模式与实时运行康复内容。
实时判别模块23与实时测量单元1以及康复执行模块22连接，用于实时判别用户的呼吸情况。
如果呼吸系统存在着器质性病变(表现为呼吸运动受限)、或者呼吸与发声系统不协调等，这些情况均可能导致言语呼吸障碍。主要有呼吸方式异常、呼吸支持不足、呼吸与发声不协调三类表现。
呼吸支持不足障碍是指测得的最长声时低于同年龄、同性别参考值的下限，上述症状则认定患者存在呼吸支持不足的障碍。
呼吸发声不协调障碍是指如果测得最大数数能力低于同年龄、同性别参考值的下限，上述症状则认定患者存在呼吸发声不协调的障碍。
呼吸方式异常障碍是指患者呼吸时采用以胸部起伏，或以肩颈部起伏为主，说话时伴有气短、吃力、异常停顿、不协调等，上述症状则认定该患者存在呼吸方式异常。呼吸方式异常障碍可以由呼吸支持不足障碍或呼吸发声不协调障碍引起，呼吸方式异常障碍的呼吸与发声情况参数的判别十分复杂，本发明着重对呼吸支持不足障碍与呼吸发声不协调障碍进行判别与康复。
本发明基于言语呼吸实时视听反馈和促进技术的康复方法，如图2所示，包括：
步骤一：实时测量单元1实时测量用户的呼吸情况，将数据实时发送至主控单元2的实时判别模块23。呼吸情况的数据包括最长声时数据MPT、最大数数能力数据MCA、起音数据等。
最长声时数据(Maximum Phonation Time，MPT)是指一个人在深吸气后，持续发单韵母/a/的最长时间。它反映了人在深吸气后的最大发声能力，是衡量言语呼吸能力的最佳指标之一。
最大数数能力数据(Maximum Counting Ability，MCA)是指用户在深吸气后，一口气连续说1或5的最长时间。最大数数能力主要反映呼气和吸气之间的协调性、言语时呼吸控制能力的大小和呼吸的稳定性，以及呼出气流量与说话时间之间的一致性。
步骤二：实时判别模块23根据数据与参考标准进行判别，并将判别结果实时发送至康复执行模块22。
步骤三：康复执行模块22根据判别结果，设定康复模式，从康复内容存储模块21读取并执行康复模式内容即言语呼吸促进技术，将执行结果传输至实时视听反馈单元3。
步骤四：实时视听反馈单元3实时显示执行结果。
本发明康复方法，进一步包括步骤五：重复执行步骤一至步骤四，直至用户的呼吸与发声情况的数据达到参考标准时终止。
本发明中，“参考标准”是指同年龄、同性别的呼吸情况数据的参考值，例如表1、表2。
本发明康复方法，在上述步骤一之前，还进一步包括如下步骤：
步骤A1：实时测量单元1测量用户的呼吸情况，将数据实时发送至主控单元2的实时判别模块23。
步骤A2：实时判别模块23根据用户信息以及数据与参考标准进行判别，判断用户的呼吸障碍类型。
步骤A3：实时判别模块23将用户信息与障碍类型信息发送至康复执行模块22。
实施例1：呼吸障碍类型的判别
在实施本发明康复方法之前，先进行呼吸障碍类型的判别。如图3与图4所示，用户深吸气后对实时测量单元1进行发音，实时测量单元1采集用户深吸气后持续发/a/的声音以及数数(例如循环数数1与5)的声音，实时测量单元1根据用户声音的基频、强度相对变化规律，自动提取用户的最长声时数据MPT(如图3)、最大数数能力数据MCA(如图4)。实时测量单元1将测量得到的结果(例如，最长声时数据MPT、最大数数能力数据MCA)发送至主控单元2中的实时判别模块23，实时判别模块23根据用户信息(例如，用户的年龄、性别)自动比照同年龄、同性别的参考标准(如表1、表2所示)，通过MPT判定用户是否存在呼吸支持不足障碍，以及通过MCA判断用户是否存在呼吸发声不协调的障碍。实时判别单元23将判别障碍类型信息发送至康复执行模块22中。
例如，某用户性别为男，年龄7岁，实时测量单元1自动提取该用户的MPT为3.7S，MCA为2.65S，实时判别单元23根据该用户信息比照7岁正常男性儿童MPT、MCA的最小要求分别为8S、5S，远落后于正常儿童的参考标准，实时判别单元23判定该用户存在呼吸支持不足、呼吸发声不协调的障碍。
表1MPT的参考标准表
表2MCA的参考标准表
实施例2：针对呼吸支持不足障碍的康复方法
康复执行模块22根据实施例1中的用户信息以及障碍类型信息设置康复模式，康复执行模块22将康复模式设置为呼吸支持不足障碍模式，选用言语呼吸支持不足的促进治疗。在呼吸支持不足障碍模式中，实时判别模块23比较实时测量单元1测量的用户MPT与参考标准中的MPT数值，生成判别结果。康复执行模块22根据判别结果执行呼吸支持不足障碍模式，选用言语呼吸支持不足的促进治疗，并将执行结果发送至实时视听反馈单元3进行显示。
呼吸支持不足障碍模式如以下步骤执行：
步骤一：康复执行模块22根据实施例中用户的障碍类型，将康复模式设置为呼吸支持不足障碍模式，并根据该用户的MPT数值设置MPT目标值，例如设置MPT目标值为3秒。康复执行模块22从康复内容存储模块21中读取呼吸支持不足障碍模式的内容，选用言语呼吸支持不足的促进治疗技术，如：“缓慢平稳呼气法”、“逐字增加句长法”并运行，将运行的图片、视频、声音以及文字信息发送至实时视听反馈单元3中，实时视听反馈单元3以视听反馈的方式进行显示，例如将用户的MPT数值展现为小兔的行走路程，行走路程的长短与MPT数值的大小相呈正相关。
步骤二：当用户在发声过程中，实时测量单元1实时采集用户的呼吸情况，采集的MPT值从0开始不断增加，实时视听反馈单元3实时根据患者MPT的发声情况展示小兔行走路程的长短。当用户结束发声时，实时测量单元1测量得到MPT值为2.5秒，实时判别模块23判定该MPT值没有达到MPT目标值，实时判别模块23将失败的判定结果发送至康复执行模块22中，康复执行模块22通过实时视听反馈单元3向用户显示失败的结果，如图5(a)所示。
若当用户结束发声时，测量单元1测量得到的MPT值为3.5秒，实时判别模块23判定该MPT值达到了MPT目标值。实时判别模块23将成功的判定结果发送至康复执行模块22中，康复执行模块22通过视听反馈单元3向用户显示成功的结果，如图5(b)所示。
步骤三：当MPT值达到MPT目标值时，实时判别模块23将该MPT值与参考标准中的MPT值进行比较，将比较结果发送至康复执行模块22中。当比较结果为MPT值达到参考标准，康复执行模块22结束运行。若比较结果为MPT值未达到参考标准，康复执行模块22重复执行康复模式的内容，继续选用言语呼吸支持不足的促进治疗技术，并自动将MPT目标值提升1秒。
步骤四：重复执行步骤二至步骤三，直至测量得到的MPT值达到参考标准为止。
实施例3：针对呼吸发声不协调障碍的康复方法
康复执行模块22根据实施例1中的用户信息以及障碍类型信息设置康复模式，康复执行模块22将康复模式设置为呼吸发声不协调障碍模式。在呼吸发声不协调障碍模式中，实时判别模块23比较实时测量单元1测量的用户MCA值与参考标准中的MCA数值，生成判别结果。康复执行模块22根据判别结果执行呼吸发声不协调障碍模式，选用言语呼吸发声不协调的促进治疗，并将执行结果发送至视听反馈单元3进行显示。
呼吸发声不协调障碍模式如以下步骤执行：
步骤一：康复执行模块22根据实施例中用户的障碍类型，将康复模式设置为呼吸发声不协调障碍模式，并根据该用户的MCA数值设置MCA目标值，例如设置MCA目标值为2，如图6(a)所示。康复执行模块22从康复内容存储模块21中读取呼吸发声不协调障碍模式的内容，选用言语呼吸发声不协调的促进治疗技术，如：“唱音法”、“啭音法”并运行，将运行的图片、视频、声音以及文字信息发送至实时视听反馈单元3中，实时视听反馈单元3以视听反馈的方式进行显示，例如将用户的MCA数值展现为动物的数量，出现动物数量的多少与MCA中啭音数值的多少呈现正相关。
步骤二：用户在深呼吸后开始数数，测量单元1实时采集用户的数数情况，采集的MCA值从0开始不断增加，实时视听反馈单元3实时根据患者MCA的发声情况展示动物增加的数量。当用户结束数数时，若测量单元1测量得到MCA值为2，实时判别模块23判定该MCA值没有达到MCA目标值，实时判别模块23将失败的判定结果发送至康复执行模块22中，康复执行模块22通过视听反馈单元3向用户显示失败的结果。
若当用户结束发声时，测量单元1测量得到的MCA值为3，实时判别模块23判定该MCA值达到了MCA目标值。实时判别模块23将成功的判定结果发送至康复执行模块22中，康复执行模块22通过视听反馈单元3向用户显示成功的结果。
步骤三：当MCA值达到MCA目标值时，实时判别模块23将该MCA值与参考标准中的MCA值进行比较，将比较结果发送至康复执行模块22中。当比较结果为MCA值达到参考标准，康复执行模块22结束运行。若比较结果为MCA值未达到参考标准，康复执行模块22重复执行康复模式的内容，继续选用言语呼吸发声不协调的促进治疗技术，并自动将MCA目标值提升1秒，如图6(b)所示。
步骤四：重复执行步骤二至步骤三，直至测量得到的MCA值达到参考标准为止。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围。任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种变动与润饰，本发明保护范围应以权利要求书所界定的保护范围为准。
Claims (3)
1.一种基于言语呼吸实时视听反馈和促进技术的康复系统，其特征在于，包括：
实时测量单元(1)，其用于实时测量用户的言语呼吸情况的数据；所述呼吸情况的数据包括最长声时数据、最大数数能力数据；
主控单元(2)，其与所述测量单元(1)连接，用于判别用户呼吸障碍与设置康复模式；
实时视听反馈单元(3)，其与所述主控单元(2)连接，采用言语呼吸实时视听反馈技术用于实时显示与反馈康复的信息与结果；
其中，所述主控单元(2)中包括：康复内容存储模块(21)、康复执行模块(22)与实时判别模块(23)；
实时判别模块(23)与所述实时测量单元(1)以及康复执行模块(22)连接，用于接收所述呼吸情况的数据，根据所述数据与参考标准进行判别，并将判别结果实时发送至所述康复执行模块(22)；所述参考标准是指同年龄且同性别的最长声时数据和最大数数能力数据的参考值；
所述康复内容存储模块(21)用于存储康复过程中使用的康复内容言语呼吸促进技术内容；所述言语呼吸促进技术内容包括在康复过程中使用的视频、声音、文字和图像；
所述康复执行模块(22)与所述康复内容存储模块(21)以及实时视听反馈单元(3)连接，用于根据所述判别结果，设定康复模式，从所述康复内容存储模块(21)读取并执行所述康复模式中言语呼吸促进技术的内容，将执行结果传输至所述视听反馈单元(3)；
所述康复模式包括呼吸支持不足障碍模式和呼吸发声不协调障碍模式；
在所述呼吸支持不足障碍模式下，
所述康复执行模块(22)设置MPT目标值，从所述康复内容存储模块(21)中读取呼吸支持不足障碍模式的内容,将运行的图片、视频、声音以及文字信息发送至所述实时视听反馈单元(3)中；
当用户在发声过程中，所述实时测量单元(1)实时采集用户的呼吸情况的MPT值，所述实时视听反馈单元(3)以视听反馈的方式实时根据患者MPT的发声情况展示小兔行走路程的长短，所述行走路程的长短与MPT数值的大小相呈正相关；
当用户结束发声时，所述实时判别模块(23)判定该MPT值是否达到所述MPT目标值；在判定没有达到所述MPT目标值的情况下，所述实时判别模块(23)将失败的判定结果发送至所述康复执行模块(22)中，所述康复执行模块(22)通过所述实时视听反馈单元(3)向用户显示失败的结果；在判定达到所述MPT目标值的情况下，所述实时判别模块(23)将成功的判定结果发送至所述康复执行模块(22)中，所述康复执行模块(22)通过所述实时视听反馈单元(3)向用户显示成功的结果；
当MPT值达到MPT目标值时，所述实时判别模块(23)将该MPT值与参考标准中的MPT值进行比较，将比较结果发送至所述康复执行模块(22)中；当比较结果为MPT值达到参考标准的情况下，所述康复执行模块(22)结束运行；在比较结果为MPT值未达到参考标准的情况下，所述康复执行模块(22)重复执行康复模式的内容，并自动提升MPT目标值提升，直到MPT值达到所述参考标准为止；
在所述呼吸发声不协调障碍模式下，
所述康复执行模块(22)设置MCA目标值，从所述康复内容存储模块(21)中读取呼吸发声不协调障碍模式的内容,将运行的图片、视频、声音以及文字信息发送至所述实时视听反馈单元(3)中；
当用户在发声过程中，所述实时测量单元(1)实时采集用户的呼吸情况的MCA值，所述实时视听反馈单元(3)以视听反馈的方式实时根据患者MCA的发声情况展示为动物的数量，动物数量的多少与MCA中啭音数值的数量呈现正相关；
当用户结束发声时，所述实时判别模块(23)判定该MCA值是否达到所述MCA目标值；在判定没有达到所述MCA目标值的情况下，所述实时判别模块(23)将失败的判定结果发送至所述康复执行模块(22)中，所述康复执行模块(22)通过所述实时视听反馈单元(3)向用户显示失败的结果；在判定达到所述MCA目标值的情况下，所述实时判别模块(23)将成功的判定结果发送至所述康复执行模块(22)中，所述康复执行模块(22)通过所述实时视听反馈单元(3)向用户显示成功的结果；
当MCA值达到MCA目标值时，所述实时判别模块(23)将该MCA值与参考标准中的MCA值进行比较，将比较结果发送至所述康复执行模块(22)中；当比较结果为MCA值达到参考标准的情况下，所述康复执行模块(22)结束运行；在比较结果为MCA值未达到参考标准的情况下，所述康复执行模块(22)重复执行康复模式的内容，并自动提升MCA目标值提升，直到MCA值达到所述参考标准为止。
2.如权利要求1所述的基于言语呼吸实时视听反馈和促进技术的康复系统，其特征在于，所述实时测量单元(1)包括麦克风。
3.如权利要求1所述的基于言语呼吸实时视听反馈和促进技术的康复系统，其特征在于，所述呼吸障碍类型包括呼吸支持不足障碍、呼吸与发声不协调障碍。
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