CN106512330A - 儿童肺功能康复训练仪及其实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种儿童肺功能康复训练仪，包括呼气管道，与该呼气管道卡接的盒体，以及安装在该盒体内部、用于检测所述呼气管道内气压状况的检测电路板，和内置有由所述呼气管道内气压数据驱动的动画游戏的智能移动终端；所述检测电路板上安装有检测电路，包括顺次连接的气压传感器、嵌入式CPU和无线通信模块；所述呼气管道的侧壁上开设有一个透气孔，而在该透气孔与所述气压传感器之间则安装有透气垫圈；所述无线通信模块的输出端与所述智能移动终端无线连接。本发明设计巧妙，原理简单，操作方便，能够有效调动儿童进行肺功能参数测试的积极性，使儿童肺功能检查变得简单、快速、准确。

Description

儿童肺功能康复训练仪及其实现方法
技术领域
本发明涉及一种康复训练设备，具体地说，是涉及一种儿童肺功能康复训练仪及其实现方法。
背景技术
如今，儿童肺功能检查是呼吸系统疾病的必要检查之一，儿童肺功能对哮喘的诊断、鉴别、病情严重程度的评价、疗效判断及预防起着重要作用。
目前，儿童肺功能检查有：婴幼儿肺功能仪测定潮气呼吸肺功能，学龄及少年儿童测定呼气流速-容积曲线，主要指标有用力呼气峰流速(PEF)、第1秒用力呼气量(FEV1)、达峰时间比(TPTEF/TE)、达峰容积比(VPEF/VE)、流速-容量环的形态等，这些指标可反应哮喘患儿的气道阻塞情况。不论在儿童的发病率还是死亡率方面，肺部感染造成的呼吸系统疾病都是主要因素之一，因此，肺功能检查无论是在临床科研还是常规疾病检查上都是不能忽视的一环。但是，对于儿童来说，很难像成人一样配合一系列的检查，也缺乏主动定期自查的自觉性。所以，研发一款具有调动儿童好奇心并且具有检查肺部基本情况的产品有巨大的意义。
目前在肺功能康复方面针对儿童的辅助治疗方法主要是让儿童做一些如通过吹风车、纸笛及折好的纸气球、纸青蛙等儿童们常见的游戏，融入以鼻吸气、缩唇呼气的呼吸锻炼，以此来达到肺部机能锻炼。这种小游戏相对单调、缺少变化，长久时间后会让儿童慢慢失去好奇心，特别是不能准确地获取临床医疗的相关参数，无法判断儿童的肺部机能康复情况。
发明内容
本发明的目的在于提供一种儿童肺功能康复训练仪，解决现有技术中儿童肺功能康复训练难以持久、身体机能参数难以获取的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
儿童肺功能康复训练仪，包括呼气管道，与该呼气管道卡接的盒体，以及安装在该盒体内部、用于检测所述呼气管道内气压状况的检测电路板，和内置动画游戏的智能移动终端构成。游戏由所述呼气管道内气压数据驱动。所述检测电路板上安装有检测电路，包括顺次连接的气压传感器、嵌入式CPU和无线通信模块；所述呼气管道的侧壁上开设有一个透气孔，而在该透气孔与所述气压传感器之间则安装有透气垫圈；所述无线通信模块的输出数据与所述智能移动终端无线连接。
进一步地，所述盒体内还安装有与所述嵌入式CPU连接的可充电电源。
优选地，所述可充电电源和检测电路板分别位于所述呼气管道的两侧。
为了提高气压检测的准确性，所述呼气管道内部靠近出气孔的位置设置有用于增强气压的台阶。
为了便于呼气管道的固定，所述呼气管道的外壁上设置有至少两个用于与盒体配合的卡槽。
优选地，所述呼气管道和盒体均由工程塑料制作而成。
优选地，所述透气垫圈由硅胶制作而成。
优选地，，所述盒体的底部还设置有防滑条。
本发明同时还提供了上述儿童肺功能康复训练仪的实现方法，包括以下步骤：
（1）儿童通过呼气管道的呼气口向呼气管道内部呼气，气体在呼气管道内流动，到达台阶位置后气压被增强；
（2）被增强的气压穿过透气孔使透气垫圈压缩，透气垫圈的形变数据被气压传感器采集到，然后传输给嵌入式CPU进行处理；
（3）嵌入式CPU将处理后的气压数据无线传输到智能移动终端显示出来，同时驱动智能移动终端的动画游戏；
（4）儿童受动画游戏的吸引，持续做呼气运动，以保持智能移动终端内动画游戏的持续开启，实现儿童肺功能的持续康复训练。
本发明设计的儿童肺功能康复训练仪，患病儿童通过对呼气管道吹气，气压传感器便可以采集到气压信号，通过嵌入式CPU处理后由无线通信模块上传到智能移动终端，智能移动终端内置的体感游戏通过呼气的气压数据驱动，儿童便可以以便完游戏，以便进行呼气运动，实现肺功能的机能训练，从而利用游戏与呼气相结合的方法来提高儿童主动测试的意愿，进而达到长期调动儿童积极性和测试出临床治疗的相关参数的目的。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明设计巧妙，原理简单，操作方便，能够有效调动儿童进行肺功能参数测试的积极性，使儿童肺功能检查变得简单、快速、准确。
（2）本发明中智能移动终端内的动画游戏可以随意更换，使儿童对智能移动终端长期保持兴趣，从而大大提高儿童长期使用康复训练仪的积极性，进而达到让儿童主动进行肺功能康复训练的目的。
（3）本发明可通过智能移动终端对检测数据进行存储和转移，为医生进行诊断和治疗提供数据支持。
（4）本发明设计的儿童肺功能康复训练仪体积小、成本低、便于携带，能够随时随地地进行康复训练，不受时间和地域限制，非常适合大规模推广应用。
附图说明
图1为本发明的电学原理框图。
图2为本发明中呼气管道的结构示意图。
图3为本发明的侧视图。
图4为本发明的俯视图。
其中，附图标记对应的名称为：
1-盒体，2-检测电路板，3-可充电电源，4-透气孔，5-透气垫圈，6-卡槽，7-防滑条，8-台阶。
具体实施方式
下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。
如图1至图4所示，本发明公开的儿童肺功能康复训练仪，包括呼气管道，与该呼气管道卡接的盒体，以及安装在该盒体内部、用于检测所述呼气管道内气压状况的检测电路板，和内置有由所述呼气管道内气压数据驱动的动画游戏的智能移动终端；所述检测电路板上安装有检测电路，包括顺次连接的气压传感器、嵌入式CPU和无线通信模块；所述呼气管道的侧壁上开设有一个透气孔，而在该透气孔与所述气压传感器之间则安装有透气垫圈；所述无线通信模块的输出数据与所述智能移动终端无线连接。
进一步地，所述盒体内还安装有与所述嵌入式CPU连接的可充电电源。
优选地，所述可充电电源和检测电路板分别位于所述呼气管道的两侧。
为了提高气压检测的准确性，所述呼气管道内部靠近出气孔的位置设置有用于增强气压的台阶。台阶的存在使得出口处口径变小，气压增加，从而提高检测的灵敏度。
为了便于呼气管道的固定，所述呼气管道的外壁上设置有至少两个用于与盒体配合的卡槽。
优选地，所述呼气管道和盒体均由工程塑料制作而成。
优选地，所述透气垫圈由硅胶制作而成。
优选地，，所述盒体的底部还设置有防滑条。
上述儿童肺功能康复训练仪的实现方法，包括以下步骤：
（1）儿童通过呼气管道的呼气口向呼气管道内部呼气，气体在呼气管道内流动，到达台阶位置后气压被增强；
（2）被增强的气压穿过透气孔使透气垫圈压缩，透气垫圈的形变数据被气压传感器采集到，然后传输给嵌入式CPU进行处理；
（3）嵌入式CPU将处理后的气压数据无线传输到智能移动终端显示出来，同时驱动智能移动终端的动画游戏；
（4）儿童受动画游戏的吸引，持续做呼气运动，以保持智能移动终端内动画游戏的持续开启，实现儿童肺功能的持续康复训练。
本发明中，传感器采用高精度气压传感器，可以采用数字气压传感器或模拟气压传感器，本发明优选数字气压传感器。数字气压传感器把气体压力变化转化成数字电信号，直接连接到主控芯片进行算法处理，经过算法处理后得到的相关参数通过主控芯片的串口发送给无线通信模块，无线通信模块再自动的把接收到的数据发送到智能移动终端，最后将气压数据以及最后的临床参数显示在智能移动终端的屏幕上，从而直观的了解患者的病情。同时，智能移动终端内置的动画游戏，通过采集使用者的实时呼气数据驱动游戏动作，从而有效提高了儿童做肺功能训练的兴趣。
无线通信模块优选低功耗蓝牙模块，也可以采用WIFI等其他无线通信模式。
本产品采用可充电电池供电，USB接口充电，与传统的肺功能检测仪相比，价格便宜、携带方便、用途广泛，具有很高的实用价值。
上述实施例仅为本发明的优选实施方式之一，不应当用于限制本发明的保护范围，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.儿童肺功能康复训练仪，其特征在于，包括呼气管道，与该呼气管道卡接的盒体，以及安装在该盒体内部、用于检测所述呼气管道内气压状况的检测电路板，和内置有由所述呼气管道内气压数据驱动的动画游戏的智能移动终端；
所述检测电路板上安装有检测电路，包括顺次连接的气压传感器、嵌入式CPU和无线通信模块；
所述呼气管道的侧壁上开设有一个透气孔，而在该透气孔与所述气压传感器之间则安装有透气垫圈；
所述无线通信模块的输出端与所述智能移动终端无线连接。
2.根据权利要求1所述的儿童肺功能康复训练仪，其特征在于，所述盒体内还安装有与所述嵌入式CPU连接的可充电电源。
3.根据权利要求2所述的儿童肺功能康复训练仪，其特征在于，所述可充电电源和检测电路板分别位于所述呼气管道的两侧。
4.根据权利要求1或3所述的儿童肺功能康复训练仪，其特征在于，所述呼气管道内部靠近出气孔的位置设置有用于增强气压的台阶。
5.根据权利要求4所述的儿童肺功能康复训练仪，其特征在于，所述呼气管道的外壁上设置有至少两个用于与盒体配合的卡槽。
6.根据权利要求5所述的儿童肺功能康复训练仪，其特征在于，所述呼气管道和盒体均由工程塑料制作而成。
7.根据权利要求6所述的儿童肺功能康复训练仪，其特征在于，所述透气垫圈由硅胶制作而成。
8.根据权利要求7所述的儿童肺功能康复训练仪，其特征在于，所述盒体的底部还设置有防滑条。
9.儿童肺功能康复训练仪的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）儿童通过呼气管道的呼气口向呼气管道内部呼气，气体在呼气管道内流动，到达台阶位置后气压被增强；
（2）被增强的气压穿过透气孔使透气垫圈压缩，透气垫圈的形变数据被气压传感器采集到，然后传输给嵌入式CPU进行处理；
（3）嵌入式CPU将处理后的气压数据无线传输到智能移动终端显示出来，同时驱动智能移动终端的动画游戏；
（4）儿童受动画游戏的吸引，持续做呼气运动，以保持智能移动终端内动画游戏的持续运行，实现儿童肺功能的持续康复训练。
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