CN109893832B - 呼吸训练器及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于医疗器械技术领域，提供了一种呼吸训练器及其使用方法。该呼吸训练器包括：吸气口组件；空气通道组件，包括一个可移动的气流指示浮标；容量室，包括滑动设置在该容量室内的活塞以及设于该容量室内的标靶，吸气时该容量室内的气体经过空气通道组件并从吸气口组件排出，以使活塞在容量室内移动；以及置于该容量室内的一个可移动的杆板，该杆板在活塞的推动下用于移动位于该杆板上的活动标，并当吸气量达到预设标准时，活动标与位于容量室内的标靶发生交互动作，以完成预设事件。该呼吸训练器使患者与设备之间具有更多的交互性，使整个呼吸训练过程更具有趣味性，较好地提高了患者使用呼吸训练器的正确性和积极性。

Description

呼吸训练器及其使用方法

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，尤其涉及一种呼吸训练器及其使用方法。

背景技术

呼吸训练器由有医疗或非医疗需求需锻炼肺部的人使用。通过在呼吸训练器的引导和鼓励下，让患者深呼吸，将空气进入患者的肺部，从而加强患者肺部功能。另外，呼吸训练器引导和鼓励患者进行缓慢的深呼吸。呼吸训练器不仅帮助恢复患者正常的呼吸节奏，而且它也帮助患者避免肺不张开(肺部坍塌或缺少氧气的状况)和肺炎。通过呼吸训练，使用呼吸训练器填充肺部，包括肺下叶。肺泡吸入的空气越多，意味着液体积累更少，从而进一步降低了健康风险。

设计呼吸训练器的主要目的是在术后恢复过程中使患者肺部保持活跃。作为一个可能的用途，呼吸训练器被提供给已经做过可能损害呼吸功能手术的患者，尤其是对肺部本身做手术的患者，例如肺癌或胸腔积液的治疗。此外，呼吸训练器可被从心脏手术或涉及长时间处于麻醉中及长时间床上恢复的其他手术中恢复的患者使用。呼吸训练器也可以给肋骨损伤恢复中的患者使用，以使肺部液体积聚的机会最小化。呼吸训练器不仅仅局限于外科患者使用，它也可以用于需要改善肺活量的管乐器演奏者。

通常，患者使用呼吸训练器不需要辅助医疗援助，如呼吸治疗师的援助，但错误的使用呼吸训练器会减少器械提供的医疗受益。此外，这些错误使用可引起并发症，如肺炎。当呼吸训练器被小孩使用时，需特别注意，在没有监护的情况下，小孩可能因缺乏知识或不够成熟，致使其不能够正确或有效地使用呼吸训练器。

现有的呼吸训练器往往通过采用传统的目标记录计数器(Goal RecordingCounter，简称GRC)，来测量每次呼吸训练时的吸入气体量是否达到预设目标来判断呼吸训练的效果，但对于普通的使用呼吸训练器的患者而言，特别是对于年纪较小的儿科患者而言，传统的呼吸训练器缺乏交互性和趣味性，因而影响了患者使用的积极性和呼吸训练器的使用效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种呼吸训练器及其使用方法，旨在解决现有技术中传统的呼吸训练器缺乏交互性和趣味性，因而影响了患者使用的积极性和呼吸训练器的使用效果的技术问题。

本发明是这样实现的，该呼吸训练器包括：吸气口组件；空气通道组件，包括一个可移动的气流指示浮标；容量室，包括滑动设置在该容量室内的活塞以及设于该容量室内的标靶，吸气时该容量室内的气体经过空气通道组件并从吸气口组件排出，以使所述活塞在容量室内移动；以及置于该容量室内的一个可移动的杆板，在所述活塞的推动下该杆板用于移动位于该杆板上的活动标，并当吸气量达到预设标准时，活动标与位于容量室内的标靶发生交互动作，以完成预设事件。

优选地，该呼吸训练器还包括一个固定于所述活塞上的支架，所述杆板与该支架转动连接，所述活动标放置于所述杆板上。

进一步地，该呼吸训练器还包括一个连接于所述杆板上的复位装置，以使该杆板的上表面在初始状态下与水平面之间呈倾斜布置。

更进一步地，所述复位装置为两端分别抵设在杆板和支架上的扭簧结构。

进一步地，该呼吸训练器还包括一个与标靶固定连接的杆板倾斜杆，以用于抵顶到达预设位置时的杆板的端部。

优选地，该呼吸训练器还包括一个与标靶固定连接的调节杆，该调节杆与所述容量室滑动连接以用于调节标靶在容量室内的位置。

优选地，所述的活动标是一个篮球、足球或橄榄球，所述标靶相应的是一个篮球框、足球门柱或橄榄球门柱。

进一步地，所述呼吸训练器还包括一个电子传感器，所述电子传感器与所述标靶相邻设置，当预设事件完成时，电子传感器将电子信号发送至一个电子模块或电脑装置。

更进一步地，所述的电子传感器是一个光电传感器，它使用图像探测或光传输改变的原理以探测预设事件的发生情况，所述传感器与电子模块或电脑装置之间通过一条电缆相互连接。

本发明还提供一种上述呼吸训练器的使用方法，通过使用该呼吸训练器完成预设事件的方法包括如下步骤：

让患者从呼吸训练器的一个容量室内通过吸气口组件和一个空气通道组件吸入一定量的气体；

当患者从容量室内吸入一定量的气体时，移动位于容量室内的一个活塞；

在移动活塞至杆板接触杆板倾斜杆之后，转动该杆板并使活动标移动；

当一个活动标接触或穿过位于容量室内的一个标靶时，预设事件完成。

本发明相对于现有技术的技术效果是：本发明通过在呼吸训练器的容量室内设置活塞及杆板，以使患者在使用呼吸训练器时，杆板与活动标发生交互作用，同时当吸气量达到预设标准时，容量室内的活动标与标靶发生交互动作以完成预设事件，从而使患者与呼吸训练器之间具有更多的交互性，也使整个呼吸训练过程更具有趣味性，较好地提高了患者使用呼吸训练器的正确性和积极性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的交互式呼吸训练器的正视图；

图2是图1中交互式呼吸训练器的正面剖视图；

图3是图1中交互式呼吸训练器的正面透视图；

图4为图1中交互式呼吸训练器的侧面剖视图，在此图中，有为连接电子传感器与电子模块或电脑设备提供的布线。

附图标记说明：

10	呼吸训练器	45	参考箭头
				20	容量室	50	吸气口组件
21	活塞	51	吸气嘴
				22	支架	52	连接管
23	杆板	53	单向阀
				24	活动标	60	底座
25	复位装置	70	电缆
				26	杆板限制装置	71	电子传感器
27	通风孔	72	连接装置
				28	标靶	101	锁定销
29	调节杆	102	杆板倾斜杆
				30	把手	103	容量校准标记
40	空气通道组件	231	凸起部
				41	流量指示浮标	291	锁定凹槽
42	流量指示室	1011	锁定突起
				43	气体平衡限定器	1021	折弯部

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。现在参阅图1和图2，本实施例中呼吸训练器10有一个容量室20、一个把手30、一个空气通道组件40、一个吸气口组件50和一个底座60。作为空气通道组件40的一部分，在流量指示室42内设置了一个可移动的流量指示浮标41，以及在液体通道44内设置了一个气体平衡限定器43。该气体平衡限定器43在其内部可以根据不同的使用人群设置不同尺寸的流量孔，从而来调节吸气时的气流速率，以降低患者在呼吸训练过程中呼吸速率不均匀对容量室20内部的气流速率的影响。

活塞21位于容量室20内，在活塞21上方有一个支架22，这个支架22将活塞21连接至杆板23。在本实施例中，在杆板23上放置的是一个球状活动标24，这个活动标24设计用于表示一个篮球。在它的初始位置，如图1和图2中所示，杆板23的上表面与水平面之间呈倾斜布置以将活动标24的初始位置位于靠近容量室20的一侧。

使用时，如图1和图2所示，患者将通过吸气口组件50吸入空气，这时空气从容量室20经过液体通道44和流量指示室42内抽出。这将导致可移动的流量指示浮标41在流量指示室42内发生移动。参考箭头45可用于指引患者施加合适的吸入速率。这些参考箭头45可被设计为呼吸训练器10的边界线或其他与运动相关的指示。

当空气从容量室20进入空气通道组件40，活塞21移向容量室20内。因为活塞21与容量室20内壁之间密封连接，所以在容量室20的外壁上设置一个通风孔27。如果从容量室20吸入足够空气，杆板23将与杆板倾斜杆102接触。更进一步，如果从容量室20内吸入预设体积的空气时，活动标24将穿过标靶28(本实施例中采用篮球框的形式表示标靶)，从而完成一次预设事件。本实施例中，由于在杆板倾斜杆102的下端设置了一个折弯部1021，因而活动标24在穿过标靶28后通过该折弯部1021可向下滚动并恰好返回到杆板23上，并可在下述复位装置25的作用下最终实现自动复位。

在患者获得理想的吸气容积和吸入速率之后，下一阶段将进入呼气过程。与吸气时相反，在呼气的过程中，活塞21将在容量室20内下降。本实施例中，还包括一个复位装置25，该复位装置25优选为两自由端分别抵设在杆板23和支架22上的扭簧结构。可以理解的是，还可采取勾在活塞21上的一个弹簧或弹性构件的形式，例如采用一个弹性橡皮筋，用于将杆板23返回至最初位置，从而可正确地定位活动标24。此外，在活塞21上方设有杆板限制装置26，可用于限制杆板23的过度移动。具体而言，杆板限制装置26为一个从活塞21上表面向上延伸的立柱，相应的在杆板23的下表面上向下延伸有与该立柱配合的凸起部231，从而可对杆板23起到较好的止挡限位作用，避免杆板23的上表面与水平面之间的切斜角度过大，活动标24可能从杆板23上滑移下来。

容量室20的外壁上有容量校准标记103。如图1和图2所示，这些数值范围优选为250mL至2500mL的范围，但是也可以使用其他特定领域的专业人员较为常用的数值。调节杆29滑动设置在容量室20的内壁上，通过使用调节杆29，标靶28的位置可设置在与这些容量校准标记103中的一个数值相匹配的位置，或根据患者的个人需要设置个性化的吸入容量数值。设置好标靶28在容量室20内的确切位置后，此时可通过锁定销101固定调节杆29在容量室20内的位置。具体而言，在调节杆29上沿轴向方向设置有多个锁定凹槽291，锁定销101上的锁定突起1011可容纳于其中一个锁定凹槽291内，从而可达到锁定调节杆29的目的。

查阅图3，吸气口组件50包括一个吸气嘴51和一个连接管52，为了防止患者在吸气和呼气时出现串扰现象，在连接管52的末端还设置有一个单向阀53。

尽管本发明实施例公开的交互式游戏设计使用的是一个篮球和一个篮球框，但活动标24和标靶28可以采用不同形状并模拟不同的运动。比如，活动标24也可以是一个足球或一个橄榄球，与此对应标靶28则可设计成足球门柱或橄榄球门柱。而且，本发明公开的设计不局限于模拟一个已知的运动项目，因为活动标24可以是接触或穿过任意形式的标靶28的有趣的物体。

本发明通过在呼吸训练器10的容量室20内设置活塞21及杆板23，以使患者在使用呼吸训练器10时，杆板23与活动标24发生交互作用，同时当吸气量达到预设标准时，容量室20内的活动标24与标靶28发生交互动作以完成预设事件，从而使患者与呼吸训练器10之间具有更多的交互性，也使整个呼吸训练过程更具有趣味性，较好地提高了患者使用呼吸训练器10的正确性和积极性。

查阅图4，一个电缆70，比如一个光纤电缆，穿过调节杆29，并最终连接在一个电子传感器71上，电子传感器71可以是一个光电传感器，设置在标靶28附近，用以检测活动标24是否与标靶28之间发生预设事件。可以理解的是，本发明中电子传感器71可以通过本领域技术人员所知的任何形式和原理发挥作用，例如通过图像检测技术或光线传播方向变化感应技术，来探测活动标24何时接触或穿过标靶28。

电缆70有一个连接装置72，用以与电子模块或电脑装置上的一个端口交互连接，电子模块或电脑装置可能采用平板电脑如iPad，或一个智能手机如iPhone。本发明实施例中，电子模块或电脑装置也可以是一个专用装置，从而替代上述功能繁杂的装置(如iPad或iPhone)。需要说明的是，上述实施例中具体的电路结构乃是本领域人员的常规技术手段，此处不再赘述。

因此，当活动标24接触或穿过标靶28时，电子传感器71发送一个电子信号给电子模块或电脑装置，这个装置可模拟、记录和显示预设事件是否已经完成。当预设事件已经完成时，电子模块或电脑装置可以额外提供一个与该预设事件相关的电子时间戳，用于记录活动标24何时接触或穿过标靶28，以供患者或患者的医疗提供者后续评审和评估其使用情况。电子模块或电脑装置也可以手工输入或电子输入接收代表各种参数的数值，比如一个理想的吸入数值。

本发明实施例还提供了一种呼吸训练器的使用方法，该通过使用呼吸训练器完成预设事件的方法包括如下步骤：让患者从呼吸训练器10的一个容量室20内通过吸气口组件50和一个空气通道组件40吸入一定量的气体；当患者从容量室20内吸入一定量的气体时，可移动位于容量室20内的一个活塞21；在移动活塞21之后以及杆板23接触杆板倾斜杆102之后，转动该杆板23并使活动标24移动；当一个活动标24接触或穿过位于容量室20内的一个标靶28时，预设事件完成。

当预设事件完成后，活动标24将通过杆板倾斜杆102上的折弯部1021向下滚动至杆板23的上表面，并在复位装置25的作用下恢复至其初始位置，从而为下一次的吸气训练做好准备。

本发明提供的呼吸训练器10的使用方法使患者与呼吸训练器10之间具有更多的交互性，也使整个呼吸训练过程更具有趣味性，较好地提高了患者使用呼吸训练器10的正确性和积极性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种呼吸训练器，其特征在于，包括：

吸气口组件；

空气通道组件，包括一个可移动的气流指示浮标；

容量室，包括滑动设置在该容量室内的活塞以及设于该容量室内的标靶，所述活塞与所述容量室内壁之间密封连接，所述容量室的外壁上设置一个通风孔，吸气时该容量室内的气体经过空气通道组件并从吸气口组件排出，以使所述活塞在容量室内移动；以及

置于该容量室内的一个可移动的杆板，在所述活塞的推动下该杆板用于移动位于该杆板上的活动标，并当吸气量达到预设标准时，该活动标与位于容量室内的标靶发生交互动作，以完成预设事件；

还包括一个固定于所述活塞上的支架，所述杆板与该支架转动连接，所述活动标放置于所述杆板上；还包括一个连接于所述杆板上的复位装置，以使该杆板的上表面在初始状态下与水平面之间呈倾斜布置；所述复位装置为两端分别抵设在杆板和支架上的扭簧结构；还包括一个与标靶固定连接的杆板倾斜杆，以用于抵顶到达预设位置时的杆板的端部；所述杆板倾斜杆的下端设置有折弯部，所述折弯部用于将所述活动标导向所述杆板。

2.如权利要求1所述的呼吸训练器，其特征在于，还包括一个与标靶固定连接的调节杆，该调节杆与所述容量室滑动连接以用于调节标靶在容量室内的位置。

3.如权利要求1所述的呼吸训练器，其特征在于，所述的活动标是一个篮球、足球或橄榄球，所述标靶相应的是一个篮球框、足球门柱或橄榄球门柱。

4.如权利要求1至3任意一项所述的呼吸训练器，其特征在于，还包括一个电子传感器，所述电子传感器与所述标靶相邻设置，当预设事件完成时，电子传感器将电子信号发送至一个电子模块或电脑装置。

5.如权利要求4所述的呼吸训练器，其特征在于，所述的电子传感器是一个光电传感器，它使用图像探测或光传输改变的原理以探测预设事件的发生情况，所述电子传感器与电子模块或电脑装置之间通过一条电缆相互连接。

6.一种如权利要求1至5任一项所述的呼吸训练器的使用方法，其特征在于，通过使用该呼吸训练器完成预设事件的方法包括如下步骤：

让患者从呼吸训练器的一个容量室内通过吸气口组件和一个空气通道组件吸入一定量的气体；

当患者从容量室内吸入一定量的气体时，移动位于容量室内的一个活塞；

在移动活塞至杆板接触杆板倾斜杆之后，转动该杆板并使活动标移动；

当一个活动标接触或穿过位于容量室内的一个标靶时，预设事件完成。