CN111494801A - 一种肺康复训练仪及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种肺康复训练仪，包括主机、呼吸频率传感器、以及上肢运动装置和/或腹部运动装置，呼吸频率传感器电性连接主机，用于实时感测训练者的呼吸频率，上肢运动装置和/或腹部运动装置选择气动运动装置和/或电动运动装置，根据呼吸频率传感器实时感测训练者的呼吸频率，上肢运动装置和/或腹部运动装置配合呼吸频率，上肢运动装置同步驱动双上肢摆动，腹部运动装置同步驱动腹部收张，使双上肢与腹部随同呼吸运动频率而活动。本发明所述的一种肺康复训练仪及其使用方法，能帮助训练者肺功能康复，恢复有效的规律的呼吸运动。
Description
技术领域
本发明涉及医疗康复器械技术领域，尤其是涉及一种肺康复训练仪及其使用方法。
背景技术
临床上存在众多慢性阻塞性肺疾病、支气管哮喘、间质性肺病等慢性呼吸系统性疾病训练者，存在脊髓损伤后、重症肌无力、肌营养不良等神经肌肉疾病引起呼吸肌功能受损训练者，也存在心胸腹部疾病术后肺功能异常训练者，这些训练者主要表现为呼吸方式的异常，如呼吸周期中浅促呼吸方式和胸腹矛盾性收缩，以及呼吸肌收缩功能下降，如呼吸肌群肌肉萎缩、呼吸肌力和耐力减退，导致训练者日常活动能力和生活质量下降，给家庭和社会造成较大的困扰。
呼吸康复训练受到国内外相关疾病诊治指南的认可。人的呼吸运动，包括肺的内部运动和外部运动。肺的内部运动主要是气道和肺泡的缩扩运动，如果肺的内部运动障碍，主要通过换气机帮助实现，换气机通过往体内输送气体换气，常见的换气机有定压、或定容量、或定时三种。肺的外部运动主要由腹部运动、胸廓运动帮助，具体是膈肌、腹肌和肋间肌帮助，如果肺的外部运动障碍，主要通过两上肢外展，胸廓扩展，腹部加压运动和刺激膈神经等，帮助训练者完成肺的外部运动。吸气时，需要两上肢外展，胸廓扩展，需要腹部加压运动，需要膈肌收缩。
病重训练者，如深度昏迷的病人，呼吸方式、或者呼吸运动、或二者同时存在问题。可以通过呼吸方式训练与呼吸运动训练来提升肺部功能，以促进肺疾病的康复，并降低肺疾病的发生率和死亡率。呼吸方式训练是针对呼吸周期中浅促呼吸方式与矛盾性胸腹运动所提出的，其通过呼吸治疗师徒手或借助仪器引导训练者进行呼吸频率与呼吸深度的调整和胸腹部呼吸肌群的序贯性激活，使训练者重建生理性、有序性的深慢呼吸方式，从而降低呼吸相关氧耗量与肺过度充气、纠正胸腹矛盾性呼吸活动、缓解训练者的气促症状；呼吸运动训练是肺的内部运动和外部运动相结合，对训练者气道和肺泡的缩扩运动训练，以及胸廓运动和腹部运动训练，使气道和肺泡的缩扩运动具有一定的深度和弹性，使胸廓运动和腹部运动肌群的力量与耐力增加。
现有的肺康复训练主要为肺的内部运动的康复训练如换气机，因未能同时结合肺的外部运动训练，不能达到最佳的肺康复训练效果。还有一部分训练者有自主呼吸，不需要换气机设备帮助进行肺的内部运动，仅需肺外部运动帮助即可。然而，目前市面上理想的协助肺的外部运动的康复训练仪较少或者尚未出现。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能帮助训练者呼吸肌运动的肺康复训练仪，可独立使用或结合换气机、膈肌起搏器一起使用，及该肺康复训练仪的使用方法，该肺康复训练仪便于操作，能有效地帮助训练者达到有效的规律的呼吸方式，并提高呼吸运动肌群的力量与耐力。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种肺康复训练仪，包括主机、呼吸频率传感器、以及上肢运动装置和/或腹部运动装置，呼吸频率传感器电性连接主机，用于实时感测训练者的呼吸频率，上肢运动装置和/或腹部运动装置选择气动运动装置和/或电动运动装置，根据呼吸频率传感器实时感测训练者的呼吸频率，上肢运动装置和/或腹部运动装置配合呼吸频率，上肢运动装置同步驱动双上肢摆动，腹部运动装置同步驱动腹部收张，使双上肢与腹部随同呼吸运动频率而活动，如果训练者有自主呼吸，呼吸运动频率传感器探测其呼吸频率，如果训练者没有自主呼吸，则按正常人呼吸频率，同频率启动上肢运动装置和/或腹部运动装置。
作为本发明进一步技术方案：所述主机内设有空气压缩机，上肢运动装置和/或腹部运动装置连接空气压缩机，所述上肢运动装置包括胸部支架及上肢气动组件，所述胸部支架围成有穿戴腔，以供穿戴至胸躯上。
作为本发明进一步技术方案：上肢气动组件设于胸部支架的外侧，上肢气动组件包括第一气囊及上肢绑带，第一气囊通过第一进出气管与空气压缩机相连，第一气囊的一端与胸部支架连接另一端连接所述上肢绑带，上肢绑带用以穿戴至手肘上，上肢绑带与胸部支架之间连接有弹性带，以供第一气囊收缩时将上肢绑带拉回邻近胸部支架。
作为本发明进一步技术方案：所述上肢运动装置选择电动运动装置，包括胸部支架及设于胸部支架上的上肢电动组件，用以驱动双上肢摆动。
作为本发明进一步技术方案：所述胸部支架包括可调节宽度的躯宽段，通过调节躯宽段的宽度以对应调节穿戴腔的宽度，以适应不同训练者。
作为本发明进一步技术方案：所述躯宽段包括两对接板段及用以连接两对接板段的调节组件，所述调节组件包括插销件、销套及锁销，插销件与销套相对设于两对接板段上，插销件的一端套装至销套内，锁销件锁持插销件与销套。
作为本发明进一步技术方案：所述胸部支架包括侧板段，连接在所述躯宽段的两侧，每一侧板段包括连接段及平板段，所述连接段垂直连接于对接板段，连接段与对应的第一气囊一端连接，平板段以供平铺支撑胸部支架。
作为本发明进一步技术方案：所述腹部运动装置包括腹部绑带及设于腹部绑带内侧的第二气囊，所述腹部绑带用以穿戴至腹部上，第二气囊通过第二进出气管与空气压缩机相连。
作为本发明进一步技术方案：所述的肺康复训练仪包括肺内部运动发生装置，肺内部运动发生装置包括换气机，主机内设有换气装置，通过第三进出气管与训练者面罩或气管插管连接，组成换气机。
作为本发明进一步技术方案：所述的肺康复训练仪包括膈肌起搏器，主机内设有电刺激装置，与放在训练者胸廓适当位置的电极片电性连接，组成体外膈肌起搏器。
作为本发明进一步技术方案：所述第一气囊与第二气囊均通过单一或多个子气囊组合形成，所述子气囊采用弹性材质制成。
作为本发明进一步技术方案：所述第二进出气管上设有气囊压力传感器，用以检测腹部气囊压力。
作为本发明进一步技术方案：所述主机上设有触摸控制屏，所述触摸控制屏分别与呼吸频率传感器及气囊压力传感器电性连接，从而接收并显示呼吸频率传感器及气囊压力传感器所检测的数据。
一种肺康复训练仪的使用方法，包括以下步骤：包括训练前训练方案选择:
根据训练者的肺功能障碍程度，采取相应的肺康复训练方案，肺康复运动包括肺内部运动和肺外部运动，前者如肺泡、气道的缩扩运动，后者则是呼吸肌的运动，即腹部运动和胸廓运动；具体采用的肺康复训练方案标准为：
肺功能严重障碍者：训练者没有自主呼吸，则给予上肢运动和腹部运动，结合换气运动、膈肌起搏运动；
肺功能中等障碍者：训练者有浅表自主呼吸，则给予上肢运动，和/或腹部运动，和/或膈肌起搏运动；
轻度肺功能度障碍者：给予上肢运动、和/或腹部运动。
尤其，对于肺功能严重障碍者，所述的肺康复训练仪的使用方法如下：
双上肢运动准备：将训练者躺至床上，调节胸部支架的穿戴腔宽度，以适应不同训练者，将胸部支架穿戴至胸腔上躯宽段位于胸躯的上方，两侧板段的连接段相对夹持胸躯的两侧，两上肢绑带分别穿戴至双上肢上，双上肢相对摆放至两侧板段的平板段上；将第一进出气管相对连接第一气囊与空气压缩机；
腹部运动准备：腹部绑带穿戴至腹部上，第二气囊贴合腹部；将第二进出气管相对连接第二气囊与空气压缩机，呼吸频率传感器贴在训练者的胸腔适当位置；
膈肌起搏器准备：将体外膈肌起搏器的两对电极片贴在训练者的胸腔适当位置，并与电刺激装置相连；
换气机准备：将训练者使用的面罩或气管插管与换气机相连；
将双上肢运动以及腹部运动的频率、换气机频率、膈肌起搏频率与通过呼吸频率传感器获得的呼吸频率相匹配并启动工作，具体如吸气时，双上肢外展运动、腹部加压运动，膈肌起搏收缩，换气机向肺内吹起。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出一种肺康复训练仪及其使用方法便于操作，能有效地帮助训练者达到有效的规律的呼吸方式，提高呼吸运动肌群的力量与耐力，并以其易操作性便于推广运用到社区和家庭，提高训练者的参与度和依从性。
附图说明
图1为肺康复训练仪的示意图。
图2为胸部支架的示意图。
图3为上肢气动组件的示意图。
图4为腹部运动装置的示意图。
图5为主机的示意图。
图6为呼吸频率传感器与上肢运动装置的佩戴示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明的保护范围。
请参阅图1、图5，一种肺康复训练仪，包括主机10、呼吸频率传感器20、上肢运动装置30及腹部运动装置40，所述主机10分别与呼吸频率传感器20、上肢运动装置30及腹部运动装置40相连，主机10内设有空气压缩机；所述呼吸频率传感器20与主机10电性连接，通过呼吸频率传感器20感测训练者的呼吸运动频率并传递信号至主机10，上肢运动装置30和/或腹部运动装置40连接空气压缩机，根据呼吸频率传感器20实时感测训练者的呼吸频率，上肢运动装置30和/或腹部运动装置40配合呼吸频率，上肢运动装置30同步驱动上肢摆复，腹部运动装置40同步腹部收张，使上肢与腹部随同呼吸运动频率而活动，如果训练者有自主呼吸，呼吸运动频率传感器探测其呼吸频率；如果训练者没有自主呼吸，则按正常人呼吸频率，同频率启动上肢运动装置30和/或腹部运动装置40。
所述上肢运动装置30包括胸部支架31及两组上肢气动组件32，所述胸部支架31内侧形成穿戴腔311，通过穿戴腔311将胸部支架31穿戴至胸腔上，两组上肢气动组件32相对设于胸部支架31的两侧，结合参阅图2、3，每一上肢气动组件32包括第一气囊321及上肢绑带322，第一气囊321通过第一进出气管51与空气压缩机相连，第一气囊321的一端与胸部支架31连接，另一端设有所述上肢绑带322，上肢绑带322与胸部支架31之间设有用以连接两者的弹性带301，上肢绑带322用以穿戴至手肘上。请参阅图4，所述腹部运动装置40包括腹部绑带41及设于腹部绑带41内侧的第二气囊42，所述腹部绑带41用以穿戴至腹部上，使第二气囊42贴合腹部，第二气囊42通过第二进出气管52与空气压缩机相连，以供配合呼吸频率传感器20所感应的呼吸运动频率，空气压缩机驱动第一气囊321与第二气囊42张缩，使上肢与腹部随同呼吸运动频率而活动，从而帮助训练者肺功能康复，恢复有效的规律的呼吸。
请再次参阅图2，所述胸部支架31于两侧之间设有躯宽段60，通过躯宽段60调节穿戴腔311的宽度，以适应不同训练者的体格，所述躯宽段60包括两对接板段61及用以连接两对接板段61的调节组件62，所述调节组件62包括插销件621、销套622及固定件623，插销件621与销套622相对设于两对接板段61上，插销件621的一端插装至销套622内，固定件623安装至销套622上，用以固定插销件621插装至销套622后的连接。
躯宽段60调节穿戴腔311宽度的方式为：松开固定件623，调整插销件621插装至销套622内的一端长度后，再重新锁紧固定件623，即可调节两段对接板段61之间的距离，以调整穿戴腔311宽度。
所述胸部支架31的两侧相对设有侧板段63，所述侧板段63呈L型，包括连接段631及平板段632，所述连接段631大致垂直连接于对接板段61，所述连接段631外侧与对应的第一气囊321一端连接，以供穿戴腔311穿戴至胸腔上，两连接段631相对夹持在训练者胸腔的两侧，起到夹持固定作用，所述平板段632用于承托上肢，便于上肢于平板段632上随第一气囊321驱动而摆动。
进一步地，所述第一气囊321与第二气囊42均通过单一或多个子气囊组合形成，所述子气囊采用弹性材质制成。
进一步地，所述第一气囊321外形与双上肢运动轨迹相关，第二气囊42外形与腹部外形相关，第一气囊321与第二气囊42均可采用弧形，便于空气压缩机驱动第一气囊321与第二气囊42张缩时，使上肢与腹部随同第一气囊321与第二气囊42张缩而活动。
进一步地，所述第一进出气管51与第二进出气管52上均可设置气囊压力传感器501，用以检测腹部气囊压力。
进一步地，主机10上设有触摸控制屏11，所述触摸控制屏11分别与呼吸频率传感器20及气囊压力传感器501电性连接，从而接收并显示呼吸频率传感器20及气囊压力传感器501所检测的数据。
所述肺康复训练仪还包括体外膈肌起搏器70及换气机，所述主机10内设有电刺激装置，与放在训练者胸廓适当位置的电极片电性连接，组成体外膈肌起搏器70，主机10内设有换气装置，通过第三进出气管53与训练者面罩或气管插管连接，组成换气机80。
可以理解的，所述肺康复训练仪可不安装体外膈肌起搏器70及换气机，通过主机10、呼吸频率传感器20、上肢运动装置30和/或腹部运动装置40组成简化版肺康复训练仪，亦可额外安装体外膈肌起搏器70和换气机，与主机10、呼吸频率传感器20、上肢运动装置30及腹部运动装置40配合组合成其他版本的肺康复训练仪。
参阅图1、图6，所述肺康复训练仪的使用方法，包括以下步骤：
根据训练者的肺功能障碍程度，采取相应的肺康复训练方案，肺康复运动包括肺内部运动和肺外部运动，前者如肺泡、气道的缩扩运动，后者则是呼吸肌的运动，即腹部运动和胸廓运动；具体采用的肺康复训练方案标准为：
肺功能严重障碍者：训练者没有自主呼吸，则给予上肢运动和腹部运动，结合换气运动、膈肌起搏运动；
肺功能中等障碍者：训练者有浅表自主呼吸，则给予上肢运动，和/或腹部运动，和/或膈肌起搏运动；
轻度肺功能度障碍者：给予上肢运动、和/或腹部运动。
对肺功能严重障碍者康复训练时，
步骤1，双上肢运动准备：训练者躺至床上，调节胸部支架31的穿戴腔311宽度，以适应不同体型的训练者，通过穿戴腔311将胸部支架31穿戴至胸腔上，躯宽段60位于胸腔的上方，两侧板段63的连接段631相对夹持胸腔的两侧，两上肢绑带322相对穿戴至双上肢上，双上肢相对摆放至两侧板段63的平板段632上；将第一进出气管51相对连接第一气囊321与空气压缩机；
步骤2，腹部运动准备：腹部绑带41穿戴至腹部上，第二气囊42贴合腹部；将第二进出气管52相对连接第二气囊42与空气压缩机，呼吸频率传感器20贴在训练者的胸腔适当位置；
步骤3，膈肌起搏器准备：将体外膈肌起搏器70的两对电极片贴在训练者的胸腔适当位置，并与电刺激装置相连；
步骤4，换气机准备：将训练者使用的面罩或气管插管与换气机通过第三进出气管53连接；
步骤5：将上肢运动驱动频率、腹部运动辅助频率、换气机频率、膈肌起搏频率与通过呼吸频率传感器20获得的训练者呼吸频率相匹配并启动工作，具体如吸气时，双上肢外展运动、腹部加压运动，膈肌起搏收缩，换气机向肺内吹起。
可以理解，根据病重程度，采用简化版肺康复训练仪时，则无需步骤3/4，步骤5中仅为，上肢运动装置30和/或腹部运动装置40通过呼吸频率传感器20获得的训练者呼吸频率相匹配并启动工作。
若病人没有自主呼吸，或呼吸微弱，呼吸频率传感器40不能探测到呼吸频率，则按照正常人的呼吸频率匹配并启动工作。
可以理解，所述上肢运动装置30或所述腹部运动装置40可以为电动驱动装置，电动的上肢运动装置30设于胸部支架31两侧，通过电动驱动上肢摆动。电动的腹部运动装置40通过电动部件驱动辅助腹部运动。
综上所述，本发明一种肺康复训练仪及其使用方法便于操作，能有效地帮助训练者达到有效的规律的呼吸方式，提高呼吸运动肌群的力量与耐力，并以其易操作性便于推广运用到社区和家庭，提高训练者的参与度和依从性。
只要不违背本发明创造的思想，对本发明的各种不同实施例进行任意组合，均应当视为本发明公开的内容；在本发明的技术构思范围内，对技术方案进行多种简单的变型及不同实施例进行的不违背本发明创造的思想的任意组合，均应在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种肺康复训练仪，其特征在于：包括主机(10)、呼吸频率传感器(20)、以及上肢运动装置(30)和/或腹部运动装置(40)，呼吸频率传感器(20)电性连接主机(10)，用于实时感测训练者的呼吸频率，上肢运动装置(30)和/或腹部运动装置(40)选择气动运动装置和/或电动运动装置，根据呼吸频率传感器(20)实时感测训练者的呼吸频率，上肢运动装置(30)和/或腹部运动装置(40)配合呼吸频率，上肢运动装置(30)同步驱动双上肢摆动，腹部运动装置(40)同步驱动腹部收张，使双上肢与腹部随同呼吸运动频率而活动，如果训练者有自主呼吸，呼吸运动频率传感器探测其呼吸频率，如果训练者没有自主呼吸，则按正常人呼吸频率，同频率启动上肢运动装置(30)和/或腹部运动装置(40)。
2.根据权利要求1所述的肺康复训练仪，其特征在于：所述主机(10)内设有空气压缩机，上肢运动装置(30)和/或腹部运动装置(40)连接空气压缩机，所述上肢运动装置(30)包括胸部支架(31)及上肢气动组件(32)，所述胸部支架(31)围成有穿戴腔(311)，以供穿戴至胸躯上，上肢气动组件(32)设于胸部支架(31)的外侧，上肢气动组件(32)包括第一气囊(321)及上肢绑带(322)，第一气囊(321)通过第一进出气管(51)与空气压缩机相连，第一气囊(321)的一端与胸部支架(31)连接另一端连接所述上肢绑带(322)，上肢绑带(322)用以穿戴至手肘上，上肢绑带(322)与胸部支架(31)之间连接有弹性带(301)，以供第一气囊(321)收缩时将上肢绑带(322)拉回邻近胸部支架(31)。
3.根据权利要求1所述的肺康复训练仪，其特征在于：所述上肢运动装置(30)选择电动运动装置，包括胸部支架(31)及设于胸部支架(31)上的上肢电动组件，用以驱动双上肢摆动。
4.根据权利要求2或3所述的肺康复训练仪，其特征在于：所述胸部支架(31)包括可调节宽度的躯宽段(60)，通过调节躯宽段(60)的宽度以对应调节穿戴腔(311)的宽度，以适应不同训练者。
5.根据权利要求4所述的肺康复训练仪，其特征在于：所述躯宽段(60)包括两对接板段(61)及用以连接两对接板段(61)的调节组件(62)，所述调节组件(62)包括插销件(621)、销套(622)及锁销(623)，插销件(621)与销套(622)相对设于两对接板段(61)上，插销件(621)的一端套装至销套(622)内，锁销件(623)锁持插销件(621)与销套(622)，所述胸部支架(31)包括侧板段(63)，连接在所述躯宽段(60)的两侧，每一侧板段(63)包括连接段(631)及平板段(632)，所述连接段(631)垂直连接于对接板段(61)，连接段(631)与对应的第一气囊(321)一端连接，平板段(632)以供平铺支撑胸部支架(31)。
6.根据权利要求1所述的肺康复训练仪，其特征在于：所述腹部运动装置(40)包括腹部绑带(41)及设于腹部绑带(41)内侧的第二气囊(42)，所述腹部绑带(41)用以穿戴至腹部上，第二气囊(42)通过第二进出气管(52)与空气压缩机相连。
7.根据权利要求1所述的肺康复训练仪，其特征在于：包括肺内部运动发生装置，肺内部运动发生装置包括换气机(80)，主机(10)内设有换气装置，通过第三进出气管(53)与训练者面罩或气管插管连接，组成换气机(80)。
8.根据权利要求1所述的肺康复训练仪，其特征在于：包括膈肌起搏器(70)，主机(10)内设有电刺激装置，与放在训练者胸廓适当位置的电极片电性连接，组成体外膈肌起搏器(70)。
9.一种肺康复训练仪的使用方法，包括以下步骤：其特征在于：
包括训练前训练方案选择：
根据训练者的肺功能障碍程度，采取相应的肺康复训练方案，肺康复运动包括肺内部运动和肺外部运动，前者如肺泡、气道的缩扩运动，后者则是呼吸肌的运动，即腹部运动和胸廓运动；具体采用的肺康复训练方案标准为：
肺功能严重障碍者：训练者没有自主呼吸，则给予上肢运动和腹部运动，结合换气运动、膈肌起搏运动；
肺功能中等障碍者：训练者有浅表自主呼吸，则给予上肢运动，和/或腹部运动，和/或
膈肌起搏运动；
轻度肺功能度障碍者：给予上肢运动、和/或腹部运动。
10.根据权利要求9所述的肺康复训练仪的使用方法：
双上肢运动准备：将训练者躺至床上，调节胸部支架(31)的穿戴腔(311)宽度，以适应不同训练者，将胸部支架(31)穿戴至胸腔上躯宽段(60)位于胸躯的上方，两侧板段(63)的连接段(631)相对夹持胸躯的两侧，两上肢绑带(322)分别穿戴至双上肢上，双上肢相对摆放至两侧板段(63)的平板段(632)上；将第一进出气管(51)相对连接第一气囊(321)与空气压缩机；
腹部运动准备：腹部绑带(41)穿戴至腹部上，第二气囊(42)贴合腹部；将第二进出气管(52)相对连接第二气囊(42)与空气压缩机，呼吸频率传感器(20)贴在训练者的胸腔适当位置；
膈肌起搏器准备：将体外膈肌起搏器(70)的两对电极片贴在训练者的胸腔适当位置，并与电刺激装置相连；
换气机准备：将训练者使用的面罩或气管插管与换气机相连；
将双上肢运动以及腹部运动的频率、换气机频率、膈肌起搏频率与通过呼吸频率传感器(20)获得的呼吸频率相匹配并启动工作，具体如吸气时，双上肢外展运动、腹部加压运动，膈肌起搏收缩，换气机向肺内吹起。
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2020
- 2020-04-28 CN CN202010350150.0A patent/CN111494801A/zh active Pending
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