CN113546380A - 一种呼吸评估与训练控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种呼吸评估与训练控制系统，包括腹式呼吸监测与训练系统，呼吸肌监测与训练系统，数据处理系统；所述腹式呼吸监测与训练系统用于腹部呼吸的监测与训练，所述呼吸肌监测与训练系统用于呼吸肌的监测与训练，所述数据处理系统用于与所述腹式呼吸监测与训练系统、呼吸肌监测与训练系统之间的信息交互处理；所述腹式呼吸监测与训练系统、呼吸肌监测与训练系统与数据处理系统之间无线互联；其优点在于：能从多维度获得数据，对训练过程进行实时监测反馈，提供针对性训练方案。

Description

一种呼吸评估与训练控制系统

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体地说，是一种呼吸评估与训练控制系统。

背景技术

呼吸肌功能障碍好发于心肺疾病、手术、长期卧床、衰弱的老年患者，会导致呼吸困难、生活质量差、甚至危及生命等不良后果。但是呼吸肌功能障碍部分是可逆的。呼吸肌训练则是提升呼吸肌肌力最有效的治疗方法之一，对改善呼吸困难、运动耐力、生活质量有重要的作用，其中呼吸肌的评估很重要，经压力测试最大吸气压力(MIP)及最大呼气压力(MEP)及采用主观判断是否有矛盾的腹式呼吸等，有利于精准制定呼吸肌训练方案。目前传统呼吸肌训练设备存在如下的几点缺点：1、评估与治疗分离，设备分散在不同的环节；2、治疗方案难以针对个体差异定制化，强度欠精准，调节靠估测；3、智能化系统欠缺，连线繁复，设备原始；4、腹式呼吸的感知及校正缺乏自动化；5、治疗过程难以实时监测并指导纠正；6、治疗结果没有形成追踪报告和再评估；7、缺乏用户体验，没有考虑患者的心理及情绪上的感受等。

中国专利申请：CN209574679U公开了一种呼吸肌训练及血氧心率监测装置，包括主机、呼吸通道组件和血氧心率监测装置，所述呼吸通道组件和所述主机连接，所述呼吸通道组件包括呼吸通道和压力检测通道；所述血氧心率监测模块，设置在主机上，所述血氧心率监测模块用于检测手指脉搏获取血氧心率数据；所述主机设置有微处理器和压差传感器，所述压差传感器用于采集所述呼吸通道两端的压力差形成的呼吸训练数据；所述微处理器可同步读取呼吸训练数据和血氧心率数据。该专利申请通过压力传感器、光电传感器的设置实现了呼吸数据、血氧心率的测量，且通过阀门组件可以提供呼吸机训练所需的负载阻力；但是其并不能实现呼吸训练的实时引导，且功能单一，无法实现更多维度的信息归总。

综上所述，亟需一种能从多维度获得数据，对训练过程进行实时监测反馈，提供针对性训练方案的呼吸评估与训练控制系统。

发明内容

本发明的目的是，提供一种能从多维度获得数据，对训练过程进行实时监测反馈，提供针对性训练方案的呼吸评估与训练控制系统。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种呼吸评估与训练控制系统，包括腹式呼吸监测与训练系统，呼吸肌监测与训练系统，数据处理系统；所述腹式呼吸监测与训练系统用于腹部呼吸的监测与训练，所述呼吸肌监测与训练系统用于呼吸肌的监测与训练，所述数据处理系统用于与所述腹式呼吸监测与训练系统、呼吸肌监测与训练系统之间的信息交互处理；所述腹式呼吸监测与训练系统、呼吸肌监测与训练系统与数据处理系统之间无线互联；所述腹式呼吸监测与训练系统包括腹式呼吸监测与训练装置，所述腹式呼吸监测与训练装置包括胸腹带；所述胸腹带包括第一环束带、第二环束带、弹性测量面；所述第一环束带其一部分通过所述弹性测量面与所述第二环束带相连，所述弹性测量面可以贴合腹部，并跟随腹部进行运动起伏，所述第一环束带、第二环束带皆可以调节松紧程度，所述第一环束带用于绑定胸部，所述第二环束带用于绑定腰部；所述弹性测量面其上设有监测系统，所述监测系统用于监测腹部运动起伏数据；所述呼吸肌监测与训练系统包括呼吸肌监测与训练装置，所述呼吸肌监测与训练装置包括测量口、测量臂、显示臂；所述测量口与所述测量臂相连，所述显示臂与所述测量臂相连，其中，所述测量口其中心轴线与所述测量臂其中心轴线处于一条直线上，所述显示臂与所述测量臂成一定角度；所述测量口其上设有与其可拆卸相连的呼吸嘴，所述测量臂其内设有测量单元，所述测量单元用于测量呼吸数据，所述显示臂其上设有第二显示屏、调节按钮，所述显示屏朝向所述测量口设置；所述显示臂其内设有用于处理数据信息的处理单元，用于为用电设备供电的电源单元；所述数据处理系统包括数据处理装置，所述数据处理装置括中央处理模块、显示模块、电源模块、传输模块、接收模块；所述中央处理模块用于处理接收数据，生成指令；所述显示模块包括第一显示屏，用于显示相关数据；所述电源模块用于为各用电元件供电；所述传输模块与所述接收模块用于数据的传送与接收，即与所述腹式呼吸监测与训练系统，呼吸肌监测与训练系统实现交互。

作为一种优选的技术方案，所述腹式呼吸监测与训练系统通过所述腹式呼吸监测与训练装置其上的监测系统监测腹式训练数据，并将相关数据传递至所述数据处理系统；所述呼吸肌监测与训练系统通过呼吸肌监测与训练装置其上的测量单元检测呼吸肌训练与检测数据，并将相关数据传递至所述数据处理系统；所述数据处理系统其中央处理模块用于对所述腹式呼吸监测与训练系统、所述呼吸肌监测与训练系统发送的数据进行处理分析，生成训练方案，并将相关数据可视化显示于第一显示屏上。

作为一种优选的技术方案，所述腹式呼吸监测与训练系统、呼吸肌监测与训练系统与数据处理系统之间无线互联的方式为蓝牙连接。

作为一种优选的技术方案，所述数据处理系统其第一显示屏与所述呼吸肌监测与训练装置其显示臂上的第二显示屏互通。

作为一种优选的技术方案，所述呼吸肌监测与训练装置其测量臂上还设有指夹血氧仪。

作为一种优选的技术方案，所述腹式呼吸监测与训练装置其弹性测量面上还设有放置袋，所述放置袋用于放置重物。

本发明优点在于：

1、所述呼吸评估与训练控制系统包括腹式呼吸监测与训练系统，呼吸肌监测与训练系统，数据处理系统，所述腹式呼吸监测与训练系统、呼吸肌监测与训练系统与数据处理系统之间无线互联，使各数据及时汇总，进行专业化分析，能更精确的生成针对性的训练方案，且其检测数据可实时更新，方案能随时调整，使整个训练更趋于科学。

2、所述呼吸肌监测与训练装置、呼吸肌监测与训练装置，使评估与训练相结合，可以调整呼吸训练的阻抗，便于实现多层次梯度训练，提高了训练的灵活度。

3、所述数据处理系统其中央处理模块对数据进行处理分析，生成训练方案，并将相关数据可视化显示于第一显示屏上，使用户可以直观的了解检测与训练状态；所述数据处理系统其第一显示屏与所述呼吸肌监测与训练装置其显示臂上的第二显示屏互通，更有利于使用者训练过程中的状态跟踪，提高了使用的灵活性。

4、所述呼吸肌监测与训练装置其测量臂上还设有指夹血氧仪，可以测量血氧含量，为评估报告、训练方案的生成，提供多维度的信息来源。

附图说明

附图1是本发明一种呼吸评估与训练控制系统模块图。

附图2是本发明一种呼吸评估与训练控制系统示意图。

附图3是附图2中A放大示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明记载的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

附图中涉及的附图标记和组成部分如下所示：

1.腹式呼吸监测与训练系统 2.呼吸肌监测与训练系统 3.数据处理系统

11.第一环束带 12.第二环束带 13.弹性测量面

21.测量口 22.测量臂 23.显示臂

24.第二显示屏 25.调节按钮 26.指夹血氧仪

31.第一显示屏 27.呼吸嘴

请参见附图1、附图2；附图1是本发明一种呼吸评估与训练控制系统模块图；附图2是本发明一种呼吸评估与训练控制系统示意图。一种呼吸评估与训练控制系统，包括腹式呼吸监测与训练系统1，呼吸肌监测与训练系统2，数据处理系统3；所述腹式呼吸监测与训练系统1用于腹部呼吸的监测与训练，所述呼吸肌监测与训练系统2用于呼吸肌的监测与训练，所述数据处理系统3用于与所述腹式呼吸监测与训练系统1、呼吸肌监测与训练系统2之间的信息交互处理；所述腹式呼吸监测与训练系统1、呼吸肌监测与训练系统2与数据处理系统3之间无线互联；

在本实施例中，所述腹式呼吸监测与训练系统1包括腹式呼吸监测与训练装置，所述腹式呼吸监测与训练装置包括胸腹带；所述胸腹带包括第一环束带11、第二环束带12、弹性测量面13；所述第一环束带11其一部分通过所述弹性测量面13与所述第二环束带12相连，所述弹性测量面13可以贴合腹部，并跟随腹部进行运动起伏，所述第一环束带11、第二环束带12皆采用魔术贴于背部互连，用来调节松紧程度，所述第一环束带11用于绑定胸部，所述第二环束带12用于绑定腰部；所述弹性测量面13其上设有监测系统，所述监测系统用于监测腹部运动起伏数据，在一些优选的实施方式中，将所述第一环束带11、第二环束带12于背部相接，使其连接时，于胸部到腰部完整贴合，提高整体的绑缚稳定性，应理解的是，其与所述弹性测量面13不相接，使使用者的侧身位暴露于外，有效避免影响弹性测量面13的起伏。

所属弹性测量面13其上设有监测系统，所述监测系统包括传感单元、第一电源单元、第一传输单元；所述传感单元为设于所述弹性测量面13上的若干压力传感器或位移传感器或多维重力传感器，亦或是多种传感器皆有分布应用等，用来感应感应腹部起伏变化数据；所述第一传输单元为设于所述弹性测量面13上的蓝牙传输组件、无线传输组件或其结合等，用于数据的传输，将监测的数据传到数据处理系统3进行分析、存储、显示等；所述第一电源单元为设于所述弹性测量面13上的微型可充电蓄电池，体积小，为各用电元件如传感器、蓝牙传输组件等进行供电；

请参见附图3，附图3是附图2中A放大示意图。所述呼吸肌监测与训练系统2包括呼吸肌监测与训练装置，所述呼吸肌监测与训练装置包括测量口21、测量臂22、显示臂23；所述测量口21与所述测量臂22相连，所述显示臂23与所述测量臂22相连，其中，所述测量口21其中心轴线与所述测量臂22其中心轴线处于一条直线上，所述显示臂23与所述测量臂22成一定角度；所述测量口21其上设有与其可拆卸相连的呼吸嘴27，所述测量臂22其内设有测量单元，所述测量单元用于测量呼吸数据，所述测量臂22其内设有阀门组件，及控制所述阀门组件开合大小的电机，所述阀门组件的开合程度由电机进行控制，用以调节呼吸训练时的阻抗，其电机的工作受处理单元的控制，所述显示臂23设有显示单元，即第二显示屏24，还设有调节按钮25，所述第二显示屏24朝向所述测量口21设置；所述处理单元用于处理数据信息设于所述显示臂23内；所述测量臂22内还设有用于为用电设备供电的第二电源单元，用于信息传输交互的第二传输单元；所述测量臂22为长方体直臂结构，其上表面设有若干手指槽，即4-6根向测量臂22内凹陷的条形凹槽，用于握持时放置手指，其手指槽上还设有指夹血氧仪26，手指端部直接伸入，通过光电传感器测量血氧情况；所述测量臂22其一端设有测量口21，所述测量口21与呼吸嘴27可拆卸相连，所述呼吸嘴27包括挡片、吸嘴；所述挡片设于所述吸嘴周边，所述吸嘴突出于所述挡片，所述吸嘴其中心留有气流通道与所述测量口21、测量臂22相通；

所述数据处理系统3包括数据处理装置，所述数据处理装置括中央处理模块、显示模块、电源模块、传输模块、接收模块；所述中央处理模块用于处理接收数据，生成指令；所述显示模块包括第一显示屏31，用于显示相关数据；所述电源模块用于为各用电元件供电；所述传输模块与所述接收模块用于数据的传送与接收，即与所述腹式呼吸监测与训练系统，呼吸肌监测与训练系统实现交互；

本发明的使用方式：启动所述数据处理系统3，其第一显示屏31上可显示与所述腹式呼吸监测与训练系统1、呼吸肌监测与训练系统2的连接状态，使三者之间保持数据连接的状态；将所述腹式呼吸监测与训练装置通过第一环束带11、第二环束带12分别绑定在胸部、腰部，使所述弹性测量面13与腹部相贴合，并初始化；将所述呼吸肌监测与训练装置初始化，打开所述数据处理系统3的呼吸检测模式，含住测量口21上的呼吸嘴27，进行呼气、吸气检测，并将相关数据传至所述数据处理系统3；同时，所述腹式呼吸监测与训练系统1在呼气与吸气的过程中，其弹性测量面13上的监测系统测得腹部起伏数据，亦传递至所述数据处理系统3；所述数据处理系统3，将相关数据显示于第一显示屏31，并进行分析，生成训练方案，并引导使用者完成训练，需要注意的是所述第一显示屏31其上显示的内容可就全部或部分显示于所述第二显示屏24上，便于呼吸训练时直观的观察，尤其适用于呼吸引导信息的共享，且所述阀门组件可自动控制，而所述弹性测量面13上的放置袋用于实现重物负载，可根据第一显示屏31上的提示，手动进行调节。

需要说明的是：所述呼吸评估与训练控制系统包括腹式呼吸监测与训练系统1，呼吸肌监测与训练系统2，数据处理系统3，所述腹式呼吸监测与训练系统1、呼吸肌监测与训练系统2与数据处理系统3之间无线互联，使各数据及时汇总，进行专业化分析，能更精确的生成针对性的训练方案，且其检测数据可实时更新，方案能随时调整，使整个训练更趋于科学；所述呼吸肌监测与训练系统2包括呼吸肌监测与训练装置，所述呼吸肌监测与训练系统2包括呼吸肌监测与训练装置，使评估与训练相结合，所述呼吸肌监测与训练装置其测量臂22内的阀门组件可以控制训练阻抗，所述腹式呼吸监测与训练装置其弹性测量面13上还设有放置袋，所述放置袋用于放置重物，可以调整腹式呼吸训练的阻抗，便于实现多层次梯度训练，提高了训练的灵活度；所述数据处理系统3其中央处理模块对数据进行处理分析，生成训练方案，并将相关数据可视化显示于第一显示屏31上，使用户可以直观的了解检测与训练状态；所述腹式呼吸监测与训练系统1、呼吸肌监测与训练系统2与数据处理系统3之间无线互联的方式为蓝牙连接，结构简单，传输稳定；所述数据处理系统3其第一显示屏31与所述呼吸肌监测与训练装置其显示臂23上的第二显示屏24互通，更有利于使用者训练过程中的状态跟踪，如所述第二显示屏24可以显示第一显示屏31显示的引导信息，使用者在进行呼吸训练时，只需要从所述第二显示屏24获取相关指示信息即可，而不需盯着第一显示屏31，极大的提高了自由度；所述呼吸肌监测与训练装置其测量臂22上还设有指夹血氧仪26，可以测量血氧含量，为评估报告、训练方案的生成，提供多维度的信息来源。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种呼吸评估与训练控制系统，其特征在于，包括腹式呼吸监测与训练系统，呼吸肌监测与训练系统，数据处理系统；所述腹式呼吸监测与训练系统用于腹部呼吸的监测与训练，所述呼吸肌监测与训练系统用于呼吸肌的监测与训练，所述数据处理系统用于与所述腹式呼吸监测与训练系统、呼吸肌监测与训练系统之间的信息交互处理；所述腹式呼吸监测与训练系统、呼吸肌监测与训练系统与数据处理系统之间无线互联；

所述腹式呼吸监测与训练系统包括腹式呼吸监测与训练装置，所述腹式呼吸监测与训练装置包括胸腹带；所述胸腹带包括第一环束带、第二环束带、弹性测量面；所述第一环束带其一部分通过所述弹性测量面与所述第二环束带相连，所述弹性测量面可以贴合腹部，并跟随腹部进行运动起伏，所述第一环束带、第二环束带皆可以调节松紧程度，所述第一环束带用于绑定胸部，所述第二环束带用于绑定腰部；所述弹性测量面其上设有监测系统，所述监测系统用于监测腹部运动起伏数据；

所述呼吸肌监测与训练系统包括呼吸肌监测与训练装置，所述呼吸肌监测与训练装置包括测量口、测量臂、显示臂；所述测量口与所述测量臂相连，所述显示臂与所述测量臂相连，其中，所述测量口其中心轴线与所述测量臂其中心轴线处于一条直线上，所述显示臂与所述测量臂活动相连；所述测量口其上设有与其可拆卸相连的呼吸嘴，所述测量臂其内设有测量单元，所述测量单元用于测量呼吸数据，所述显示臂其上设有显示单元，为第二显示屏，还设有调节按钮，所述显示屏朝向所述测量口设置；所述显示臂其内设有用于处理数据信息的处理单元，用于为用电设备供电的第二电源单元，用于传输信息的第二传输单元；

所述数据处理系统包括数据处理装置，所述数据处理装置括中央处理模块、显示模块、电源模块、传输模块、接收模块；所述中央处理模块用于处理接收数据，生成指令；所述显示模块包括第一显示屏，用于显示相关数据；所述电源模块用于为各用电元件供电；所述传输模块与所述接收模块用于数据的传送与接收，即与所述腹式呼吸监测与训练系统，呼吸肌监测与训练系统实现交互。

2.根据权利要求1所述的呼吸评估与训练控制系统，其特征在于，所述腹式呼吸监测与训练系统通过所述腹式呼吸监测与训练装置其上的监测系统监测腹式训练数据，并将相关数据传递至所述数据处理系统；

所述呼吸肌监测与训练系统通过呼吸肌监测与训练装置其上的测量单元检测呼吸肌训练与检测数据，并将相关数据传递至所述数据处理系统；

所述数据处理系统其中央处理模块用于对所述腹式呼吸监测与训练系统、所述呼吸肌监测与训练系统发送的数据进行处理分析，生成训练方案，并将相关数据可视化显示于第一显示屏上。

3.根据权利要求1所述的呼吸评估与训练控制系统，其特征在于，所述腹式呼吸监测与训练系统、呼吸肌监测与训练系统与数据处理系统之间无线互联的方式为蓝牙连接。

4.根据权利要求1所述的呼吸评估与训练控制系统，其特征在于，所述数据处理系统其第一显示屏与所述呼吸肌监测与训练装置其显示臂上的第二显示屏互通。

5.根据权利要求1所述的呼吸评估与训练控制系统，其特征在于，所述呼吸肌监测与训练装置其测量臂上还设有指夹血氧仪。

6.根据权利要求1所述的呼吸评估与训练控制系统，其特征在于，所述腹式呼吸监测与训练装置其弹性测量面上还设有放置袋，所述放置袋用于放置重物。

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