CN209574679U - 一种呼吸肌训练及血氧心率监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型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。本实用新型的特点是在一便携式设备上实现呼吸肌训练及血氧心率的同步监测，可辅助医生对使用者的呼吸肌训练过程进行监测及疗效评估，使用方便，综合成本低。

Description

一种呼吸肌训练及血氧心率监测装置

技术领域

本实用新型涉及医疗健康领域，尤其涉及一种呼吸肌训练及血氧心率监测装置。

背景技术

现有呼吸肌训练通过缩唇呼吸或者简易机械式训练装置(如三球式、弹簧式呼吸训练器)只能对使用者进行恒定负载阻抗呼吸肌训练，无法做到人体的呼吸功能指标监测，亦无法进行便捷实时呼吸数据查看和分析。血氧饱和度与心率是评估呼吸康复训练效果的重要参数指标，可辅助医生对使用者的呼吸肌训练过程进行监测及疗效评估，其中血氧饱和度是反应人体呼吸功能及氧含量是否正常的重要生理参数，具有重要的临床价值。市面上缺少这种在呼吸肌训练的同时能血氧心率监测的设备，一般都要额外用其他血氧心率监测设备进行采集并填写记录，使用不方便，不便于数据同时上传后台分析处理。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结合了呼吸肌训练功能与血氧心率监测功能的便携装置，让使用者在呼吸肌训练过程同时能进行血氧与心率监测，使用者能查看自己的呼吸训练效果、血氧心率监测数据及呼吸历史趋势，并能利用无线互联网技术将数据上传云平台，供医生端进行远程判读诊断及康复性指导，呼吸训练数据采集统计。

为实现上述目的，本实用新型提供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。

进一步的，所述呼吸通道包括依次连通的通气孔、阀门组件和咬嘴；所述压力检测通道包括第一通道和第二通道，所述第一通道、第二通道的一端分别与所述主机的压差传感器的两个端口连通；所述第一通道的另一端和咬嘴连通，所述第二通道的另一端和通气孔连通，所述阀门组件可调节其阀门开口面积大小。

进一步的，所述呼吸通道组件为一可插拔装置，以便于更换、清洗。

进一步的，所述阀门组件受主机控制驱动，所述主机驱动步进电机并带动齿轮调节所述阀门组件的阀门开口面积大小。

进一步的，所述血氧心率监测模块包括光电传感器、触摸感应芯片和触摸感应电极；所述光电传感器设置在所述触摸感应电极底部，用于手指脉搏的血氧心率监测，所述触摸感应芯片和触摸感应电极用于感应手指接触，并启动所述光电传感器进行血氧心率监测。

进一步的，所述血氧心率监测模块设置在主机背面的中部，兼顾左右手操作习惯。

进一步的，所述主机设置有输入装置和显示装置，所述输入装置是按键，所述显示装置是液晶显示屏；或输入装置和显示装置一体为触摸屏。

进一步的，所述主机设置有通讯模块，所述通讯模块至少包含WIFI、蓝牙或移动通讯的一种，以便于和智能终端、云服务器等外部设备交互。进一步的，所述主机还内置有电池，所述电池是锂电池或干电池。

进一步的，所述主机设置有USB接口，用于和PC等外部设备进行数据交互和外部供电。

相对于现有的呼吸肌训练装置、血氧心率监测装置及其组合，本实用新型的特点是在一便携式设备上实现呼吸肌训练及血氧心率的同步监测，可辅助医生对使用者的呼吸肌训练过程进行监测及疗效评估，使用方便，综合成本低。

附图说明

图1是本实用新型的一个较佳实施例的结构示意图；

图2是本实用新型的原理框图；

其中：1-液晶屏；2-步进电机；3-阀门组件；4-电机驱动芯片；6-咬嘴；7-环境大气通道；8-嘴部气压通道；9-压差传感器；10-信号处理电路；11-天线；12-微处理器；13-WIFI/蓝牙模块；14-电源管理系统；15-存储单元；16-电池；17-按键；18-光电传感器；19-触摸感应电极；20-触摸感应芯片；21-通气孔。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

如图1和图2所示，本实用新型提供了一种呼吸肌训练及血氧心率监测装置，由主机、呼吸通道组件和血氧心率监测模块组成。其中，主机包括液晶屏1、步进电机2、微处理器12、按键17、电机驱动芯片4、压差传感器9、信号处理电路10、WIFI/蓝牙模块13、天线11、存储单元15、电源管理系统14和电池16。血氧心率监测模块包括光电传感器18、触摸感应电极19和触摸感应芯片20。血氧心率监测模块设置在主机的背面，以人手的常规握姿，人手的食指可触及之处，具体的，兼顾左右手握姿习惯，血氧心率监测模块设置在主机背面的中部。呼吸通道组件为一可插拔阀头，安装于主机的顶部，包括阀门组件3、咬嘴6、环境大气通道7和嘴部气压通道8，在呼吸通道组件的背部的壳体上设有多个通气孔21。咬嘴6连接阀门组件3，通气孔21、可调节的阀门组件3和咬嘴6形成呼吸通道。嘴部气压通道8的一端连通咬嘴6，环境大气通道7的一端连通通气孔21，当呼吸通道组件插入主机时，环境大气通道7、嘴部气压通道8分别经皮管连通到主机的压差传感器9的两个端口上。

本装置的主机通过WIFI/蓝牙模块13与天线11可连接智能终端，如通过智能终端的APP进行交互。用户的训练、测试数据通过无线网络上传云服务器，医生通过云平台进行远程判读诊断及康复性指导，数据统计分析。

在具体应用中，主机设有的通讯模块，可以包括WIFI、蓝牙，或移动通讯中的GSM、GPRS、3G、4G的一种或多种，以便于和智能终端、云服务器等外部设备交互。

本装置的主机设有电池仓，由电池16通过电源管理系统14进行供电。在具体应用中，根据产品功能需求可选择锂电池、干电池进行供电。

主机还设有USB接口，用于和PC等外部设备进行数据交互，及提供外部供电和给电池16充电。

本具体实施例的呼吸肌训练及血氧心率监测装置操作方法：

1)用户通过液晶屏1、按键17与本装置进行交互，呼吸检测、训练序列是由用户通过主机的图形用户界面发起，微处理器12根据用户输入信息加载相应训练、测试配置文件。微处理器12等待响应用户开始一个检测、训练序列。阀门组件3带有两片阀片，其中一片固定，另一通过齿轮连接步进电机2调节阀门开口大小，调节呼吸阻抗。通过对阀门开口大小的调整可实现呼吸肌训练过程保持预定的呼吸阻抗。优选的，用户还可以通过触摸屏与本装置进行交互。

2)呼吸检测及训练时用户嘴部通过咬嘴6快速吸气，用户最大限度地吸入空气，空气以一定流速通过阀门组件3的阀门，并在嘴部气压通道8与环境大气通道7之间形成气压差。

3)压差传感器9检测到气压差，并发送给信号处理电路10进行预处理，然后发送给微处理器12。

4)微处理器12每隔几个毫秒采集一次该气压差，并通过算法运算后决定阀门组件3阀门继续打开还是关小，微处理器12送出信号控制电机驱动芯片4，驱动步进电机2前进或后退几个步进以控制阀门开口面积的大小，从而实现在呼吸肌训练过程保持一个预定的负载阻力。

5)微处理器12将本装置训练或测试数据(气压差、气体流速)进行进一步运算，主要包括气体流量积分、呼吸功率计算及呼吸做功计算等等，液晶屏1显示最终训练、测试数据的图表，例如：最大吸气压力、肺容积、最高吸气流速、呼吸做功等便于用户查看结果。这些数据存储于存储单元15，方便用户查阅历史数据。

6)血氧心率监测，采用手指脉搏光电检测方式，当触摸感应芯片20接收到触摸感应电极19发出的手指触摸信号后，开启血氧心率测量，光电传感器18包括光发射器和光接收器，光电传感器18的光接收器接收光发射器发出的经手指皮层的反射光，光电转换电路将光接收器接收的反射光转换为电信号。该电信号通过微处理器12分析与运算，得出心率值与血氧饱和度。

7)本装置可同时进行呼吸肌训练和血氧心率检测，形成同步数据。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种呼吸肌训练及血氧心率监测装置，包括主机和呼吸通道组件，其特征在于：还包括血氧心率监测模块；所述呼吸通道组件和所述主机连接，实现呼吸肌训练功能，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，设置在主机的壳体上，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；

所述血氧心率监测模块包括光电传感器、触摸感应芯片和触摸感应电极；所述光电传感器设置在所述触摸感应电极底部，用于手指脉搏的血氧心率监测，所述触摸感应芯片和触摸感应电极用于感应手指接触，并启动所述光电传感器进行血氧心率监测。

2.如权利要求1所述的呼吸肌训练及血氧心率监测装置，其特征在于：所述呼吸通道包括依次连通的通气孔、阀门组件和咬嘴；所述压力检测通道包括第一通道和第二通道，所述第一通道、第二通道的一端分别与所述主机的压差传感器的两个端口连通；所述第一通道的另一端和咬嘴连通，所述第二通道的另一端和通气孔连通，所述阀门组件可调节其阀门开口面积大小。

3.如权利要求2所述的呼吸肌训练及血氧心率监测装置，其特征在于：所述呼吸通道组件为一可插拔装置。

4.如权利要求2所述的呼吸肌训练及血氧心率监测装置，其特征在于：所述阀门组件受主机控制驱动。

5.如权利要求1所述的呼吸肌训练及血氧心率监测装置，其特征在于：所述血氧心率监测模块设置在主机背面的中部。

6.如权利要求1所述的呼吸肌训练及血氧心率监测装置，其特征在于：所述主机设置有输入装置和显示装置，所述输入装置是按键；所述显示装置是液晶显示屏；或输入装置和显示装置一体为触摸屏。

7.如权利要求1所述的呼吸肌训练及血氧心率监测装置，其特征在于:所述主机设置有通讯模块，所述通讯模块至少包含WIFI、蓝牙或移动通讯的一种。

8.如权利要求1所述的呼吸肌训练及血氧心率监测装置，其特征在于：所述主机还内置有电池。

9.如权利要求1所述的呼吸肌训练及血氧心率监测装置，其特征在于：所述主机设置有USB接口。