一种便携式智能型呼吸训练装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于医疗器械，具体涉及一种便携式智能型呼吸训练装置及方法。
【背景技术】
[0002]目前，帮助病人进行强化呼吸肌肉、改善肺功能或调节人体自主神经功能等目的的呼吸训练系统，都体积偏大，价格昂贵，不能直观的、及时准确的显示训练者的呼吸实际情况，无法准确的指导训练者进行正确的训练，无法满足coro患者常见的浅快呼吸，呼气一吸气比例失调、氧耗及能耗较高的呼吸方式。
【发明内容】
[0003]为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种便携式智能型呼吸训练装置。
[0004]本发明所采用的技术方案为:一种便携式智能型呼吸训练装置，由气道和电路安装腔组成；电路安装腔位于气道下方，气道为圆柱形空心管道，气道一端设有吹气孔，另一端的端壁上设有出气孔，出气孔的管腔内壁上装有压力传感器，通过铜线自气道内腔下方内外壁之间的线路走线槽走线至电路安装腔，与电路安装腔内的单片机、电池相连；电路安装腔内的单片机分别与语音外放音响、RS-232接口，电池电连；气道末端的出气孔处设有调节出气孔内径大小的阻力簧片，阻力簧片分布于气道的管腔中，并通过连动轴与阻力调节键相连，阻力调节键位于出气孔端的气道外壁上。
[0005]进一步的，气道与电路安装腔为一体式结构。
[0006]进一步的，吹气孔为吹气管内的孔，吹气管与气道连接呈一整体性结构，吹气管内径15mm，吹气管外壁与另行配置的硅胶咬嘴套连接，长度10mm。
[0007]进一步的，压力传感器的输出端与单片机输入端通过A/D转换电路电连，单片机输出端与语音外放音响电连。
[0008]进一步的，单片机输出端通过RS-232接口与上位电脑图像显示终端连接。
[0009]—种采用上述装置进行便携式智能型呼吸训练的方法，具体包括以下步骤，
[0010]A.便携者使用时，呼出的气体从左侧吹气孔进入管道，在出气孔内壁的压力感受器得到该气体的呼出压力，压力感受器输出微弱电压信号，该信号通过气道腔下方内外壁之间的数据线传递至单片机；
[0011]B.单片机将信号采样放大并进行A/D转换，数字化后的信号由单片机进行信号分析处理，并将结果进行3种分类，通过语音外放音响实现智能语音提示操作阻力调节键:一种情况是，呼气压力达不到最低阈值要求，由单片机启动语音提示芯片，实现语音提示“请平稳用力呼气”;第二种情况是，呼气压力超过最低阈值要求但未达到正常值，由单片机启动语音提示芯片，实现语音提示“请按压阻力调节键1次，然后平稳呼气”;第三种情况是，呼气压力达到正常值，但未达到最高阈值要求，由单片机启动语音提示芯片，实现语音提示“请按压阻力调节键2次，然后平稳呼气”。
[0012]进一步的，或者与电脑联机使用，将数据线的一端与电路安装腔上单片机的RS-232接口相连接，数据线另一端接电脑，打开电脑上相应软件，单片机输出端通过RS-232接口与上位电脑图像显示终端连接，单片机与上位电脑通信，单片机进行信号分析处理后将信号图像显示于电脑上，通过电脑图像显示监测呼吸频率、气体气流速度、呼气压力，根据监测值情况，对呼吸情况进行语音智能反馈指导。
[0013]本发明的有益效果为:本发明的便携式呼吸训练装置，智能呼吸训练装置采用微电子检测及控制，能有效的监测病人呼吸的频率，时间及强弱，及时反馈通过语音提示指导病人优化系统科学训练效果；用于改善缓解期C0PD患者肺功能，改善其缺氧症状，提高患者的生活质量，克服了 coro患者常见的浅快呼吸，呼气一吸气比例失调等效率低下、氧耗及能耗较高的呼吸方式，训练患者正确的呼吸方式，并通过改变呼气管径大小控制呼气阻力以提升气管内压力，防止小气道过早闭合，有利于肺残气量排出，增加潮气量，改善通气功能，缓解患者缺氧症状。利用微型传感装置对患者的呼气流速、气压、呼气时间、呼吸频率等进行实时检测，使训练过程做到具体、量化，具有科学性、安全性，并根据患者呼气时间、流速，呼吸频率异常情况，给予反馈、通过听觉、视觉刺激提示命患者纠正异常的呼吸模式，可主动改善缺02和C0 2潴留。
【附图说明】
[0014]图1是本发明的结构示意图；
[0015]图2是本发明的图1中C部分示意图；
[0016]图3是本发明的控制系统示意图。
[0017]图中:A.气道电路安装腔；1.吹气孔；2.出气孔；3.压力传感器；4.线路走线槽；5.单片机；6.电池安装腔；7.语音外放音响；8.RS-232接口 ；9.阻力簧片；10.阻力调节键。
【具体实施方式】
[0018]如图1、2所示，本发明提供了一种便携式智能型呼吸训练装置，智能呼吸机系统是由手持型或腹带型和上位电脑组成。既可使用手持式单机，也可与电脑联机使用。
[0019]如图1所示，手持式呼吸装置由气道(图1中A部分)和电路安装腔(图1中B部分)两大部分构成。气道(图1中A部分)与电路安装腔(图1中B部分)为一体式结构，电路安装腔位于气道下方。气道为长150_、内径20_、管壁厚3mm的圆柱形空心管道。管道左侧为吹气孔1，右侧为出气孔2。吹气孔1自左侧连接于气道，与气道呈一整体性结构，吹气孔与气道相连处，管内径15_，吹气孔外壁可与另行配置的硅胶咬嘴套连接，长度10mm。出气孔2位于气道右侧，与气道呈一整体性结构，连接气道端管内直径15mm，在气道端内壁上装有压力传感器3，通过铜线自气道腔下方内外壁之间的线路走线槽4走线至电路安装腔，与腔内单片机5、电池安装腔6相连。出气孔终末端管内直径20_，内外径间的管腔中设置阻力簧片9，阻力簧片9分布于管腔中见图1中C部分9’与9”之间，并通过连动轴与阻力调节键10相连，阻力调节键10位于气道出气孔端，距出气孔终末端10mm处，通过按压阻力调节键可带动连动轴以控制阻力簧片9，设3个档位，按压第1次，阻力簧片9向管径内靠拢2_，即气道管径11_ ;按压第2次，阻力簧片9向管径内靠拢4_，即气道管径7mm ;按压第3次，阻力簧片复位，即气道管径15mm。电路安装腔位于气道下方，长110mm，其中30mm与气道下方连接为一体，80mm安装腔与气道间留有40mm高间隙，为手持空间，电路安装腔内设置有来源于压力感受器3处电源线，终端连接于电路安装腔中单片机5，单片机分别于左侧连接语音外放音响7、RS-232接口 8。电路安装腔右侧设干电池安装腔6。
[0020]便携式使用时，当呼出的气体从左侧吹气孔1进入管道，在出气孔2内壁的压力感受器3得到该气体的呼出压力，压力感受器输出微弱电压信号，该信号通过气道腔下方内外壁之间的数据线4传递至单片机5，单片机将信号采样放大并进行A/D转换，数字化后的信号由单片机进行信号分析处理，并将结果进行3种分类，通过语音外放音响7实现智能反馈。一种情况是，呼气压力达不到最低阈值要求，由单片机启