用于测量及训练呼吸功能的康复系统及人机互动方法与流程

本发明涉及用于测量及训练呼吸功能的康复系统及人机互动方法。

背景技术：

呼吸气流的量和呼吸气流的控制是正确发声的基础。从气管和肺冲流出的气流不断冲击声带，引起振动而发声。呼吸是构音的动力，必须在声门下形成一定的压力才能产生理想的发声和构音。因此，进行呼吸控制训练是改善发声的基础。

脑血管意外、脑肿瘤、脑瘫、肌萎缩侧索硬化、重症肌无力等常引起构音障碍，影响患者的言语功能。重度构音障碍患者往往呼吸很差，特别是呼气短而弱，很难在声门下和口腔形成一定的压力。呼吸应视为构音障碍患者的首要训练项目。

传统的康复方法为呼吸训练，主要从呼吸的力度及时间的长短两方面进行训练。常规的训练方法如：让患者进行深呼吸，具体为让患者深吸一口气，后慢慢呼出；吹口琴、气管、吹蜡烛、吹肥皂泡等。传统的呼吸训练方式对改善患者的构音障碍在临床上广泛应用，确有疗效，已列入教科书中（语言治疗学—李胜利版）。

但传统的康复方法亦存在一些不足。其需要治疗师对患者进行一对一治疗。由治疗师发出口令进行，且需口琴、气管、肥皂泡等工具，在临床上使用不便，费时耗力。患者所呼出的气体量及呼气力度、时间无客观量化，给治疗进度判断带来不便，影响患者康复效果。同时，传统的训练过程单调，患者在治疗师的指令下完成各个动作，缺乏积极主动的情绪，而训练时间又往往需持续几周甚至几个月，且无法客观感知自己的进步，时间一长，患者容易产生厌烦情绪，影响康复疗效。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供通过人机互动的方式快速恢复患者呼吸功能的用于测量及训练呼吸功能的康复系统及人机互动方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

用于测量及训练呼吸功能的康复系统，其包括流量传感器和人机互动装置，所述流量传感器的检测端连接有气管，所述人机互动装置包括储存模块、显示模块、游戏互动模块和微处理器，

所述流量传感器采集患者的呼吸数据，并发送至存储模块进行储存；

所述微处理器从存储模块中调取呼吸数据，并将呼吸数据进行处理并转换成游戏控制指令，然后将游戏控制指令转送至游戏互动模块；此外，微处理器将呼吸数据处理后还发送至显示模块进行显示；

所述游戏互动模块调取其内存储的人机互动游戏方案，并通过显示模块显示出游戏画面，游戏互动模块接收到游戏控制指令后在游戏画面上显示相应的游戏效果；

所述显示模块用于显示游戏画面和显示数据。

所述流量传感器为差压式流量传感器。

所述流量传感器固定在一手持架上。

所述呼吸数据包括吹出或吸入气体的流量及持续时间的信息。

采用本发明康复系统的人机互动方法，所述人机互动方法包括以下步骤：

1）开启人机互动功能，游戏互动模块调取其内存储的人机互动游戏方案，并通过显示显示模块显示出游戏画面；

2）患者唇部含住气管进行呼气或吸气，流量传感器采集患者的呼吸数据并发送至存储模块进行储存；所述呼吸数据为吹出或吸入的气体的流量及持续时间的信息；

3）微处理器从存储模块中调取呼吸数据，并将呼吸数据进行处理并转换成游戏控制指令，然后将游戏控制指令转送至游戏互动模块；

4）游戏互动模块接收到游戏控制指令后在游戏画面上显示相应的游戏效果。

本发明采用以上技术方案，通过流量传感器采集患者的呼吸数据，并将采集到的信息通过人机互动的游戏形式反馈给患者，这样的训练模式能够增加患者的兴趣，提高患者训练的积极性，从而能够快速地恢复患者的呼吸功能。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为人机互动装置的模块连接示意图。

具体实施方式

如图1或图2所示，本发明用于测量及训练呼吸功能的康复系统，其包括流量传感器1和人机互动装置2，流量传感器1的检测端连接有气管3，流量传感器1固定在一手持架4上。

人机互动装置2包括储存模块、显示模块、人机互动游戏模块和微处理器，

流量传感器1采集患者的呼吸数据，并发送至存储模块进行储存；其中，呼吸数据包括吹出或吸入气体的流量及持续时间的信息；

微处理器从存储模块中调取呼吸数据，并将呼吸数据进行处理并转换成游戏控制指令，然后将游戏控制指令转送至人机互动游戏模块；此外，微处理器将呼吸数据处理后还发送至显示模块进行显示；

人机互动游戏模块调取其内存储的人机互动游戏方案，并通过显示模块显示出游戏画面，人机互动游戏模块接收到游戏控制指令后在游戏画面上显示相应的游戏效果；

显示模块用于显示游戏画面和显示数据。

流量传感器1为差压式流量传感器1。

采用本发明康复系统的人机互动方法，人机互动方法包括以下步骤：

1）开启人机互动功能，人机互动游戏模块调取其内存储的人机互动游戏方案，并通过显示显示模块显示出游戏画面；

2）患者唇部含住气管3进行呼气或吸气，流量传感器1采集患者的呼吸数据并发送至存储模块进行储存；呼吸数据为吹出或吸入的气体的流量及持续时间的信息；

3）微处理器从存储模块中调取呼吸数据，并将呼吸数据进行处理并转换成游戏控制指令，然后将游戏控制指令转送至人机互动游戏模块；

4）人机互动游戏模块接收到游戏控制指令后在游戏画面上显示相应的游戏效果。

具体应用如下，本发明用于训练患者呼气控制力时，游戏方案可以为吹蜡烛游戏，患者手握手持架4，并将唇部含住气管3。患者每呼出一次气，根据呼气的流量，会熄灭对应数量的蜡烛，同时患者每次呼气的最大力度以数值的形式显示在显示模块上。

本发明用于训练患者吸气控制力时，游戏方案可以为吸水杯中水的游戏，患者手握手持架4，并将唇部含住气管3。患者每吸入一次气，根据吸气的流量，杯中的水就会减少相应体积的水量，同时患者每次吸气的最大力度以数值的形式显示在显示模块上。

本发明用于训练患者呼吸或吸气的持续能力时，游戏方案可以为猴子爬树游戏，患者手握手持架4，并将唇部含住气管3。根据患者呼吸或吸气的持续时间，猴子就会就会在树上爬至相应高度。另外，患者持续呼气或吸气的时间，最终以数值的形式显示在显示模块上。