主动引导式呼吸训练器与训练方法与流程

本发明属于训练器械技术领域，具体涉及一种主动引导式呼吸训练方法与基于该方法的呼吸训练器以及应用。

背景技术：

呼吸，是指机体与外界环境之间气体交换的过程。人的呼吸过程包括三个互相联系的环节：外呼吸，包括肺通气和肺换气；气体在血液中的运输；内呼吸，指组织细胞与血液间的气体交换。当人用力吸气，一直到不能再吸的时候为止；然后再用力呼气，一直呼到不能再呼的时候为止，这时呼出的气体量称为肺活量。正常成人男子肺活量约为3500～4000毫升，女子约为2500～3500毫升。

有意识的深呼吸训练，不但可以调整血氧状态，减少压力和放松心情，还可以训练肺活量；其在运动训练方面亦具有积极作用，通过呼吸配合，可以影响训练节奏及运动表现，提升训练效果。

现有的呼吸训练器件在使用过程中，用户跟着呼吸训练器发出的信号进行呼吸，其无法有效掌控呼气和吸气的时间长短。例如，产品语音发出“吸”的声音，用户跟着吸气，语音发出“呼”的声音，用户跟着呼气。

但在实际中，呼吸训练并不是一成不变的，而是需要经常在变化，包括速度、频率、呼吸比，这会导致用户跟不上信号的节奏，如前几次呼吸是6秒一次，到了后面变成5秒一次，这种突然间的变化会导致用户呼吸时，突然中断或突然开始，这会对呼吸训练的效果产生不利的影响。

因此，现有的训练器基本难以达到应有的呼吸训练效果。

技术实现要素：

为此，我们进行了经过长时间的大量研究、分析与测试，希望能研发出一种可使得呼吸训练平顺的呼吸训练方法与器材，以及应用。

本发明的目的在于提供一种主动引导式的呼吸训练方法，以及基于该训练方法的训练器材。

一种主动引导式的呼吸训练方法，其通过声音旋律作为呼气或吸气的引导音，使得用户在听到引导音时能主动预期该次呼气或吸气的长度，从而主动调整呼气或吸气过程以使其平顺，不至于提前终止或是突然中止。其中，提前终止是指呼气或吸气实际结束时间早于设定时间，使得有一段空白或是为达到时间要求而过渡呼气或吸气；突然中止，是指到达设定时间时，呼气或吸气的操作仍未结束而不得不提前终止呼气或吸气。显然，上述的提前终止或突然中止，对于用户体验以及训练效果是非常不利的。

所述引导音为具有音乐节奏的声音旋律，引导音可以是用户熟悉或易记的旋律；在训练器发出有节奏的旋律作为引导间来引导用户呼气或吸气时，用户在听到带有音乐节奏的旋律后能预判到本次呼气和吸气时间的长短，从而使得呼吸平顺。所述的旋律之所以采用用户熟悉或易记的，是为便于用户预期后续时长，为此可以采用广为流传的歌曲节选，或是专门谱写的易记旋律；并且由于其很短也便于记忆，当用户听到旋律的快慢时可以自然预期到其整个呼气或吸气的时长，从而调整呼吸平顺。

作为优选，引导音优选为包括音乐1(do)、2(re)、3(mi)、4(fa)、5(sol)、6(la)、7(ti/si)、1(重音do)或1(重音do)、7、6、5、4、3、2、1的声音。在训练器发出音乐1、2、3、4、5、6、7、1或1、7、6、5、4、3、2、1的声音作为引导音来引导用户呼气和吸气，在发出1和2或者7和6的时候，即前两个唱名，用户听到带有音乐节奏的旋律，自然而然预判到这次呼气和吸气时间的长短，从而整个呼气或吸气的过程就平顺了，不会出现突然的中断停止或引导还未结束呼气或吸气已完成。

作为优选，该方法还包括灯光引导，其包括8个灯珠，每个灯珠对应一个唱名，从而可以在配合唱名进行视频上的引导。或者，所述灯光引导与引导间不对应，各灯珠按序依次点亮，其依次点亮的全部时间与引导音总时长相同；也就是说，灯珠的点亮快慢以及旋律的播放速度，是受每个周期的时长控制的，并且两者保持一致。

作为优选，该训练方法还将整个呼吸训练过程分为自由呼吸、引导呼吸和训练呼吸三个阶段，每个阶段由其对应的引导步骤进行引导；三个阶段自然衔接，引导训练者由自由呼吸向控制呼吸渐进转变。

其中，

自由呼吸阶段引导的步骤，根据自由呼吸段时长、呼吸频率(次/分)、呼吸比(呼气时间/吸气时间)以及换气间隔，确定自由呼吸阶段的控制参数；其中，呼吸频率和呼吸比是呼吸参数，依训练要求不同而不同。并且，自由呼吸阶段是不断重复的过程，即每次吸气时间、换气间隔时间以及呼气时间，都是固定的；用户按同一呼吸方式不断重复。

自由呼吸阶段可以引导训练者放松呼吸、平静心态，以平和的心态进入呼吸训练过程，预防突然放慢呼吸节奏引起的不适感。

引导呼吸阶段引导的步骤，根据引导呼吸段时长、目标呼吸频率(次/分)、目标呼吸比(呼气时间/吸气时间)和换气间隔，计算确定自由呼吸阶段的控制参数；其中，呼吸频率和呼吸比是呼吸参数。引导呼吸引导是不断变化的，根据自由呼吸阶段的呼吸参数、呼吸训练阶段的呼吸参数，以及引导呼吸阶段的时长，综合计算引导呼吸阶段的每一次呼吸参数，并确保引导呼吸阶段整体上平稳变化。

即，引导呼吸阶段以自由呼吸阶段的呼吸频率、呼吸比和换气间隔为起始参数，每一次呼吸循环调节一次呼吸参数，在引导呼吸时段内将呼吸频率、呼吸比和换气间隔调节到目标结果。引导呼吸阶段的功能是引导训练者渐进的改变呼吸节奏，将注意力逐渐放在呼吸感觉上，为深沉而悠长的呼吸训练做好准备。

呼吸训练阶段引导的步骤，根据呼吸训练时间、呼吸训练频率(次/分)、呼吸比(呼气时间/吸气时间)和换气间隔，确定呼吸训练阶段的控制参数，这些参数是引导呼吸段结束时的呼吸参数。呼吸训练阶段也是同样呼吸过程的不断重复，其每一次呼吸的呼气、间隙以及吸气各自是相同的。

该阶段利用具有相应治疗和保健功能的呼吸参数，对呼吸训练者进行深沉而悠长的呼吸训练，以期达到养生、预防疾病、运动辅助或是肺活量训练的功能。训练呼吸阶段的功能是依据临床有效的呼吸参数，对受训者进行受控呼吸训练，以提高自身应对疲劳和疾病的能力，起到养生和辅助治疗等功能。

作为优选，所述自由呼吸阶段引导步骤、引导呼吸阶段引导步骤以及呼吸训练阶段引导步骤的引导音是提前计算确定并预先储存的。

一种主动引导式呼吸训练器，包括主体，主体上设有面板。所述面板上设有视觉提示模组，主体内设有听觉提示模组与主控模组。

所述视觉提示模组包括发光圈和计时窗，发光圈呈环形，其包括若干个灯珠，灯珠沿某一方向依次点亮以作为视觉提示信号；计时窗位于环形的发光圈内，其用于倒计时，并优选倒计时显示当前阶段的剩余时间。

所述听觉提示模组包括扬声器、耳机接口或是蓝牙模块。

所述主控模组与视觉提示模组和听觉提示模组分别连接，以输出视频与音频信号而控制发光圈的点亮与计时窗的倒计时，或是经听觉提示模组播放提示声音。

一种主动引导式呼吸训练器，包括主体，主体上设有面板；所述面板上设有视觉提示模组，主体内设有听觉提示模组与主控模组。

所述视觉提示模组包括第一发光带和第二发光带，第一发光带和第二发光带均呈条形形状，每一发光带包括若干个灯珠，灯珠由一端向另一端依次点亮以作为视觉提示信号。

所述听觉提示模组包括扬声器、耳机接口或是蓝牙模块。

所述主控模组与视觉提示模组和听觉提示模组分别连接，以输出视频与音频信号而控制发光圈的点亮与计时窗的倒计时，或是经听觉提示模组播放提示声音。

作为优选，所述呼吸训练器还包括灯卡块，灯卡块上设有呈环形的外圈孔，以及设置于其内的中心孔。外圈孔用于供视觉提示模组的灯珠配合以形成发光圈，中心孔用于供视觉提示模组的计时窗配合以显示倒计时。

作为优选，还包括模式显示灯。

作为优选，引导音是预先计算确定并预先储存于该呼吸训练器内的。

根据上述任一项所述的呼吸训练器在呼吸训练、运动呼吸辅助或是肺活量训练等非治疗目的中的应用。

本发明的呼吸训练方法与训练器，通过主动式的旋律声音的引导，使得用户在听到前两个引导唱名时即可预期本次呼气或吸气的时长，从而可以合理调整呼吸过程，使得呼吸过程平顺，不会出现提前终止或是意外中止等情况，能显著提升呼吸训练效果。

附图说明

图1是本发明某一实施例的训练器的结构示意图；

图2是图1实施例的灯卡块的结构示意图；

图3是本发明另一实施例的训练方法的过程示意图；

图4是某一实施例的训练器的视觉提示示意图，其是条状视觉提示灯的工作示意图；当然在其他一些实施例中，第一发光带和第二发光带还可以进一步包括额外设置的一个或一组灯珠以用作间隔提示；

图5a、5b是本发明另一实施例的训练器的视觉提示的两种工作示意图；其中，在图5a中，发光圈111包含18个灯珠并呈环形设置，两两形成一组共9组，第1-8组的点亮顺序用作呼气提示，第9组用作间隔，8-1组的点亮顺序用作吸气提示；在图5b中，发光圈111亦包含18个灯珠并呈环形设置，每个灯珠单独工作，第1-8灯珠的点亮顺序用作呼气提示，第9灯珠用作呼气间隔，第10-17灯珠的点亮顺序用作吸气提示，第18灯珠用作吸气间隔，从而使得发光圈111依次点亮一周即对应一次呼吸循环，如此循环工作即可。

当然，在其他一些实施例中，也可以取消提示音与提示灯之间的对应关系，只需要使得每次提示时两者的总时长相同即可；即在任何一次呼气或吸气过程中，作为提示间的声音旋律按本次总时长播放，指示灯亦在该时间段内均匀地依次点亮。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明，从而对本发明要求保护的范围作出更清楚地限定，下面就本发明的某些具体实施例对本发明进行详细描述。需要说明的是，以下仅是本发明构思的某些具体实施方式仅是本发明的一部分实施例，其中对于相关结构的具体的直接的描述仅是为方便理解本发明，各具体特征并不当然、直接地限定本发明的实施范围。本领域技术人员在本发明构思的指导下所作的常规选择和替换，均应视为在本发明要求保护的范围内。

一种主动引导式的呼吸训练方法，其特征在于，通过声音旋律作为呼气或吸气的引导音，使得用户在听到引导音时能主动预期该次呼气或吸气的长度，从而主动调整呼气或吸气过程以使其平顺。

所述引导音为具有音乐节奏的声音旋律，可以是用户熟悉或易记的一段旋律；优选为包括唱名音乐1(do)、2(re)、3(mi)、4(fa)、5(sol)、6(la)、7(ti/si)、1(重音do)或1(重音do)、7、6、5、4、3、2、1的声音；在训练器发出音乐1、2、3、4、5、6、7、1或1、7、6、5、4、3、2、1的声音作为引导音来引导用户呼气和吸气，用户在听到带有音乐节奏的旋律后预判到本次呼气和吸气时间的长短，使得呼吸平顺。

在某些实施例中，该方法还包括灯光引导，其包括8组灯珠，每组灯珠对应一个唱名，从而可以在配合唱名进行视频上的引导。

在另一些实施例中，所述灯光引导与引导间被设置为不一一对应，各灯珠按序依次点亮，其依次点亮的全部时间与引导音总时长相同；也就是说，灯珠的点亮快慢以及旋律的播放速度，是受每个周期的时长控制的，并且两者保持一致。

在另一些实施例中，该训练方法还将整个呼吸训练过程分为自由呼吸、引导呼吸和训练呼吸三个阶段，每个阶段由其对应的引导步骤进行引导；三个阶段自然衔接，引导训练者由自由呼吸向控制呼吸渐进转变。

在另一些实施例中，该方法包括：

自由呼吸阶段引导的步骤，根据自由呼吸段时长、呼吸频率(次/分)、呼吸比(呼气时间/吸气时间)以及换气间隔，确定自由呼吸阶段的控制参数；其中，呼吸频率和呼吸比是呼吸参数，依训练要求不同而不同；并且，自由呼吸阶段是不断重复的过程，即每次吸气时间、换气间隔时间以及呼气时间，都是固定的；用户按同一呼吸方式不断重复。

引导呼吸阶段引导的步骤，根据引导呼吸段时长、目标呼吸频率(次/分)、目标呼吸比(呼气时间/吸气时间)和换气间隔，计算确定自由呼吸阶段的控制参数；其中，呼吸频率和呼吸比是呼吸参数；引导呼吸引导是不断变化的，根据自由呼吸阶段的呼吸参数、呼吸训练阶段的呼吸参数，以及引导呼吸阶段的时长，综合计算引导呼吸阶段的每一次呼吸参数，并确保引导呼吸阶段整体上平稳变化。

呼吸训练阶段引导的步骤，根据呼吸训练时间、呼吸训练频率(次/分)、呼吸比(呼气时间/吸气时间)和换气间隔，确定呼吸训练阶段的控制参数，这些参数是引导呼吸段结束时的呼吸参数；呼吸训练阶段也是同样呼吸过程的不断重复，其每一次呼吸的呼气、间隙以及吸气各自是相同的。

在另一些实施例中，所述自由呼吸阶段引导步骤、引导呼吸阶段引导步骤以及呼吸训练阶段引导步骤的引导音是提前计算确定并预先储存的。

一种主动引导式呼吸训练器，包括主体101，主体101上设有面板102；其特征在于，所述面板102上设有视觉提示模组，主体101内设有听觉提示模组与主控模组；

所述视觉提示模组包括发光圈111和计时窗112，发光圈111呈环形，其包括若干个灯珠，灯珠沿某一方向依次点亮以作为视觉提示信号；计时窗112位于环形的发光圈内，其用于倒计时显示时间，优选为当前阶段的剩余时间。为显示倒计时时间，计时窗112优选包括辉光数字管、荧光数码管、边光显示器、液晶显示器等数字显示器，并具有四个数字显示位，以分别显示两位数的分与秒的值。当然，若调整其显示整个训练的剩余时间亦是可行的，在此不再赘述。

所述听觉提示模组包括扬声器、耳机接口或是蓝牙模块。

所述主控模组与视觉提示模组和听觉提示模组分别连接，以输出视频与音频信号而控制发光圈的点亮与计时窗的倒计时，或是经听觉提示模组播放提示声音。

一种主动引导式呼吸训练器，包括主体101，主体101上设有面板102；其特征在于，所述面板102上设有视觉提示模组，主体101内设有听觉提示模组与主控模组；

所述视觉提示模组包括第一发光带和第二发光带，第一发光带和第二发光带均呈条形形状，每一发光带包括若干个灯珠，灯珠由一端向另一端依次点亮以作为视觉提示信号；

所述听觉提示模组包括扬声器、耳机接口或是蓝牙模块。

所述主控模组与视觉提示模组和听觉提示模组分别连接，以输出视频与音频信号而控制发光圈的点亮与计时窗的倒计时，或是经听觉提示模组播放提示声音。

在另一些实施例中，所述呼吸训练器还包括灯卡块103，灯卡块103上设有呈环形的外圈孔，以及设置于其内的中心孔。外圈孔用于供视觉提示模组的灯珠配合以形成发光圈，中心孔用于供视觉提示模组的计时窗配合以显示倒计时。

在另一些实施例中，还包括模式显示灯105。

在另一些实施例中，所述主控模组为单片机，引导音是预先计算确定并储存于单片机内的。

根据上述任一实施例所述的呼吸训练器在呼吸训练、运动呼吸辅助或是肺活量训练中的应用，更具体地说是其在非治疗目的上的应用。

在某一实施例中，其呼吸训练引导灯的参数及使用说明如下：

1前言

呼吸训练引导灯采用双色发光带显示，以绿色发光带表示吸气过程，以红色发光带表示呼气过程。呼吸周期为：吸气时间+换气间隔+呼气时间+呼吸间隔。以绿色发光带由短变长指示吸气过程，当绿色光带达到最长时，吸气过程结束并关闭绿色发光带；经过短暂的换气间隔，进入呼气过程；呼气时红色发光带由长变短，当红色发光带熄灭时，呼气过程结束；经过呼吸间隔后开始下一次呼吸过程。

2功能描述

具有养生保健、调理血压、缓解疲劳和照明这4个功能。

3使用方法

呼吸训练引导灯具有2个功能按钮和5个指示灯。

功能按钮用于选择养生保健、调理血压、缓解疲劳和照明4个功能，只有运行指示灯熄灭状态下才能够进行功能选择，每次按下并松开功能按钮时，功能指示灯循环选择上述4个功能中的1种。

当某个功能指示灯亮起时，按下运行按钮(运行指示灯点亮)即可执行选中的呼吸训练引导功能，呼吸训练引导灯按钮和指示灯排列如图1所示。

初次加电情况下控制面板上电源指示灯点亮、运行指示灯熄灭、养生功能指示灯点亮，按压功能键可循环选择调理血压、缓解

疲劳、照明(功能指示灯全部熄灭)，选定所需功能后按下运行键，即可运行所呼吸训练引导功能。训练程序运行完后，运行指示灯熄灭。

程序运行过程中按下运行键则终止当前运行的程序，再次按下运行键则重新运行选定的程序。电源指示运行指示养生功能调理血压缓解疲劳功能运行

4呼吸训练引导灯参数

4.1养生功能训练参数

自由呼吸段参数

程序运行时间：3分

呼吸频率：12次/分

呼吸比：1：1

呼吸间隔：1秒

引导呼吸段参数

程序运行时间：12分

引导开始呼吸频率：12次/分

引导结束呼吸频率：6次/分

引导开始呼吸比：1：1

引导结束呼吸比：1：1

引导开始呼吸间隔：1秒

训练呼吸段参数

程序运行时间：15分

呼吸频率：6次/分

呼吸比：1：1

呼吸间隔：引导呼吸结束时的呼吸间隔

4.2调理血压功能训练参数

自由呼吸段参数

程序运行时间：3分

呼吸频率：12次/分

呼吸比：1：1

呼吸间隔：1秒

引导呼吸段参数

程序运行时间：12分

引导开始呼吸频率：12次/分

引导结束呼吸频率：6次/分

引导开始呼吸比：1：1

引导结束呼吸比：6：4

引导开始呼吸间隔：1秒

训练呼吸段参数

程序运行时间：15分

呼吸频率：6次/分

呼吸比：6：4

呼吸间隔：引导呼吸结束时的呼吸间隔

4.3缓解疲劳功能训练参数

自由呼吸段参数

程序运行时间：3分

呼吸频率：12次/分

呼吸比：1：1

呼吸间隔：1秒

引导呼吸段参数

程序运行时间：12分

引导开始呼吸频率：12次/分

引导结束呼吸频率：6次/分

引导开始呼吸比：1：1

引导结束呼吸比：4：5

引导开始呼吸间隔：1秒

训练呼吸段参数

程序运行时间：15分

呼吸频率：6次/分

呼吸比：4：5

呼吸间隔：引导呼吸结束时的呼吸间隔

4.4照明功能

红绿灯带全部点亮，运行30分钟后熄灭

针对本发明的训练器与现有其他单纯以“呼”或“吸”的声音作为引导音，我们也进行了使用声音旋律的和不使用旋律的产品对比。我们找了30个试验者，先使用不用旋律引导的产品，一致结论，到了“引导呼吸阶段”(呼吸训练方法中的一种呼吸方式，呼吸频率、呼吸比一直在变化)自己的呼吸经常被打乱。而使用旋律引导的产品，一致结论，在“引导呼吸阶段”他们的呼吸也是平顺的。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除