一种基于鼻罩的呼吸训练系统的制作方法

本实用新型涉及医疗领域，尤其涉及一种基于鼻罩的呼吸训练系统。

背景技术：

在临床上，呼吸系统疾病患者常会发生肺功能减退，表现为呼吸肌肌力下降、呼吸困难、气短气急等一系列症状，进而影响语言发声能力。说话状态比安静呼吸状态增加通气要求，肺功能差的病人如慢性阻塞性肺疾病患者，话语的连续性、语调和节奏控制都可能发生异常改变，产生说话无力、音量变小等表现，此外，说话中也较正常人更易引发疲劳和咳喘反应，疾病长期迁延会影响到患者与他人交流的积极性，造成生活质量下降。而对于长时间重症卧床患者来说，因语言交流减少导致调动呼吸肌肉做功更少，导致了肺功能废用性减退。所以，对呼吸功能障碍患者的康复，除了要训练呼吸肌肌肉力量，改善呼吸模式，也要加入针对语音的呼吸训练，全面提高康复效果。

临床上单次呼吸计数测试(sbct)是一种快速肺功能评估法，单呼吸计数法测试与标准肺功能指标有较好的相关性，文献报道与肺疾病人群fev1的相关系数达到0.68～0.75，单呼吸计数测试是通过发音来评估肺功能，更说明语音发声能力在肺功能表现中的重要性。此测试要求患者先尽最大努力深吸一口气，然后以自觉舒适的音量连续数出数字，节奏以每分钟120拍，一口气内尽可能长得数数字，数出的数字越长代表肺功能越好。单呼吸计数法测试要求患者尽最大努力吸气和最大程度把气体排出，具备深吸气和尽力呼气的呼吸训练属性，所以也可以作为一种肺功能训练方法。但是不同人群间的认知差异、个人的主观积极性、或者喉部主动调整策略等都可能影响单呼吸计数测试结果的稳定性，这些主观因素是影响测试结果真实性的重要原因，如果对吸气和发音都能实时量化，则可以减少主观因素造成的测量误差。

呼吸训练是肺康复的重要内容，但是目前呼吸训练主要针对呼吸肌肌力下降和呼吸模式改变，是在不发声的情况下训练。鉴于说话发声作为人体重要功能，又与肺功能的水平密切相关，把这种训练内容加入到呼吸训练体系中将给患者的呼吸功能带来更全面获益。目前，有关声音训练主要在音乐领域，声乐训练可以增加歌唱者肺活量，锻炼气流进出的控制能力，让声音更加洪亮悦耳。但是对肺功能下降的病人而言，语言交流就已经受到限制，而目前针对临床肺康复患者的语音训练设备尚又缺乏。

所以，需要设计出针对临床患者疾病特点的语音呼吸训练设备，来增加肺功能康复训练内容，并且如果能在训练过程中对气体吸入量和发音音量通过实时反馈，则能够更精准得评估和指导训练。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于鼻罩的呼吸训练系统，该系统通过佩戴鼻罩的方式，可供患者同时进行吸气和发音的练习，改变了原有的单纯的呼吸训练模式，并且患者在整个训练过程中可以得到对应的视觉和听觉的反馈，以便患者实时调整吸气量和发音量，达到精准可控、最大程度调动呼吸功能的目的。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于鼻罩的呼吸训练系统，包括佩戴装置、流量监测装置、集音装置、处理器和声音反馈装置，所述佩戴装置包括鼻罩和扣带，所述鼻罩的罩体上设置有通气管道，于所述鼻罩上设置扣带用于所述鼻罩的固定，于所述鼻罩的通气管道处设置流量监测装置，于所述鼻罩上朝向嘴部位置设置集音装置，所述监测装置和所述集音装置外接处理器，所述处理器获取所述监测装置的流量数据和所述集音装置的音频数据，所述声音反馈装置和所述处理器连接，用于接收输出音频；

相应的，所述流量监测装置包括单向进气阀和流量传感器，于所述通气管道的管口处设置所述单向进气阀，于所述单向进气阀内侧的所述通气管道上设置所述流量传感器，所述流量传感器外接所述处理器；

相应的，所述集音装置包括拾音器，所述拾音器通过连接杆固定设置于所述鼻罩上，所述连接杆具备可弯曲性，通过调节连接杆的弯曲度达到调节拾音器位置的目的；

相应的，所述处理器包括流量处理器、音频处理器和显示器，所述流量处理器、音频处理器分别同所述显示器连接，所述流量处理器接收所述流量传感器发送的电信号并将计算其吸气量值，所述音频处理器接收所述集音装置收录的语音信号并计算其发声音量，吸气量值和发声音量通过显示器显示；

相应的，所述声音反馈装置包括耳机，所述耳机和处理器连接，处理器将患者发声音频输出到耳机上，供患者自行倾听其发音情况；

相应的，所述声音反馈装置还包括电池装置，所述电池装置为所述声音反馈装置提供必要电源。

本实用新型的有益效果为：

该系统通过佩戴鼻罩的方式，可供患者同时进行吸气和发音的练习，改变了原有的单纯的呼吸训练模式，对吸气量和发音量实时监测，并且患者在整个训练过程中可以得到对应的视觉和听觉的反馈，以便患者实时调整吸气量和发音量，达到精准可控、最大程度调动呼吸功能的目的。

附图说明

图1是本实用新型一实施例所述的一种呼吸训练用系统的结构示意图；

图中：

11、鼻罩；12、扣带；

21、单向进气阀；22、流量传感器；

3、拾音器；

41、流量处理器；42、音频处理器；43、显示器；

5、耳机。

具体实施方式

在本实用新型的一个实施例中，基于鼻罩的呼吸训练系统包括佩戴装置、流量监测装置、集音装置、处理器和声音反馈装置；

佩戴装置包括鼻罩11和扣带12，鼻罩11的罩体上设置有通气管道，该通气管道可以是圆筒管，圆筒管和罩体可拆卸密封连接，便于鼻罩11的消毒清洗，于鼻罩11对称的两侧设置扣带12用于鼻罩11的固定；

流量监测装置包括单向进气阀21和流量传感器22，于通气管道的管口处设置单向进气阀21，于单向进气阀21内侧的通气管道上设置流量传感器22，流量传感器22监测患者从单向进气阀21吸入的空气量，流量传感器22通将吸气量值转化为电信号传输到流量处理器41中。为了便于消毒和清洗，通常情况下，单向进气阀21和流量传感器22均为可拆卸设置于通气管道中。在其他实施例中，设置可以直接或间接用于监测吸气流量的传感器也可，例如，转速传感器，设置为转速传感器的，转速传感器用于测吸气时转动器的转数，并将转速转换成电信号，通过气量计算模块，将转速信息计算成吸气量值，再以电信号形式传输到流量处理器41中；

集音装置包括拾音器3，拾音器3设置于鼻罩11罩体上且正对患者嘴部，在其他实施例中，拾音器3还可以设置为位置可调节的，例如，拾音器3通过连接杆固定设置于鼻罩11上，连接杆具备可弯曲性，具体可参照耳麦话筒中的连接杆，拾音器3可直接通过粘贴等方式固定于连接杆的一端，通过调节连接杆的弯曲度达到调节拾音器3位置的目的，在本实施例中，为了简化说明，采用电子拾音器，电子拾音器收录的语音通过音电信号的a/d转换模块传输到音频处理器42；

处理器包括流量处理器41、音频处理器42和显示器43，流量处理器41、音频处理器42分别同显示器43连接，流量处理器41接收流量传感器22发送的电信号并将计算其吸气量值，音频处理器42接收拾音器3收录的语音信号并计算其发声音量，需要特别说明的是，通常情况下，流量监测装置和集音装置自带转换处理功能，如果不具备该功能的，只需在流量处理器41和音频处理器42的接入端设置相应的流量和音频处理转换器即可，吸气量值和发声音量通过显示器43显示，

声音反馈装置包括耳机5，耳机5通过通讯链路和处理器的音频输出端口连接，处理器将患者发声音频输出到耳机5上，例如，通过蓝牙传输模块将音频输出到无线耳机中，供患者自行倾听其发音情况，进一步的，还对耳机5提供电池装置，例如锂电池，为耳机5的持续使用提供必要电能。

根据本实施例所述的基于鼻罩的呼吸训练系统，可以得到如下实施方式：

1)患者佩戴好鼻罩11，并戴上耳机5，正对显示器43；

2)开启处理器，进行吸气发声训练；

3)患者嘴巴紧闭，做最大努力进行吸气，流量传感器22采集并向流量处理器41输送吸气流量，于显示器43上显示吸气流量图，例如柱状图，可以借此了解实际吸气量和训练目标吸气量间的差距，使其训练更具目的性，患者吸气结束后，开始发音练习；

4)拾音器3采集发声音频并向音频处理器42输送音频信号，于显示器43上增加显示发声音量大小，可以借此了解实际发声音量和训练目标发声音量间的差距，使其训练更具目的性；

5)与此同时，患者可以从耳机中接收自己发音的情况，对自己的发音状态有个直观感受，利于其进行发声的自我调节。

以上所述的仅是本实用新型的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本实用新型的保护范围。

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