本發(fā)明涉及用于測(cè)量及訓(xùn)練呼吸功能的康復(fù)系統(tǒng)及人機(jī)互動(dòng)方法。

背景技術(shù)：

呼吸氣流的量和呼吸氣流的控制是正確發(fā)聲的基礎(chǔ)。從氣管和肺沖流出的氣流不斷沖擊聲帶，引起振動(dòng)而發(fā)聲。呼吸是構(gòu)音的動(dòng)力，必須在聲門下形成一定的壓力才能產(chǎn)生理想的發(fā)聲和構(gòu)音。因此，進(jìn)行呼吸控制訓(xùn)練是改善發(fā)聲的基礎(chǔ)。

腦血管意外、腦腫瘤、腦癱、肌萎縮側(cè)索硬化、重癥肌無力等常引起構(gòu)音障礙，影響患者的言語功能。重度構(gòu)音障礙患者往往呼吸很差，特別是呼氣短而弱，很難在聲門下和口腔形成一定的壓力。呼吸應(yīng)視為構(gòu)音障礙患者的首要訓(xùn)練項(xiàng)目。

傳統(tǒng)的康復(fù)方法為呼吸訓(xùn)練，主要從呼吸的力度及時(shí)間的長(zhǎng)短兩方面進(jìn)行訓(xùn)練。常規(guī)的訓(xùn)練方法如：讓患者進(jìn)行深呼吸，具體為讓患者深吸一口氣，后慢慢呼出；吹口琴、氣管、吹蠟燭、吹肥皂泡等。傳統(tǒng)的呼吸訓(xùn)練方式對(duì)改善患者的構(gòu)音障礙在臨床上廣泛應(yīng)用，確有療效，已列入教科書中（語言治療學(xué)—李勝利版）。

但傳統(tǒng)的康復(fù)方法亦存在一些不足。其需要治療師對(duì)患者進(jìn)行一對(duì)一治療。由治療師發(fā)出口令進(jìn)行，且需口琴、氣管、肥皂泡等工具，在臨床上使用不便，費(fèi)時(shí)耗力。患者所呼出的氣體量及呼氣力度、時(shí)間無客觀量化，給治療進(jìn)度判斷帶來不便，影響患者康復(fù)效果。同時(shí)，傳統(tǒng)的訓(xùn)練過程單調(diào)，患者在治療師的指令下完成各個(gè)動(dòng)作，缺乏積極主動(dòng)的情緒，而訓(xùn)練時(shí)間又往往需持續(xù)幾周甚至幾個(gè)月，且無法客觀感知自己的進(jìn)步，時(shí)間一長(zhǎng)，患者容易產(chǎn)生厭煩情緒，影響康復(fù)療效。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供通過人機(jī)互動(dòng)的方式快速恢復(fù)患者呼吸功能的用于測(cè)量及訓(xùn)練呼吸功能的康復(fù)系統(tǒng)及人機(jī)互動(dòng)方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

用于測(cè)量及訓(xùn)練呼吸功能的康復(fù)系統(tǒng)，其包括流量傳感器和人機(jī)互動(dòng)裝置，所述流量傳感器的檢測(cè)端連接有氣管，所述人機(jī)互動(dòng)裝置包括儲(chǔ)存模塊、顯示模塊、游戲互動(dòng)模塊和微處理器，

所述流量傳感器采集患者的呼吸數(shù)據(jù)，并發(fā)送至存儲(chǔ)模塊進(jìn)行儲(chǔ)存；

所述微處理器從存儲(chǔ)模塊中調(diào)取呼吸數(shù)據(jù)，并將呼吸數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并轉(zhuǎn)換成游戲控制指令，然后將游戲控制指令轉(zhuǎn)送至游戲互動(dòng)模塊；此外，微處理器將呼吸數(shù)據(jù)處理后還發(fā)送至顯示模塊進(jìn)行顯示；

所述游戲互動(dòng)模塊調(diào)取其內(nèi)存儲(chǔ)的人機(jī)互動(dòng)游戲方案，并通過顯示模塊顯示出游戲畫面，游戲互動(dòng)模塊接收到游戲控制指令后在游戲畫面上顯示相應(yīng)的游戲效果；

所述顯示模塊用于顯示游戲畫面和顯示數(shù)據(jù)。

所述流量傳感器為差壓式流量傳感器。

所述流量傳感器固定在一手持架上。

所述呼吸數(shù)據(jù)包括吹出或吸入氣體的流量及持續(xù)時(shí)間的信息。

采用本發(fā)明康復(fù)系統(tǒng)的人機(jī)互動(dòng)方法，所述人機(jī)互動(dòng)方法包括以下步驟：

1）開啟人機(jī)互動(dòng)功能，游戲互動(dòng)模塊調(diào)取其內(nèi)存儲(chǔ)的人機(jī)互動(dòng)游戲方案，并通過顯示顯示模塊顯示出游戲畫面；

2）患者唇部含住氣管進(jìn)行呼氣或吸氣，流量傳感器采集患者的呼吸數(shù)據(jù)并發(fā)送至存儲(chǔ)模塊進(jìn)行儲(chǔ)存；所述呼吸數(shù)據(jù)為吹出或吸入的氣體的流量及持續(xù)時(shí)間的信息；

3）微處理器從存儲(chǔ)模塊中調(diào)取呼吸數(shù)據(jù)，并將呼吸數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并轉(zhuǎn)換成游戲控制指令，然后將游戲控制指令轉(zhuǎn)送至游戲互動(dòng)模塊；

4）游戲互動(dòng)模塊接收到游戲控制指令后在游戲畫面上顯示相應(yīng)的游戲效果。

本發(fā)明采用以上技術(shù)方案，通過流量傳感器采集患者的呼吸數(shù)據(jù)，并將采集到的信息通過人機(jī)互動(dòng)的游戲形式反饋給患者，這樣的訓(xùn)練模式能夠增加患者的興趣，提高患者訓(xùn)練的積極性，從而能夠快速地恢復(fù)患者的呼吸功能。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明：

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為人機(jī)互動(dòng)裝置的模塊連接示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1或圖2所示，本發(fā)明用于測(cè)量及訓(xùn)練呼吸功能的康復(fù)系統(tǒng)，其包括流量傳感器1和人機(jī)互動(dòng)裝置2，流量傳感器1的檢測(cè)端連接有氣管3，流量傳感器1固定在一手持架4上。

人機(jī)互動(dòng)裝置2包括儲(chǔ)存模塊、顯示模塊、人機(jī)互動(dòng)游戲模塊和微處理器，

流量傳感器1采集患者的呼吸數(shù)據(jù)，并發(fā)送至存儲(chǔ)模塊進(jìn)行儲(chǔ)存；其中，呼吸數(shù)據(jù)包括吹出或吸入氣體的流量及持續(xù)時(shí)間的信息；

微處理器從存儲(chǔ)模塊中調(diào)取呼吸數(shù)據(jù)，并將呼吸數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并轉(zhuǎn)換成游戲控制指令，然后將游戲控制指令轉(zhuǎn)送至人機(jī)互動(dòng)游戲模塊；此外，微處理器將呼吸數(shù)據(jù)處理后還發(fā)送至顯示模塊進(jìn)行顯示；

人機(jī)互動(dòng)游戲模塊調(diào)取其內(nèi)存儲(chǔ)的人機(jī)互動(dòng)游戲方案，并通過顯示模塊顯示出游戲畫面，人機(jī)互動(dòng)游戲模塊接收到游戲控制指令后在游戲畫面上顯示相應(yīng)的游戲效果；

顯示模塊用于顯示游戲畫面和顯示數(shù)據(jù)。

流量傳感器1為差壓式流量傳感器1。

采用本發(fā)明康復(fù)系統(tǒng)的人機(jī)互動(dòng)方法，人機(jī)互動(dòng)方法包括以下步驟：

1）開啟人機(jī)互動(dòng)功能，人機(jī)互動(dòng)游戲模塊調(diào)取其內(nèi)存儲(chǔ)的人機(jī)互動(dòng)游戲方案，并通過顯示顯示模塊顯示出游戲畫面；

2）患者唇部含住氣管3進(jìn)行呼氣或吸氣，流量傳感器1采集患者的呼吸數(shù)據(jù)并發(fā)送至存儲(chǔ)模塊進(jìn)行儲(chǔ)存；呼吸數(shù)據(jù)為吹出或吸入的氣體的流量及持續(xù)時(shí)間的信息；

3）微處理器從存儲(chǔ)模塊中調(diào)取呼吸數(shù)據(jù)，并將呼吸數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并轉(zhuǎn)換成游戲控制指令，然后將游戲控制指令轉(zhuǎn)送至人機(jī)互動(dòng)游戲模塊；

4）人機(jī)互動(dòng)游戲模塊接收到游戲控制指令后在游戲畫面上顯示相應(yīng)的游戲效果。

具體應(yīng)用如下，本發(fā)明用于訓(xùn)練患者呼氣控制力時(shí)，游戲方案可以為吹蠟燭游戲，患者手握手持架4，并將唇部含住氣管3?；颊呙亢舫鲆淮螝猓鶕?jù)呼氣的流量，會(huì)熄滅對(duì)應(yīng)數(shù)量的蠟燭，同時(shí)患者每次呼氣的最大力度以數(shù)值的形式顯示在顯示模塊上。

本發(fā)明用于訓(xùn)練患者吸氣控制力時(shí)，游戲方案可以為吸水杯中水的游戲，患者手握手持架4，并將唇部含住氣管3。患者每吸入一次氣，根據(jù)吸氣的流量，杯中的水就會(huì)減少相應(yīng)體積的水量，同時(shí)患者每次吸氣的最大力度以數(shù)值的形式顯示在顯示模塊上。

本發(fā)明用于訓(xùn)練患者呼吸或吸氣的持續(xù)能力時(shí)，游戲方案可以為猴子爬樹游戲，患者手握手持架4，并將唇部含住氣管3。根據(jù)患者呼吸或吸氣的持續(xù)時(shí)間，猴子就會(huì)就會(huì)在樹上爬至相應(yīng)高度。另外，患者持續(xù)呼氣或吸氣的時(shí)間，最終以數(shù)值的形式顯示在顯示模塊上。