一种呼吸训练设备的制作方法

本实用新型涉及医疗康复装置技术领域，特别是涉及一种呼吸训练设备。

背景技术：

呼吸功能是人体赖以生存的主要功能之一。但随着年龄增长以及疾病困扰，很多人的呼吸功能开始衰竭，研究表明我国有近1亿慢阻肺患者。因此，增强患者的呼吸功能、使其有一个健康的身体成为医疗康复技术领域一个重点问题。

现有锻炼呼吸功能的方法主要有：

1.膈肌起搏器：通过功能性电刺激膈神经引起膈肌收缩，达到改善通气的目的。有植入式膈肌起搏器和体外膈肌起搏器两种，植入式膈肌起搏器具有创伤性，可导致损伤膈神经、局部组织感染、疤痕压迫神经等许多医源性并发症，且价格高昂，因此不适合用于康复治疗；体外膈肌起搏器虽然有较安全、能达到人机协同功能，但没有训练功能，对于增强患者呼吸功能作用不明显。

2.呼吸机：主要用于呼吸衰竭、大手术期间的麻醉呼吸管理、呼吸支持治疗和急救复苏中，不适用于日常呼吸功能锻炼。

3.肺部呼吸功能锻炼装置：通过一些外部阻力装置来锻炼呼吸功能，完全是使用者的主动式锻炼，对于本身呼吸功能就不强的患者来说，克服外部阻力更是难上加难。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种呼吸训练设备。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种呼吸训练设备，所述呼吸训练设备包括：

第一腰带分段；

第二腰带分段，所述第一腰带分段的第一端与所述第二腰带分段的第一端连接；

固定架；

拉紧装置，安装于所述固定架上；

索套，所述索套的一端与所述固定架连接，所述索套的另一端与所述第二腰带分段的第二端连接；以及

拉索，所述拉索的一端与所述拉紧装置连接，而另一端依次穿过所述固定架和所述索套后与所述第一腰带分段的第二端连接；

所述第一腰带分段、所述第二腰带分段及位于所述第一腰带分段与所述第二腰带分段之间的拉索分段共同构成包括腰腹部的环形包络结构，通过所述拉紧装置调整所述第一腰带分段与所述第二腰带分段之间的拉索分段的长度来改变所述环形包络结构的周长来使所述按摩块挤压或释放腰腹部。

在一可选实施例中，所述呼吸训练设备还包括人机交互装置。

在一可选实施例中，所述呼吸训练设备还包括若干按摩块和若干保护套，所述按摩块和所述保护套间隔套设于所述拉索的位于所述第一腰带分段与所述第二腰带分段之间的拉索分段上。

在一可选实施例中，所述保护套为硅胶套。

在一可选实施例中，所述呼吸训练设备还包括控制装置及设置于人体膈肌处的肌电信号采集装置，所述控制装置分别与所述肌电信号采集装置及所述拉紧装置连接。

在一可选实施例中，所述第一腰带分段的第一端与所述第二腰带分段的第一端通过魔术贴、搭扣的方式可拆卸连接。

在一可选实施例中，所述呼吸训练设备还包括控制装置及力传感器，所述力传感器设置于人体腰腹部位置处，所述控制装置分别与所述力传感器及所述拉紧装置连接。

在一可选实施例中，所述拉紧装置包括电机、液压杆或者电推杆。

在一可选实施例中，所述拉紧装置为电机，所述拉索的未与所述第一腰带分段连接的一端固定于所述电机的旋转轴上。

本实用新型还提供一种上述的呼吸训练设备作为腹式呼吸辅助装置的应用。

本实用新型的呼吸训练设备的结构简单、易于制造，具有非常广阔的应用前景。

本实用新型的呼吸训练设备通过辅助使用者进行腹式呼吸锻炼，有效增强使用者的呼吸功能。

本实用新型的呼吸训练设备可选主动式或被动式锻炼，且在被动锻炼时具有人机协同效果，很大程度上减少被动锻炼对人体的损伤，满足使用者需求。

附图说明

图1显示为本实用新型的呼吸训练设备的结构示意图。

图2显示为本实用新型的呼吸训练设备在使用过程中拉索放松时的示意图。

图3显示为本实用新型的呼吸训练设备在使用过程中拉索收紧时的示意图。

图4a和4b显示为使用者在吸气和呼气时胸部或腹部截面的示意图呼吸训练设备。

图5显示为本实用新型的呼吸训练设备中的控制装置、拉紧装置、信号采集装置及人机交互装置的连接示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

腹式呼吸训练对增强膈肌功能、改善自主神经功能有积极作用。基于此种情况，本实用新型提出一种具有辅助腹式呼吸功能的呼吸训练设备。图1示出了本实用新型的呼吸训练设备的结构示意图。如图1所示，所述呼吸训练设备包括第一腰带分段1a、第二腰带分段1b、固定架3、拉紧装置2、索套4、按摩块6以及拉索5。

请参阅图1，在本实用新型中，所述第一腰带分段1a的第一端与所述第二腰带分段1b的第一端连接，所述第一腰带分段1a的第二端与所述拉索5的一端连接，所述第二腰带分段1b的第二端与所述索套4连接。为了方便穿戴和调整长度，分别在所述第一腰带分段1a的第一端与所述第二腰带分段1b的第一端设置有相互配合使用的魔术贴毛面11a和魔术贴勾面11b，从而使所述第一腰带分段1a的第一端与所述第二腰带分段1b的第一端可通过魔术贴连接。可以将魔术贴毛面11a的长度(定义为魔术贴毛面1a沿腰带1的长度方向的尺寸)设置的较长，这样就可以在使用时，根据使用者的腹部100的尺寸来调整，以适用于不同体型的身体。可以理解的是，所述第一腰带分段1a的第一端与所述第二腰带分段1b的第一端之间除了通过魔术贴粘贴固定外，也可以采用搭扣或者卡扣的方式进行连接固定，当然也可以采用一体式结构。作为示例，为了提高使用舒适度，所述第一腰带分段1a与所述第二腰带分段1b例如可以采用柔性材料制备。

请参阅图1，在本实用新型中，所述拉紧装置2安装固定于所述固定架3上，所述拉紧装置2例如可以是电机(当然也可以是电推杆或者液压杆等能够根据控制装置的指令做往复运动的装置)，所述拉索5的未与所述第一腰带分段1a连接的一端固定连接于所述电机的旋转轴上。所述索套4的一端与所述固定架3连接，所述索套4的另一端与所述第二腰带分段1b的第二端连接；所述拉索5的另一端依次穿过所述固定架3的穿孔31和所述索套4的中心孔及若干所述按摩块6的中心孔后与所述第一腰带分段1a的第二端连接；所述第一腰带分段1a、所述第二腰带分段1b及位于所述第一腰带分段1a与所述第二腰带分段1b之间的拉索5分段共同构成包括腰腹部的环形包络结构，通过所述拉紧装置2调整所述第一腰带分段1a与所述第二腰带分段1b之间的拉索5分段的长度来改变所述环形包络结构的周长，从而使所述按摩块6挤压或释放腰腹部。

请参阅图1，在本实用新型中，所述呼吸训练设备还包括用于保护拉索5的若干保护套7，所述保护套7具有供拉索5穿过的中心孔。所述按摩块6和所述保护套7间隔套设于所述拉索5的位于所述第一腰带分段1a与所述第二腰带分段1b之间的拉索5分段上，所述保护套7例如可以采用硅胶套或者其他的柔性材料制备的保护套7，从而更容易伸缩。可以理解的是，在一些实施例中也可以不设置所述按摩块6和所述保护套7，或者只设置所述保护套7，而不设置所述按摩块6。

请参阅图1，在本实用新型中，所述索套4为中空管状结构，材质需要选择不易伸缩的材料；所述固定架3上设置有供拉索5穿过的穿孔31，所述索套4的一端直接连接于所述固定于所述固定架3的穿孔31处，该穿孔31与所述索套4的中心孔贯通。

请参阅图1和图5，在本实用新型中，所述呼吸训练设备还包括控制装置9，所述控制装置9分别与信号采集装置10(例如下文将要介绍的肌电信号采集装置和力传感器12)及所述拉紧装置22连接，所述控制装置9可以根据信号采集装置10的信号来控制所述拉紧装置22工作来拉紧或者放松所述拉索5来调整所述第一腰带分段1a与所述第二腰带分段1b之间的拉索5分段的长度来改变所述环形包络结构的周长，从而使所述按摩块6挤压或释放腰腹部。所述控制装置9包括相互连接的存储器和处理器，所述存储器存储有程序指令，该程序指令被所述处理器执行时实现对所述拉紧装置22的控制，从而使拉紧装置22按照预设程序或者接收到的指令来工作。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(centralprocessingunit，简称cpu)、网络处理器(networkprocessor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(digitalsignalprocessing，简称dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，简称asic)、现场可编程门阵列(field－programmablegatearray，简称fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件；上述的存储器可能包含随机存取存储器(randomaccessmemory，简称ram)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。

请参阅图1和图5，在本实用新型中，所述呼吸训练设备还包括与所述控制装置9连接的力传感器12，所述力传感器12设置于人体腰腹部位置处，所述力传感器12能够检测呼吸训练设备对应人体施加的压力，当压力达到设置值时，所述控制装置9控制拉紧装置22放松拉索5，减小对人体腹部100的压力，防止对人体造成伤害。

请参阅图1，在本实用新型中，所述呼吸训练设备还包括与所述控制装置9连接的肌电信号采集装置(未图示)，所述肌电信号采集装置设置于人体膈肌处，所述控制装置9能够根据所述肌电信号采集装置采集到的肌电信号进行处理，判断使用者当前处于呼气或者吸气状态以及呼吸频率，控制装置9根据人体呼吸状态控制拉紧装置22工作以改变所述第一腰带分段1a与所述第二腰带分段1b之间的拉索5分段的长度来改变所述环形包络结构的周长，从而使所述按摩块6挤压或者释放腰腹部，使呼吸训练设备工作于主动模式：在使用者在吸气时，放松拉索5(如图2所示)，腰腹部扩张，膈肌向下，增强吸气能力；使用者在呼气时，收紧拉索5(如图3所示)，使按摩块6挤压腹部100，腹部100收缩，膈肌向上从而增强呼气能力。后文将要介绍的人机交互装置8的显示屏可同时显示人体当前处于呼气或吸气状态、人体实时呼吸频率、拉索5的收缩放松状态等；其中图4a及4b分别示出了使用者在吸气和呼气时腹部100截面的示意图。

本实用新型的呼吸训练设备除采用主动模式工作外，也可以采用被动模式进行工作。在进行被动模式工作时，使用者通过人机交互界面设置好系统工作的频率，控制装置9控制拉紧装置22有规律的对拉索5进行收缩放松动作，使用者跟随拉索5进行收缩放松动作来进行呼吸：当收紧拉索5使按摩块6挤压腹部100，此时使用者呼气，腹部内缩，膈肌向上从而增强呼气能力；当放松拉索5使按摩块6释放腹部100，此时使用者吸气，腹部外扩，促进吸气。人机交互装置8的显示屏可同时显示人体当前处于呼气或吸气状态、人体实时呼吸频率、拉索5的收缩放松状态等。需要说明的是，本实用新型的呼吸训练设备被动锻炼时具有人机协同效果，很大程度上减少被动锻炼对人体的损伤。本实用新型的呼吸训练设备作为腹式呼吸辅助装置时，可通过按摩块6挤压或释放腰腹部来间接增强肺部收缩，协助使用者进行腹式呼吸训练，从而达到锻炼呼吸功能的目的。

请参阅图5，在本实用新型中，所述呼吸训练设备还包括人机交互装置8，所述人机交互装置8例如可以包括按键和显示装置，或者也可以是触摸屏。

本实用新型的呼吸训练设备的结构简单、易于制造，具有非常广阔的应用前景。本实用新型的呼吸训练设备通过辅助使用者进行腹式呼吸锻炼，有效增强使用者的呼吸功能。本实用新型的呼吸训练设备可选主动式或被动式锻炼，且在被动锻炼时具有人机协同效果，很大程度上减少被动锻炼对人体的损伤，满足使用者需求。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

在本文的描述中，提供了许多特定细节，诸如部件和/或方法的实例，以提供对本实用新型实施例的完全理解。然而，本领域技术人员将认识到可以在没有一项或多项具体细节的情况下或通过其他设备、系统、组件、方法、部件、材料、零件等等来实践本实用新型的实施例。在其他情况下，未具体示出或详细描述公知的结构、材料或操作，以避免使本实用新型实施例的方面变模糊。

在整篇说明书中提到“一个实施例”、“实施例”或“具体实施例”意指与结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本实用新型的至少一个实施例中，并且不一定在所有实施例中。因而，在整篇说明书中不同地方的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”或“在具体实施例中”的各个表象不一定是指相同的实施例。此外，本实用新型的任何具体实施例的特定特征、结构或特性可以按任何合适的方式与一个或多个其他实施例结合。应当理解本文所述和所示的实用新型实施例的其他变型和修改可能是根据本文教导的，并将被视作本实用新型精神和范围的一部分。

还应当理解还可以以更分离或更整合的方式实施附图所示元件中的一个或多个，或者甚至因为在某些情况下不能操作而被移除或因为可以根据特定应用是有用的而被提供。

另外，除非另外明确指明，附图中的任何标志箭头应当仅被视为示例性的，而并非限制。此外，除非另外指明，本文所用的术语“或”一般意在表示“和/或”。在术语因提供分离或组合能力是不清楚的而被预见的情况下，部件或步骤的组合也将视为已被指明。

如在本文的描述和在下面整篇权利要求书中所用，除非另外指明，“一个”、和“该”包括复数参考物。同样，如在本文的描述和在下面整篇权利要求书中所用，除非另外指明，“在…中”的意思包括“在…中”和“在…上”。

本实用新型所示实施例的上述描述(包括在说明书摘要中所述的内容)并非意在详尽列举或将本实用新型限制到本文所公开的精确形式。尽管在本文仅为说明的目的而描述了本实用新型的具体实施例和本实用新型的实例，但是正如本领域技术人员将认识和理解的，各种等效修改是可以在本实用新型的精神和范围内的。如所指出的，可以按照本实用新型所述实施例的上述描述来对本实用新型进行这些修改，并且这些修改将在本实用新型的精神和范围内。

本文已经在总体上将系统和方法描述为有助于理解本实用新型的细节。此外，已经给出了各种具体细节以提供本实用新型实施例的总体理解。然而，相关领域的技术人员将会认识到，本实用新型的实施例可以在没有一个或多个具体细节的情况下进行实践，或者利用其它装置、系统、配件、方法、组件、材料、部分等进行实践。在其它情况下，并未特别示出或详细描述公知结构、材料和/或操作以避免对本实用新型实施例的各方面造成混淆。

因而，尽管本实用新型在本文已参照其具体实施例进行描述，但是修改自由、各种改变和替换意在上述公开内，并且应当理解，在某些情况下，在未背离所提出实用新型的范围和精神的前提下，在没有对应使用其他特征的情况下将采用本实用新型的一些特征。因此，可以进行许多修改，以使特定环境或材料适应本实用新型的实质范围和精神。本实用新型并非意在限制到在下面权利要求书中使用的特定术语和/或作为设想用以执行本实用新型的最佳方式公开的具体实施例，但是本实用新型将包括落入所附权利要求书范围内的任何和所有实施例及等同物。因而，本实用新型的范围将只由所附的权利要求书进行确定。