本發明涉及用于測量及訓練呼吸功能的康復系統及人機互動方法。

背景技術：

呼吸氣流的量和呼吸氣流的控制是正確發聲的基礎。從氣管和肺沖流出的氣流不斷沖擊聲帶，引起振動而發聲。呼吸是構音的動力，必須在聲門下形成一定的壓力才能產生理想的發聲和構音。因此，進行呼吸控制訓練是改善發聲的基礎。

腦血管意外、腦腫瘤、腦癱、肌萎縮側索硬化、重癥肌無力等常引起構音障礙，影響患者的言語功能。重度構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。呼吸應視為構音障礙患者的首要訓練項目。

傳統的康復方法為呼吸訓練，主要從呼吸的力度及時間的長短兩方面進行訓練。常規的訓練方法如：讓患者進行深呼吸，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。傳統的呼吸訓練方式對改善患者的構音障礙在臨床上廣泛應用，確有療效，已列入教科書中（語言治療學—李勝利版）。

但傳統的康復方法亦存在一些不足。其需要治療師對患者進行一對一治療。由治療師發出口令進行，且需口琴、氣管、肥皂泡等工具，在臨床上使用不便，費時耗力。患者所呼出的氣體量及呼氣力度、時間無客觀量化，給治療進度判斷帶來不便，影響患者康復效果。同時，傳統的訓練過程單調，患者在治療師的指令下完成各個動作，缺乏積極主動的情緒，而訓練時間又往往需持續幾周甚至幾個月，且無法客觀感知自己的進步，時間一長，患者容易產生厭煩情緒，影響康復療效。

技術實現要素：

為了克服現有技術的不足，本發明的目的在于提供通過人機互動的方式快速恢復患者呼吸功能的用于測量及訓練呼吸功能的康復系統及人機互動方法。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

用于測量及訓練呼吸功能的康復系統，其包括流量傳感器和人機互動裝置，所述流量傳感器的檢測端連接有氣管，所述人機互動裝置包括儲存模塊、顯示模塊、游戲互動模塊和微處理器，

所述流量傳感器采集患者的呼吸數據，并發送至存儲模塊進行儲存；

所述微處理器從存儲模塊中調取呼吸數據，并將呼吸數據進行處理并轉換成游戲控制指令，然后將游戲控制指令轉送至游戲互動模塊；此外，微處理器將呼吸數據處理后還發送至顯示模塊進行顯示；

所述游戲互動模塊調取其內存儲的人機互動游戲方案，并通過顯示模塊顯示出游戲畫面，游戲互動模塊接收到游戲控制指令后在游戲畫面上顯示相應的游戲效果；

所述顯示模塊用于顯示游戲畫面和顯示數據。

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。

所述呼吸數據包括吹出或吸入氣體的流量及持續時間的信息。

采用本發明康復系統的人機互動方法，所述人機互動方法包括以下步驟：

1）開啟人機互動功能，游戲互動模塊調取其內存儲的人機互動游戲方案，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行呼氣或吸氣，流量傳感器采集患者的呼吸數據并發送至存儲模塊進行儲存；所述呼吸數據為吹出或吸入的氣體的流量及持續時間的信息；

3）微處理器從存儲模塊中調取呼吸數據，并將呼吸數據進行處理并轉換成游戲控制指令，然后將游戲控制指令轉送至游戲互動模塊；

4）游戲互動模塊接收到游戲控制指令后在游戲畫面上顯示相應的游戲效果。

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

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明：

圖1為本發明的整體結構示意圖；

圖2為人機互動裝置的模塊連接示意圖。

具體實施方式

如圖1或圖2所示，本發明用于測量及訓練呼吸功能的康復系統，其包括流量傳感器1和人機互動裝置2，流量傳感器1的檢測端連接有氣管3，流量傳感器1固定在一手持架4上。

人機互動裝置2包括儲存模塊、顯示模塊、人機互動游戲模塊和微處理器，

流量傳感器1采集患者的呼吸數據，并發送至存儲模塊進行儲存；其中，呼吸數據包括吹出或吸入氣體的流量及持續時間的信息；

微處理器從存儲模塊中調取呼吸數據，并將呼吸數據進行處理并轉換成游戲控制指令，然后將游戲控制指令轉送至人機互動游戲模塊；此外，微處理器將呼吸數據處理后還發送至顯示模塊進行顯示；

人機互動游戲模塊調取其內存儲的人機互動游戲方案，并通過顯示模塊顯示出游戲畫面，人機互動游戲模塊接收到游戲控制指令后在游戲畫面上顯示相應的游戲效果；

顯示模塊用于顯示游戲畫面和顯示數據。

流量傳感器1為差壓式流量傳感器1。

采用本發明康復系統的人機互動方法，人機互動方法包括以下步驟：

1）開啟人機互動功能，人機互動游戲模塊調取其內存儲的人機互動游戲方案，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進行呼氣或吸氣，流量傳感器1采集患者的呼吸數據并發送至存儲模塊進行儲存；呼吸數據為吹出或吸入的氣體的流量及持續時間的信息；

3）微處理器從存儲模塊中調取呼吸數據，并將呼吸數據進行處理并轉換成游戲控制指令，然后將游戲控制指令轉送至人機互動游戲模塊；

4）人機互動游戲模塊接收到游戲控制指令后在游戲畫面上顯示相應的游戲效果。

具體應用如下，本發明用于訓練患者呼氣控制力時，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。患者每呼出一次氣，根據呼氣的流量，會熄滅對應數量的蠟燭，同時患者每次呼氣的最大力度以數值的形式顯示在顯示模塊上。

本發明用于訓練患者吸氣控制力時，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，根據吸氣的流量，杯中的水就會減少相應體積的水量，同時患者每次吸氣的最大力度以數值的形式顯示在顯示模塊上。

本發明用于訓練患者呼吸或吸氣的持續能力時，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。根據患者呼吸或吸氣的持續時間，猴子就會就會在樹上爬至相應高度。另外，患者持續呼氣或吸氣的時間，最終以數值的形式顯示在顯示模塊上。