一种用于呼吸强化训练的训练带和呼吸强化训练方法技术

本申请公开了一种用于呼吸强化训练的训练带和呼吸强化训练方法，训练带包括主机和拉线，主机内设置有拉线轮，拉线一端缠绕在拉线轮上、另一端固定在主机上，拉线轮的中心转轴固定在主机上，拉线轮和中心转轴之间设置有发条弹簧，发条弹簧提供收紧扭矩保持拉线时刻处于绷紧状态；主机内还设有电源、角度传感器、主控芯片和阻力装置，阻力装置对拉线轮施加主动阻力；拉线设为无弹力拉线，环绕一圈佩戴在人体胸腔或腹部处监测呼吸带来体廓变化，拉线和人体之间设有弹性带。使用本申请提供的训练带，呼吸强化训练过程中，持续监测拉线的释放长度和吸气速率来达到最佳的训练效果，记录训练数据可用于数据分析，科学合理地评估呼吸强化训练效果。化训练效果。化训练效果。

【技术实现步骤摘要】
一种用于呼吸强化训练的训练带和呼吸强化训练方法


[0001]本申请涉及一种用于呼吸强化训练的训练带和呼吸强化训练方法，属于医疗辅助器械


技术介绍

[0002]呼吸强化训练的目的和意义主要是在于增强肺的功能，提高肺的通气和换气的功能。尤其是针对病理性的肺部疾病，主要是恢复正常的呼吸功能，改善患者的生活质量。比如针对于喘息性支气管炎、支气管哮喘这些疾病，提高肺功能能，够减少肺内的残气量，增加通气量和换气量，提高肺活量，能够减轻喘息、气促、胸闷、气短的症状。还能减少症状的发生的频率，增强肺本身的抵抗力，对疾病是非常有好处的，而且能够提高患者的生活质量，不至于影响到个人的工作和生活。
[0003]目前常用的呼吸强化训练方法有腹部重锤负荷法或者利用呼吸训练器具，这些方法在训练时，患者只能凭借自身感觉来判断训练效果，无法形成持续的训练记录，也没有科学的训练参数来衡量训练效果，导致患者经常丧失呼吸强化训练恒心和信心，医生也很难评估患者训练效果。

技术实现思路

[0004]本申请的目的是提供一种科学的、可记录并评估呼吸强化训练效果的医疗辅助器械。
[0005]为了达到上述目的，本申请的技术方案是提供了一种用于呼吸强化训练的训练带，包括主机和拉线，主机内设置有拉线轮，拉线一端缠绕在拉线轮上、另一端固定在主机上，拉线轮的中心转轴固定在主机上，拉线轮和中心转轴之间设置有发条弹簧，发条弹簧提供收紧扭矩保持拉线时刻处于绷紧状态；主机内还设有电源、角度传感器、主控芯片和阻力装置，所述阻力装置对拉线轮施加主动阻力；所述拉线设为无弹力拉线，环绕一圈佩戴在人体胸腔或腹部处监测呼吸带来体廓变化，拉线和人体之间设有弹性带。
[0006]优选的，所述发条弹簧设为平面涡卷弹簧，当拉线轮上的拉线被拉出去时，对拉线轮产生回缩的收紧扭矩，保持拉线时刻绷紧。
[0007]优选的，所述角度传感器设为来回旋转不限圈数的旋转电位器。
[0008]优选的，所述阻力装置采用夹紧摩擦、阻碍旋转或电磁阻力的方式对拉线轮施加主动阻力。
[0009]具体的，所述阻力装置包括与主控芯片连接接收控制指令的微电机、第一夹臂、第二夹臂、双段式螺杆；所述微电机固定设于主机内；第一夹臂和第二夹臂中部铰接形成交叉夹臂，第一夹臂和第二夹臂靠近拉线轮的一端均连接有摩擦片，两个摩擦片分别位于拉线轮两侧，第一夹臂和第二夹臂远离拉线轮的另一端套设在双段式螺杆上，与双段式螺杆啮合；双段式螺杆包括与第一夹臂啮合传动连接的正向螺纹段和与第二夹臂啮合传动连接的反向螺纹段，双段式螺杆与微电机的输出轴连接，由微电机驱动双段式螺杆旋转，当微电机
驱动双段式螺杆正向旋转时，第一夹臂、第二夹臂分别由正向螺纹段、反向螺纹段驱动靠近，两个摩擦片夹紧拉线轮提供主动阻力，当微电机驱动双段式螺杆反向旋转时，第一夹臂和第二夹臂分别由正向螺纹段和反向螺纹段驱动远离，此时两个摩擦片离开拉线轮不再提供主动阻力。
[0010]进一步的，所述第一夹臂、第二夹臂由弹性材料制成，通过控制微电机的旋转角度来控制第一夹臂、第二夹臂的移动，经交叉力臂传导后可以对拉线轮施加不同的夹紧力度，从而产生不同大小的摩擦阻力。
[0011]本申请还提供了一种呼吸强化训练方法，使用上述的用于呼吸强化训练的训练带。使用者使用所述训练带，自己设置或者由主控芯片判断是否进入进行呼吸强化训练，具体如下：
[0012]需要呼吸强化训练时，阻力装置开始工作，根据控制信号决定给拉线轮提供的阻力大小；不需要强化训练时，阻力装置处于放松状态，对拉线轮不提供阻力；
[0013]在呼吸强化训练时，阻力装置开始工作，判断训练带是扩张还是收缩，具体的，通过角度传感器测量得到的旋转信息判断拉线轮是在正向旋转放线还是反向旋转收线，正向旋转放线代表训练带在扩张、也就是吸气阶段，反向旋转收线代表训练带在收缩、也就是呼气阶段，拉线轮停止旋转代表训练带停滞、也就是憋气阶段；阻力装置仅在吸气阶段给拉线轮提供阻力，在其他阶段不提供阻力。
[0014]具体的，判断是否进入呼吸强化训练的方法是：
[0015]在无阻力作用下连续多次呼气吸气训练后，主控芯片持续利用角度传感器5测量得到呼气吸气数据，数据包括吸气时长h和吸气阶段拉线的释放长度，计算吸气速率s＝l/h；通过将释放长度l和吸气速率s与预设阈值比较，若高于预设阈值，说明使用者完成无阻力的呼吸训练已较为轻松，则可以自动或提示进入呼吸强化训练。
[0016]进一步的，呼吸强化训练遵循阻力由低到高的模式进行，先从低阻力开始，每次训练逐步加强，当吸气速率s开始接近预设阈值，则不需要进一步加强；若检测到吸气阶段拉线的释放长度l也同时降低，经几次判断后确实在降低且低于无阻力时的80％，则需要将阻力状态回退，即降低阻力；呼吸强化训练应该达到保持吸气阶段拉线的释放长度l基本不变，同时适度降低用户的吸气速率的作用。
[0017]本申请优点在于，使用本申请提供的训练带进行呼吸强化训练，呼吸强化训练过程中，通过持续监测拉线的释放长度和吸气速率来达到一个最佳的训练效果，也可以记录训练数据用于以后数据分析，可以科学合理地评估呼吸强化训练效果。
附图说明
[0018]图1为实施例中提供的用于呼吸强化训练的训练带结构示意图；
[0019]图2为实施例中提供的用于呼吸强化训练的训练带内部结构示意图；
[0020]图3为实施例中提供的阻力装置的结构示意图；
[0021]图4为实施例中提供的于呼吸强化训练的训练带系统架构图。
具体实施方式
[0022]为使本申请更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
[0023]本实施例提供了用于呼吸强化训练的训练带，结构参见图1－图3，包括主机1和拉线2，主机1内设置有拉线轮3，拉线2一端缠绕在拉线轮3上、另一端固定在主机1上，拉线轮3的中心转轴固定在主机1上，拉线轮3和中心转轴之间设置有发条弹簧4，发条弹簧4提供收紧扭矩保持拉线2时刻处于绷紧状态，主机1内还设置有电源、角度传感器5、主控芯片和阻力装置7；拉线2作为无弹性的细线，环绕一圈佩戴在人体胸腔或腹部处，呼吸带来体廓变化，拉线2随体廓变化带动拉线轮3旋转。
[0024]在可能的实现方式中，发条弹簧4优先选择平面涡卷弹簧，作用是当拉线轮3上的拉线2被拉出去时，对拉线轮3产生回缩的收紧扭矩，因为这个收紧扭矩的存在，可以保持拉线2时刻绷紧。拉线2，拉线轮3，发条弹簧4三者形成的机构，把拉线2在主机1外的长度变化转化成了拉线轮3的旋转角度。由于拉线2是时刻紧绷的，所以拉线2在主机1外的长度变化与人体呼吸造成的体廓变化完全一致；因此呼吸带来的体廓变化，被转化成了拉线轮3的角度变化。角度传感器5与拉线轮3同轴紧固安装，角度传感器5用于测量得到拉线轮3的旋转角度。在可能的实现方式中，角度传感器5优先选择可来回旋转不限圈数的旋转电位器；旋转电位器可以不限圈数来回旋转，具有较大的量程，可以大大减少主机的尺寸。角度传感器5测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于呼吸强化训练的训练带，其特征在于，包括主机(1)和拉线(2)，主机(1)内设有拉线轮(3)，拉线(2)一端缠绕在拉线轮(3)上、另一端固定在主机(1)上，拉线轮(3)的中心转轴固定在主机(1)上，拉线轮(3)和中心转轴之间设有发条弹簧(4)，发条弹簧(4)提供收紧扭矩保持拉线(2)时刻处于绷紧状态；主机(1)内还设有电源、角度传感器(5)、主控芯片和阻力装置(7)，所述阻力装置(7)对拉线轮(3)施加主动阻力；所述拉线(2)设为无弹力拉线，环绕一圈佩戴在人体胸腔或腹部处监测呼吸带来体廓变化，拉线(2)和人体之间设有弹性带(6)。2.如权利要求1所述的一种用于呼吸强化训练的训练带，其特征在于，所述发条弹簧(4)设为平面涡卷弹簧，当拉线轮(3)上的拉线(2)被拉出去时，对拉线轮(3)产生回缩的收紧扭矩，保持拉线(2)时刻绷紧。3.如权利要求1所述的一种用于呼吸强化训练的训练带，其特征在于，所述角度传感器(5)设为来回旋转不限圈数的旋转电位器。4.如权利要求1所述的一种用于呼吸强化训练的训练带，其特征在于，所述阻力装置(7)采用夹紧摩擦、阻碍旋转或电磁阻力的方式对拉线轮(3)施加主动阻力。5.如权利要求4所述的一种用于呼吸强化训练的训练带，其特征在于，所述阻力装置(7)包括与主控芯片连接接收控制指令的微电机(71)、第一夹臂(72)、第二夹臂(73)、双段式螺杆(74)；所述微电机(71)固定设于主机(1)内；第一夹臂(72)和第二夹臂(73)中部铰接形成交叉夹臂，第一夹臂(72)和第二夹臂(73)靠近拉线轮(3)的一端均连接有摩擦片(76)，两个摩擦片(76)分别位于拉线轮(3)两侧，第一夹臂(72)和第二夹臂(73)远离拉线轮(3)的另一端套设在双段式螺杆(74)上，与双段式螺杆(74)啮合；双段式螺杆(74)包括与第一夹臂(72)啮合传动连接的正向螺纹段和与第二夹臂(73)啮合传动连接的反向螺纹段，双段式螺杆(74)与微电机(71)的输出轴连接，由微电机(71)驱动双段式螺杆(74)旋转，当微电机(71)驱动双段式螺杆(74)正向旋转时，第一夹臂(72)、第二夹臂(73)分别由正向螺纹段、反向螺纹段驱动靠近，两个摩擦片(76)夹紧拉线轮(3)提供主动阻力，当微电机(71)驱动双段式螺杆(74)反向旋转时，第一夹臂...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯东妮，宋元林，
申请(专利权)人：复旦大学附属中山医院，
类型：发明
国别省市：