【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及醫(yī)療器械，具體為一種呼吸訓(xùn)練裝置及其使用方法。
技術(shù)介紹
1、呼吸訓(xùn)練對于許多呼吸系統(tǒng)疾病患者來說是非常重要的治療手段之一。通過定期的呼吸訓(xùn)練可以幫助改善肺功能、提高呼吸效率以及增強呼吸肌肉的力量。傳統(tǒng)的呼吸訓(xùn)練裝置呼吸訓(xùn)練裝置通常由一個缸體和一個與之相連的球形氣囊組成，患者通過呼氣和吸氣來使球形氣囊膨脹和收縮，以此來達到訓(xùn)練的目的。
2、然而，現(xiàn)有的呼吸訓(xùn)練裝置呼吸訓(xùn)練裝置存在一些不足之處，主要包括以下幾個方面：
3、連接不牢固且不便更換：傳統(tǒng)裝置中的球形氣囊通常通過粘合劑或其他固定方式與缸體連接，這種連接方式往往不夠牢固，在使用過程中容易發(fā)生泄漏，影響訓(xùn)練效果。此外，一旦球形氣囊損壞，更換起來也比較麻煩。
4、流量不可調(diào)：大多數(shù)傳統(tǒng)裝置無法精確調(diào)節(jié)通過缸體的空氣流量，這限制了訓(xùn)練的靈活性和有效性。對于不同病情和訓(xùn)練需求的患者而言，固定的流量可能無法滿足他們的個性化需求。
5、長度不可調(diào)整：傳統(tǒng)裝置的長度通常是固定的，這對于不同體型或訓(xùn)練要求的用戶來說不太友好，尤其是對于兒童和成人使用的同一裝置來說，長度的不可調(diào)整性限制了其適用范圍。
6、缺乏定量反饋：缺乏對訓(xùn)練效果的定量反饋機制，患者很難根據(jù)自己的訓(xùn)練進度進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。
7、為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)旨在提供一種更加高效、便捷且個性化的呼吸訓(xùn)練裝置一種呼吸訓(xùn)練裝置及其使用方法，以幫助用戶更好地進行呼吸訓(xùn)練。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)
2、一種呼吸訓(xùn)練裝置，包括缸體、分別連接在缸體首末兩端的氣嘴和球形氣囊，所述缸體外部安裝有流量調(diào)節(jié)機構(gòu)，所述缸體與氣嘴之間可拆卸連接有拼接管，所述球形氣囊下端固定連接有上連接嘴，所述缸體末端貫穿固定有下連接嘴，所述下連接嘴位于上連接嘴下方并與上連接嘴緊貼，所述上連接嘴下端開有一圈第一環(huán)形槽，所述下連接嘴上端固定有第一橡膠環(huán)，所述第一橡膠環(huán)插入第一環(huán)形槽內(nèi)部并與第一環(huán)形槽過盈配合，所述上連接嘴下端外側(cè)和下連接嘴上端外側(cè)均固定有第一磁環(huán)，所述第一磁環(huán)位于第一橡膠環(huán)和第一環(huán)形槽外側(cè)，所述第一磁環(huán)之間相吸。
3、進一步地，所述拼接管左端和氣嘴左端均固定有第二橡膠環(huán)，所述拼接管右端和缸體首端均開有一圈第二環(huán)形槽，所述第二橡膠環(huán)插入第二環(huán)形槽內(nèi)部并與第二環(huán)形槽過盈配合，所述拼接管左右兩端外側(cè)、氣嘴左端外側(cè)和缸體首端外側(cè)均固定有第二磁環(huán)，所述第二磁環(huán)位于第二橡膠環(huán)和第二環(huán)形槽外側(cè)，所述第二磁環(huán)之間相吸。
4、進一步地，所述流量調(diào)節(jié)機構(gòu)包括閥體、閥片、頂盒、豎軸、蝸輪、橫軸、蝸桿，所述閥體與缸體為一體結(jié)構(gòu)，所述閥片轉(zhuǎn)動連接在閥體內(nèi)部。
5、進一步地，所述頂盒固定在閥體上端，所述豎軸轉(zhuǎn)動連接在頂盒內(nèi)部，所述豎軸下部貫穿至閥體內(nèi)部，所述豎軸下部與閥片固定。
6、進一步地，所述蝸輪固定在豎軸外部，所述蝸桿傳動連接在蝸輪左部，所述橫軸固定在蝸桿中心，所述橫軸前部貫穿頂盒，所述橫軸前部固定有旋鈕。
7、進一步地，所述豎軸上端活動貫穿頂盒，所述豎軸上端固定有轉(zhuǎn)盤，所述轉(zhuǎn)盤表面相對的兩端固定有指向桿，所述指向桿與閥片的兩端對應(yīng)。
8、一種呼吸訓(xùn)練裝置的使用方法，包括以下步驟：
9、準(zhǔn)備階段
10、將球形氣囊安裝到缸體上，確保第一橡膠環(huán)插入第一環(huán)形槽內(nèi)并實現(xiàn)過盈配合，同時使第一磁環(huán)之間相互吸引；
11、根據(jù)需要選擇是否安裝拼接管，若需增加缸體長度，則將拼接管的第二橡膠環(huán)與缸體的第二環(huán)形槽對準(zhǔn)并實現(xiàn)過盈配合，同時確保第二磁環(huán)之間相互吸引；
12、流量調(diào)節(jié)階段
13、轉(zhuǎn)動頂盒上的旋鈕，調(diào)整流量調(diào)節(jié)機構(gòu)中的閥片的位置，以改變通過閥體的空氣流量；
14、觀察轉(zhuǎn)盤上的指向桿的位置，以確定閥片的具體旋轉(zhuǎn)角度；
15、訓(xùn)練階段
16、患者通過氣嘴進行呼氣和吸氣，呼出的空氣經(jīng)過缸體進入球形氣囊，使其膨脹；吸氣時，球形氣囊內(nèi)的空氣返回缸體，使球形氣囊恢復(fù)原狀；
17、根據(jù)訓(xùn)練需求和個人身體狀況調(diào)整呼吸節(jié)奏和深度；
18、監(jiān)控與調(diào)整階段
19、使用數(shù)值模擬方法預(yù)測不同流量設(shè)置下球形氣囊的變化情況；
20、設(shè)定初始條件：初始球形氣囊半徑r0，流量q，時間步長δt；
21、使用數(shù)值積分方法迭代計算球形氣囊半徑隨時間的變化；
22、分析結(jié)果，根據(jù)球形氣囊的變化情況調(diào)整閥片的位置，以達到預(yù)期的訓(xùn)練效果；
23、根據(jù)模擬結(jié)果調(diào)整流量調(diào)節(jié)機構(gòu)中的閥片的位置，以優(yōu)化訓(xùn)練效果；
24、結(jié)束階段
25、完成訓(xùn)練后，按需要拆卸拼接管和球形氣囊，進行清潔和維護；
26、若需要更換球形氣囊，重復(fù)準(zhǔn)備階段中的步驟。
27、進一步地，所述監(jiān)控與調(diào)整階段是利用計算機預(yù)測不同流量設(shè)置下球形氣囊的變化，具體的，包括步驟：
28、步驟1:建立閥片的位置與通過閥體的流量之間的關(guān)系，公式表示為：
29、
30、其中：
31、q通過通過閥體的流量；
32、k是系數(shù)，取決于流道形狀因素；
33、a是閥片開口的有效面積；
34、δp是閥體兩側(cè)的壓力差；
35、ρ是氣體密度。
36、其中，閥片開口的有效面積a根據(jù)閥片的旋轉(zhuǎn)角度θ來計算，公式表示為：
37、
38、步驟2:建立球形氣囊體積隨時間的變化的關(guān)系，公式表示為：
39、
40、其中：
41、v是球形氣囊的體積；
42、q通過閥體的流量；
43、t是時間；
44、采用數(shù)值積分的方法求解方程，得到球形氣囊半徑隨時間的變化；
45、步驟3:數(shù)值模擬
46、設(shè)置初始化參數(shù):
47、設(shè)定時間步長δt；
48、設(shè)定初始狀態(tài)r(0)＝r0，其中，r0為初始半徑；
49、設(shè)定流量q，它取決于閥片的位置θ；
50、迭代更新:
51、對于每一個時間步長δt，使用數(shù)值方法計算新的半徑r(t+δt)。
52、步驟4:計算流程
53、設(shè)定初始條件:
54、設(shè)定初始的閥片位置θ；
55、設(shè)定初始球形氣囊的半徑r0。
56、計算流量:
57、根據(jù)閥片位置θ計算有效面積a；
58、使用給定的參數(shù)計算流量q。
59、模擬球形氣囊的膨脹過程:
60、使用數(shù)值方法迭代計算球形氣囊的半徑r隨時間的變化；
61、每個時間步長后記錄球形氣囊的半徑r；
62、分析結(jié)果:
63、分析本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種呼吸訓(xùn)練裝置，包括缸體(1)、分別連接在缸體(1)首末兩端的氣嘴(2)和球形氣囊(5)，所述缸體(1)外部安裝有流量調(diào)節(jié)機構(gòu)(4)，其特征在于：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種呼吸訓(xùn)練裝置，其特征在于：所述拼接管(3)左端和氣嘴(2)左端均固定有第二橡膠環(huán)(6)，所述拼接管(3)右端和缸體(1)首端均開有一圈第二環(huán)形槽(7)，所述第二橡膠環(huán)(6)插入第二環(huán)形槽(7)內(nèi)部并與第二環(huán)形槽(7)過盈配合，所述拼接管(3)左右兩端外側(cè)、氣嘴(2)左端外側(cè)和缸體(1)首端外側(cè)均固定有第二磁環(huán)(8)，所述第二磁環(huán)(8)位于第二橡膠環(huán)(6)和第二環(huán)形槽(7)外側(cè)，所述第二磁環(huán)(8)之間相吸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種呼吸訓(xùn)練裝置，其特征在于：所述流量調(diào)節(jié)機構(gòu)(4)包括閥體(41)、閥片(42)、頂盒(43)、豎軸(44)、蝸輪(45)、橫軸(46)、蝸桿(47)，所述閥體(41)與缸體(1)為一體結(jié)構(gòu)，所述閥片(42)轉(zhuǎn)動連接在閥體(41)內(nèi)部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種呼吸訓(xùn)練裝置，其特征在于：所述頂盒(43)固定在閥體(41)上端，所述豎軸
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種呼吸訓(xùn)練裝置，其特征在于：所述蝸輪(45)固定在豎軸(44)外部，所述蝸桿(47)傳動連接在蝸輪(45)左部，所述橫軸(46)固定在蝸桿(47)中心，所述橫軸(46)前部貫穿頂盒(43)，所述橫軸(46)前部固定有旋鈕。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種呼吸訓(xùn)練裝置，其特征在于：所述豎軸(44)上端活動貫穿頂盒(43)，所述豎軸(44)上端固定有轉(zhuǎn)盤(48)，所述轉(zhuǎn)盤(48)表面相對的兩端固定有指向桿(49)，所述指向桿(49)與閥片(42)的兩端對應(yīng)。
7.權(quán)利要求1-6任一權(quán)利要求所述的一種呼吸訓(xùn)練裝置的使用方法，其特征在于：包括以下步驟：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種呼吸訓(xùn)練裝置的使用方法，其特征在于：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種呼吸訓(xùn)練裝置，包括缸體(1)、分別連接在缸體(1)首末兩端的氣嘴(2)和球形氣囊(5)，所述缸體(1)外部安裝有流量調(diào)節(jié)機構(gòu)(4)，其特征在于：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種呼吸訓(xùn)練裝置，其特征在于：所述拼接管(3)左端和氣嘴(2)左端均固定有第二橡膠環(huán)(6)，所述拼接管(3)右端和缸體(1)首端均開有一圈第二環(huán)形槽(7)，所述第二橡膠環(huán)(6)插入第二環(huán)形槽(7)內(nèi)部并與第二環(huán)形槽(7)過盈配合，所述拼接管(3)左右兩端外側(cè)、氣嘴(2)左端外側(cè)和缸體(1)首端外側(cè)均固定有第二磁環(huán)(8)，所述第二磁環(huán)(8)位于第二橡膠環(huán)(6)和第二環(huán)形槽(7)外側(cè)，所述第二磁環(huán)(8)之間相吸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種呼吸訓(xùn)練裝置，其特征在于：所述流量調(diào)節(jié)機構(gòu)(4)包括閥體(41)、閥片(42)、頂盒(43)、豎軸(44)、蝸輪(45)、橫軸(46)、蝸桿(47)，所述閥體(41)與缸體(1)為一體結(jié)構(gòu)，所述閥片(42)轉(zhuǎn)動連接在閥體(41)內(nèi)部。
4.根據(jù)權(quán)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：申嚴(yán)，賴育庭，
申請(專利權(quán))人：深圳市龍崗中心醫(yī)院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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