一种多感官反馈的呼吸训练装置及方法

本发明涉及心理健康素质训练和呼吸训练领域，具体涉及一种多感官反馈的呼吸训练装置及方法。

背景技术：

1、呼吸训练通过调节自主神经系统，有助于减轻焦虑和抑郁症状。它可以作为一种有效的辅助手段，帮助使用者放松身心，改善睡眠质量，提高应对压力的能力。通过呼吸训练，个体可以学会如何通过调整呼吸节奏来管理和调节自身的情绪状态，这对于提高自我调节能力至关重要。

2、现阶段呼吸训练主要作为一种非药物治疗手段应用于临床治疗当中。其使用的呼吸训练装置操作相对复杂，需要使用者具备一定医学知识和技术背景才能正常使用，或要医师协助；一些呼吸训练设备在设计上无法有效隔离外界噪音和其他干扰，缺乏沉浸体验，不利于使用者放松和集中注意力；且使用流程缺乏实时反馈机制和个性化选项，无法根据用户的实时呼吸状态调整训练内容，以适应不同使用者的呼吸训练需求；设备的外观设计可能过于医疗化或工业化，没有提供情绪支持和心理慰藉，不足以帮助使用者在情绪低落时进行有效训练。

3、因此，现有呼吸训练设备还有待于改进和发展。

技术实现思路

1、本发明的一个目的在于提供一种人性化的呼吸训练体验，让使用者在被充分包裹的安全感中，随着呼吸模拟的触觉、视觉、听觉多感官反馈进行呼吸训练，解决现有仪器生硬的问题。

2、本发明目的一个目的在于提供一种可自助使用的呼吸训练装置，方便使用者自行进行个性化定制训练；并且采用易于拆卸组装的部件，方便移动至不同场合。

3、本发明的一个目的在于方便使用者和医生随时查看训练数据，采用云端数据存储和智能数据分析建立个人训练档案，节约医疗资源。

4、为了解决上述问题，本发明首先提供了一种多感官反馈的呼吸训练装置，包括单人空间、充气设备、传感器组件、中央处理器、音响、显示器以及云端；

5、所述单人空间为能够满足使用者站姿或坐姿下活动的封闭空间；

6、多个充所述充气设备安装于单人空间内壁，所述充气设备用于通过膨胀收缩从而模拟呼吸节律；充气设备在充气膨胀后能够对使用者进行包裹；

7、所述传感器组件设置于充气设备上，用于采集环境数据和使用者呼吸数据，并将其转化为电信号传导给中央处理器；所述中央处理器用于分析环境数据和使用者呼吸数据，从中得出对应的情绪指数；从而调节充气设备膨胀收缩的强度和频率以及音响的音频模式，并将对应的情绪指数传输给显示器；

8、所述音响用于模拟呼吸声音；所述显示器用于根据中央处理器传输的情绪指数实时将使用者的情绪进行可视化显示，并关联呼吸节律对使用者进行视觉引导；

9、所述云端用于建立使用者档案并存储使用者的呼吸训练记录数据。

10、本发明还提供了一种应用上述呼吸训练装置的呼吸训练方法，包括以下步骤：

11、1)对进入单人空间的使用者，进行身份识别；

12、2)通过传感器组件采集单人空间中的环境数据；

13、3)从云端调取使用者的呼吸训练记录数据，结合步骤2)采集的环境数据匹配合适的呼吸训练方案；若初次使用则匹配通用呼吸训练方案；

14、4)充气设备充气并对使用者进行全方位包裹，启用选择的呼吸训练方案，通过充气设备与音响引导使用者进行呼吸训练；

15、5)传感器组件采集使用者呼吸数据，传至中央处理器进行分析；

16、6)中央处理器针对使用者呼吸数据进一步调整呼吸训练方案；中央处理器根据调整呼吸训练方案调节充气设备膨胀收缩的强度和频率，以及调节音响对呼吸声音模拟的音量和呼吸节律，引导使用者跟随充气设备提供的触觉刺激和音频提供的听觉刺激，同时中央处理器将分析对应的情绪可视化呈现在显示器上，并关联调整后呼吸训练方案中的呼吸节律，对使用者进行视觉引导。

17、作为本发明的优选方案，在训练结束后，中央处理器生成个人呼吸训练报告并上传到云端，方便使用者和医师查看管理。

18、现有技术相比，本发明所具有的有益效果有：

19、因为本发明采用了充气设备与柔性材料相结合的方式，模拟真实呼吸的触觉反馈，因此克服了现有技术中缺乏沉浸体验的问题，从而能够帮助使用者更好地放松和集中注意力。

20、因为本发明通过中央处理器控制气泵、音响和液晶显示屏，提供实时的触觉、视觉和听觉引导，因此克服了现有技术中缺乏实时反馈机制的问题，从而取得了帮助用户根据实时数据调整呼吸的技术效果。

21、因为本发明营造了一个独立的单人空间，有效隔离外界干扰，提供优化的训练环境，因此克服了现有技术中环境干扰影响训练效果的问题，从而增强了训练效果。

22、因为本发明的便携性设计考虑了制造和组装的成本，可以方便地移动至校园、公园和图书馆等公共场所，因此克服了现有技术中价格昂贵、难以普及的问题，能够激发公众对呼吸健康问题的关注，并提供公用、便捷的呼吸训练途径。

23、因为本发明提供了可自助使用的呼吸训练装置，允许使用者根据个人需求进行训练模式的选择和调整，因此克服了现有技术中需要医师协助操作的不足，从而取得了提高用户自主性和便捷性的技术效果。

24、因为本发明采用云端数据存储和智能数据分析，建立个人训练档案，因此克服了现有技术中数据管理不便和医疗资源浪费的问题，从而取得了节约资源并提供个性化反馈的技术效果。

技术特征：

1.一种多感官反馈的呼吸训练装置，其特征在于，包括：单人空间、充气设备、传感器组件、中央处理器、音响、显示器以及云端；

2.根据权利要求1所述的一种多感官反馈的呼吸训练装置，其特征在于，还包括环境调节模块；所述环境调节模块用于调节单人空间中的湿度和温度，并在单人空间与外界之间进行换气。

3.根据权利要求1所述的一种多感官反馈的呼吸训练装置，其特征在于：所述传感器组件分为两组；一组为压敏传感器，通过与使用者接触采集使用者呼吸数据，另一组为气敏传感器，用于采集单人空间中的环境数据；所述使用者呼吸数据包括使用者心率、胸廓和腹部运动的强度和节律；所述环境数据包括氧气水平、二氧化碳水平、湿度和温度。

4.根据权利要求1所述的一种多感官反馈的呼吸训练装置，其特征在于：所述充气设备包括：气囊、充气接口和气泵，所述气囊固定于单人空间内壁；所述充气接口固定在气囊上；所述气泵受中央控制器控制并与充气接口连通，用于将气体从充气接口泵入气囊。

5.根据权利要求4所述的一种多感官反馈的呼吸训练装置，其特征在于：

6.根据权利要求1所述的一种多感官反馈的呼吸训练装置，其特征在于：所述中央处理器根据传感器组件所发出的电信号而发送驱动信号到气泵，以驱动充气设备进行呼吸模拟。

7.根据权利要求1所述的一种多感官反馈的呼吸训练装置，其特征在于：所述中央处理器根据传感器组件所发出的电信号而发送控制信号到显示屏，以调动显示屏实时显示。

8.一种应用权利要求1所述呼吸训练装置的呼吸训练方法，其特征在于，包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的呼吸训练方法，其特征在于：在训练结束后，中央处理器生成个人呼吸训练报告并上传到云端，方便使用者和医师查看管理。

技术总结本发明公开一种多感官反馈的呼吸训练装置及方法，所述呼吸训练装置包括单人空间、充气设备、传感器组件、中央处理器、音响、显示器。所述充气设备包括安装于单人空间内壁，可模拟呼吸节律的气囊，充气后可对使用者进行充分包裹；所述充气设备上设有传感器组件，用于采集使用者呼吸数据和单人空间的环境数据；所述中央控制器用于接收传感器的信号，并分析识别情绪，从而调节充气设备，并将情绪可视化通过液晶显示器实时显示；所述音响用于模拟呼吸声音。本发明通过模拟呼吸的充气气囊，对使用者形成全方位包裹感并引导其进行呼吸训练；并对使用者的呼吸数据进行实时采集分析，智能调整气囊进行针对性的呼吸引导训练。技术研发人员：赵夏玮,谢尹,徐敏娜,岳思聪,朱闻宇,陈得轩,赵伊健,钟伟刚,张永迪受保护的技术使用者：浙江大学技术研发日：技术公布日：2024/11/18