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CN118949220A - 一种心理压力调节系统 - Google Patents

一种心理压力调节系统 Download PDF

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CN118949220A
CN118949220A CN202410885596.1A CN202410885596A CN118949220A CN 118949220 A CN118949220 A CN 118949220A CN 202410885596 A CN202410885596 A CN 202410885596A CN 118949220 A CN118949220 A CN 118949220A
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CN
China
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module
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respiratory
user
breathing
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Application number
CN202410885596.1A
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English (en)
Inventor
皮喜田
唐小军
刘洪英
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Chongqing University
Original Assignee
Chongqing University
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Publication date
Application filed by Chongqing University filed Critical Chongqing University
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Abstract

一种心理压力调节系统,包括仪器端;所述仪器端包括主控模块、心理压力调节模块、人机交互模块。本发明通过慢呼吸训练、音乐治疗训练等单一或组合方式对用户进行心理压力调节,同时用户能够根据需求制定个性化的治疗方案,使其治疗多样化和个性化。本发明采用多种呼吸节律调节方式,更为有效引导用户进行慢呼吸训练,调节心理压力。本发明满足用户不同需求,应用场景广泛。本发明通过调节呼吸阻力辅助呼吸训练,达到抗阻呼吸训练的效果,进一步调节心理压力;本发明实时采集用户的生理参数,防范用户训练过程中出现不良反应,计算分析并量化用户的心理压力程度,并将治疗效果得分并划分优、良、中、差四个等级,实时反馈用户训练效果。

Description

一种心理压力调节系统
技术领域
本发明涉及心理压力治疗领域,具体涉及一种心理压力调节系统。
背景技术
随着社会经济的快速发展和激烈的社会竞争,使人们面对学习、工作、生活等诸多方面的压力。心理压力通常伴随着焦虑、愤怒、疲劳和抑郁等负面情绪,会对身心健康产生不良影响,对于不堪重负者往往会引发其患上严重的精神与心理疾病及诱发多种躯体疾病。
传统的治疗方法包括咨询心理医生和药物疗法,存在就医不便、花费成本较高的问题,而且患者面临揭露隐私的尴尬,可能存在不自觉美化表达会误导医生判断,导致治疗效果不佳。
发明内容
本发明的目的是提供一种心理压力调节系统,包括仪器端。
所述仪器端包括主控模块、心理压力调节模块、人机交互模块。
所述主控模块用于接收人机交互模块生成的指令信号,并根据指令信号向心理压力调节模块发送控制信号。
所述主控模块包括控制模块、数据处理模块、数据存储模块。
所述控制模块根据接收的指令信号控制仪器端工作。
所述数据处理模块对接收的指令信号进行识别处理,从而生成控制信号。
所述数据存储模块用于存储用户的治疗数据。
所述心理压力调节模块根据控制信号对用户进行心理压力调节训练。
所述心理压力调节模块包括呼吸节律调节模块、音乐治疗模块。
所述呼吸节律调节模块通过调节用户呼吸节律来调节用户心理压力。
所述音乐治疗模块通过播放音乐来调节用户心理压力。
所述人机交互模块用于生成指令信号。
进一步,所述控制模块包括呼吸引导控制模块。
所述呼吸引导控制模块根据人机交互模块的指令信号控制呼吸节律调节模块工作。
所述呼吸引导控制模块包括简易引导控制模块、反馈引导控制模块。
所述简易引导控制模块基于恒定的引导频率或恒定变化的引导频率控制呼吸节律调节模块,进而引导用户调节呼吸节律。
所述反馈引导控制模块根据监测到用户的当前呼吸频率CBPM信号控制呼吸节律调节模块,并实时反馈引导用户调节呼吸节律。
若前n次呼吸频率CBPM信号的均值大于当前引导频率CGBPM,则保持引导频率不变,若前n次呼吸频率CBPM信号的均值小于等于当前引导频率CGBPM,则改变引导频率为反馈引导频率GBPM。
所述反馈引导频率GBPM如下所示:
GBPM=CGBPM-a (1)
式中,a为下调引导频率。
所述人机交互模块包括数据交互显示模块、个性化治疗方案生成模块、功能按键模块。
所述数据交互显示模块用于显示人机交互信息。
所述个性化治疗方案生成模块包括呼吸节律调节治疗方案模块、音乐治疗方案模块、组合治疗方案模块。
所述呼吸节律调节治疗方案模块包括呼吸引导模式选择模块、呼吸比选择模块、呼吸引导方式选择模块。
所述呼吸引导模式选择模块包括简易引导模块、反馈引导模块。
所述简易引导模块基于恒定的呼吸引导频率或恒定变化的呼吸引导频率对使用者进行慢呼吸训练治疗。
所述反馈引导模块根据用户的实时呼吸频率,反馈引导用户调节呼吸节律,进行慢呼吸训练治疗。
所述呼吸比选择模块用于选择慢呼吸训练治疗的呼吸比,所述呼吸比包括1:1、1:2、1:3。
所述呼吸引导方式选择模块用于选择呼吸训练方式。
所述呼吸训练方式包括腹式呼吸训练方法、缩唇呼吸训练方法、深呼吸训练方法、快吸慢呼训练方法、主动呼吸循环技术训练方法。
所述音乐治疗方案模块通过设置音乐风格、旋律、节奏,对用户进行音乐训练治疗。
所述组合治疗方案模块用于组合设置呼吸节律调节治疗方案和音乐治疗方案,调节用户心理压力。
所述功能按键模块用于设置仪器端的基础功能。
进一步,所述呼吸节律调节模块包括基于听觉的呼吸节律调节模块、基于视觉的呼吸节律调节模块、基于触觉的电刺激呼吸节律调节模块、基于触觉的震动呼吸节律调节模块、基于触觉的热刺激呼吸节律调节模块、基于触觉的压力呼吸节律调节模块、基于触觉的超声波呼吸节律调节模块中一个或多个组合。
所述基于听觉的呼吸节律调节模块包括语音播报控制模块、扬声器和/或耳机模块。
所述语音播报控制模块根据控制信号控制扬声器和/或耳机模块播放相应的提示语音。
所述扬声器和/或耳机模块用于播放语音提示,进而引导使用者调节呼吸节律。
所述基于视觉的呼吸节律调节模块包括画面生成控制模块、显示屏模块。
所述画面生成控制模块根据控制信号控制显示屏模块显示呼气、吸气节律性引导动画。
所述呼气、吸气节律性引导动画包括肺部轮廓图案的填充、箭头方向的改变。
所述显示屏模块用于显示呼气、吸气节律性引导动画,从而引导使用者调节呼吸节律。
所述基于触觉的电刺激呼吸节律调节模块包括电刺激控制模块、电刺激脉冲发生器模块、电刺激电极模块。
所述电刺激控制模块根据控制信号控制电刺激脉冲发生器模块生成相应的脉冲信号。
所述电刺激脉冲发生器模块用于生成脉冲信号,并将脉冲信号发送至电刺激电极模块。
所述电刺激电极模块接收到脉冲信号后,对使用者的耳部、腹部、腕部施加电刺激,从而引导使用者调节呼吸节律。
所述基于触觉的震动呼吸节律调节模块包括腰腹带模块、压力控制模块、压力检测模块、腰腹带震动模块。
所述腰腹带模块束缚在使用者腰腹部。所述压力控制模块、压力检测模块、腰腹带震动模块固定在腰腹带模块上。
所述压力控制模块根据腰腹带模块的受压情况对腰腹带模块进行加压或减压,并控制腰腹带震动模块振动,从而引导使用者调节呼吸节律。
所述压力检测模块用于监测腰腹带模块的受压情况,并发送至压力控制模块。
当腰腹带模块受压情况超过预设压力阈值时,压力控制模块中止运行。
所述压力检测模块包括初始加压模块。
所述初始加压模块用于将腰腹带模块的受压情况提升至预设值。
所述腰腹带震动模块通过振动引导使用者调节呼吸节律。
所述压力检测模块监测到的实时压力如下:
Prealtime=Ppresetvalue+ΔPvariable (2)
式中,Prealtime表示实时压力,Ppresetvalue表示初始加压模块提升的预设值,ΔPvariable表示随时间变化的加压量或减压量。
所述基于触觉的热刺激呼吸节律调节模块包括热刺激控制模块、热刺激模块。
所述热刺激控制模块根据控制信号控制热刺激模块产生相应强度、频率、脉宽的热刺激信号。
所述热刺激模块包括加热模块、温度传感器模块。
所述加热模块用于对使用者的手部或脚部施加热刺激,引导使用者调节呼吸节律。
所述温度传感器模块用于监测加热区域的温度,当监测到加热区域的温度超过预设温度阈值时,加热模块中止运行。
所述基于触觉的压力呼吸节律调节模块包括气囊固定带模块、气囊模块、气压控制模块、气体压力检测模块。
所述气囊固定带模块将气囊模块固定在使用者腹部、腿部,使气囊模块与使用者相应部位对应。所述气囊模块、气压控制模块固定在气囊固定带模块上。
所述气压控制模块接收控制信号后,根据气囊模块的受压情况对气囊模块进行加压或减压,进而引导使用者调节呼吸节律。
所述气囊模块用于对使用者的腹部、腿部施加压力。
所述气体压力检测模块用于监测气囊模块的受压情况,并将气囊模块的受压情况发送至气压控制模块,当监测到气囊模块的受压情况超过预设压力阈值时,气压控制模块中止运行。
所述基于触觉的超声波呼吸节律调节模块包括超声波控制模块、超声波触觉刺激模块。
所述超声波控制模块根据控制信号控制超声波触觉刺激模块产生相应强度、频率、脉宽的超声波刺激信号。
所述超声波触觉模块通过产生超声波刺激信号,在使用者皮肤上产生触觉刺激,进而引导使用者调节呼吸节律。
进一步,所述音乐治疗模块包括慢节奏音乐模块、中医五音音乐模块。
所述慢节奏音乐模块根据接收的控制信号播放慢节奏音乐,所述慢节奏音乐包括古典音乐、轻音乐、自然音乐。
所述中医五音音乐模块根据接收的控制信号播放中医五音音乐,音乐调试以徵音、角音为主,宫、商、羽音为辅。
进一步,所述心理压力调节模块还包括呼吸频率监测模块。
所述呼吸频率监测模块包括基于胸腹压力的呼吸频率监测模块、基于胸阻抗的呼吸频率监测模块、基于热敏电阻的呼吸频率监测模块、基于呼吸音的呼吸频率监测模块、基于空气流量的呼吸频率监测模块、基于红外热成像的呼吸频率监测模块、基于脉搏波的呼吸频率监测模块、基于床垫的呼吸频率监测模块、基于超声波的呼吸频率监测模块中的一个或多个组合。
所述基于胸腹压力的呼吸频率监测模块包括压力传感器模块、胸腹带模块、压力数据处理模块。
所述压力传感器模块放置在使用者的胸部或腹部,感知呼吸时胸腹部产生的压力变化,得到压力数据。
所述胸腹带模块用于将压力传感器模块固定在使用者胸部或腹部位置。
所述压力数据处理模块通过对从压力传感器模块接收到的压力数据进行平滑、滤波、归一化、特征提取处理和分析,计算得到呼吸频率。
所述基于胸阻抗的呼吸频率监测模块包括胸阻抗传感器模块、胸阻抗数据处理模块。
所述胸阻抗传感器模块放置在使用者的胸部,感知因呼吸运动产生的胸部阻抗变化,得到胸阻抗数据。
所述胸阻抗数据处理模块通过对从胸阻抗传感器模块接收到的胸阻抗数据进行平滑、滤波、特征提取处理和分析,计算得到呼吸频率。
所述基于热敏电阻的呼吸频率监测模块包括热敏电阻传感器模块、热敏数据处理模块。
所述热敏电阻传感器模块放置在使用者的口鼻处,感知使用者呼吸时的温度变化并转化为电阻信号,得到电阻值信号。
所述热敏数据处理模块通过对采集到的电阻值信号进行转化、平滑、滤波、特征提取处理和分析,计算得到呼吸频率。
所述基于呼吸音的呼吸频率监测模块包括呼吸音采集模块、呼吸音数据处理模块。
所述呼吸音采集模块放置在接近使用者口鼻或胸部位置,捕捉呼吸时产生的声音信号,得到呼吸音数据。
所述呼吸音数据处理模块通过对呼吸音传感器模块采集的呼吸音数据进行滤波、去噪、特征提取处理和分析,计算得到呼吸频率。
所述基于空气流量的呼吸频率监测模块包括呼吸流量采集模块、呼吸流量数据处理模块。
所述呼吸流量采集模块放置在使用者口鼻处,测量使用者呼吸时产生的空气流量变化,得到呼吸流量数据。
所述呼吸流量数据处理模块通过对呼吸流量数据进行平滑、滤波、特征提取处理和分析,计算得到呼吸频率。
所述基于红外热成像的呼吸频率监测模块包括红外聚焦模块、红外热成像模块、红外数据处理模块。
所述红外聚焦模块用于将使用者面部口鼻区发出的红外辐射聚焦到红外热成像模块上。
所述红外热成像模块用于捕捉人体发出的红外辐射,得到红外热成像数据。
所述红外数据处理模块通过对从红外热成像模块接收到的红外热成像数据进行滤波、归一化、图像转化、特征提取处理和分析,计算得到呼吸频率。
所述基于脉搏波的呼吸频率监测模块包括脉搏波采集模块、脉搏波数据处理模块。
所述脉搏波采集模块放置在使用者的手指、手腕、耳垂处,采集呼吸运动中的脉搏波信号。
所述脉搏波数据处理模块通过对采集到的脉搏波信号数据进行平滑、滤波、特征提取处理和分析,计算得到呼吸频率。
所述基于床垫的呼吸频率监测模块包括压电薄膜传感器模块、床垫模块、压电数据处理模块。
所述压电薄膜传感器模块嵌入床垫模块内部或表面,感应人体的呼吸动作,得到压电数据。
所述床垫模块用于支撑人体的重量,同时作为压电薄膜传感器模块的载体。
所述压电数据处理模块通过对从压电薄膜传感器模块接收到的压电数据进行平滑、滤波、特征提取处理和分析,计算得到呼吸频率。
所述基于超声波的呼吸频率监测模块包括超声波发射器模块、超声波接收器模块、超声波数据处理模块。
所述超声波发射器模块用于向使用者的胸腹部发射超声波信号。
所述超声波接收器模块用于接收从胸腹部反射回来的超声波信号。
所述超声波数据处理模块通过对反射回来的超声波数据进行滤波、特征提取处理和分析,计算得到呼吸频率。
进一步,所述心理压力调节模块还包括呼吸阻力调节模块。
所述呼吸阻力调节模块包括呼吸胸腹外周阻力调节模块、呼吸口鼻气道阻力调节模块中的一个或两个组合。
所述呼吸胸腹外周阻力调节模块包括弹性变形体模块、外周阻力控制模块和/或阻力传感器模块。
所述弹性变形体模块用于佩戴在用户胸部或腹部,在呼吸时给予阻力。
所述外周阻力控制模块用于调节弹性变形体模块提供的阻力大小。
所述阻力传感器模块连接弹性变形体模块,用于感应呼吸阻力大小,并感应用户呼吸过程中的阻力变化。
所述弹性变形体模块包括弹力带模块、阻力气囊模块。
所述弹力带模块通过改变弹力带的紧度和长度来调节呼吸时的阻力。
所述阻力气囊模块通过改变气囊的形状和大小来调节呼吸时的阻力。
当弹性变形体模块为弹力带模块时,所述外周阻力控制模块包括松紧调节模块。
所述松紧调节模块用于调整弹力带的紧度和长度。
当弹性变形体模块为阻力气囊模块时,所述外周阻力控制模块包括气压控制模块。
所述气压控制模块包括导管模块、充气泵模块、泄气阀模块或抽气泵模块。
所述导管模块用于连接阻力气囊模块与充气泵模块和阻力气囊模块与抽气泵模块。
所述充气泵模块用于向阻力气囊模块内充入气体,增大呼吸阻力。
所述泄气阀模块通过打开或关闭调节阀以改变阻力气囊内的压力,减小呼吸阻力。
所述抽气泵模块用于抽出阻力气囊模块内的气体,减小呼吸阻力。
所述呼吸口鼻气道阻力调节模块包括流量传感器模块、通气流量控制模块、面罩模块。
所述流量传感器模块用于实时监测用户进行呼气、吸气运动的气体流量。
所述通气流量控制模块根据预设的通气参数和流量传感器模块的实时监测反馈,通过控制气流调节阀的阀门大小或开关时间来控制流量,达到呼吸阻力控制。
所述面罩模块作为流量传感器模块的载体,紧密贴合在用户的脸部。
进一步,所述心理压力调节模块还包括生理参数监测模块。
所述生理参数监测模块包括脑电监测模块、心电监测模块、血氧监测模块、血压监测模块、生理异常报警模块。
所述脑电监测模块用于监测用户的脑电信号。
所述心电监测模块用于监测用户的心电信号。
所述血氧监测模块用于监测用户的血氧信号。
所述血压监测模块用于监测用户的血压信号。
当用户的脑电信号、心电信号、血氧信号、血压信号、呼吸频率信号中任一项超出预设的范围时,生理异常报警模块向主控模块发送携带定位的警报信号,中止心理压力调节系统的运行。
进一步,所述心理压力调节模块还包括治疗效果评估模块、智能调节模块。
所述治疗效果评估模块包括心率变异性计算分析模块、呼吸性窦性心律不齐计算分析模块、心理压力计算分析模块、心理压力调节效果计算模块。
所述心率变异性计算分析模块对心电信号进行分析处理,计算出心率变异性指标HRV。
所述心率变异性指标HRV包括心率总体标准差SDNN。
所述呼吸性窦性心律不齐计算分析模块根据用户的心电信号和呼吸信号,计算出呼吸性窦性心律不齐RSA参数。
所述呼吸性窦性心律不齐RSA参数如下所示:
式中,RSA为心率受呼吸作用影响强弱的度量参数,RRmax为一个呼吸周期中呼气过程中的最大RR间期。RRmin为一个呼吸周期中吸气过程中的最小RR间期。为整个呼吸阶段中的平均RR间期。
所述心理压力计算分析模块基于用户心理压力调节过程中的呼吸频率信号、生理参数信号、心率变异性指标HRV、呼吸性窦性心律不齐RSA参数,计算分析并量化用户的心理压力程度。
所述心理压力程度分为低、中、高三档,每档分为三级,心理压力低档用数字1、2、3表示,心理压力中档用数字4、5、6表示,心理压力高档用数字7、8、9表示。
所述心理压力调节效果计算模块根据用户心理压力程度处于中低档时间占本次训练总时间的比值,计算出治疗效果得分,并依据治疗效果得分,将用户的治疗效果划分优、良、中、差四个等级。
所述智能调节模块在用户心理压力程度处于高档且长时间自我调整不能达到中低档时,调整治疗方案。
所述调整治疗方案的方式包括调整呼吸引导模式、调整呼吸引导方式、调整呼吸引导频率、调整呼吸比、调整音乐种类、调整治疗方案组合、调整训练时长。
进一步,所述仪器端还包括无线数据传输模块、无线定位模块。
所述无线数据传输模块用于传输指令信号、控制信号、心理压力调节数据。
所述心理压力调节数据包括呼吸引导数据、音乐治疗数据、呼吸频率数据、呼吸阻力调节数据、生理参数数据、治疗效果评估数据、智能调节数据。
所述呼吸阻力调节数据包括呼吸胸腹外周阻力调节数据、呼吸口鼻气道阻力调节数据、呼吸胸腹外周阻力数据、呼吸口鼻气道阻力数据。
所述生理参数数据包括脑电信号、心电信号、血氧信号、血压信号。
所述治疗效果评估数据包括心率变异性指标HRV数据、呼吸性窦性心律不齐RSA参数数据、心理压力程度数据、心理压力治疗效果得分、等级数据。
所述智能调节数据为治疗方案的调节数据。
所述无线定位模块包括GPS天线模块、北斗卫星天线模块、信号接收模块。
所述GPS天线模块用于接收或发送GPS导航信号。
所述北斗卫星天线模块用于接收或发送北斗卫星通信信号。
所述信号接收模块用于对GPS导航信号或北斗卫星通信信号进行接收,进而获得定位。
进一步,所述心理压力调节系统还包括智能终端、云平台。
所述智能终端包括远程控制模块、心理健康评估模块、数据显示模块、历史数据记录模块。
所述远程控制模块用于向仪器端发送控制命令,实现对心理压力调节治疗的控制。
所述心理健康评估模块包括数据录入模块、心理健康计算分析模块。
所述数据录入模块通过问卷形式获取用户的心理健康状况。
所述问卷包括知觉压力量表PSS、焦虑自评量表SAS。
所述心理健康计算分析模块依据数据录入模块录入的数据,计算出心理健康评分并评估用户心理健康状况,得到心理健康评估数据。
所述心理健康评分的计算公式如下所示:
f=[1-(PSS/PSS0)]*100*c1+(SAS0-SAS)*c2 (4)
式中,f为心理健康评分。PSS为知觉压力量表得分。SAS为焦虑自评量表得分。PSS0为知觉压力量表总分。SAS0为焦虑自评量表总分。c1、c2均为权重因子,且c1+c2=1。
所述数据显示模块用于将用户的呼吸引导数据、音乐治疗数据、呼吸频率数据、呼吸阻力调节数据、生理参数数据、治疗效果评估数据、智能调节数据、心理健康评估数据以图表、文字和/或数字的形式进行显示。
所述历史数据记录模块用于记录用户的呼吸引导数据、音乐治疗数据、呼吸频率数据、呼吸阻力调节数据、生理参数数据、治疗效果评估数据、智能调节数据、心理健康评估数据。
所述云平台包括云端数据存储模块、云端数据处理模块。
所述云端数据存储模块用于存储用户的呼吸引导数据、音乐治疗数据、呼吸频率数据、呼吸阻力调节数据、生理参数数据、治疗效果评估数据、智能调节数据、心理健康评估数据。
所述云端数据处理模块对用户的呼吸引导数据、音乐治疗数据、呼吸频率数据、呼吸阻力调节数据、生理参数数据、治疗效果评估数据、智能调节数据、心理健康评估数据进行分析,得出对应训练方案的效果。
本发明的技术效果是毋庸置疑的,本发明提出的心理压力调节系统,通过慢呼吸训练、音乐治疗训练等单一或组合方式对用户进行心理压力调节,同时用户能够根据需求制定个性化的治疗方案,可以设置呼吸引导模式、呼吸比、呼吸引导方式、音乐种类及曲目等参数,使其治疗多样化和个性化;本发明采用基于听觉的呼吸节律调节、基于视觉的呼吸节律调节、基于触觉的电刺激呼吸节律调节、基于触觉的震动呼吸节律调节、基于触觉的热刺激呼吸节律调节、基于触觉的压力呼吸节律调节、基于触觉的超声波呼吸节律调节一个或多个的组合引导方式,更为有效引导用户进行慢呼吸训练,调节心理压力;本发明采用基于胸腹压力、基于胸阻抗、基于热敏电阻、基于呼吸音、基于空气流量、基于红外热成像、基于脉搏波、基于床垫、基于超声波的呼吸频率监测技术中的一个或多个作为呼吸频率监测,满足用户不同需求,应用场景广泛;本发明采用呼吸胸腹外周阻力调节和呼吸口鼻气道阻力调节,调节呼吸阻力辅助呼吸训练,达到抗阻呼吸训练的效果,进一步调节心理压力;本发明实时采集用户的脑电、心电、血氧、血压、呼吸频率等生理参数,防范用户训练过程中出现不良反应,结合用户心理压力调节过程中的心率变异性指标HRV、呼吸性窦性心律不齐RSA参数、生理参数,计算分析并量化用户的心理压力程度,根据用户心理压力程度处于中低档时间占本次训练总时间的比值,计算出治疗效果得分并划分优、良、中、差四个等级,实时反馈用户训练效果,当用户的心理压力程度为高档,且长时间自我调整不能达到中低档时,该系统能够智能地调整该方案中的呼吸引导模式、呼吸引导方式、呼吸引导频率、呼吸比、音乐种类、治疗方案组合、训练时长等,达到更好的治疗效果;本发明能够通过智能终端填写知觉压力量表(The Perceived Stress Scale,PSS)、焦虑自评量表(Self-RatingAnxiety Scale,SAS)来评估用户的心理健康状况,便于用户、家人、医生了解病情情况。
附图说明
图1为本发明实施例的系统整体结构图;
图2为本发明实施例中加入无线数据传输模块的系统结构图;
图3为本发明实施例中加入无线定位模块的系统结构图;
图4为本发明实施例中加入智能终端和云平台的系统结构图;
图5为仪器端中主控模块的结构图;
图6为仪器端中心理压力调节模块的结构图;
图7为仪器端中人机交互模块的结构图;
图8为仪器端中电源管理模块的结构图;
图9为仪器端中无线定位模块的结构图;
图10为心理压力调节模块中呼吸节律调节模块的结构图;
图11为心理压力调节模块中音乐治疗模块的结构图;
图12为心理压力调节模块中呼吸频率监测模块的结构图;
图13为心理压力调节模块中呼吸阻力调节模块的结构图;
图14为心理压力调节模块中生理参数监测模块的结构图;
图15为心理压力调节模块中治疗效果评估模块的结构图;
图16为人机交互模块中个性化治疗方案生成模块的结构图;
图17为系统呼吸节律调节反馈引导控制的GBPM调整的流程图;
图18为用户应用该系统的示意图一;
图19为用户应用该系统的示意图二;
图20为用户应用该系统的示意图三;
图21为用户应用该系统的示意图四;
图22为用户应用该系统的示意图五;
图中,主控模块1100、控制模块1110、数据处理模块1120、数据存储模块1130、心理压力调节模块1200、呼吸节律调节模块1210、基于听觉的呼吸节律调节模块1211、基于视觉的呼吸节律调节模块1212、基于触觉的电刺激呼吸节律调节模块1213、基于触觉的震动呼吸节律调节模块1214、基于触觉的热刺激呼吸节律调节模块1215、基于触觉的压力呼吸节律调节模块1216、基于触觉的超声波呼吸节律调节模块1217、音乐治疗模块1220、慢节奏音乐模块1221、中医五音音乐模块1222、呼吸频率监测模块1230、基于胸腹压力的呼吸频率监测模块1231、基于胸阻抗的呼吸频率监测模块1232、基于热敏电阻的呼吸频率监测模块1233、基于呼吸音的呼吸频率监测模块1234、基于空气流量的呼吸频率监测模块1235、基于红外热成像的呼吸频率监测模块1236、基于脉搏波的呼吸频率监测模块1237、基于床垫的呼吸频率监测模块1238、基于超声波的呼吸频率监测模块1239、呼吸阻力调节模块1240、呼吸胸腹外周阻力调节模块1241、呼吸口鼻气道阻力调节模块1242、生理参数监测模块1250、脑电监测模块1251、心电监测模块1252、血氧监测模块1253、血压监测模块1254、生理异常报警模块1255、治疗效果评估模块1260、心率变异性计算分析模块1261、呼吸性窦性心律不齐计算分析模块1262、心理压力计算分析模块1263、心理压力调节效果计算模块1264、智能调节模块1270、人机交互模块1300、数据交互显示模块1310、个性化治疗方案生成模块1320、呼吸节律调节治疗方案模块1321、音乐治疗方案模块1322、组合治疗方案模块1323、功能按键模块1330、电源管理模块1400、供电模块1410、充电模块1420、无线数据传输模块1500、无线定位模块1600、GPS天线模块1610、北斗卫星天线模块1620、信号接收模块1630、远程控制模块2100、心理健康评估模块2200、数据显示模块2300、历史数据记录模块2400、云端数据存储模块3100、云端数据处理模块3200。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明,但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段,做出各种替换和变更,均应包括在本发明的保护范围内。
实施例1
参见图1至图22,一种心理压力调节系统,包括仪器端。
所述仪器端包括主控模块1100、心理压力调节模块1200、人机交互模块1300。
所述主控模块1100用于接收人机交互模块1300生成的指令信号,并根据指令信号向心理压力调节模块1200发送控制信号。
所述主控模块1100包括控制模块1110、数据处理模块1120、数据存储模块1130。
所述控制模块1110根据接收的指令信号控制仪器端工作。
所述数据处理模块1120对接收的指令信号进行识别处理,从而生成控制信号。
所述数据存储模块1130用于存储用户的治疗数据。
所述心理压力调节模块1200根据控制信号对用户进行心理压力调节训练。
所述心理压力调节模块1200包括呼吸节律调节模块1210、音乐治疗模块1220。
所述呼吸节律调节模块1210通过调节用户呼吸节律来调节用户心理压力。
所述音乐治疗模块1220通过播放音乐来调节用户心理压力。
所述人机交互模块1300用于生成指令信号。
实施例2
一种心理压力调节系统,主要技术内容见实施例1,进一步,所述控制模块1110包括呼吸引导控制模块。
所述呼吸引导控制模块根据人机交互模块1300的指令信号控制呼吸节律调节模块1210工作。
所述呼吸引导控制模块包括简易引导控制模块、反馈引导控制模块。
所述简易引导控制模块基于恒定的引导频率或恒定变化的引导频率控制呼吸节律调节模块1210,进而引导用户调节呼吸节律。
所述恒定的引导频率包括10-6次/min,按照其中某个引导频率一直控制呼吸节律调节模块1210引导用户进行吸气、呼气运动;所述恒定变化的引导频率是指从10次/min引导频率开始缓缓降至到6次/min引导频率,期间每一个引导频率引导恒定的时间后,下调一定的引导频率同样引导恒定的时间,直至降至6次/min引导频率,保持引导频率不变直到治疗结束。
所述反馈引导控制模块根据监测到用户的当前呼吸频率CBPM信号控制呼吸节律调节模块1210,并实时反馈引导用户调节呼吸节律。
若前n次呼吸频率CBPM信号的均值大于当前引导频率CGBPM,则保持引导频率不变,若前n次呼吸频率CBPM信号的均值小于等于当前引导频率CGBPM,则改变引导频率为反馈引导频率GBPM。
所述反馈引导频率GBPM如下所示:
GBPM=CGBPM-a (1)
式中,a为下调引导频率。当引导频率达到6次/min时则保持该引导频率直到治疗结束。
所述人机交互模块1300包括数据交互显示模块1310、个性化治疗方案生成模块1320、功能按键模块1330。
所述数据交互显示模块1310用于显示人机交互信息。
所述个性化治疗方案生成模块1320包括呼吸节律调节治疗方案模块1321、音乐治疗方案模块1322、组合治疗方案模块1323。
所述呼吸节律调节治疗方案模块1321包括呼吸引导模式选择模块、呼吸比选择模块、呼吸引导方式选择模块。
所述呼吸引导模式选择模块包括简易引导模块、反馈引导模块。
所述简易引导模块基于恒定的呼吸引导频率或恒定变化的呼吸引导频率对使用者进行慢呼吸训练治疗。
所述反馈引导模块根据用户的实时呼吸频率,反馈引导用户调节呼吸节律,进行慢呼吸训练治疗。
所述呼吸比选择模块用于选择慢呼吸训练治疗的呼吸比,所述呼吸比包括1:1、1:2、1:3。
所述呼吸引导方式选择模块用于选择呼吸训练方式。
所述呼吸训练方式包括腹式呼吸训练方法、缩唇呼吸训练方法、深呼吸训练方法、快吸慢呼训练方法、主动呼吸循环技术训练方法。
所述音乐治疗方案模块1322通过设置音乐风格、旋律、节奏,对用户进行音乐训练治疗。
所述组合治疗方案模块1323用于组合设置呼吸节律调节治疗方案和音乐治疗方案,调节用户心理压力。
所述功能按键模块1330用于设置仪器端的基础功能。
实施例3
一种心理压力调节系统,主要技术内容见实施例1至2任一项,进一步,所述呼吸节律调节模块1210包括基于听觉的呼吸节律调节模块1211、基于视觉的呼吸节律调节模块1212、基于触觉的电刺激呼吸节律调节模块1213、基于触觉的震动呼吸节律调节模块1214、基于触觉的热刺激呼吸节律调节模块1215、基于触觉的压力呼吸节律调节模块1216、基于触觉的超声波呼吸节律调节模块1217中一个或多个组合。
所述基于听觉的呼吸节律调节模块1211包括语音播报控制模块、扬声器和/或耳机模块。
所述语音播报控制模块根据控制信号控制扬声器和/或耳机模块播放相应的提示语音。所述提示语音包括“呼”、“吸”等,所述呼吸比为呼吸时吸气与呼气的时间比例。
所述扬声器和/或耳机模块用于播放语音提示,进而引导使用者调节呼吸节律。
当开始治疗后,基于听觉的呼吸节律调节模块1211根据主控模块1100的控制信号播报“吸”提示语音,其持续时间为引导吸气时间,引导用户进行吸气动作;播报“呼”提示语音,持续时间为引导呼气时间,引导用户进行呼气动作;所述“吸”、“呼”提示语音播报频率与持续时间和主控模块1100发送的引导频率及呼吸比同步,根据引导频率及呼吸比变化而变化,直至治疗结束。
所述基于视觉的呼吸节律调节模块1212包括画面生成控制模块、显示屏模块。
所述画面生成控制模块根据控制信号控制显示屏模块显示呼气、吸气节律性引导动画。
所述呼气、吸气节律性引导动画包括肺部轮廓图案的填充、箭头方向的改变。
所述显示屏模块用于显示呼气、吸气节律性引导动画,从而引导使用者调节呼吸节律。
所述基于视觉的呼吸节律调节模块1212根据主控模块1100发送的引导频率及呼吸比控制信号控制显示屏模块显示呼气、吸气节律性引导动画的频率及持续时间,呼气、吸气节律性引导动画显示的频率及持续时间与主控模块1100发送的引导频率及呼吸比同步。
所述基于触觉的电刺激呼吸节律调节模块1213包括电刺激控制模块、电刺激脉冲发生器模块、电刺激电极模块。
所述电刺激控制模块根据控制信号控制电刺激脉冲发生器模块生成相应的脉冲信号。
所述电刺激脉冲发生器模块用于生成脉冲信号,并将脉冲信号发送至电刺激电极模块。
所述电刺激电极模块接收到脉冲信号后,对使用者的耳部、腹部、腕部施加电刺激,从而引导使用者调节呼吸节律。
所述电刺激强度可被用户通过人机交互模块1300随时调整,所述电刺激频率与引导频率同步,所述电刺激脉宽与引导吸气时间同步。
所述基于触觉的震动呼吸节律调节模块1214包括腰腹带模块、压力控制模块、压力检测模块、腰腹带震动模块。
所述腰腹带模块束缚在使用者腰腹部。所述压力控制模块、压力检测模块、腰腹带震动模块固定在腰腹带模块上。
所述压力控制模块根据腰腹带模块的受压情况对腰腹带模块进行加压或减压,并控制腰腹带震动模块振动,从而引导使用者调节呼吸节律。
所述压力检测模块用于监测腰腹带模块的受压情况,并发送至压力控制模块。
当腰腹带模块受压情况超过预设压力阈值时,压力控制模块中止运行。
所述压力检测模块包括初始加压模块。
所述初始加压模块用于将腰腹带模块的受压情况提升至预设值。
所述腰腹带震动模块通过振动引导使用者调节呼吸节律。
当压力控制模块减压时,基于触觉的震动呼吸节律调节模块1214引导用户进行吸气或呼气;当压力控制模块加压时,基于触觉的震动呼吸节律调节模块1214引导用户进行呼气或吸气;所述压力控制模块减压时间同步引导吸气或呼气时间,所述压力控制模块加压时间同步引导呼气或吸气时间,所述压力控制模块加压和减压频率同步引导频率;当压力控制模块开始加压或减压时,压力控制模块控制腰腹带震动模块振动,引导用户进行吸气或呼气运动。
所述压力检测模块监测加压、减压过程中的腰腹带模块受压情况,并发送至压力控制模块;当腰腹带模块受压情况超过预设压力阈值时,压力控制模块中止运行。
所述压力检测模块监测到的实时压力如下:
Prealtime=Ppresetvalue+ΔPvariable (2)
式中,Prealtime表示实时压力,Ppresetvalue表示初始加压模块提升的预设值,ΔPvariable表示随时间变化的加压量或减压量。
所述基于触觉的热刺激呼吸节律调节模块1215包括热刺激控制模块、热刺激模块。
所述热刺激控制模块根据控制信号控制热刺激模块产生相应强度、频率、脉宽的热刺激信号。
所述热刺激模块包括加热模块、温度传感器模块。
所述加热模块用于对使用者的手部或脚部施加热刺激,引导使用者调节呼吸节律。
所述温度传感器模块用于监测加热区域的温度,当监测到加热区域的温度超过预设温度阈值时,加热模块中止运行。
所述热刺激强度和预设温度阈值通过人机交互模块1300随时调整,调至用户舒适的温度,所述热刺激频率与引导频率同步,所述热刺激脉宽与引导吸气时间同步。
所述基于触觉的压力呼吸节律调节模块1216包括气囊固定带模块、气囊模块、气压控制模块、气体压力检测模块。
所述气囊固定带模块将气囊模块固定在使用者腹部、腿部,使气囊模块与使用者相应部位对应。所述气囊模块、气压控制模块固定在气囊固定带模块上。
所述气压控制模块接收控制信号后,根据气囊模块的受压情况对气囊模块进行加压或减压,进而引导使用者调节呼吸节律。
所述气囊模块用于对使用者的腹部、腿部施加压力。
所述气体压力检测模块用于监测气囊模块的受压情况,并将气囊模块的受压情况发送至气压控制模块,当监测到气囊模块的受压情况超过预设压力阈值时,气压控制模块中止运行。
所述气压控制模块接收主控模块1100发送的引导频率及呼吸比控制信号后,根据气囊模块受压情况对气囊模块进行加压或减压;所述气压控制模块对气囊模块进行加压时,气囊模块膨胀,压迫用户腹部、腿部区域,引导用户进行吸气动作;所述气压控制模块对气囊模块进行减压时,气囊模块收缩,远离用户腹部、腿部区域,引导用户进行呼气动作;所述气囊模块加压时间与引导吸气时间同步,所述气囊模块减压时间与引导呼气时间同步,所述气囊模块加压和减压频率与引导频率同步,所述气囊模块加压、减压的预设压力阈值、强度可以通过人机交互模块1300进行调整。
所述基于触觉的超声波呼吸节律调节模块1217包括超声波控制模块、超声波触觉刺激模块。
所述超声波控制模块根据控制信号控制超声波触觉刺激模块产生相应强度、频率、脉宽的超声波刺激信号。
所述超声波触觉模块通过产生超声波刺激信号,在使用者皮肤上产生触觉刺激,进而引导使用者调节呼吸节律。
所述超声波刺激强度通过通过人机交互模块1300随时调整,所述超声波刺激频率与引导频率同步,所述超声波刺激脉冲宽度与引导吸气时间同步。
实施例4
一种心理压力调节系统,主要技术内容见实施例1至3任一项,进一步,所述音乐治疗模块1220包括慢节奏音乐模块1221、中医五音音乐模块1222。
所述慢节奏音乐模块1221根据接收的控制信号播放慢节奏音乐,音乐节奏控制在每分钟60-80拍,音乐旋律柔和流畅,所述慢节奏音乐包括古典音乐、轻音乐、自然音乐。
所述中医五音音乐模块1222根据接收的控制信号播放中医五音音乐,音乐调试以徵音、角音为主,宫、商、羽音为辅,音乐旋律轻松欢快,音乐节奏舒缓平稳,音乐音色温暖柔和。
实施例5
一种心理压力调节系统,主要技术内容见实施例1至4任一项,进一步,所述心理压力调节模块1200还包括呼吸频率监测模块1230。
所述呼吸频率监测模块1230包括基于胸腹压力的呼吸频率监测模块1231、基于胸阻抗的呼吸频率监测模块1232、基于热敏电阻的呼吸频率监测模块1233、基于呼吸音的呼吸频率监测模块1234、基于空气流量的呼吸频率监测模块1235、基于红外热成像的呼吸频率监测模块1236、基于脉搏波的呼吸频率监测模块1237、基于床垫的呼吸频率监测模块1238、基于超声波的呼吸频率监测模块1239中的一个或多个组合。
所述基于胸腹压力的呼吸频率监测模块1231包括压力传感器模块、胸腹带模块、压力数据处理模块。
所述压力传感器模块放置在使用者的胸部或腹部,感知呼吸时胸腹部产生的压力变化,得到压力数据。
所述胸腹带模块用于将压力传感器模块固定在使用者胸部或腹部位置。
所述压力数据处理模块通过对从压力传感器模块接收到的压力数据进行平滑、滤波、归一化、特征提取处理和分析,计算得到呼吸频率。
所述基于胸阻抗的呼吸频率监测模块1232包括胸阻抗传感器模块、胸阻抗数据处理模块。
所述胸阻抗传感器模块放置在使用者的胸部,感知因呼吸运动产生的胸部阻抗变化,得到胸阻抗数据。
所述胸阻抗数据处理模块通过对从胸阻抗传感器模块接收到的胸阻抗数据进行平滑、滤波、特征提取处理和分析,计算得到呼吸频率。
所述基于热敏电阻的呼吸频率监测模块1233包括热敏电阻传感器模块、热敏数据处理模块。
所述热敏电阻传感器模块放置在使用者的口鼻处,感知使用者呼吸时的温度变化并转化为电阻信号,得到电阻值信号。
所述热敏数据处理模块通过对采集到的电阻值信号进行转化、平滑、滤波、特征提取处理和分析,计算得到呼吸频率。
所述基于呼吸音的呼吸频率监测模块1234包括呼吸音采集模块、呼吸音数据处理模块。
所述呼吸音采集模块放置在接近使用者口鼻或胸部位置,捕捉呼吸时产生的声音信号,得到呼吸音数据。
所述呼吸音数据处理模块通过对呼吸音传感器模块采集的呼吸音数据进行滤波、去噪、特征提取处理和分析,计算得到呼吸频率。
所述基于空气流量的呼吸频率监测模块1235包括呼吸流量采集模块、呼吸流量数据处理模块。
所述呼吸流量采集模块放置在使用者口鼻处,测量使用者呼吸时产生的空气流量变化,得到呼吸流量数据。
所述呼吸流量数据处理模块通过对呼吸流量数据进行平滑、滤波、特征提取处理和分析,计算得到呼吸频率。
所述基于红外热成像的呼吸频率监测模块1236包括红外聚焦模块、红外热成像模块、红外数据处理模块。
所述红外聚焦模块用于将使用者面部口鼻区发出的红外辐射聚焦到红外热成像模块上。
所述红外热成像模块用于捕捉人体发出的红外辐射,得到红外热成像数据。
所述红外数据处理模块通过对从红外热成像模块接收到的红外热成像数据进行滤波、归一化、图像转化、特征提取处理和分析,计算得到呼吸频率。
所述基于脉搏波的呼吸频率监测模块1237包括脉搏波采集模块、脉搏波数据处理模块。
所述脉搏波采集模块放置在使用者的手指、手腕、耳垂处,采集呼吸运动中的脉搏波信号。
所述脉搏波数据处理模块通过对采集到的脉搏波信号数据进行平滑、滤波、特征提取处理和分析,计算得到呼吸频率。
所述基于床垫的呼吸频率监测模块1238包括压电薄膜传感器模块、床垫模块、压电数据处理模块。
所述压电薄膜传感器模块嵌入床垫模块内部或表面,感应人体的呼吸动作,得到压电数据。
所述床垫模块用于支撑人体的重量,同时作为压电薄膜传感器模块的载体。
所述压电数据处理模块通过对从压电薄膜传感器模块接收到的压电数据进行平滑、滤波、特征提取处理和分析,计算得到呼吸频率。
所述基于超声波的呼吸频率监测模块1239包括超声波发射器模块、超声波接收器模块、超声波数据处理模块。
所述超声波发射器模块用于向使用者的胸腹部发射超声波信号。
所述超声波接收器模块用于接收从胸腹部反射回来的超声波信号。
所述超声波数据处理模块通过对反射回来的超声波数据进行滤波、特征提取处理和分析,计算得到呼吸频率。
实施例6
一种心理压力调节系统,主要技术内容见实施例1至5任一项,进一步,所述心理压力调节模块1200还包括呼吸阻力调节模块1240。
所述呼吸阻力调节模块1240包括呼吸胸腹外周阻力调节模块1241、呼吸口鼻气道阻力调节模块1242中的一个或两个组合。
所述呼吸胸腹外周阻力调节模块1241包括弹性变形体模块、外周阻力控制模块和/或阻力传感器模块。
所述弹性变形体模块用于佩戴在用户胸部或腹部,在呼吸时给予阻力。
所述外周阻力控制模块用于调节弹性变形体模块提供的阻力大小。
所述阻力传感器模块连接弹性变形体模块,用于感应呼吸阻力大小,并感应用户呼吸过程中的阻力变化。
所述弹性变形体模块包括弹力带模块、阻力气囊模块。
所述弹力带模块通过改变弹力带的紧度和长度来调节呼吸时的阻力。
所述阻力气囊模块通过改变气囊的形状和大小来调节呼吸时的阻力。
当弹性变形体模块为弹力带模块时,所述外周阻力控制模块包括松紧调节模块。
所述松紧调节模块用于调整弹力带的紧度和长度。
当弹性变形体模块为阻力气囊模块时,所述外周阻力控制模块包括气压控制模块。
所述气压控制模块包括导管模块、充气泵模块、泄气阀模块或抽气泵模块。
所述导管模块用于连接阻力气囊模块与充气泵模块和阻力气囊模块与抽气泵模块。
所述充气泵模块用于向阻力气囊模块内充入气体,增大呼吸阻力。
所述泄气阀模块通过打开或关闭调节阀以改变阻力气囊内的压力,减小呼吸阻力。
所述抽气泵模块用于抽出阻力气囊模块内的气体,减小呼吸阻力。
所述呼吸口鼻气道阻力调节模块1242包括流量传感器模块、通气流量控制模块、面罩模块。
所述流量传感器模块用于实时监测用户进行呼气、吸气运动的气体流量。
所述通气流量控制模块根据预设的通气参数和流量传感器模块的实时监测反馈,通过控制气流调节阀的阀门大小或开关时间来控制流量,达到呼吸阻力控制。
所述面罩模块作为流量传感器模块的载体,紧密贴合在用户的脸部。
实施例7
一种心理压力调节系统,主要技术内容见实施例1至6任一项,进一步,所述心理压力调节模块1200还包括生理参数监测模块1250。
所述生理参数监测模块1250包括脑电监测模块1251、心电监测模块1252、血氧监测模块1253、血压监测模块1254、生理异常报警模块1255。
所述脑电监测模块1251用于监测用户的脑电信号。
所述心电监测模块1252用于监测用户的心电信号。
所述血氧监测模块1253用于监测用户的血氧信号。
所述血压监测模块1254用于监测用户的血压信号。
当用户的脑电信号、心电信号、血氧信号、血压信号、呼吸频率信号中任一项超出预设的范围时,生理异常报警模块1255向主控模块1100发送携带定位的警报信号,中止心理压力调节系统的运行。
实施例8
一种心理压力调节系统,主要技术内容见实施例1至7任一项,进一步,所述心理压力调节模块1200还包括治疗效果评估模块1260、智能调节模块1270。
所述治疗效果评估模块1260包括心率变异性计算分析模块1261、呼吸性窦性心律不齐计算分析模块1262、心理压力计算分析模块1263、心理压力调节效果计算模块1264。
所述心率变异性计算分析模块1261对心电信号进行分析处理,计算出心率变异性指标HRV。
所述心率变异性指标HRV包括心率总体标准差SDNN。
所述呼吸性窦性心律不齐计算分析模块1262根据用户的心电信号和呼吸信号,计算出呼吸性窦性心律不齐RSA参数。
所述呼吸性窦性心律不齐RSA参数如下所示:
式中,RSA为心率受呼吸作用影响强弱的度量参数,RRmax为一个呼吸周期中呼气过程中的最大RR间期。RRmin为一个呼吸周期中吸气过程中的最小RR间期。为整个呼吸阶段中的平均RR间期。
所述心理压力计算分析模块1263基于用户心理压力调节过程中的呼吸频率信号、生理参数信号、心率变异性指标HRV、呼吸性窦性心律不齐RSA参数,计算分析并量化用户的心理压力程度。
所述心理压力程度分为低、中、高三档,每档分为三级,心理压力低档用数字1、2、3表示,心理压力中档用数字4、5、6表示,心理压力高档用数字7、8、9表示。
所述心理压力调节效果计算模块1264根据用户心理压力程度处于中低档时间占本次训练总时间的比值,计算出治疗效果得分,并依据治疗效果得分,将用户的治疗效果划分优、良、中、差四个等级。
所述智能调节模块1270在用户心理压力程度处于高档且长时间自我调整不能达到中低档时,调整治疗方案。
所述调整治疗方案的方式包括调整呼吸引导模式、调整呼吸引导方式、调整呼吸引导频率、调整呼吸比、调整音乐种类、调整治疗方案组合、调整训练时长。
实施例9
一种心理压力调节系统,主要技术内容见实施例1至8任一项,进一步,所述仪器端还包括无线数据传输模块1500、无线定位模块1600。
所述无线数据传输模块1500用于传输指令信号、控制信号、心理压力调节数据。
所述心理压力调节数据包括呼吸引导数据、音乐治疗数据、呼吸频率数据、呼吸阻力调节数据、生理参数数据、治疗效果评估数据、智能调节数据。
所述呼吸阻力调节数据包括呼吸胸腹外周阻力调节数据、呼吸口鼻气道阻力调节数据、呼吸胸腹外周阻力数据、呼吸口鼻气道阻力数据。
所述生理参数数据包括脑电信号、心电信号、血氧信号、血压信号。
所述治疗效果评估数据包括心率变异性指标HRV数据、呼吸性窦性心律不齐RSA参数数据、心理压力程度数据、心理压力治疗效果得分、等级数据。
所述智能调节数据为治疗方案的调节数据。
所述无线定位模块1600包括GPS天线模块1610、北斗卫星天线模块1620、信号接收模块1630。
所述GPS天线模块1610用于接收或发送GPS导航信号。
所述北斗卫星天线模块1620用于接收或发送北斗卫星通信信号。
所述信号接收模块1630用于对GPS导航信号或北斗卫星通信信号进行接收,进而获得定位。
实施例10
一种心理压力调节系统,主要技术内容见实施例1至9任一项,进一步,所述心理压力调节系统还包括智能终端、云平台。
所述智能终端包括远程控制模块2100、心理健康评估模块2200、数据显示模块2300、历史数据记录模块2400。
所述远程控制模块2100用于向仪器端发送控制命令,实现对心理压力调节治疗的控制。
所述心理健康评估模块2200包括数据录入模块、心理健康计算分析模块。
所述数据录入模块通过问卷形式获取用户的心理健康状况。
所述问卷包括知觉压力量表PSS、焦虑自评量表SAS。
所述心理健康计算分析模块依据数据录入模块录入的数据,计算出心理健康评分并评估用户心理健康状况,得到心理健康评估数据。
所述心理健康评分的计算公式如下所示:
f=[1-(PSS/PSS0)]*100*c1+(SAS0-SAS)*c2 (4)
式中,f为心理健康评分。PSS为知觉压力量表得分。SAS为焦虑自评量表得分。PSS0为知觉压力量表总分。SAS0为焦虑自评量表总分。c1、c2均为权重因子,且c1+c2=1。
所述数据显示模块2300用于将用户的呼吸引导数据、音乐治疗数据、呼吸频率数据、呼吸阻力调节数据、生理参数数据、治疗效果评估数据、智能调节数据、心理健康评估数据以图表、文字和/或数字的形式进行显示。
所述历史数据记录模块2400用于记录用户的呼吸引导数据、音乐治疗数据、呼吸频率数据、呼吸阻力调节数据、生理参数数据、治疗效果评估数据、智能调节数据、心理健康评估数据。
所述云平台包括云端数据存储模块3100、云端数据处理模块3200。
所述云端数据存储模块3100用于存储用户的呼吸引导数据、音乐治疗数据、呼吸频率数据、呼吸阻力调节数据、生理参数数据、治疗效果评估数据、智能调节数据、心理健康评估数据。
所述云端数据处理模块3200对用户的呼吸引导数据、音乐治疗数据、呼吸频率数据、呼吸阻力调节数据、生理参数数据、治疗效果评估数据、智能调节数据、心理健康评估数据进行分析,得出对应训练方案的效果。
实施例11
一种心理压力调节系统,主要技术内容见实施例1至10任一项,进一步,所述仪器端还包括电源管理模块1400。
所述电源管理模块1400包括供电模块1410、充电模块1420。
所述供电模块1410为主控模块1100、心理压力调节模块1200、人机交互模块1300、无线数据传输模块1500、无线定位模块1600供电。
所述充电模块1420为供电模块1410进行充电。
实施例12
参见图1至图22,一种心理压力调节系统,包括仪器端。
所述仪器端包括主控模块1100、心理压力调节模块1200、人机交互模块1300。
所述主控模块1100包括控制模块1110、数据处理模块1120、数据存储模块1130。
所述控制模块1110根据接收的指令信号控制仪器端工作。
所述数据处理模块1120对接收的指令信号进行识别处理,从而生成控制信号。
所述数据存储模块1130用于存储用户的治疗数据。
所述心理压力调节模块1200根据主控模块1100的控制信号对用户进行心理压力调节训练。
所述心理压力调节训练包括呼吸节律调节训练和音乐治疗训练。
所述人机交互模块1300用于生成指令信号,显示交互数据。
所述控制模块1110包括呼吸引导控制模块。
所述呼吸引导控制模块根据人机交互模块1300的指令信号控制呼吸节律调节模块1210工作。
所述呼吸引导控制模块包括简易引导控制模块、反馈引导控制模块。
所述简易引导控制模块基于恒定的引导频率或恒定变化的引导频率控制呼吸节律调节模块1210引导用户进行吸气、呼气运动;所述恒定的引导频率包括10-6次/min,按照其中某个引导频率一直控制呼吸节律调节模块1210引导用户进行吸气、呼气运动;所述恒定变化的引导频率是指从10次/min引导频率开始缓缓降至到6次/min引导频率,期间每一个引导频率引导恒定的时间后,下调一定的引导频率同样引导恒定的时间,直至降至6次/min引导频率,保持引导频率不变直到治疗结束。
所述反馈引导控制模块根据呼吸频率监测模块1230监测到用户的当前呼吸频率CBPM信号,控制呼吸节律调节模块1210实时反馈引导用户进行吸气、呼气运动;所述反馈引导控制模块取呼吸频率监测模块1230初始监测到的n次呼吸频率均值作为初始引导频率GBPM,在引导过程中检测到n次有效呼吸后,计算n次CBPM均值;若当前n次呼吸频率CBPM均值大于当前引导频率CGBPM,则保持引导频率不变;若若当前n次呼吸频率CBPM均值小于等于当前引导频率CGBPM,则下调引导频率a,即:
GBPM=CGBPM-a (1)
当引导频率达到6次/min时则保持该引导频率直到治疗结束。
所述呼吸节律调节模块1210包括基于听觉的呼吸节律调节模块1211、基于视觉的呼吸节律调节模块1212、基于触觉的电刺激呼吸节律调节模块1213、基于触觉的震动呼吸节律调节模块1214、基于触觉的热刺激呼吸节律调节模块1215、基于触觉的压力呼吸节律调节模块1216、基于触觉的超声波呼吸节律调节模块1217中一个或多个组合。
所述基于听觉的呼吸节律调节模块1211包括语音播报控制模块、扬声器模块和/或耳机模块。
所述语音播报控制模块根据主控模块1100发送的引导频率及呼吸比控制信号控制扬声器模块和/或耳机模块播放相应的提示语音,所述提示语音包括“呼”、“吸”等,所述呼吸比为呼吸时吸气与呼气的时间比例;所述扬声器模块和/或耳机模块根据语音播报控制模块的控制信号播放语音提示,引导用户进行吸气、呼气动作。
当开始治疗后,基于听觉的呼吸节律调节模块1211根据主控模块1100的控制信号播报“吸”提示语音,其持续时间为引导吸气时间,引导用户进行吸气动作;播报“呼”提示语音,持续时间为引导呼气时间,引导用户进行呼气动作;所述“吸”、“呼”提示语音播报频率与持续时间和主控模块1100发送的引导频率及呼吸比同步,根据引导频率及呼吸比变化而变化,直至治疗结束。
所述基于视觉的呼吸节律调节模块1212包括画面生成控制模块、显示屏模块。
所述画面生成控制模块根据主控模块1100发送的引导频率及呼吸比控制信号控制显示屏模块显示呼气、吸气节律性引导动画;所述显示屏模块根据画面生成控制模块显示相应的呼气、吸气节律性引导动画;所述呼气、吸气节律性引导动画包括肺部轮廓图案的填充、箭头方向的改变等,代表着呼气引导过程、吸气引导过程。
所述基于视觉的呼吸节律调节模块1212根据主控模块1100发送的引导频率及呼吸比控制信号控制显示屏模块显示呼气、吸气节律性引导动画的频率及持续时间,呼气、吸气节律性引导动画显示的频率及持续时间与主控模块1100发送的引导频率及呼吸比同步。
所述基于触觉的电刺激呼吸节律调节模块1213包括电刺激控制模块、电刺激脉冲发生器模块、电刺激电极模块。
所述电刺激控制模块根据主控模块1100发送的引导频率及呼吸比控制信号控制电刺激脉冲发生器模块生成相应的脉冲信号;所述电刺激脉冲发生器模块根据电刺激控制模块生成相应电刺激强度、频率、脉宽的脉冲信号;并发送至电刺激电极模块;所述电刺激电极模块接收到脉冲信号后,对用户的耳部、腹部、腕部施加电刺激,从而引导用户进行吸气、呼气运动。
所述电刺激强度可被用户通过人机交互模块1300随时调整,所述电刺激频率与引导频率同步,所述电刺激脉宽与引导吸气时间同步。
所述基于触觉的震动呼吸节律调节模块1214包括腰腹带模块、压力控制模块、压力检测模块、腰腹带震动模块。
所述腰腹带模块束缚在用户腰腹部;所述压力控制模块、压力检测模块、震动模块固定在腰腹带模块上。
所述压力控制模块根据接收主控模块1100发送的引导频率及呼吸比控制信号后,根据腰腹带模块受压情况对腰腹带模块进行加压或减压,进而对用户腰腹部进行加压或减压。
当压力控制模块减压时,基于触觉的震动呼吸节律调节模块1214引导用户进行吸气或呼气;当压力控制模块加压时,基于触觉的震动呼吸节律调节模块1214引导用户进行呼气或吸气;所述压力控制模块减压时间同步引导吸气或呼气时间,所述压力控制模块加压时间同步引导呼气或吸气时间,所述压力控制模块加压和减压频率同步引导频率;当压力控制模块开始加压或减压时,压力控制模块控制腰腹带震动模块振动,引导用户进行吸气或呼气运动。
所述压力检测模块监测加压、减压过程中的腰腹带模块受压情况,并发送至压力控制模块;当腰腹带模块受压情况超过预设压力阈值时,压力控制模块中止运行。
所述压力检测模块还包括初始加压模块;用户佩戴基于触觉的震动呼吸节律调节模块1214后,通过人机交互模块1300控制发送初始加压信号至主控模块1100;所述主控模块1100接收到初始加压信号后,向压力控制模块发送控制信号,令压力控制模块控制初始加压模块进行主动加压,从而将腰腹带模块与用户腹部之间的压力升至预设值Ppresetvalue。
所述压力控制模块根据控制信号进行加压的加压量、进行减压的减压量通过腰腹带与用户腹部之间的实时压力Prealtime进行表征;
实时压力Prealtime如下所示:
Prealtime=Ppresetvalue+ΔPvariable (2)
其中,ΔPvariable为系统预设随时间变化的加压量或减压量。
所述基于触觉的热刺激呼吸节律调节模块1215包括热刺激控制模块、热刺激模块。
所述热刺激控制模块根据主控模块1100发送的引导频率及呼吸比控制信号控制热刺激模块产生相应强度、频率、脉宽的热刺激信号;所述热刺激模块包括加热模块、温度传感器模块;所述加热模块根据热刺激控制模块的控制信号对用户的手部或脚部施加热刺激,引导用户进行吸气、呼气运动;所述温度传感器模块监测加热区域的温度,当监测到加热区域的温度超过预设温度阈值时,热刺激控制模块中止运行。
所述热刺激强度和预设温度阈值通过人机交互模块1300随时调整,调至用户舒适的温度,所述热刺激频率与引导频率同步,所述热刺激脉宽与引导吸气时间同步。
所述基于触觉的压力呼吸节律调节模块1216包括气囊固定带模块、气囊模块、气压控制模块、气体压力检测模块。
所述气囊固定带模块将气囊模块固定在用户腹部、腿部,使气囊模块与用户相应部位对应;所述气囊模块、气压控制模块固定在气囊固定带模块上。
所述气压控制模块接收主控模块1100发送的引导频率及呼吸比控制信号后,根据气囊模块受压情况对气囊模块进行加压或减压;所述气压控制模块对气囊模块进行加压时,气囊模块膨胀,压迫用户腹部、腿部区域,引导用户进行吸气动作;所述气压控制模块对气囊模块进行减压时,气囊模块收缩,远离用户腹部、腿部区域,引导用户进行呼气动作;所述气囊模块加压时间与引导吸气时间同步,所述气囊模块减压时间与引导呼气时间同步,所述气囊模块加压和减压频率与引导频率同步,所述气囊模块加压、减压的预设压力阈值、强度可以通过人机交互模块1300进行调整。
所述气体压力检测模块监测加压、减压过程气囊模块受压情况,并发送至气压控制模块,当监测到加压、减压过程气囊模块受压情况超过预设压力阈值时,气压控制模块中止运行。
所述基于触觉的超声波呼吸节律调节模块1217包括超声波控制模块、超声波触觉刺激模块。
所述超声波控制模块根据主控模块1100发送的引导频率及呼吸比控制信号控制超声波触觉刺激模块产生相应强度、频率、脉宽的超声波刺激信号;所述超声波触觉模块根据超声波控制模块的控制信号产生超声波刺激信号;所述超声波刺激信号通过超声波产生微小的空气压力变化,在用户皮肤上产生触觉刺激,引导用户进行吸气、呼气运动。
所述超声波刺激强度通过通过人机交互模块1300随时调整,所述超声波刺激频率与引导频率同步,所述超声波刺激脉冲宽度与引导吸气时间同步。
所述心力压力调节模块1200还包括音乐治疗模块1220。
所述音乐治疗模块1220包括慢节奏音乐模块1221、中医五音音乐模块1222。
所述慢节奏音乐模块1221根据接收的控制信号播放慢节奏音乐,音乐节奏控制在每分钟60-80拍,音乐旋律柔和流畅,音乐风格涵盖古典音乐、轻音乐、自然音乐等。
所述中医五音音乐模块1222根据接收的控制信号播放中医五音音乐,音乐调试以徵音、角音为主,宫、商、羽音为辅,音乐旋律轻松欢快,音乐节奏舒缓平稳,音乐音色温暖柔和。
所述呼吸频率监测模块1230包括基于胸腹压力的呼吸频率监测模块1231、基于胸阻抗的呼吸频率监测模块1232、基于热敏电阻的呼吸频率监测模块1233、基于呼吸音的呼吸频率监测模块1234、基于空气流量的呼吸频率监测模块1235、基于红外热成像的呼吸频率监测模块1236、基于脉搏波的呼吸频率监测模块1237、基于床垫的呼吸频率监测模块1238、基于超声波的呼吸频率监测模块1239中的一个或多个组合。
所述基于胸腹压力的呼吸频率监测模块1231包括压力传感器模块、胸腹带模块、压力数据处理模块。
所述压力传感器模块放置在用户的胸部或腹部,感知呼吸时胸腹部产生的压力变化,得到压力数据;所述胸腹带模块用于将压力传感器模块固定在用户胸部或腹部位置;所述压力数据处理模块对从压力传感器模块接收到的压力数据进行平滑、滤波、归一化、特征提取处理和分析,计算出呼吸频率。
所述基于胸阻抗的呼吸频率监测模块1232包括胸阻抗传感器模块、胸阻抗数据处理模块。
所述胸阻抗传感器模块放置在用户的胸部,感知因呼吸运动产生的胸部阻抗变化,得到胸阻抗数据;所述胸阻抗数据处理模块对从胸阻抗传感器模块接收到的胸阻抗数据进行平滑、滤波、特征提取处理和分析,计算出呼吸频率。
所述基于热敏电阻的呼吸频率监测模块1233包括热敏电阻传感器模块、热敏数据处理模块。
所述热敏电阻传感器模块放置在用户的口鼻处,感知用户呼吸时的温度变化并转化为电阻信号的变化,得到电阻值信号;所述热敏数据处理模块对采集到的电阻值信号转化为温度数据,再对温度数据进行平滑、滤波、特征提取处理和分析,计算出呼吸频率。
所述基于呼吸音的呼吸频率监测模块1234包括呼吸音采集模块、呼吸音数据处理模块。
所述呼吸音采集模块采用高灵敏度麦克风或其他声音传感器,放置在接近用户口鼻或胸部位置,捕捉呼吸时产生的声音信号,得到呼吸音数据;所述呼吸音数据处理模块对呼吸音传感器模块采集的呼吸音数据进行滤波、去噪、特征提取处理和分析,计算出呼吸频率。
所述基于空气流量的呼吸频率监测模块1235包括呼吸流量采集模块、呼吸流量数据处理模块。
所述呼吸流量采集模块采用空气流量传感器放置在用户口鼻处,测量用户呼吸时产生的空气流量变化,得到呼吸流量数据;所述呼吸流量数据处理模块对呼吸流量数据进行平滑、滤波、特征提取处理和分析,计算出呼吸频率。
所述基于红外热成像的呼吸频率监测模块1236包括红外聚焦模块、红外热成像模块、红外数据处理模块。
所述红外聚焦模块将用户面部口鼻区发出的红外辐射聚焦到红外热成像模块上;所述红外热成像模块用于捕捉人体发出的红外辐射,得到红外热成像数据;所述红外数据处理模块对从红外热成像模块接收到的红外热成像数据进行滤波、归一化、图像转化、特征提取处理和分析,计算出呼吸频率。
所述基于脉搏波的呼吸频率监测模块1237包括脉搏波采集模块、脉搏波数据处理模块。
所述脉搏波采集模块采用光电脉搏波传感器放置在用户的手指、手腕、耳垂等部位,采集呼吸运动中的脉搏波信号;所述脉搏波数据处理模块对采集到的脉搏波信号数据进行平滑、滤波、特征提取处理和分析,计算出呼吸频率。
所述基于床垫的呼吸频率监测模块1238包括压电薄膜传感器模块、床垫模块、压电数据处理模块。
所述压电薄膜传感器模块嵌入在床垫模块内部或表面,感应人体的呼吸动作,得到压电数据;所述床垫模块用于支撑人体的重量,同时作为压电薄膜传感器模块的载体;所述压电数据处理模块对从压电薄膜传感器模块接收到的压电数据进行平滑、滤波、特征提取处理和分析,计算出呼吸频率。
所述基于超声波的呼吸频率监测模块1239包括超声波发射器模块、超声波接收器模块、超声波数据处理模块。
所述超声波发射器模块向用户的胸腹部发射超声波信号;所述超声波接收器模块接收从胸腹部反射回来的超声波信号;所述超声波数据处理模块对反射回来的超声波数据进行滤波、特征提取处理和分析,计算出呼吸频率。
所述心理压力调节模块1200还包括呼吸阻力调节模块1240。
所述呼吸阻力调节模块1240包括呼吸胸腹外周阻力调节模块1241、呼吸口鼻气道阻力调节模块1242中的一个或两个组合。
所述呼吸胸腹外周阻力调节模块1241包括弹性变形体模块、外周阻力控制模块和/或阻力传感器模块。
所述弹性变形体模块用于佩戴在用户胸部或腹部,在呼吸时给予阻力。
所述外周阻力控制模块用于调节弹性变形体模块提供的阻力大小。
所述阻力传感器模块连接弹性变形体模块,用于感应呼吸阻力大小,并感应用户呼吸过程中的阻力变化。
所述弹性变形体模块包括弹力带模块、阻力气囊模块。
所述弹力带模块通过改变弹力带的紧度和长度来调节呼吸时的阻力。
所述阻力气囊模块通过改变气囊的形状和大小来调节呼吸时的阻力。
当弹性变形体模块为弹力带模块时,所述外周阻力控制模块包括松紧调节模块。
所述松紧调节模块用于调整弹力带的紧度和长度。
当弹性变形体模块为阻力气囊模块时,所述外周阻力控制模块包括气压控制模块。
所述气压控制模块包括导管模块、充气泵模块、泄气阀模块或抽气泵模块。
所述导管模块用于连接阻力气囊模块与充气泵模块和阻力气囊模块与抽气泵模块。
所述充气泵模块用于向阻力气囊模块内充入气体,增大呼吸阻力。
所述泄气阀模块通过打开或关闭调节阀以改变阻力气囊内的压力,减小呼吸阻力。
所述抽气泵模块用于抽出阻力气囊模块内的气体,减小呼吸阻力。
所述呼吸口鼻气道阻力调节模块1242包括流量传感器模块、通气流量控制模块、面罩模块。
所述流量传感器模块用于实时监测用户进行呼气、吸气运动的气体流量。
所述通气流量控制模块根据预设的通气参数和流量传感器模块的实时监测反馈,通过控制气流调节阀的阀门大小或开关时间来控制流量,达到呼吸阻力控制。
所述面罩模块作为流量传感器模块的载体,紧密贴合在用户的脸部。
所述心理压力调节模块1200还包括生理参数监测模块1250。
所述生理参数监测模块1250包括脑电监测模块1251、心电监测模块1252、血氧监测模块1253、血压监测模块1254、生理异常报警模块1255。
所述脑电监测模块1251用于监测用户的脑电信号。
所述心电监测模块1252用于监测用户的心电信号。
所述血氧监测模块1253用于监测用户的血氧信号。
所述血压监测模块1254用于监测用户的血压信号。
当用户的脑电信号、心电信号、血氧信号、血压信号、呼吸频率信号中任一项超出预设的范围时,生理异常报警模块1255向主控模块1100发送携带定位的警报信号,中止心理压力调节系统的运行。
所述心理压力调节模块1200还包括治疗效果评估模块1260。
所述治疗效果评估模块1260包括心率变异性计算分析模块1261、呼吸性窦性心律不齐计算分析模块1262、心理压力计算分析模块1263、心理压力调节效果计算模块1264。
所述心率变异性计算分析模块1261对心电信号进行分析处理,计算出心率变异性指标HRV。
所述心率变异性指标HRV包括心率总体标准差SDNN。
所述呼吸性窦性心律不齐计算分析模块1262根据用户的心电信号和呼吸信号,计算出呼吸性窦性心律不齐RSA参数,其RSA计算公式如下:
式中的RSA为心率受呼吸作用影响强弱的度量参数,RRmax为一个呼吸周期中呼气过程中的最大RR间期;RRmin为一个呼吸周期中吸气过程中的最小RR间期;为整个呼吸阶段中的平均RR间期。
所述心理压力计算分析模块1263基于用户心理压力调节过程中的呼吸频率信号、生理参数信号、心率变异性指标HRV、呼吸性窦性心律不齐RSA参数,计算分析并量化用户的心理压力程度,心理压力程度分为低、中、高三档,每档分为三级,心理压力低档用数字1、2、3表示,心理压力中档用数字4、5、6表示,心理压力高档用数字7、8、9表示。
所述心理压力调节效果计算模块1264根据用户心理压力程度处于中低档时间占本次训练总时间的比值,计算出治疗效果得分,并依据治疗效果得分划分优、良、中、差四个等级,表示用户的治疗效果。
所述心理压力调节模块1200还包括智能调节模块1270。
所述智能调节模块1270对用户心理压力程度处于高档且长时间自我调整不能达到中低档时,能够智能地调整治疗方案,所述调整治疗方案包括呼吸引导模式、呼吸引导方式、呼吸引导频率、呼吸比、音乐种类、治疗方案组合、训练时长等,达到更好的治疗效果。
所述人机交互模块1300包括数据交互显示模块1310、个性化治疗方案生成模块1320、功能按键模块1330。
所述数据交互显示模块1310用于显示人机交互信息。
所述个性化治疗方案生成模块1320包括呼吸节律调节治疗方案模块1321、音乐治疗方案模块1322、组合治疗方案模块1323。
所述呼吸节律调节治疗方案模块1321包括呼吸引导模式选择模块、呼吸比选择模块、呼吸引导方式选择模块。
所述呼吸引导模式选择模块包括简易引导模块、反馈引导模块。
所述简易引导模块基于恒定的呼吸引导频率或恒定变化的呼吸引导频率对使用者进行慢呼吸训练治疗。
所述反馈引导模块根据用户的实时呼吸频率,反馈引导用户调节呼吸节律,进行慢呼吸训练治疗。
所述呼吸比选择模块用于用户选择慢呼吸训练治疗的呼吸比,所述呼吸比包括1:1、1:2、1:3。
所述呼吸引导方式选择模块用于选择呼吸训练方式;所述呼吸训练方式包括腹式呼吸训练方法、缩唇呼吸训练方法、深呼吸训练方法、快吸慢呼训练方法、主动呼吸循环技术训练方法。
所述音乐治疗方案模块1322通过设置音乐风格、旋律、节奏,对用户进行音乐训练治疗。
所述组合治疗方案模块1323用于呼吸节律调节治疗方案和音乐治疗方案组合使用,调节用户心理压力。
所述功能按键模块1330用于设置仪器端的基础功能。
所述仪器端还包括无线数据传输模块1500、无线定位模块1600。
所述无线数据传输模块1500用于传输指令信号、控制信号、心理压力调节数据。
所述心理压力调节数据包括呼吸引导数据、音乐治疗数据、呼吸频率数据、呼吸阻力调节数据、生理参数数据、治疗效果评估数据、智能调节数据。
所述呼吸阻力调节数据包括呼吸胸腹外周阻力调节数据、呼吸口鼻气道阻力调节数据、呼吸胸腹外周阻力数据、呼吸口鼻气道阻力数据。
所述生理参数数据包括脑电信号、心电信号、血氧信号、血压信号。
所述治疗效果评估数据包括心率变异性指标HRV数据、呼吸性窦性心律不齐RSA参数数据、心理压力程度数据、心理压力治疗效果得分和等级数据。
所述无线定位模块1600包括GPS天线模块1610、北斗卫星天线模块1620、信号接收模块1630。
所述GPS天线模块1610用于接收或发送GPS导航信号。
所述北斗卫星天线模块1620用于接收或发送北斗卫星通信信号。
所述信号接收模块1630用于对GPS导航信号或北斗卫星通信信号进行接收,进而获得定位。
所述仪器端还包括电源管理模块1400。
所述电源管理模块1400包括供电模块1410、充电模块1420。
所述供电模块1410为仪器端供电。
所述充电模块1420为供电模块1410进行充电。
所述心理压力调节系统还包括智能终端、云平台。
所述智能终端包括远程控制模块2100、心理健康评估模块2200、数据显示模块2300、历史数据记录模块2400。
所述远程控制模块2100用于向仪器端发送控制命令,实现对心理压力调节治疗的控制。
所述心理健康评估模块2200包括数据录入模块、心理健康计算分析模块。
所述数据录入模块通过问卷形式获取用户的心理健康状况。
所述问卷包括知觉压力量表(PSS)、焦虑自评量表(SAS)。
所述心理健康计算分析模块依据数据录入模块录入的数据,计算出心理健康评分并评估用户心理健康状况,得到心理健康评估数据。
所述心理健康评分的计算公式如下所示:
f=[1-(PSS/PSS0)]*100*c1+(SAS0-SAS)*c2 (4)
式中,f为心理健康评分;PSS为知觉压力量表得分;SAS为焦虑自评量表得分;PSS0为知觉压力量表总分;SAS0为焦虑自评量表总分;c1、c2均为权重因子,且c1+c2=1。
所述数据显示模块2300用于将用户的呼吸引导数据、音乐治疗数据、呼吸频率数据、呼吸阻力调节数据、生理参数数据、治疗效果评估数据、智能调节数据、心理健康评估数据以图表、文字和/或数字的形式进行显示。
所述历史数据记录模块2400用于记录用户的呼吸引导数据、音乐治疗数据、呼吸频率数据、呼吸阻力调节数据、生理参数数据、治疗效果评估数据、智能调节数据、心理健康评估数据。
所述云平台包括云端数据存储模块3100、云端数据处理模块3200。
所述云端数据存储模块3100用于存储用户的呼吸引导数据、音乐治疗数据、呼吸频率数据、呼吸阻力调节数据、生理参数数据、治疗效果评估数据、智能调节数据、心理健康评估数据。
所述云端数据处理模块3200对用户的呼吸引导数据、音乐治疗数据、呼吸频率数据、呼吸阻力调节数据、生理参数数据、治疗效果评估数据、智能调节数据、心理健康评估数据进行分析,得出对应训练方案的效果。
实施例13
一种心理压力调节系统,主要技术内容见实施例12,进一步,用户通过人机交互模块1300选择呼吸节律调节治疗方案,设置呼吸引导模式为简易引导,呼吸引导呼吸比为1:1,呼吸引导方式为缩唇呼吸训练,配置治疗时间、恒定呼吸引导频率或恒定变化的呼吸引导频率等治疗参数,采用基于听觉的呼吸节律调节模块1211和基于视觉的呼吸节律调节模块1212的组合,引导用户进行慢呼吸训练,调节心理压力,治疗数据通过无线数据传输模块1500传输至智能终端;智能终端接收仪器端传输的治疗数据保存在历史数据记录模块2400,用户通过心理健康评估模块2200填写知觉压力量表(PSS)和焦虑自评量表(SAS),并依据用户填写数据计算评分,评估心理健康状况,其治疗数据及心理健康评估数据传输至云平台,云端数据处理模块3200对用户的治疗数据及心理健康评估数据进行分析处理,得出训练方案的效果,并将处理后的治疗数据及心理健康评估数据保存在云端数据存储模块3100,其智能终端数据显示模块2300调用云平台处理后的用户治疗数据和心理健康评估数据,以图表、文字、数字的形式进行显示。
实施例14
一种心理压力调节系统,主要技术内容见实施例12,进一步,用户通过人机交互模块1300选择呼吸节律调节治疗方案,设置呼吸引导模式为简易引导,呼吸引导呼吸比为1:3,呼吸引导方式为快吸慢呼训练,配置治疗时间、恒定呼吸引导频率或恒定变化的呼吸引导频率等治疗参数,采用基于听觉的呼吸节律调节模块1211、基于视觉的呼吸节律调节模块1212、基于触觉的电刺激呼吸节律调节模块1213、基于触觉的压力呼吸节律调节模块1216的组合,引导用户进行慢呼吸训练,调节心理压力;在训练期间,实时监测并显示用户的脑电生理参数和基于脑电信号评估的心理压力程度量化值,并根据用户心理压力处于中低程度时间占本次训练总时间的比值,计算出训练效果得分,并依据训练效果得分评估出优、良、中、差四个等级表示用户训练效果,治疗数据通过无线数据传输模块1500传输至智能终端;智能终端接收仪器端传输的治疗数据保存在历史数据记录模块2400,用户通过心理健康评估模块2200填写知觉压力量表(PSS)和焦虑自评量表(SAS),并依据用户填写数据计算评分,评估心理健康状况,其治疗数据及心理健康评估数据传输至云平台,云端数据处理模块3200对用户的治疗数据及心理健康评估数据进行分析处理,得出训练方案的效果,并将处理后的治疗数据及心理健康评估数据保存在云端数据存储模块3100,其智能终端数据显示模块2300调用云平台处理后的用户治疗数据和心理健康评估数据,以图表、文字、数字的形式进行显示。
实施例15
一种心理压力调节系统,主要技术内容见实施例12,进一步,用户通过人机交互模块1300选择呼吸节律调节治疗方案,设置呼吸引导模式为反馈引导,呼吸引导呼吸比为1:2,呼吸引导方式为腹式呼吸训练,配置治疗时间、屏幕亮度、音量大小等参数,采用基于床垫的呼吸频率监测模块1238作为呼吸频率监测,主控模块1100根据监测到用户的实时呼吸频率不断调整呼吸引导频率,控制呼吸节律调节模块1210工作,其呼吸引导采用基于听觉的呼吸节律调节模块1211、基于视觉的呼吸节律调节模块1212、基于触觉的电刺激呼吸节律调节模块1213、基于触觉的压力呼吸节律调节模块1216的组合,引导用户同步呼吸引导频率进行反馈慢呼吸训练,调节心理压力;在训练期间,实时监测并显示用户的脑电生理参数和基于脑电信号、呼吸频率信号评估的心理压力程度量化值,并根据用户心理压力处于中低程度时间占本次训练总时间的比值,计算出训练效果得分,并依据训练效果得分评估出优、良、中、差四个等级表示用户训练效果,治疗数据通过无线数据传输模块1500传输至智能终端;智能终端接收仪器端传输的治疗数据保存在历史数据记录模块2400,用户通过心理健康评估模块2200填写知觉压力量表(PSS)和焦虑自评量表(SAS),并依据用户填写数据计算评分,评估心理健康状况,其治疗数据及心理健康评估数据传输至云平台,云端数据处理模块3200对用户的治疗数据及心理健康评估数据进行分析处理,得出训练方案的效果,并将处理后的治疗数据及心理健康评估数据保存在云端数据存储模块3100,其智能终端数据显示模块2300调用云平台处理后的用户治疗数据和心理健康评估数据,以图表、文字、数字的形式进行显示。
实施例16
一种心理压力调节系统,主要技术内容见实施例12,进一步,用户通过人机交互模块1300选择音乐治疗方案,配置治疗时间、音乐种类、音乐曲目、音量大小等参数,主控模块1100根据控制信号控制音乐治疗模块1220播放相应的音乐,对用户进行音乐治疗调节心理压力;在治疗期间,实时监测并显示用户的心电、血氧、血压生理参数和基于生理参数、心率变异性指标HRV评估的心理压力程度量化值,并根据用户心理压力处于中低程度时间占本次训练总时间的比值,计算出训练效果得分,并依据训练效果得分评估出优、良、中、差四个等级表示用户训练效果,治疗数据通过无线数据传输模块1500传输至智能终端;智能终端接收仪器端传输的治疗数据保存在历史数据记录模块2400,用户通过心理健康评估模块2200填写知觉压力量表(PSS)和焦虑自评量表(SAS),并依据用户填写数据计算评分,评估心理健康状况,其治疗数据及心理健康评估数据传输至云平台,云端数据处理模块3200对用户的治疗数据及心理健康评估数据进行分析处理,得出训练方案的效果,并将处理后的治疗数据及心理健康评估数据保存在云端数据存储模块3100,其智能终端数据显示模块2300调用云平台处理后的用户治疗数据和心理健康评估数据,以图表、文字、数字的形式进行显示。
实施例17
一种心理压力调节系统,主要技术内容见实施例12,进一步,用户通过人机交互模块1300选择组合治疗方案,采用呼吸节律调节与音乐治疗组合训练,进行心理压力调节治疗;呼吸节律调节,设置呼吸引导模式为反馈引导,呼吸引导呼吸比为1:2,呼吸引导方式为腹式呼吸训练,配置治疗时间、屏幕亮度、音量大小等参数,采用基于胸腹压力的呼吸频率监测模块1211作为呼吸频率监测,主控模块1100根据监测到用户的实时呼吸频率不断调整呼吸引导频率,控制呼吸节律调节模块1210工作,其呼吸引导采用基于听觉的呼吸节律调节模块1211、基于视觉的呼吸节律调节模块1212、基于触觉的电刺激呼吸节律调节模块1213、基于触觉的压力呼吸节律调节模块1216的组合,引导用户同步呼吸引导频率进行反馈慢呼吸训练,调节心理压力;音乐治疗,配置治疗时间、音乐种类、音乐曲目、音量大小等参数,主控模块1100根据控制信号控制音乐治疗模块1220播放相应的音乐,对用户进行音乐治疗调节心理压力;在训练治疗期间,实时监测并显示用户的脑电生理参数和基于脑电信号、呼吸频率信号评估的心理压力程度量化值,并根据用户心理压力处于中低程度时间占本次训练总时间的比值,计算出训练效果得分,并依据训练效果得分评估出优、良、中、差四个等级表示用户训练效果,治疗数据通过无线数据传输模块1500传输至智能终端;智能终端接收仪器端传输的治疗数据保存在历史数据记录模块2400,用户通过心理健康评估模块2200填写知觉压力量表(PSS)和焦虑自评量表(SAS),并依据用户填写数据计算评分,评估心理健康状况,其治疗数据及心理健康评估数据传输至云平台,云端数据处理模块3200对用户的治疗数据及心理健康评估数据进行分析处理,得出训练方案的效果,并将处理后的治疗数据及心理健康评估数据保存在云端数据存储模块3100,其智能终端数据显示模块2300调用云平台处理后的用户治疗数据和心理健康评估数据,以图表、文字、数字的形式进行显示。

Claims (10)

1.一种心理压力调节系统,其特征在于,包括仪器端;
所述仪器端包括主控模块(1100)、心理压力调节模块(1200)、人机交互模块(1300);
所述主控模块(1100)用于接收人机交互模块(1300)生成的指令信号,并根据指令信号向心理压力调节模块(1200)发送控制信号。
所述主控模块(1100)包括控制模块(1110)、数据处理模块(1120)、数据存储模块(1130);
所述控制模块(1110)根据接收的指令信号控制仪器端工作。
所述数据处理模块(1120)对接收的指令信号进行识别处理,从而生成控制信号;
所述数据存储模块(1130)用于存储用户的治疗数据;
所述心理压力调节模块(1200)根据控制信号对用户进行心理压力调节训练;
所述心理压力调节模块(1200)包括呼吸节律调节模块(1210)、音乐治疗模块(1220);
所述呼吸节律调节模块(1210)通过调节用户呼吸节律来调节用户心理压力;
所述音乐治疗模块(1220)通过播放音乐来调节用户心理压力;
所述人机交互模块(1300)用于生成指令信号。
2.根据权利要求1所述的一种心理压力调节系统,其特征在于,所述控制模块(1110)包括呼吸引导控制模块;
所述呼吸引导控制模块根据人机交互模块(1300)的指令信号控制呼吸节律调节模块(1210)工作;
所述呼吸引导控制模块包括简易引导控制模块、反馈引导控制模块;
所述简易引导控制模块基于恒定的引导频率或恒定变化的引导频率控制呼吸节律调节模块(1210),进而引导用户调节呼吸节律;
所述反馈引导控制模块根据监测到用户的当前呼吸频率CBPM信号控制呼吸节律调节模块(1210),并实时反馈引导用户调节呼吸节律;
若前n次呼吸频率CBPM信号的均值大于当前引导频率CGBPM,则保持引导频率不变,若前n次呼吸频率CBPM信号的均值小于等于当前引导频率CGBPM,则改变引导频率为反馈引导频率GBPM;
所述反馈引导频率GBPM如下所示:
GBPM=CGBPM-a (1)
式中,a为下调引导频率;
所述人机交互模块(1300)包括数据交互显示模块(1310)、个性化治疗方案生成模块(1320)、功能按键模块(1330);
所述数据交互显示模块(1310)用于显示人机交互信息;
所述个性化治疗方案生成模块(1320)包括呼吸节律调节治疗方案模块(1321)、音乐治疗方案模块(1322)、组合治疗方案模块(1323);
所述呼吸节律调节治疗方案模块(1321)包括呼吸引导模式选择模块、呼吸比选择模块、呼吸引导方式选择模块;
所述呼吸引导模式选择模块包括简易引导模块、反馈引导模块;
所述简易引导模块基于恒定的呼吸引导频率或恒定变化的呼吸引导频率对使用者进行慢呼吸训练治疗;
所述反馈引导模块根据用户的实时呼吸频率,反馈引导用户调节呼吸节律,进行慢呼吸训练治疗;
所述呼吸比选择模块用于选择慢呼吸训练治疗的呼吸比,所述呼吸比包括1:1、1:2、1:3;
所述呼吸引导方式选择模块用于选择呼吸训练方式;
所述呼吸训练方式包括腹式呼吸训练方法、缩唇呼吸训练方法、深呼吸训练方法、快吸慢呼训练方法、主动呼吸循环技术训练方法;
所述音乐治疗方案模块(1322)通过设置音乐风格、旋律、节奏,对用户进行音乐训练治疗;
所述组合治疗方案模块(1323)用于组合设置呼吸节律调节治疗方案和音乐治疗方案,调节用户心理压力;
所述功能按键模块(1330)用于设置仪器端的基础功能。
3.根据权利要求1所述的一种心理压力调节系统,其特征在于,所述呼吸节律调节模块(1210)包括基于听觉的呼吸节律调节模块(1211)、基于视觉的呼吸节律调节模块(1212)、基于触觉的电刺激呼吸节律调节模块(1213)、基于触觉的震动呼吸节律调节模块(1214)、基于触觉的热刺激呼吸节律调节模块(1215)、基于触觉的压力呼吸节律调节模块(1216)、基于触觉的超声波呼吸节律调节模块(1217)中一个或多个组合;
所述基于听觉的呼吸节律调节模块(1211)包括语音播报控制模块、扬声器和/或耳机模块;
所述语音播报控制模块根据控制信号控制扬声器和/或耳机模块播放相应的提示语音;
所述扬声器和/或耳机模块用于播放语音提示,进而引导使用者调节呼吸节律;
所述基于视觉的呼吸节律调节模块(1212)包括画面生成控制模块、显示屏模块;
所述画面生成控制模块根据控制信号控制显示屏模块显示呼气、吸气节律性引导动画;
所述呼气、吸气节律性引导动画包括肺部轮廓图案的填充、箭头方向的改变;
所述显示屏模块用于显示呼气、吸气节律性引导动画,从而引导使用者调节呼吸节律;
所述基于触觉的电刺激呼吸节律调节模块(1213)包括电刺激控制模块、电刺激脉冲发生器模块、电刺激电极模块;
所述电刺激控制模块根据控制信号控制电刺激脉冲发生器模块生成相应的脉冲信号;
所述电刺激脉冲发生器模块用于生成脉冲信号,并将脉冲信号发送至电刺激电极模块;
所述电刺激电极模块接收到脉冲信号后,对使用者的耳部、腹部、腕部施加电刺激,从而引导使用者调节呼吸节律;
所述基于触觉的震动呼吸节律调节模块(1214)包括腰腹带模块、压力控制模块、压力检测模块、腰腹带震动模块;
所述腰腹带模块束缚在使用者腰腹部;所述压力控制模块、压力检测模块、腰腹带震动模块固定在腰腹带模块上;
所述压力控制模块根据腰腹带模块的受压情况对腰腹带模块进行加压或减压,并控制腰腹带震动模块振动,从而引导使用者调节呼吸节律;
所述压力检测模块用于监测腰腹带模块的受压情况,并发送至压力控制模块;
当腰腹带模块受压情况超过预设压力阈值时,压力控制模块中止运行;
所述压力检测模块包括初始加压模块;
所述初始加压模块用于将腰腹带模块的受压情况提升至预设值;
所述腰腹带震动模块通过振动引导使用者调节呼吸节律;
所述压力检测模块监测到的实时压力如下:
Prealtime=Ppresetvalue+ΔPvariable (2)
式中,Prealtime表示实时压力,Ppresetvalue表示初始加压模块提升的预设值,ΔPvariable表示随时间变化的加压量或减压量;
所述基于触觉的热刺激呼吸节律调节模块(1215)包括热刺激控制模块、热刺激模块;
所述热刺激控制模块根据控制信号控制热刺激模块产生相应强度、频率、脉宽的热刺激信号;
所述热刺激模块包括加热模块、温度传感器模块;
所述加热模块用于对使用者的手部或脚部施加热刺激,引导使用者调节呼吸节律;
所述温度传感器模块用于监测加热区域的温度,当监测到加热区域的温度超过预设温度阈值时,加热模块中止运行;
所述基于触觉的压力呼吸节律调节模块(1216)包括气囊固定带模块、气囊模块、气压控制模块、气体压力检测模块;
所述气囊固定带模块将气囊模块固定在使用者腹部、腿部,使气囊模块与使用者相应部位对应;所述气囊模块、气压控制模块固定在气囊固定带模块上;
所述气压控制模块接收控制信号后,根据气囊模块的受压情况对气囊模块进行加压或减压,进而引导使用者调节呼吸节律;
所述气囊模块用于对使用者的腹部、腿部施加压力;
所述气体压力检测模块用于监测气囊模块的受压情况,并将气囊模块的受压情况发送至气压控制模块,当监测到气囊模块的受压情况超过预设压力阈值时,气压控制模块中止运行;
所述基于触觉的超声波呼吸节律调节模块(1217)包括超声波控制模块、超声波触觉刺激模块;
所述超声波控制模块根据控制信号控制超声波触觉刺激模块产生相应强度、频率、脉宽的超声波刺激信号;
所述超声波触觉模块通过产生超声波刺激信号,在使用者皮肤上产生触觉刺激,进而引导使用者调节呼吸节律。
4.根据权利要求1所述的一种心理压力调节系统,其特征在于,所述音乐治疗模块(1220)包括慢节奏音乐模块(1221)、中医五音音乐模块(1222);
所述慢节奏音乐模块(1221)根据接收的控制信号播放慢节奏音乐,所述慢节奏音乐包括古典音乐、轻音乐、自然音乐;
所述中医五音音乐模块(1222)根据接收的控制信号播放中医五音音乐,音乐调试以徵音、角音为主,宫、商、羽音为辅。
5.根据权利要求1所述的一种心理压力调节系统,其特征在于,所述心理压力调节模块(1200)还包括呼吸频率监测模块(1230);
所述呼吸频率监测模块(1230)包括基于胸腹压力的呼吸频率监测模块(1231)、基于胸阻抗的呼吸频率监测模块(1232)、基于热敏电阻的呼吸频率监测模块(1233)、基于呼吸音的呼吸频率监测模块(1234)、基于空气流量的呼吸频率监测模块(1235)、基于红外热成像的呼吸频率监测模块(1236)、基于脉搏波的呼吸频率监测模块(1237)、基于床垫的呼吸频率监测模块(1238)、基于超声波的呼吸频率监测模块(1239)中的一个或多个组合;
所述基于胸腹压力的呼吸频率监测模块(1231)包括压力传感器模块、胸腹带模块、压力数据处理模块;
所述压力传感器模块放置在使用者的胸部或腹部,感知呼吸时胸腹部产生的压力变化,得到压力数据;
所述胸腹带模块用于将压力传感器模块固定在使用者胸部或腹部位置;
所述压力数据处理模块通过对从压力传感器模块接收到的压力数据进行平滑、滤波、归一化、特征提取处理和分析,计算得到呼吸频率;
所述基于胸阻抗的呼吸频率监测模块(1232)包括胸阻抗传感器模块、胸阻抗数据处理模块;
所述胸阻抗传感器模块放置在使用者的胸部,感知因呼吸运动产生的胸部阻抗变化,得到胸阻抗数据;
所述胸阻抗数据处理模块通过对从胸阻抗传感器模块接收到的胸阻抗数据进行平滑、滤波、特征提取处理和分析,计算得到呼吸频率;
所述基于热敏电阻的呼吸频率监测模块(1233)包括热敏电阻传感器模块、热敏数据处理模块;
所述热敏电阻传感器模块放置在使用者的口鼻处,感知使用者呼吸时的温度变化并转化为电阻信号,得到电阻值信号;
所述热敏数据处理模块通过对采集到的电阻值信号进行转化、平滑、滤波、特征提取处理和分析,计算得到呼吸频率;
所述基于呼吸音的呼吸频率监测模块(1234)包括呼吸音采集模块、呼吸音数据处理模块;
所述呼吸音采集模块放置在接近使用者口鼻或胸部位置,捕捉呼吸时产生的声音信号,得到呼吸音数据;
所述呼吸音数据处理模块通过对呼吸音传感器模块采集的呼吸音数据进行滤波、去噪、特征提取处理和分析,计算得到呼吸频率;
所述基于空气流量的呼吸频率监测模块(1235)包括呼吸流量采集模块、呼吸流量数据处理模块;
所述呼吸流量采集模块放置在使用者口鼻处,测量使用者呼吸时产生的空气流量变化,得到呼吸流量数据;
所述呼吸流量数据处理模块通过对呼吸流量数据进行平滑、滤波、特征提取处理和分析,计算得到呼吸频率;
所述基于红外热成像的呼吸频率监测模块(1236)包括红外聚焦模块、红外热成像模块、红外数据处理模块;
所述红外聚焦模块用于将使用者面部口鼻区发出的红外辐射聚焦到红外热成像模块上;
所述红外热成像模块用于捕捉人体发出的红外辐射,得到红外热成像数据;
所述红外数据处理模块通过对从红外热成像模块接收到的红外热成像数据进行滤波、归一化、图像转化、特征提取处理和分析,计算得到呼吸频率;
所述基于脉搏波的呼吸频率监测模块(1237)包括脉搏波采集模块、脉搏波数据处理模块;
所述脉搏波采集模块放置在使用者的手指、手腕、耳垂处,采集呼吸运动中的脉搏波信号;
所述脉搏波数据处理模块通过对采集到的脉搏波信号数据进行平滑、滤波、特征提取处理和分析,计算得到呼吸频率;
所述基于床垫的呼吸频率监测模块(1238)包括压电薄膜传感器模块、床垫模块、压电数据处理模块;
所述压电薄膜传感器模块嵌入床垫模块内部或表面,感应人体的呼吸动作,得到压电数据;
所述床垫模块用于支撑人体的重量,同时作为压电薄膜传感器模块的载体;
所述压电数据处理模块通过对从压电薄膜传感器模块接收到的压电数据进行平滑、滤波、特征提取处理和分析,计算得到呼吸频率;
所述基于超声波的呼吸频率监测模块(1239)包括超声波发射器模块、超声波接收器模块、超声波数据处理模块;
所述超声波发射器模块用于向使用者的胸腹部发射超声波信号;
所述超声波接收器模块用于接收从胸腹部反射回来的超声波信号;
所述超声波数据处理模块通过对反射回来的超声波数据进行滤波、特征提取处理和分析,计算得到呼吸频率。
6.根据权利要求1所述的一种心理压力调节系统,其特征在于,所述心理压力调节模块(1200)还包括呼吸阻力调节模块(1240);
所述呼吸阻力调节模块(1240)包括呼吸胸腹外周阻力调节模块(1241)、呼吸口鼻气道阻力调节模块(1242)中的一个或两个组合;
所述呼吸胸腹外周阻力调节模块(1241)包括弹性变形体模块、外周阻力控制模块和/或阻力传感器模块;
所述弹性变形体模块用于佩戴在用户胸部或腹部,在呼吸时给予阻力;
所述外周阻力控制模块用于调节弹性变形体模块提供的阻力大小;
所述阻力传感器模块连接弹性变形体模块,用于感应呼吸阻力大小,并感应用户呼吸过程中的阻力变化;
所述弹性变形体模块包括弹力带模块、阻力气囊模块;
所述弹力带模块通过改变弹力带的紧度和长度来调节呼吸时的阻力;
所述阻力气囊模块通过改变气囊的形状和大小来调节呼吸时的阻力;
当弹性变形体模块为弹力带模块时,所述外周阻力控制模块包括松紧调节模块;
所述松紧调节模块用于调整弹力带的紧度和长度;
当弹性变形体模块为阻力气囊模块时,所述外周阻力控制模块包括气压控制模块;
所述气压控制模块包括导管模块、充气泵模块、泄气阀模块或抽气泵模块;
所述导管模块用于连接阻力气囊模块与充气泵模块和阻力气囊模块与抽气泵模块;
所述充气泵模块用于向阻力气囊模块内充入气体,增大呼吸阻力;
所述泄气阀模块通过打开或关闭调节阀以改变阻力气囊内的压力,减小呼吸阻力;
所述抽气泵模块用于抽出阻力气囊模块内的气体,减小呼吸阻力;
所述呼吸口鼻气道阻力调节模块(1242)包括流量传感器模块、通气流量控制模块、面罩模块;
所述流量传感器模块用于实时监测用户进行呼气、吸气运动的气体流量;
所述通气流量控制模块根据预设的通气参数和流量传感器模块的实时监测反馈,通过控制气流调节阀的阀门大小或开关时间来控制流量,达到呼吸阻力控制;
所述面罩模块作为流量传感器模块的载体,紧密贴合在用户的脸部。
7.根据权利要求1所述的一种心理压力调节系统,其特征在于,所述心理压力调节模块(1200)还包括生理参数监测模块(1250);
所述生理参数监测模块(1250)包括脑电监测模块(1251)、心电监测模块(1252)、血氧监测模块(1253)、血压监测模块(1254)、生理异常报警模块(1255);
所述脑电监测模块(1251)用于监测用户的脑电信号;
所述心电监测模块(1252)用于监测用户的心电信号;
所述血氧监测模块(1253)用于监测用户的血氧信号;
所述血压监测模块(1254)用于监测用户的血压信号;
当用户的脑电信号、心电信号、血氧信号、血压信号、呼吸频率信号中任一项超出预设的范围时,生理异常报警模块(1255)向主控模块(1100)发送携带定位的警报信号,中止心理压力调节系统的运行。
8.根据权利要求1所述的一种心理压力调节系统,其特征在于,所述心理压力调节模块(1200)还包括治疗效果评估模块(1260)、智能调节模块(1270);
所述治疗效果评估模块(1260)包括心率变异性计算分析模块(1261)、呼吸性窦性心律不齐计算分析模块(1262)、心理压力计算分析模块(1263)、心理压力调节效果计算模块(1264);
所述心率变异性计算分析模块(1261)对心电信号进行分析处理,计算出心率变异性指标HRV;
所述心率变异性指标HRV包括心率总体标准差SDNN;
所述呼吸性窦性心律不齐计算分析模块(1262)根据用户的心电信号和呼吸信号,计算出呼吸性窦性心律不齐RSA参数;
所述呼吸性窦性心律不齐RSA参数如下所示:
式中,RSA为心率受呼吸作用影响强弱的度量参数,RRmax为一个呼吸周期中呼气过程中的最大RR间期;RRmin为一个呼吸周期中吸气过程中的最小RR间期;为整个呼吸阶段中的平均RR间期;
所述心理压力计算分析模块(1263)基于用户心理压力调节过程中的呼吸频率信号、生理参数信号、心率变异性指标HRV、呼吸性窦性心律不齐RSA参数,计算分析并量化用户的心理压力程度;
所述心理压力程度分为低、中、高三档,每档分为三级,心理压力低档用数字1、2、3表示,心理压力中档用数字4、5、6表示,心理压力高档用数字7、8、9表示;
所述心理压力调节效果计算模块(1264)根据用户心理压力程度处于中低档时间占本次训练总时间的比值,计算出治疗效果得分,并依据治疗效果得分,将用户的治疗效果划分优、良、中、差四个等级;
所述智能调节模块(1270)在用户心理压力程度处于高档且长时间自我调整不能达到中低档时,调整治疗方案;
所述调整治疗方案的方式包括调整呼吸引导模式、调整呼吸引导方式、调整呼吸引导频率、调整呼吸比、调整音乐种类、调整治疗方案组合、调整训练时长。
9.根据权利要求1所述的一种心理压力调节系统,其特征在于,所述仪器端还包括无线数据传输模块(1500)、无线定位模块(1600);
所述无线数据传输模块(1500)用于传输指令信号、控制信号、心理压力调节数据;
所述心理压力调节数据包括呼吸引导数据、音乐治疗数据、呼吸频率数据、呼吸阻力调节数据、生理参数数据、治疗效果评估数据、智能调节数据;
所述呼吸阻力调节数据包括呼吸胸腹外周阻力调节数据、呼吸口鼻气道阻力调节数据、呼吸胸腹外周阻力数据、呼吸口鼻气道阻力数据;
所述生理参数数据包括脑电信号、心电信号、血氧信号、血压信号;
所述治疗效果评估数据包括心率变异性指标HRV数据、呼吸性窦性心律不齐RSA参数数据、心理压力程度数据、心理压力治疗效果得分、等级数据;
所述智能调节数据为治疗方案的调节数据;
所述无线定位模块(1600)包括GPS天线模块(1610)、北斗卫星天线模块(1620)、信号接收模块(1630);
所述GPS天线模块(1610)用于接收或发送GPS导航信号;
所述北斗卫星天线模块(1620)用于接收或发送北斗卫星通信信号;
所述信号接收模块(1630)用于对GPS导航信号或北斗卫星通信信号进行接收,进而获得定位。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种心理压力调节系统,其特征在于,所述心理压力调节系统还包括智能终端、云平台;
所述智能终端包括远程控制模块(2100)、心理健康评估模块(2200)、数据显示模块(2300)、历史数据记录模块(2400);
所述远程控制模块(2100)用于向仪器端发送控制命令,实现对心理压力调节治疗的控制;
所述心理健康评估模块(2200)包括数据录入模块、心理健康计算分析模块;
所述数据录入模块通过问卷形式获取用户的心理健康状况;
所述问卷包括知觉压力量表PSS、焦虑自评量表SAS;
所述心理健康计算分析模块依据数据录入模块录入的数据,计算出心理健康评分并评估用户心理健康状况,得到心理健康评估数据;
所述心理健康评分的计算公式如下所示:
f=[1-(PSS/PSS0)]*100*c1+(SAS0-SAS)*c2 (4)
式中,f为心理健康评分;PSS为知觉压力量表得分;SAS为焦虑自评量表得分;PSS0为知觉压力量表总分;SAS0为焦虑自评量表总分;c1、c2均为权重因子,且c1+c2=1;
所述数据显示模块(2300)用于将用户的呼吸引导数据、音乐治疗数据、呼吸频率数据、呼吸阻力调节数据、生理参数数据、治疗效果评估数据、智能调节数据、心理健康评估数据以图表、文字和/或数字的形式进行显示;
所述历史数据记录模块(2400)用于记录用户的呼吸引导数据、音乐治疗数据、呼吸频率数据、呼吸阻力调节数据、生理参数数据、治疗效果评估数据、智能调节数据、心理健康评估数据;
所述云平台包括云端数据存储模块(3100)、云端数据处理模块(3200);
所述云端数据存储模块(3100)用于存储用户的呼吸引导数据、音乐治疗数据、呼吸频率数据、呼吸阻力调节数据、生理参数数据、治疗效果评估数据、智能调节数据、心理健康评估数据;
所述云端数据处理模块(3200)对用户的呼吸引导数据、音乐治疗数据、呼吸频率数据、呼吸阻力调节数据、生理参数数据、治疗效果评估数据、智能调节数据、心理健康评估数据进行分析,得出对应训练方案的效果。
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