本发明公开了一种基于言语共鸣实时视听反馈和促进技术的康复系统，包括：实时测量单元，其用于实时测量用户的共鸣情况的数据；主控单元，其与实时测量单元连接，用于判别用户共鸣障碍与设置康复模式；实时视听反馈单元，其与主控单元连接，用于实时显示与反馈康复的信息与结果。本发明结合方法层面和现代技术层面，形成了言语共鸣实时视听反馈和促进技术，还公开了基于言语共鸣实时视听反馈和促进技术的康复方法。
1.一种基于言语共鸣实时视听反馈和促进技术的康复系统，其特征在于，包括：
实时测量单元(1)，其用于实时测量用户的言语共鸣情况的数据；所述言语共鸣情况的数据包括共振峰频率数据和鼻流量数据；
主控单元(2)，其与所述测量单元(1)连接，用于判别用户共鸣障碍与设置康复模式；
实时视听反馈单元(3)，其与所述主控单元(2)连接，采用言语共鸣实时视听反馈技术用于实时显示与反馈康复的信息与结果，其中，所述主控单元(2)包括康复内容存储模块(21)、实时判别模块(23)和康复执行模块(22)，所述康复内容存储模块(21)用于存储康复过程中使用的康复内容言语共鸣促进技术内容；
所述实时判别模块(23)与所述实时测量单元(1)以及所述康复执行模块(22)连接，用于接收所述言语共鸣情况的数据，根据所述数据与参考标准判别用户的共鸣障碍类型，并将判别结果实时发送至所述康复执行模块(22)；所述参考标准为同年龄、同性别的共鸣情况数据的参考值；
所述康复执行模块(22)与所述康复内容存储模块(21)以及实时视听反馈单元(3)连接，用于根据所述判别结果设置康复模式，从所述康复内容存储模块(21)读取并执行所述康复模式中言语共鸣促进技术的内容，将执行结果传输至所述视听反馈单元(3)。
2.如权利要求1所述的基于言语共鸣实时视听反馈和促进技术的康复系统，其特征在于，所述实时测量单元(1)包括麦克风、鼻流量检测仪。
3.如权利要求1所述的康复系统，其特征在于，所述共鸣障碍类型包括口腔共鸣异常障碍、鼻腔共鸣异常障碍。
4.如权利要求1所述的康复系统，其特征在于，所述康复模式包括口腔共鸣异常障碍模式和鼻腔共鸣异常障碍模式。
5.如权利要求4所述的康复系统，其特征在于，在所述口腔共鸣异常障碍模式下，所述康复执行模块(22)用于设置共鸣目标值，从康复内容存储模块(21)中读取口腔共鸣异常障碍模式的内容，将运行的图片、视频、声音及文字信息发送至所述视听反馈单元(3)；
所述视听反馈单元(3)用于以视听反馈的方式显示用户发音的共振峰与正确发音的共振峰的匹配程度，所述匹配程度的高低与动物走钢丝的距离呈正相关；所述用户发音由实时测量单元(1)采集得到；
用户结束共鸣时，实时判别模块(23)用于判定动物是否达到终点；在判定动物没有达到终点的情况下，实时判别模块(23)用于将失败的判定结果发送至康复执行模块(22)，所述康复执行模块(22)用于通过视听反馈单元(3)向用户显示失败的结果；在判定动物达到终点的情况下，实时判别模块(23)用于将成功的判定结果发送至康复执行模块(22)，所述康复执行模块(22)用于通过视听反馈单元(3)向用户显示成功的结果；
当动物走完钢丝时，实时判别模块(23)还用于将共振峰数据与参考标准中的共振峰数据比较并将比较结果发至康复执行模块(22)；在比较结果为共振峰数据达到参考标准的情况下，康复执行模块(22)结束运行；在比较结果为共振峰数据未达到参考标准情况下，康复执行模块(22)重复执行康复模式的内容，并自动提升共鸣目标值。
6.如权利要求4所述的康复系统，其特征在于，在所述鼻腔共鸣异常障碍模式下，所述康复执行模块(22)用于设置鼻流量目标值，从康复内容存储模块(21)中读取鼻腔共鸣异常障碍模式的内容，将运行的图片、视频、声音及文字信息发送至所述视听反馈单元(3)；
所述视听反馈单元(3)用于以视听反馈的方式通过鼻流量图示显示用户发音的鼻流量数据的变化；所述用户发音由实时测量单元(1)采集得到；
用户结束共鸣时，实时判别模块(23)用于判定鼻流量数据是否达到目标值；在判定没有达到目标值的情况下，实时判别模块(23)用于将失败的判定结果发送至康复执行模块(22)，所述康复执行模块(22)用于通过视听反馈单元(3)向用户显示失败的结果；在判定达到目标值的情况下，实时判别模块(23)用于将成功的判定结果发送至康复执行模块(22)，所述康复执行模块(22)用于通过视听反馈单元(3)向用户显示成功的结果；
当鼻流量数据达到目标值时，实时判别模块(23)还用于将鼻流量数据与参考标准中的鼻流量数据比较并将比较结果发至康复执行模块(22)；在比较结果为鼻流量数据达到参考标准的情况下，康复执行模块(22)结束运行；在比较结果为鼻流量数据未达到参考标准情况下，康复执行模块(22)重复执行康复模式的内容，并自动提升鼻流量目标值。
基于言语共鸣实时视听反馈和促进技术的康复系统
技术领域
[0001] 本发明涉及言语治疗领域，尤其涉及一种基于言语共鸣实时视听反馈和促进技术的康复系统及方法。
背景技术
[0002] 共鸣障碍是指在言语形成的过程中，由于舌、唇、软腭等共鸣器官的运动异常，导致共鸣腔体积异常，使言语聚焦点出现了偏差，从而影响了其共鸣效果，共鸣障碍是言语障碍的重要组成部分，主要表现为口腔共鸣障碍、鼻腔共鸣障碍和共鸣音质异常障碍。目前，国内对于共鸣障碍的治疗主要体现：一是针对共鸣障碍的不同障碍分类型，针对性地提炼了不同言语促进治疗方法，论述了每一种促进治疗法的定义、适应症、动作要领以及主要步骤，可以对症选择不同的促进治疗法，操作性强，对于临床具有较强的指导意义，达成促进和改善言语障碍患者的共鸣功能的目的；二是利用现代化设备，笼统地、零散地将患者的言语声与计算机形成简单的交互应答，促进言语共鸣功能某方面的局部提升，体现了图文并茂、声像并举，调动了患者的学习积极性，激发了患者的学习热情。至目前，整合促进治疗法和现代化设备针对共鸣障碍的不同障碍类型、系统、全面提升共鸣功能的康复系统及其康复方法尚未见有文献报道。
发明内容
[0003] 本发明克服了现有技术的上述缺陷，提出了一种基于言语共鸣实时视听反馈和促进技术的康复系统及方法。针对共鸣障碍这一类言语嗓音障碍，本发明结合方法层面和现代技术层面，通过言语共鸣实时视听反馈和促进技术，形成了基于言语共鸣实时视听反馈和促进技术的共鸣障碍康复系统及方法。本发明康复方法使得症状、方法、形式三者实现有效的完美结合，促进患者言语共鸣功能地最大效率地提升。
[0004] 本发明提出了基于言语共鸣实时视听反馈和促进技术的康复系统，包括：
[0005] 实时测量单元，其用于实时测量用户共鸣情况的数据；
[0006] 主控单元，其与所述测量单元连接，用于判别用户共鸣障碍与设置康复模式；
[0007] 实时视听反馈单元，其与所述主控单元连接，用于实时显示与反馈康复的信息与结果。
[0008] 其中，所述测量单元包括麦克风、鼻流量检测仪。
[0009] 其中，所述主控单元中包括：
[0010] 康复内容存储模块，其用于存储康复过程中使用的言语共鸣促进技术的内容；
[0011] 康复执行模块，其与所述康复内容存储模块以及视听反馈单元连接，用于设置康复模式与实时运行所述康复内容；
[0012] 实时判别模块，其与所述实时测量单元以及康复执行模块连接，用于实时判别用户的共鸣情况。
[0013] 其中，所述共鸣障碍类型包括口腔共鸣异常障碍、鼻腔共鸣异常障碍。
[0014] 本发明还提出了一种基于言语共鸣实时视听反馈和促进技术的康复方法，包括：
[0015] 步骤一：所述实时测量单元实时测量用户的共鸣情况，将数据实时发送至所述主控单元的实时判别模块；
[0016] 步骤二：所述实时判别模块根据所述数据与参考标准进行判别，并将判别结果实时发送至所述康复执行模块；
[0017] 步骤三：所述康复执行模块根据所述判别结果，设定康复模式，从所述康复内容存储模块读取言语共鸣促进技术的内容并执行所述康复模式内容，将执行结果传输至所述实时视听反馈单元；
[0018] 步骤四：所述实时视听反馈单元实时显示所述执行结果。
[0019] 本发明康复方法，还进一步包括：
[0020] 步骤五：重复执行所述步骤一至步骤四，直至用户的共鸣情况的数据达到所述参考标准时终止。
[0021] 其中，所述步骤一中，所述共鸣情况的数据包括共振峰频率数据、鼻流量数据。
[0022] 本发明康复方法，在所述步骤一之前，还进一步包括：
[0023] 步骤A1：所述实时测量单元测量用户的共鸣情况，将数据实时发送至所述主控单元的实时判别模块；
[0024] 步骤A2：所述实时判别模块根据用户信息以及所述数据与参考标准进行判别，判断用户的共鸣障碍类型；
[0025] 步骤A3：所述实时判别模块将所述用户信息与障碍类型信息发送至所述康复执行模块。
[0026] 本发明将实时反馈技术和视听结合技术相结合，形成实时视听反馈技术，对患者的康复过程与结果进实时动态监控，对康复效果进行及时的评价，使患者能够有目标、按步骤、循序渐进地完成康复流程，从而促进患者共鸣功能的提升。
附图说明
[0027] 图1为本发明基于言语共鸣实时视听反馈和促进技术的康复系统的构成图。
[0028] 图2为本发明康复方法的流程图。
[0029] 图3为本发明康复方法中共振峰频率数据的测量图。
[0030] 图4为本发明康复方法中鼻流量数据的测量图。
[0031] 图5为本发明康复方法中针对口腔共鸣异常障碍时所显示的图像；其中，图5(a)为共振 峰匹配的图像，图5(b)为舌位追踪的图像。
具体实施方式
[0032] 下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式做进一步详细的说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
[0033] 如图1-5所示，1-实时测量单元，2-主控单元，3-实时视听反馈单元，21-康复内容存储模块，22-康复执行模块，23-实时判别模块。
[0034] 本发明基于言语共鸣实时视听反馈和促进技术的康复系统，其中包括实时测量单元1、主控单元2以及实时视听反馈单元3，如图1所示。
[0035] 测量单元1用于实时测量用户的共鸣的数据。主控单元2与实时测量单元1连接，用于判别用户共鸣障碍，设置康复模式。实时视听反馈单元3与主控单元2连接，用于实时显示与反馈康复的信息与结果。
[0036] 其中，实时测量单元1包括麦克风与鼻流量检测仪。
[0037] 其中，主控单元2中包括康复内容存储模块21、康复执行模块22、实时判别模块23。
[0038] 康复内容存储模块21用于存储康复过程中使用的康复内容，包括在康复过程中使用言语共鸣促进技术的内容，包含视频、声音、文字、图像等信息。
[0039] 康复执行模块22与康复内容存储模块21以及视听反馈单元3连接，用于设置康复模式与实时运行康复内容。
[0040] 实时判别模块23与实时测量单元1以及康复执行模块22连接，用于实时判别用户的共鸣情况。
[0041] 共鸣障碍是指在言语形成的过程中，由于舌、唇、软腭等共鸣器官的运动异常，导致共鸣腔体积异常，使言语聚焦点出现了偏差，从而影响了其共鸣效果，共鸣障碍包括口腔共鸣障碍和鼻腔共鸣障碍，还包括共鸣音质异常障碍。共鸣音质异常障碍可由口腔共鸣障碍与鼻腔共鸣障碍引起，共鸣音质异常障碍的判别较为复杂。本发明优选地对口腔共鸣障碍与鼻腔共鸣障碍进行判别与康复。
[0042] 口腔共鸣障碍包括前位聚焦、后位聚焦和喉位聚焦。前位聚焦是说话时舌部过度向前伸展，即言语聚焦形成于舌面中央的的前方，言语表现为微弱和单薄，称为前位聚焦。如果说话时舌位过于靠后，即言语聚焦形成于舌面中央的后方，言语表现为压抑和单调，称为后位聚焦。如果说话时舌位过度靠下，即言语聚焦形成于舌面中央的下方，声音听起来像被牢牢地锁在喉部，称为喉位聚焦。口腔共鸣障碍通过共振峰频率数据进行判别。在共鸣过程中共鸣器官的活动改变了声道的大小和形状，使声道的共鸣性质发生变化，使声音频谱中的一些频率得到共振加强，另一些则被削弱减幅，这些被加强的共振频率称为共振峰。
共振峰频率 数据包括第一共振峰频率F1与第二共振峰频率F2。第一共振峰频率F1反映咽腔的大小和共鸣状态，受下颁运动情况的影响。当下颁向下运动时，口腔体积增大，咽腔体积减小，则F1增加；当下颌向上运动的时候，口腔体积减小，咽腔体积增大，则F1减少。
第二共振峰频率F2反映口腔的大小和共鸣状态，主要揭示舌的前后运动情况。当舌向前运动时，咽腔体积增大，口腔体积减小，F2增加；当舌向后运动时，咽腔体积减小，口腔体积增大，F2减少。
[0043] 鼻腔共鸣障碍包括鼻音功能亢进和鼻音功能低下。鼻音功能亢进主要是由于鼻咽部开放异常所致。可能存在的一些器质性病因有软腭短小、腭裂或者腭肌张力低下等。软腭肌群(腭帆提肌等)收缩与舒张运动紊乱会导致软腭及悬雍垂抬起及下降运动无法有效切换，主要表现为鼻腔共鸣音增加。鼻音功能低下是患者无法将/m/、/n/、/ng/的喉音传入鼻腔进行共鸣，而且一些元音甚至辅音的发音也遭到不同程度的扭曲，多数鼻音功能低下由器质性病因引起。鼻流量检测是一种无损伤、简单实用的检测方法。鼻流量数据是鼻腔声压级(n)和输出声压级(口腔声压级(o)和鼻腔声压级(n)之和的比值，可用下列公式表示：鼻流量＝n/(n+o)×100％。可以较客观地判断患者的鼻音过高还是过低及其严重程度。
[0044] 本发明基于言语共鸣实时视听反馈和促进技术的康复方法，如图2所示，包括：
[0045] 步骤一：实时测量单元1实时测量用户的共鸣情况，将数据实时发送至主控单元2的实时判别模块23。共鸣情况的数据包括共振峰频率数据、鼻流量数据。
[0046] 步骤二：实时判别模块23根据数据与参考标准进行判别，并将判别结果实时发送至康复执行模块22。
[0047] 步骤三：康复执行模块22根据判别结果，设定康复模式，从康复内容存储模块21读取并执行康复模式内容即言语共鸣促进技术，将执行结果传输至实时视听反馈单元3。
[0048] 步骤四：实时视听反馈单元3实时显示执行结果。
[0049] 本发明康复方法，进一步包括步骤五：重复执行步骤一至步骤四，直至用户的共鸣情况的数据达到参考标准时终止。
[0050] 本发明中，“参考标准”是指同年龄、同性别的共鸣情况数据的参考值，例如表1、表2。
[0051] 本发明康复方法，在上述步骤一之前，还进一步包括如下步骤：
[0052] 步骤A1：实时测量单元1测量用户的共鸣情况，将数据实时发送至主控单元2的实时判别模块23。
[0053] 步骤A2：实时判别模块23根据用户信息以及数据与参考标准进行判别，判断用户的共鸣障碍类型。
[0054] 步骤A3：实时判别模块23将用户信息与障碍类型信息发送至康复执行模块22。
[0055] 实施例1：共鸣障碍类型的判别
[0056] 在实施本发明康复方法之前，先进行共鸣障碍类型的判别。如图3与图4所示，用户深吸气后对实时测量单元1进行发音，实时测量单元1采集用户的声音，实时测量单元1自动提取用户的共振峰频率数据(如图3)、鼻流量数据(如图4)。实时测量单元1将测量得到的结果(例如，共振峰频率数据、鼻流量数据)发送至主控单元2中的实时判别模块23，实时判别模块23根据用户信息(例如，用户的年龄、性别)自动比照同年龄、同性别的参考标准(如表1、表2所示)，通过共振峰频率数据判定用户是否存在口腔共鸣异常障碍，以及通过鼻流量数据判断用户是否存在鼻腔共鸣异常障碍。实时判别单元23将判别障碍类型信息发送至康复执行模块22中。
[0057] 例如，某用户性别为男，年龄12岁，测量单元1自动提取该用户在发音/i/的共振峰频率为F1＝344.42Hz，F2＝2195.69Hz，阅读“妈妈你忙吗”时的鼻流量为28.56％。而12岁正常男孩F2为3439Hz，正常男孩阅读“妈妈你忙吗”的鼻流量为62.95％。因此，实时判别单元23会自动判定该用户存在口腔共鸣异常障碍、鼻腔共鸣异常障碍。
[0058] 表1共振峰频率标准表
[0059]
[0060] 表2鼻流量数据标准表
[0061]
[0062] 实施例2：针对口腔共鸣异常障碍的康复方法
[0063] 康复执行模块22根据实施例1中的用户信息以及障碍类型信息设置康复模式，康复执行模块22将康复模式设置为口腔共鸣异常障碍模式，选用口腔共鸣异常的促进治疗。在口腔共鸣异常障碍模式中，实时判别模块23比较实时测量单元1测量的用户的共振峰数据与参考标准中的共振峰数据作比较，生成判别结果。康复执行模块22根据判别结果执行康复模式内容，并将执行结果发送至实时视听反馈单元3进行显示。
[0064] 口腔共鸣异常障碍模式如以下步骤执行：
[0065] 步骤一：康复执行模块22根据实施例中用户的障碍类型信息，将康复模式设置为口腔共鸣异常障碍模式，并根据该用户的共振峰数据设置初始目标，例如设置共鸣目标值为2250Hz。康复执行模块22从康复内容存储模块21中读取口腔共鸣异常障碍模式的内容，选用口腔共鸣异常的促进治疗技术，如：“前位音法”、“伸舌法”并运行，将运行的图片、视频、声音以及文字信息发送至实时视听反馈单元3中，实时视听反馈单元3以视听反馈的方式进行显示，例如将用户发音的共振峰与正确发音的共振峰相匹配，匹配程度的高低与走钢丝的距离呈正相关，如图5(a)所示。
[0066] 步骤二：当用户在发音过程中，实时测量单元1实时采集用户的共鸣情况，实时视听反馈单元3实时根据患者发音共振峰与正确发音共振峰的匹配程度决定走钢丝的距离。若当用户结束共鸣时，实时判别模块23判定动物没有达到终点，实时判别模块23将失败的判定结果发送至康复执行模块22中，康复执行模块22通过视听反馈单元3向用户显示失败的结果。
[0067] 若当用户结束共鸣时，实时判别模块23判定动物达到了终点。实时判别模块23将成功的判定结果发送至康复执行模块22中，康复执行模块22通过视听反馈单元3向用户显示成功的结果。
[0068] 步骤三：当动物完成走钢丝时，实时判别模块23将该共振峰数据与参考标准中的共振峰 数据进行比较，将比较结果发送至康复执行模块22中。当比较结果为共振峰数据达到参考标准，康复执行模块22结束运行。若比较结果为共振峰频率数据未达到参考标准，康复执行模块22重复执行康复模式的内容，并自动提升共鸣目标值(例如，提升100Hz)，如图5(b)所示。
[0069] 实施例3：针对鼻腔共鸣异常障碍的康复方法
[0070] 康复执行模块22根据实施例1中的用户信息以及障碍类型信息设置康复模式，康复执行模块22将康复模式设置为鼻腔共鸣异常障碍的康复模式，选用鼻腔共鸣异常的促进治疗。在鼻腔共鸣异常障碍康复模式中，实时判别模块23根据实时测量单元1测量的用户的鼻流量数据与参考标准中的鼻流量数据做比较，生成判别结果。康复执行模块22根据判别结果执行康复内容，并将执行结果发送至实时视听反馈单元3进行显示。
[0071] 针对鼻腔共鸣异常障碍，康复方法如以下步骤所示：口腔共鸣异常障碍模式如以下步骤执行：
[0072] 步骤一：康复执行模块22根据实施例中用户的障碍类型，将康复模式设置为鼻腔共鸣异常障碍模式，并根据该用户的鼻流量数据设置鼻流量目标值，例如设置鼻流量目标值为35％.康复执行模块22从康复内容存储模块21中读取鼻腔共鸣异常障碍模式的内容，选用鼻腔共鸣异常的促进治疗技术，如：“共鸣放松训练”、“鼻腔共鸣法”并运行，将运行的图片、视频、声音以及文字信息发送至实时视听反馈单元3中，实时视听反馈单元3以视听反馈的方式进行显示，直观通过鼻流量图示显示鼻流量数据的变化。
[0073] 步骤二：当用户在共鸣过程中，实时测量单元1实时采集用户的共鸣情况。若当用户结束共鸣时，测量得到鼻流量数据为28％，实时判别模块23判定鼻流量数据没有达到鼻流量目标值，实时判别模块23将失败的判定结果发送至康复执行模块22中，康复执行模块22通过实时视听反馈单元3向用户显示失败的结果。
[0074] 若当用户结束共鸣时，测量得到鼻流量数据为40％。实时判别模块23判定鼻流量数据达到了鼻流量目标值，实时判别模块23将成功的判定结果发送至康复执行模块22中，康复执行模块22通过实时视听反馈单元3向用户显示成功的结果。
[0075] 步骤三：当鼻流量数据达到鼻流量目标值时，实时判别模块23将该鼻流量数据与参考标准中的鼻流量数据进行比较，将比较结果发送至康复执行模块22中。当比较结果为鼻流量数据达到参考标准，康复执行模块22结束运行。若比较结果为鼻流量数据未达到参考标准，康复执行模块22重复执行康复模式的内容，并自动将鼻流量目标值提升10％。
[0076] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围。任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种变动与润饰，本发明保 护范围应以权利要求书所界定的保护范围为准。
