Дыхательный тренажер

 

Предлагаемая полезная модель относится к медицинскому оборудованию, а именно, к дыхательным тренажерам, которые могут быть использованы как в медицинских учреждениях в процедурных кабинетах, так и пациентом самостоятельно, при консультационной поддержке лечащего врача.

Предложенный дыхательный тренажера - капникатора, содержит маску с клапанами вдоха и выдоха, и узел формирования усилия сопротивления выдоху, установленный снаружи перед клапаном выдоха, выполненный с возможностью последовательного формирования двух фаз, первой - плавного уменьшения усилия выдоха от априорно установленного, и второй - резкого сброса усилия до 0 до конца выдоха.

Новым существенным признаком дыхательного тренажера является выполнение узла формирования усилия сопротивления выдоху с возможностью последовательного формирования двух фаз, в первой из которых обеспечивается плавное уменьшения усилия выдоха от априорно установленного, а во второй - резкий сброса усилия до 0 до конца выдоха.

В частных случаях выполнения дыхательного тренажера:

- узел формирования усилия сопротивления выдоху выполнен, например, в виде, деформированного за счет продольной, упругой вставки в спираль трубчатого элемента, подсоединенного посредством втулки к клапану выдоха;

- он снабжен узлом формирования усилия сопротивления вдоху, выполненным в виде цилиндра, одним концом герметично скрепленным с клапаном вдоха, а с другого конца которого закреплен своей втулкой узел формирования усилия сопротивления выдоху, так, что его деформируемый трубчатый элемент располагался внутри цилиндра;

- маска тренажера снабжена элементом для подсоединения прибора для измерения давления под маской;

- он снабжен элементами крепления маски на голове пациента.

Новыми существенными признаками дыхательного тренажера в частных случаях являются:

- выполнение узла формирования усилия сопротивления выдоху, например, в виде, деформированного за счет продольной, упругой вставки в спираль трубчатого элемента, подсоединенного посредством втулки к клапану выдоха;

- снабжение его узлом формирования усилия сопротивления вдоху, выполненным в виде цилиндра, одним концом герметично скрепленным с клапаном вдоха, а с другого конце которого внутри закреплен своей втулкой узел формирования усилия сопротивления выдоху, так, что его деформируемый трубчатый элемент располагался внутри цилиндра;

- снабжение маски тренажера элементом для подсоединения прибора для измерения давления под маской;

- снабжение его элементами крепления маски на голове пациента.

В настоящее время автором на макетном образце проверен принцип работы тренажера, проводятся работы по отработке опытного образца узла сопротивления вдоху и выдоху на основе конструкции описанной в заявке.

Получены предварительные результаты испытаний, подтверждающие технический эффект, изложенный в заявке.

Предлагаемая полезная модель относится к медицинскому оборудованию, а именно, к устройствам для лечебного дыхания, которые могут быть использованы как в медицинских учреждениях в процедурных кабинетах, так и пациентом самостоятельно, при консультационной поддержке лечащего врача.

В настоящее время для большого числа людей характерны такие негативные составляющие современной жизни как недостаток двигательной активности, частые стрессы и неправильное питание.

Это приводит к том, что почти у каждого, начиная с 20-летнего возраста происходит постепенное снижение концентрации СO2 в тканях (гипокапнический сдвиг), в результате главным образом из-за снижения переносимого кровью кислорода, нарушаются обменные и энергетические процессы, что к 40-50 годам проявляется в виде симптомов различных заболеваний, таких как ринит, трахеит, бронхит, астма, пневмония, вегето-сосудистая дистония, гипертоническая болезнь и т.п.

Для коррекции содержания СO2 в организме, применяются фармакологические средства, дыхательные тренажеры, приборы возвратного дыхания, вдыхания газовой смеси с повышенным содержанием СO2, приборы с автоматизированной адаптацией процесса дыхания и объективным контролем состояния пациента.

К последнему типу приборов относится прибор (1), в котором объективный контроль за состоянием газообменной функциии легких в процессе тренировки производится путем непрерывного мониторинга содержания СO2 в выдыхаемом воздухе. Устройство позволяет автоматически адаптироваться к индивидуальным особенностям дыхания пациента.

Недостатком данного прибора является его высокая цена, перекрывающая возможность его использования для подавляющей массы потенциальных пациентов.

Известен доступный по цене дыхательный тренажер (2), формирующий при дыхании постоянное дополнительное сопротивление на выдохе, которое можно регулировать и индивидуально подстраивать под пациента, создавая ту или иную степень повышения концентрации СO2 для воздействия на легкие и бронхи.

Недостатками данного прибора, несмотря на возможность оперативной оценки величины дополнительного сопротивления при выдохе являются:

- трудности освоения пациентом дыхательной технологии при использовании прибора;

- необходимость частого посещения врача для контроля и коррекции хода лечения;

- отсутствие объективной оперативной оценки хода дыхательных тренировок с целью избежания рецидивов;

- отсутствие самонастройки прибора на индивидуальные особенности пациента;

- длительность процесса лечения;

- низкая эффективность коррекции гипокапнии с использованием технологии формирования постоянного усилия сопротивления выдоху.

Известен очень простой и дешевый дыхательный тренажер (3), использующий принцип формирования постоянного дополнительного сопротивления при выдохе, что повышает концентрацию СO2 в бронхах и легких, а стало быть и в крови.

Недостатками данного прибора, несмотря на общедоступность для массового потребителя, также как и вышеуказанного (2), являются:

- трудности освоения пациентом дыхательной технологии при использовании прибора;

- необходимость частого посещения врача для консультаций о ходе тренировок и коррекции хода лечения;

- отсутствие объективной оперативной оценки хода дыхательных тренировок;

- невозможность самонастройки прибора на индивидуальные особенности пациента.

- длительность процесса лечения.

- низкая эффективность коррекции гипокапнии с использованием технологии формирования постоянного усилия сопротивления выдоху.

Дыхательный тренажер (2) выбран автором в качестве прототипа предлагаемому, как наиболее близкий по технической сути и достигаемому техническому эффекту.

Задачей, которую автор ставил перед собой, разрабатывая предлагаемый дыхательный тренажер - капникатор, являлось повышение эффективности тренажера и, как следствие, сокращение длительности курса тренировок без усложнения конструкции тренажера.

Данная задача решена в предложенной конструкции дыхательного тренажера - капникатора, содержащего маску с клапанами вдоха и выдоха, и узел формирования усилия сопротивления выдоху, установленный снаружи перед клапаном выдоха, выполненный с возможностью последовательного формирования двух фаз, первой - плавного уменьшения усилия выдоха от априорно установленного, и второй - резкого сброса усилия до 0 до конца выдоха.

Новым существенным признаком дыхательного тренажера является выполнение узла формирования усилия сопротивления выдоху с возможностью последовательного формирования двух фаз, в первой из которых обеспечивается плавное уменьшения усилия выдоха от априорно установленного, а во второй - резкий сброса усилия до 0 до конца выдоха.

В частных случаях выполнения дыхательного тренажера:

- узел формирования усилия сопротивления выдоху выполнен, например, в виде, деформированного за счет продольной, упругой вставки в спираль трубчатого элемента, подсоединенного посредством втулки к клапану выдоха;

- он снабжен узлом формирования усилия сопротивления вдоху, выполненным в виде цилиндра, одним концом скрепленным с клапаном вдоха, а с другого конца которого закреплен своей втулкой узел формирования усилия сопротивления выдоху, так, что его деформируемый трубчатый элемент находится внутри цилиндра;

- маска тренажера снабжена элементом для подсоединения прибора для измерения давления под маской.

- он снабжен элементами крепления маски на голове пациента.

Новыми существенными признаками дыхательного тренажера в частных случаях являются:

- выполнение узла формирования усилия сопротивления выдоху, например, в виде, деформированного за счет продольной, упругой вставки в спираль трубчатого элемента, подсоединенного посредством втулки к клапану выдоха;

- снабжение его узлом формирования усилия сопротивления вдоху, выполненным в виде цилиндра, одним концом герметично скрепленным с клапаном вдоха, а с другого конца которого закреплен своей втулкой узел формирования усилия сопротивления выдоху, так, что его деформируемый трубчатый элемент находится внутри цилиндра;

- снабжение маски тренажера элементом для подсоединения прибора для измерения давления под маской.

- снабжение его элементами крепления маски на голове пациента.

По мнению авторов, вышеуказанные новые признаки дыхательного тренажера являются существенными, т.к. позволяют повысить эффективность дыхательных упражнений и сократить сроки тренировок без усложнения конструкции тренажера.

Данный вывод автора подтверждается многовековой практикой силовых восточных единоборств, где при проведении силовых приемов в тренировочном процессе и в боевых условиях, используется технология дыхания подобная технология дыхания, реализуемая в разработанном тренажере.

Предлагаемый дыхательный тренажер схематично представлен на фиг.1 и фиг.2, где:

- на фиг.1 изображен общий вид тренажера;

- на фиг.2 представлена схема работы, например, узла формирования усилия сопротивления выдоху, где: I - исходное положение деформированного в спираль трубчатого элемента перед выдохом, II - вид трубчатого элемента в середине первой фазы выдоха, III - вид трубчатого элемента в начале второй фазы выдоха.

Дыхательный тренажер содержит маску 1, закрепляемую на голове 2 пациента удерживающим элементом, например, в виде регулируемого по длине ремешка 3.

В маске вмонтированы клапан 4 вдоха и клапан 5 выдоха (по типу обычного распиратора).

На клапанах 4 и 5 снаружи маски 1 закреплены узлы формирования сопротивления вдоху 6 и выдоху 7, которые могут быть выполнены, например, в виде втулки 8 с одетым на нее деформированным в спираль за счет продольной, упругой вставки 9 трубчатым элементом 10.

Причем в магистрали выдоха узел 7, закреплен своей втулкой 8 на клапане 5, а в магистрали вдоха узел 6 закреплен своей втулкой 8 повернутым на 180 градусов внутри соединительной трубы 11, скрепленной с клапаном 4.

Тренажер может быть снабжен измерителем давления 12, под маской.

Для чего в стенке маски закрепляется элемент 13, подсоединяемый резиновым шлангом 14 к измерителю давления 12.

В предлагаемом тренажере в узлах 6 и 7, могут применяться втулки 8 с разной площадью проходного отверстия, использоваться упругие вставки 9 с разной степенью упругости, а трубчатый элемент 10 выполняться из материалов с разными характеристиками жесткости и воздухопроницаемости.

Для проведения оздоровительного дыхательного курса необходимо вначале проконсультироваться с лечащим врачом относительно режима проведения дыхательной процедуры и сделать соответствующие настройки, заключающиеся в подборе режима дыхания, рассчитанного на начинающего пациента.

Настройка дыхательного тренажера на оздоровительное дыхание заключается в подборе сечения втулок 8, подборе необходимой жесткости вставки 9 и материала и длины трубчатого элемента 10 узлов 6 и 7, регулировке удерживающего маску ремня 3 и подсоединении манометра 12 посредством шланга 14 к элементу 13.

Выбор сечения трубок 8 производится опытным путем на основе следующего правила.

Трубка 8 выбрана правильно, если пациент может удержать давление при выдохе не менее 10 см. водного столба в течение нескольких секунд и если может производить дыхание с тренажером без усилий в течение нескольких минут. Давление измеряется манометром 12.

При вдохе клапан вдоха 4 открыт, клапан выдоха 5 закрыт, при выдохе наоборот клапан выдоха 5 открыт, клапан вдоха 4 закрыт.

Последовательность этапов вдоха и выдоха в данном тренажере не отличается от общепринятых и заключается в следующем.

1. Произвести медленный и глубокий вдох.

2. Воздух задержать на 2-3 секунды.

3. Выдох с сопротивлением - выдох активный с включением выдыхательных мышц. Выдох как можно более полный. Живот и грудная клетка заметно уплощаются.

4. Через каждые 10-20 дыхательных циклов тренажер снять, отдохнуть и отхаркать форсированным выдохом отторгнутый секрет.

5. При позыве к кашлю можно сделать от одного до трех кашлевых толчков.

6. После нескольких проведенных циклов (один цикл состоит из 10-20 вдохов и выдохов и короткой паузы для выведения секрета) производят перерыв для расслабления, например в положении, облегчающем дыхание, или на надувном мяче.

Более подробно методология дыхательных тренировок изложена в (4).

Хотелось бы отметить, что предложенный дыхательный тренажер позволяет проводить тренировки и как прототип, с обеспечением постоянного усилия сопротивления дыханию, так и в соответствии с предложенным двух фазным законом дыхания в трех вариантах:

- выдох с узлом сопротивления дыханию, вдох - свободный;

- вдох с узлом сопротивления дыханию, выдох - свободный;

- и вдох, и выдох с узлами сопротивления дыханию.

Т.к. работа дыхательного тренажера идентична и на вдохе и на выдохе, рассмотрим его работу на примере работы его на выдохе.

В отличие от прототипа, где усилие сопротивления выдоху зависит от площади сечения калиброванной втулки и в течение выдоха - постоянно, в предложенном дыхательном тренажере усилие сопротивления изменяется по определенному закону, обеспечиваемому конструкцией узла сопротивления выдоху.

В соответствии с выбранным законом, выдох в предложенной конструкции дыхательного тренажера разделен на две фазы (см. фазы II и III фиг.2):

- первая когда усилие сопротивления плавно уменьшается от начально установленного (при выдохе спиралевидный элемент 10 постепенно разматывается и раздувается в цилиндр, по типу надувной детской игрушки «тещин язык» - см. фазу II фиг.2);

- и вторая, когда происходит резкое уменьшение усилия сопротивления выдоху до 0, что обеспечено резким увеличением проходного сечения для выхода воздуха при полном разматывании спирали элемента 10 (см. фаза III фиг.2).

Работа элементов и узлов устройства во всех трех режимах аналогична.

Как уже отмечалось, при вдохе клапан вдоха 4 открыт, клапан выдоха 5 закрыт, при выдохе наоборот клапан выдоха 5 открыт, клапан вдоха 4 закрыт.

При проведении дыхательных тренировок врач-консультант обращает внимание пациента на изменения показаний манометра, характеризующие улучшение показателей дыхания или вносит соответствующие поправки в настройку тренажера при неправильном его использовании.

В настоящее время автором на макетном образце проверен принцип работы тренажера, проводятся работы по отработке опытного образца узла сопротивления вдоху и выдоху на основе конструкции описанной в заявке.

При изготовлении автором используются общетехнические материалы и общеупотребительные технологии.

Для изготовления главной детали узла сопротивления - деформируемого спиралевидного элемента возможны варианты использования как пленочного, так и тканого материалов.

Получены предварительные результаты испытаний, подтверждающие технический эффект, изложенный в заявке.

Литература.

1. Прибор УТРПД-БОС-01 (Устройство - тренажер для регулировки параметров внешнего дыхания с биологической обратной связью в зависимости от содержания СO2 в выдыхаемом воздухе).

OOO «Маримед» г.Краснодар ул Вишняковой, дом 2

2. Приборы PEP (Pozitiv Expiratory Pressure). PEP - маска и PEP - система. Мhtml://А:\Флаттер.

Дыхательные тренажеры с регулировкой величины постоянного сопротивления при выдохе и измерительным манометром.

3. Дыхательный тренажер «Самоздрав» для коррекции гипокапнии.

http://www.med-magazin.ru/products/311/1603/

1. Дыхательный тренажер, выполненный в виде маски с клапанами вдоха и выдоха и узла формирования усилия сопротивления выдоху, установленного снаружи перед клапаном выдоха, отличающийся тем, что узел формирования усилия сопротивления выдоху выполнен с возможностью последовательного формирования двух фаз, первой - плавного уменьшения усилия выдоха от априорно установленного, и второй - резкого сброса усилия до 0 до конца выдоха.

2. Дыхательный тренажер по п.1, отличающийся тем, что узел формирования усилия сопротивления выдоху выполнен, например, в виде деформированного в спираль за счет продольной упругой вставки трубчатого элемента, подсоединенного посредством втулки к клапану выдоха.

3. Дыхательный тренажер по п.1, отличающийся тем, что он снабжен узлом формирования усилия сопротивления вдоху, выполненным в виде цилиндра, одним концом герметично скрепленным с клапаном вдоха, а с другого конца которого закреплен своей втулкой узел формирования усилия сопротивления выдоху, так, что его деформируемый трубчатый элемент располагается внутри цилиндра.

4. Дыхательный тренажер по п.1, отличающийся тем, что маска снабжена элементом для подсоединения прибора для измерения давления под маской.

5. Дыхательный тренажер по п.1, отличающийся тем, что он снабжен элементами крепления маски на голове пациента.



 

Наверх