ДЫХАТЕЛЬНЫЙ ТРЕНАЖЕР Российский патент 1999 года по МПК A61M16/00 

Изобретение относится к области медицины, более конкретно к медицинским приборам, используемым для профилактики и лечения заболеваний органов дыхания, а также при обучении наиболее эффективным способам дыхания, способствующим защите организма от вредных воздействий факторов внешней среды.

Уровень техники
Известен дыхательный тренажер по авторскому свидетельству СССР 1588423 А1 (Колонтаевский Ф.В. и др.) 30.08.90 г. A 61 M 16/00. Устройство обеспечивает заданное сопротивление выдоху, удаление пыли и конденсата из вдыхаемого воздуха, а также очистку вдыхаемого воздуха от пыли и образовавшегося конденсата. Устройство содержит корпус с полой цилиндрической резьбовой частью и каналами выдоха, мундштук, съемное дно, регулирующий дроссель выдоха, клапан вдоха и шкалу сопротивления выдоху.

Известный дыхательный тренажер по авторскому свидетельство СССР 1680171 А1 (КАИ им. академика С.П. Королева) 30.09.91 г. A 61 H 31/02, предназначается для занятий лечебной физкультурой больных бронхиальной астмой и позволяет повысить лечебный эффект путем обеспечения вибромассажа гладкой мускулатуры бронхов и вывода излишка выдыхаемого воздуха. Содержит генератор пониженного и повышенного давления, загубник, дыхательный трубопровод и оказывающий сопротивление дыханию проходной вентиль. Известные решения не позволяют получить дыхательную смесь с пониженным содержанием кислорода, являются сложными по конструкции и не надежны в эксплуатации.

В качестве наиболее близкого аналога целесообразно рассматривать ингалятор Фролова (SU 17904417 А3 (Фролов В. Ф. и др..) 23.01.93 г. A 61 M 15/02), который по сути представляет собой дыхательный тренажер. Его конструкция обеспечивает широкие функциональные возможности и позволяет проводить как режим ингаляции, так и режим сопротивления дыханию на входе и выдохе в условиях умеренной гипоксии. Известный прибор содержит наружную камеру смешения, внутри которой расположен собственно ингалятор, выполненный в виде цилиндрического закрытого сосуда (стакана с крышкой) и коаксиально установленной внутри него аэрозольной камеры. Дно аэрозольной камеры выполнено перфорированным и установлено с зазором относительно дна охватывающего ее закрытого сосуда. Отверстия в дне аэрозольной камеры служат для подачи ингалируемого вещества, прохода и дробления жидкости, газов, а также для обеспечения необходимого сопротивления дыханию. В крышке наружной камеры смешения выполнено отверстие, в котором с зазором установлена дыхательная трубка, проходящая также с зазором через отверстие в крышке закрытого сосуда ингалятора и подсоединенная к верхнему концу аэрозольной камеры. Отверстие для дыхательной трубки в крышке наружной камеры смешения одновременно является и отверстием для подачи/отвода воздуха. В наружной камере происходит коррекция химического состава вдыхаемой воздушной смеси за счет смешения атмосферного воздуха и воздуха, выдыхаемого в предыдущих циклах (эффект возвратного дыхания). Возникающие при дыхании через жидкость гидродинамические факторы обуславливают повышенное сопротивление вдоху и выдоху, повышение содержания в газовой смеси углекислого газа и создания умеренной гипоксии.

Однако известный ближайший аналог не лишен недостатков: во-первых, он создает не вполне удовлетворительную организацию газообменного процесса, определяемого тем, что подача свежего воздуха в наружную камеру и вывод из нее отработанного газа происходит через то же отверстие, через которое проходит дыхательная трубка и которое соосно с входом ингалятора. Поскольку гипоксическая смесь вследствие более тяжелого по сравнению с воздухом углекислого газа накапливается в нижней части наружной камеры, происходит ее неэффективное использование при вдохе. Для компенсации необходимо увеличивать объем наружной камеры практической в два раза, что естественно приводит к увеличению габаритов, массы, материалоемкости и стоимости изделия, снижает удобство пользования. Во-вторых, учитывая индивидуальные особенности конкретного пользователя-пациента, определяемые возрастом, полом, физическими особенностями, в такой конструкции требуется менять объем наружной камеры, например посредством добавления регулировочных колец, и следовательно, разбирать-собирать прибор. Это тем более снижает его потребительские качества. Кроме того, практически невозможно регулировать степень гипоксии, т.е. регулировать состав газовой вдыхаемой смеси.

Изобретение направлено на решение задачи создания многофункционального, обеспечивающего эффективный газообмен, путем использования образующейся гипоксической смеси, простого, удобного в подголовке к использованию и собственного в процессе эксплуатации прибора, обладающего всеми терапевтическими качествами своего аналога.

Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, заключается в повышении эффективности газообмена путем использования образующейся гипоксической дыхательной смеси с возможностью регулировки степени гипоксичности, повышения удобства пользования и снижении массогабаритных показателей.

Технический результат достигается за счет того, что в дыхательном тренажере, содержащем наружную камеру смешения с отверстием для подачи и отвода воздуха в крышке наружной камеры, установленный внутри наружной камеры ингалятор в виде закрытого сосуда, внутри которого коаксиально установлена аэрозольная камера, дно аэрозольной камеры выполнено с отверстиями для подачи ингалируемого вещества и расположено с зазором относительно дна закрытого сосуда, и подсоединенную к аэрозольной камере дыхательную трубку, проход дыхательного канала через крышку наружной камеры смешения выполнен беззазорным, в верхней и нижней частях наружной камеры смешения выполнены отверстия для подачи и отвода газовой смеси, снабженные средствами для регулировки состава газовой смеси.

Технический результат усиливается путем выполнения дополнительных отверстий для подачи и отвода газовой смеси, расположенных на периферийной части крышки наружной камеры смешения.

Удобство пользования и точность регулировки состава смеси обеспечивается путем выполнения средств регулировки состава дыхательной смеси в виде съемных заглушек или задвижек.

Удобство пользования также повышается за счет выполнения дыхательной трубки подачи и отвода газовой смеси в виде жесткой или гибкой конструкции.

Благодаря выполнению дыхательного тренажера в качестве, охарактеризованном в настоящей заявке, осуществляется регулируемое изменение состава дыхательной смеси с обеспечением большей или меньшей степени ее гипоксичности. Гипоксичность газовой смеси связана с количеством содержащегося в ней выдыхаемого, т. е. обедненного кислородом воздуха. Чем больше в смеси доля выдыхаемого воздуха, тем более низкое в ней содержание кислорода. Уже при четырех отверстиях, выполненных в стенке наружной камеры тренажера, обеспечивается широкий диапазон регулирования состава вдыхаемой газовой смеси. При открытых или частично открытых верхних отверстиях смесь содержит больше кислорода, и, наоборот, при открытых нижних - меньшее его качество, поскольку вдыхается в первую очередь смесь с большим содержанием газа, выдыхаемого в предварительном дыхательном цикле.

Приведенный ниже пример выполнения дыхательного тренажера позволяет более подробно пояснить получаемый технический результат.

На чертеже продольный разрез предлагаемого дыхательного тренажера.

Пример
Тренажер представляет собой наружную камеру 1 смешения, выполненную в виде коробки с крышкой 2, и расположенный внутри наружной камеры 1 ингалятор 3 с дыхательным каналом 4 и присоединенной к нему дыхательной трубкой 14. В крышке 2 наружной камеры 1 выполнено отверстие 5 для прохода дыхательного канала 4, причем канал 4 установлен в отверстии 5 без зазора. Ингалятор 3 выполнен в виде закрытого сосуда 6, представляющего собой, например, цилиндрический стакан с крышкой 7, в котором коаксиально установлена аэрозольная камера 8, верхним концом которой является дыхательный канал 4, который также проходит с зазором через отверстие 9. Дно 10 аэрозольной камеры 8 выполнено с отверстиями для подачи ингалируемого вещества и расположено с зазором относительно дна закрытого сосуда 6. В верхней и нижней частях боковой поверхности наружной камеры 1 выполнены отверстия 11, которые снабжены средствами для регулирования состава дыхательной газовой смеси, например заглушками или задвижкам. В приведенном конкретном примере заглушки 12 в зависимости от условий терапевтической задачи могут быть сняты или установлены в соответствующие отверстия. Верхний или нижний ряд отверстия может быть перекрыт полностью или частично. При необходимости обеспечения большей степени гипоксичности заглушки устанавливают в верхних отверстиях и, наоборот, для получения дыхательной смеси с меньшим содержанием выдыхаемого в предыдущих циклах воздуха заглушки устанавливают внизу. Дополнительно тренажер может быть снабжен отверстиями 13, выполненными по периферии крышки 2. К дыхательному каналу 4 подсоединена трубка 14 для подачи и отвода воздуха, выполненная либо в виде жесткой трубки либо в виде гибкого дыхательного шланга.

Дыхательный тренажер работает следующим образом.

Перед проведением сеанса дыхательной тренировки в зависимости от конкретных особенностей пользователя (возраст, пол, продолжительность занятий на тренажере, состояние здоровья на настоящий момент и т.д.) устанавливают заглушки 12 в соответствующие отверстия 11, 13 и заливают воду в ингалятор 3. При вдохе воздух проходит через отверстия 11, 13 в стенке или крышке наружной камеры 1, через отверстие 9 в крышке 7 и попадает в ингалятор 3. Далее газовая смесь засасывается через отверстие в дне 10 аэрозольной камеры 8, барботирует через жидкость, находящуюся под разряжением всасывания, поднимается вверх и через дыхательный канал 4 поступает к пользователю.

При выдохе воздушная смесь через дыхательный канал 4 поступает обратно в аэрозольную камеру 8, выталкивает через отверстия в дне 10 жидкость в зазор между дном закрытого сосуда 6 и дном аэрозольной камеры 8, барботируя через жидкость, поступает в пространство между закрытым сосудом 6 и аэрозольной камерой 8 и выходит через отверстие 9 в крышке 7 в наружную камеру. Благодаря тому, что дыхательный канал 4 установлен в отверстии 5 без зазора, выходящий вверх через зазор 9 воздух оттесняет вниз газ предыдущего цикла дыхания. Насыщенный углекислый газом выдыхаемый воздух как более тяжелый концентрируется в донной части наружной камеры 1. В последующих циклах он используется как гипоксическая смесь для дыхания в условиях уменьшенной гипоксии.

Изобретение может быть использовано при тренировке дыхания в режиме сопротивления на вдохе и выдохе, в режиме умеренной регулируемой гипоксии, в том числе, с введением аэрозольных лечебных средств. Поэтому дыхательный тренажер может найти применение не только в традиционной медицине как средство лечения и профилактики заболеваний, но и в области спорта, а также как средство личной дыхательной гигиены для выработки и поддержания оптимального способа дыхания, снижающего вредное воздействие окружающей среды.

Источники информации
1. SU патент 1790417 A3 (Фролов В.Ф. и др.) 23.01.93, A 61 M 15/02.

2. SU 1588423 A1 (Колонтаевский Ф.В. и др.), 30.08.90, A 61 M 16/00.

3. SU 1680171 A1 (КАИ им. акад. С.П. Королева), 30.09.91, A 61 H 31/02.

Тренажер предназначен для использования при тренировке дыхания в режиме умеренной гипоксии с сопротивлением вдоху и выдоху. С его помощью осуществляется регулировка состава вдыхаемой газовой смеси. Наружная камера смещения тренажера содержит крышку с отверстиями подачи и отвода воздуха. Внутри камеры смешения установлен ингалятор в виде закрытого сосуда, внутри которого коаксиально установлена аэрозольная камера. Дно аэрозольной камеры выполнено с отверстиями для подачи ингалируемого вещества и расположено с зазором относительно дна закрытого сосуда. Дыхательная трубка подсоединена к аэрозольной камере. В верхней и нижней частях боковой поверхности наружной камеры смешения выполнены отверстия для подачи и отвода газовой смеси, снабженные средствами регулировки состава дыхательной смеси, установленные с возможностью полного или частичного перекрытия отверстий. Изобретение позволяет повысить эффективность газообмена, удобство пользования и снижает массогабаритные показатели тренажера. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Дыхательный тренажер, содержащий наружную камеру смешения с отверстием для подачи и отвода воздуха в крышке наружной камеры смешения, установленной внутри наружной камеры смешения ингалятор в виде закрытого сосуда, внутри которого коаксиально установлена аэрозольная камера, причем дно аэрозольной камеры выполнено с отверстиями для подачи ингалируемого вещества и расположено с зазором относительно дна закрытого сосуда, подсоединенную к аэрозольной камере дыхательную трубку, отличающийся тем, что проход дыхательного канала, связанного с аэрозольной камерой, через крышку наружной камеры выполнен беззазорным, в верхней и нижней частях боковой поверхности наружной камеры смешения выполнены отверстия для подачи и отвода газовой смеси, снабженные средствами регулировки состава дыхательной смеси, установленными с возможностью полного или частичного перекрытия отверстий. 2. Дыхательный тренажер по п.1, отличающийся тем, что в крышке наружной камеры смешения выполнены дополнительные отверстия для подачи и отвода газовой смеси, расположенные на ее периферической части. 3. Дыхательный тренажер по п.1, отличающийся тем, что средства регулировки состава дыхательной газовой смеси выполнены в виде съемных заглушек или задвижек. 4. Дыхательный тренажер по п.1, отличающийся тем, что дыхательная трубка подачи и отвода газовой смеси выполнена в виде жесткой конструкции. 5. Дыхательный тренажер по п.1, отличающийся тем, что дыхательная трубка подачи и отвода газовой смеси выполнена в виде гибкой конструкции.