Устройство для тренировки дыхательных мышц Советский патент 1992 года по МПК A61H31/02 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к пульмонологическим терапевтическим устройствам и может быть использовано для тренировки дыхательных мышц у лиц, страдающих заболеваниями органов дыхания, для тренировки спортсменов и профилактики легочных заболеваний, а также для измерения респираторного давления и исследования выносливости дыхательных мышц.

Известно устройство для тренировки дыхательной мускулатуры (Авт св. Ms 1445692, кл. А 61 В 5/08, 198о).

Недостатком известного устройства является невозможность раздельной тренировки дыхательной мускулатуры при вдохе и выдохе, что ограничивает область его использования. Кроме того, при тренировке дыхательных мышц не контролируется респираторное давление, развиваемое при нагрузке, что затрудняет точную дозировку инспираторно-экспираторных нагрузок, а также не позволяет производить исследование выносливости дыхательных мышц

Известно устройство для тренировки дыхательной мускулатуры, содержащее дыхательную камеру, связанную через клапаны вдоха и выдоха с гидравлическими многосекционными сопротивлениями вдоху и выдоху, выполненными в виде цилиндрических камер с расположенными внутри них секциями с возможностью независимого взаимного перемещения 1.

vi о

Ю Ю N5 00

Однако известное устройство позволяет создавать только ступенеобразную нагрузку на мышцы вдоха и выдоха и не обеспечивает плавное регулирование дыхательных нагрузок, что снижает терапевтическую эффективность.

Целью изобретения является повышение терапевтического эффекта за счет обес- печения плавного регулирования дыхательных нагрузок.

Эта цель достигается тем, что в устройстве для тренировки дыхательных мышц, содержащим дыхательную камеру, связанную через клапаны вдоха и выдоха со средствами сопротивления вдоху и выдоху соответственно, которые выполнены в виде герметичной нагрузочной камеры, с одной стороны ограниченной эластичной мембраной, жесткий центр которой связан с плунжером запорного элемента, а с другой стороны - уплотненным поршнем, в штоке которого выполнен сквозной канал, перекрытый дроссельным клапаном с продольным пазом, при этом шток поршня с возможностью относительного перемещения связан с регулировочной гайкой, на штоке поршня нанесена шкала для индикации величины установленной нагрузки, в камере между клапанами и запорным элементом средства сопротивления вдоху или выдоху выполнены каналы для связи в атмосферой, а дыхательная камера подсоединена к измерителю давления.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемое устройство для тренировки дыхательных мышц отличается тем, что средства сопротивления вдоху или выдоху выполнены в виде герметичной нагрузочной камеры, с одной стороны ограниченной эластичной мембраной, жесткий центр которой связан с плунжером запорного элемента, а с другой стороны - уплотненным поршнем, в штоке которого выполнен сквозной канал, перекрытый дроссельным клапаном с продольным пазом, при этом шток поршня с возможностью относительного продольного перемещения связан с регулировочной гайкой, на штоке поршня нанесена шкала для индикации величины установленной нагрузки, в камере между клапанами и запорным элементом средства сопротивления вдоху или выдоху выполнены каналы для связи с атмосферой, а дыхательная камера подсоединена к измерителю давления.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию но- визна+.

Анализ известных технических решений в исследуемой области и смежных областях позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявляемом устройстве для тренировки дыхательных

мышц, и признать заявляемое решение соответствующим критерию существенные отличия.

На чертеже изображено устройство для тренировки дыхательных мышц, сечение.

Устройство для тренировки дыхательных мышц содержит дыхательную камеру 1 с клапанами 2 вдоха и 3 выдоха, дыхательную трубку 1 с штуцером 5 для подключения измерителя (не показан) респираторного

давления, загубник (не показан), герметичные нагрузочныке камеры 6 вдоха и 7 выдоха, плунжеры 8,9 со штоками 10,11, закрывающие инспираторное и экспираторное отверстия 12,13, соединенные каналами

14,15 с атмосферой. Плунжеры 8,9 посредством штоков 10,11 связаны с жесткими центрами 16,17 эластичных мембран 18,19, которые ограничивают, с одной стороны, герметичные нагрузочнные камеры 6,7, а с

другой стороны, камеры ограничены поршнями 20,21 с уплотнительными кольцами 22,23 и штоками 24,25, в которых выполнены сквозные каналы 26,27, соединяющие полости 28,29 нагрузочных камер 6,7 с атмосферой, перекрытые дроссельными клапанами 30,31 с продольными пазами 32 (на клапане 30 паз не показан). Штоки 24,25 поршней 20,21 с возможностью относительного продольного перемещения связаны с

регулировочными гайками 33,34, закрепленными в нагрузочных камерах 6,7 стопорами 35,36. На штоках 24,25 поршней 20,21 нанесена шкала 37 для индикации величины установленной нагрузки.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом тренировки мышц вдоха измеряют максимальное инспираторное давление. Для этого, в нагрузочной камере

7 выдоха открывают вращением дроссельный клапан 31 и создают условия свободного сообщения полости 29 через канал 27 и паз 32 с атмосферой. Вращением гайки 34 перемещают шток 25 с поршнем 21 в сторону мембраны 19 и закрывают дроссельный клапан 31. Затем, вращением гайки 34 перемещают шток 25 с поршнем 21 в сторону, противоположную от мембраны 19. При этом, в полости 29 возникает разрежение и

мембрана 19, втягиваясь в нее, приподнимает плунжер 9 над экспираторным отверстием 13, которое, открываясь, свободно сообщается через канал 15с атмосферой. В нагрузочной камере вдоха 6 также

открывают дроссельный клапан 30 и перемещают вращением гайки 33 шток 24 с поршнем 20 в сторону мембраны 18, устанавливая их на нулевой отметке шкалы 37. Закрываютдроссельный клапан 30 и вращением гайки 33 перемещают шток 24 с поршнем 20 в сторону, противоположную от мембраны 18, создавая в полости 28 разрежение, мембрана 18 втягивается в полость 28 и прижимает плунжер 8 к инспираторно- му отверстию 12. При этом, создают и устанавливают по шкале 37 такую нагрузку на плунжер 8, которую дыхательные мышцы пациента не могут преодолеть.

Дыхательные пути пациента подключают к загубнику и он производит максимальный выдох, клапан 3 выдоха в дыхательной камере 1 открывается и выдыхаемый воздух свободно выходит через экспираторное отверстие 13 и канал 15 в атмосферу. После завершения выдоха клапан 3 закрывается и пациент совершает с максимальной силой вдох. При этом, в дыхательной камере 1 и в трубке 4 создается разрежение, которое через штуцер 5 передается к измерителю респираторного давления, где фиксируется величина максимального инспираторного давления. В зависимости от этой величины устанавливают по шкале 37 величину нагрузки для тренировки мышц вдоха. Для этого, шток 24 с поршнем 20 перемещают регулировочной гайкой 33 в сторону мембраны 18 и уменьшают разрешение в полости 28 и соответственно уменьшают нагрузку на плунжер 8 до требуемой величины и пациенте этой нагрузкой дышит в течение заданного времени. При этом, во время вдоха в дыхательной камере 1 образуется отрицательное давление. В результате создавшейся разницы между давлением в камере 1 и атмосферным давлением клапан 2 вдоха открывается и плунжер 8 приподнимается над инспираторным отверстием 12, создавая условия прохождения вдыхаемого воздуха. Мембрана 18 оказывает сопротивление перемещению плунжера 8 за счет разрежения, находящегося в полости 28, создавая нагрузку на мышцы вдоха. Инспираторное давление, возникающее при этом, через штуцер 5 регистрируется измерителем респираторного давления и, таким образом, осуществляется контроль за величиной респираторного давления, развиваемого при преодолении нагрузки мышцами вдоха. По завершению вдоха плунжен 8 притягивается мембраной 18 к инспираторному отверстию 12, закрывая его, клапан 2 вдоха закрывается. Во время выдоха в дыхательной камере 1 создается избыточное давление, клапан 3 выдоха открывается и воздух

свободно выходит через отверстие 13 и канал 15 в атмосферу.

Перед началом тренировки мышц выдоха измеряют максимальное экспираторное

давление. Для этого в нагрузочной камере 6 вдоха открывают дроссельный клапан 30 и создают условия свободного сообщения полости 28 через канал 26 и паз (не показан) с атмосферой. Перемещают гайкой 33 шток

0 24 с поршнем 20 в сторону, противоположную от мембраны 18 и герметизируют полость 28 дроссельным клапаном 30, закрывая его. Затем, вращением гайки 33 перемещают шток 24 с поршнем 20 в сторо5 ну мембраны 18. При этом в полости 28 создается избыточное дгрл.- п. .--ос З выдавливает мембрану 18 из пг-.у-: -,. она приподнимает плунжер 8 над. спмпс. горным отверстием 12, открьз я и v. -крез

0 канал 14 оно свободно еоо . -. dr:.-,;-:ферой.

В нагрузочной камере 7 выдоха отрывают дроссельный клапан 31 и перемещают гайкой 34 шток 25 с поршнем 21 в сторону,

5 противоположную от мебрани 19, устанавливая их на нулевой отметке шкалы (не показана), Закрываютдроссельный клапан 31 и гайкой 34 перемещают шток 25 с поршнем 21 в сторону мембраны 19, создавая в поло0 сти 29 избыточное давление, которое выдав ливает мембрану 19 из пс/юсти 29. прижимая плунжер 9 к экспираторному отверстию 13. При этом, создают и устанавливают по шкале такую нагрузку на плунжер 9,

5 которую дыхательные мышцы пациента не могут преодолеть.

Дыхательные пути пациента подключают к загубнику и он производит максимальный вдох, клапан 2 вдоха в дыхательной

0 камере 1 открывается и воздух из атмосферы, проходя через канал 14 и отверстие 12, свободно попадает в легкие. После завершения вдоха клапан 2 закрывается и пациент совершает с максимальной силой

5 выдох. При этом, в дыхательной камере 1 и трубке 4 создается избыточное давление, которое передается через штуцер 5 к измерителю респираторного давления, где фиксируется величина максимального

0 экспираторного давления и в зависимости от нее устанавливают по шкале требуемую величину нагрузки для тренировки мышц выдоха. Для этого, вращением регулировочной гайки 34 перемещают шток 25 с порш5 нем 21 в сторону, противоположную от мембраны. При этом, в полости 29 уменьшается избыточное давление и соответственно уменьшается нагрузка на плунжер 9 до требуемой величины и пациент с установленной нагрузкой дышит в течение заданного

времени. Во время выдоха в дыхательной камере 1 создается избыточное давление. В результате создавшейся разницы между давлением в дыхательной камере и атмос- j)i phbiM клапан 3 выдоха открывается и плунжер 9 приподнимается надэкспиратор- s-ым отверстием 13, создавая условия прохождения выдыхаемого воздуха в атмосферу. При этом, мембрана 19 оказывает сопротивление перемещению плунжера 9 за счет избыточного давления, находящегося в полости 29, создавая нагрузку на мышцы выдоха. Экспираторное давление, возникающее при этом, через штуцер 5 регистрируется измерителем респираторного давления и, таким образом, осуществляется контроль за величиной респираторного давлен, я, развиваемого при преодолении на- i рузки мышцами выдоха. По завершению выдоха плунжер 9 прижимается мембраной 19 к экспираторному отверстию 13, закрывая его, клапан 3 выдоха закрывается. Во время вдоха вдыхательной камере 1 создается разрежение, клапан 2 вдоха открывается и воздух свободно входит из атмосферы через канал 14 и отверстие 12 в дыхательные пути пациента.

При исследовании выносливости дыхательных мышц используют нагрузочную камеру 6 вдоха. Устанавливают первоначальную нагрузку в зависимости от величины инспираторного давления, определенного перед началом исследования (как уже было описано), и пациент с этой нагрузкой дышит в течение заданного времени. При этом, инспираторное давление, развиваемое при преодолении сопротивления дыханию, регистрируется измерителем респираторного давления. Затем, нагрузка увеличивается вращением регулировочной гайки 32 через определенные интервалы

времени до момента отказа испытуемого от пробы. Величина предельной нагрузки или соответствующее ей инспираторное давление характеризует выносливость дыхательных мышц.

Предлагаемое устройство позволяет осуществлять плавную нагрузку на дыхательные мышцы при вдохе и выдохе. Оно компактно и портативно, может быть использовано в лечебно-профилактических целях в лечебных учреждениях, а также в домашних, полевых и экспедиционных условиях.

Формула изобретения

Устройство для тренировки дыхательных мышц, содержащее дыхательную камеру, связанную через клапаны вдоха и выдоха со средствами сопротивления вдоху

и выдоху соответственно, отличающее- с я тем, что, с целью повышения терапевтического эффекта за счет обеспечения плавного регулирования дыхательных нагрузок, средства сопротивления вдоху и выдоху выполнены в виде герметичной нагрузочной камеры, с одной стороны ограниченной эластичной мембраной, жесткий центр которой связан с плунжером запорного элемента, а с другой стороны - уплотненным поршнем,

в штоке которого выполнен сквозной канал, перекрытый дроссельным клапаном с продольным пазом, при этом шток поршня с возможностью относительного продольного перемещения связан с регулировочной

гайкой, на штоке поршня нанесена шкала для индикации величины установленной нагрузки, в камере между клапаном и запорным элементом средства сопротивления вдоху или выдоху выполнены каналы для

связи с атмосферой, а дыхательная камера подсоединена к измерителю давления.

fe

Использование: в медицинской технике, для тренировки дыхательных мышц у лиц, страдающих заболеваниями органов дыхания, для тренировки спортсменов и профилактики легочных заболеваний, а также для измерения респираторного давления и исследования выносливости дыхательных мышц. Сущность изобретение средстве сопротивления ВДОХУ И ВЫДО , оо ПС тбНЫ В виде герметичной нагрузочной камеры, с одной стороны ограниченной эластичной мембраной, жесткий центр которой связан с плунжером запорного элемента, а с другой стороны - уплотненным поршнем в штоке которого выполнен сквозной канал, пере- коытый дроссельным клапаном с продольным пазом. Шток поршня с возможностью относительного продольного перемещения связан с регулировочной гайкой На штоке поршня нанесена шкала для индикации величины установленной нагрузки. В камере между клапаном и запорным элементом средства сопротивления вдоху или выдоху выполнены каналы для связи с атмосферой, а дыхательная камера подсоединена к измерителю давления. 1 ил. СО С