Устройство для тренировки дыхательных мышц

 

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, перекоытый 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

союз соВетских

СОЦИ АЛ ИСТИЧ Е С КИХ

РЕСПУБЛИК (5! )5 А 61 Н 31 /02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0 Э О

М ! С)()

1 (21) 4851205/14 (22) 11.07.90 (46) 23.09.92. Бюл. N 35 (71) Карагандинский государственный медицинский институт и Институт физиологии и гигиены труда АН КазССР (72) Н.В,Зародин, Ю,П.Зябрев, Ю.M.Ìûñкин и А.Н.Зародин (56) Авторское свидетельство СССР

Nò 1457929, кл. А 61 Н 31/02, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ TPEHNPOBKl ДЫХАТЕЛЬНЫХ МЫШЦ (57) 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 респираторногодавления и исследования выносливости дыхательных

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. N.

1445692, кл. А 61 В 5/08, 1986).

Недостатком известного устройства является невозможность раздельной тренировки дыхательной мускулатуры при вдохе и выдохе, что ограничивает область его uc„„. Ы „„17б2928 А1 мышц. Сущность изобре-ения: средства =спротивления вдоху и выдоху выполнены в виде герметичной нагрузочни камеры, с одной стороны ограниченной эластичной мембраной, жесткий центр ко1орой связан с плунжером запорного элемента, а с другой стороны — уплотненным поршнем. в штоке которого выполнен сквозной канал, перекрытый дроссельным клапаном с продольным пазом. Шток поршня с возможностью относительного продольного перемещения связан с регулировочной гайкой. На штоке поршня нанесена шкала для индикации величинн ы установлен ной нагрузки. В камере между клапаном и запорным элементом средства сопротивления вдоху или выдсху выполнены каналы для связи с атмосферой, а дыхательная камера подсоединена к измерителю давления. 1 ил. пользования. 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).

1762928

Однако известное устройство позволяет создавать только ступенеобразную нагрузку на мышцы вдоха и выдоха и не обеспечивает плавное регулирование дыхательных нагрузок, чтоснижаеттерапевтическую эффективность, Целью изобретения является повышение терапевтического эффекта за счет обеспечения 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 "новизна+.

Анализ известных технических решений в исследуемой области и смежных обла5

55 стях 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 трубку1 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 15 с атмосферой.

В нагрузочной камере вдоха 6 также открывают дроссельный клапан 30 и пере1762928 мещают 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 инспираторному 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 пациент с 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

55 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

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 сторону мембраны 18. При этом в полости 28 создается избыточчое дзвл ..:. .: .; ж э выдавливает мембрану 18 из и.-; с.,; " она приподнимает плунжер 8 над й-.".,лип-. Гор" ным отверстием 1, откр=3 -.я -го . .:: рез

KQH2$1 14 GHQ свооодно со .. фе рой.

В нагрузочной камере 7 выдоха о-::<; ьвают дроссельный клапан 31 и перемещают гайкой 34 шток 25 с поршнем 21 в сторону, противоположную от мебраны 19, устанавливая их на нулевой отметке шкалы (не показана), закрывают дроссельнь и клапан 31 и гайкой 34 перемещают шток 25 с поршнем

21 в сторону мембраны 19, создавая в полости 29 избыточное давление, котор" .. выдав ливает мембрану 19 из полости 29. прижимая плунжер 9 к экспираторному отверстию 13. При этом, создают и устанавливают по шкале такую нагрузку на плунжер 9, которую дыхательные мышцы пациента не могут и реодолеть.

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

1762928 времени. Во время выдоха в дыхательной камере 1 создается избыточное давление. В результате создавшейся разницы между лавлением в дыхательной камере и атмосзерны клапан 3 выдоха открывается и плунжер 9 приподнимается над экспираторьым 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 нагрузки мышцами выдоха. По завершению выдоха плунжер 9 прижимается мембраной

19 к экспираторному отверстию 13, закрывая его, клапан 3 выдоха закрывается. Во время вдоха в дыхательной 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 дыхатель5 ных мышц.

Предлагаемое устройство позволяет осуществлять плавную нагрузку на дыхательные мышцы при вдохе и выдохе, Оно компактно и портативно, может быть ис10 пользовано в лечебно-профилактических целях в лечебных учреждениях, а также в домашних, полевых и экспедиционных условиях.

15 Формула изобретен ия

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

20 и выдоху соответственно, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения терапевтического эффекта за счет обеспечения плавного регулирования дыхательных нагрузок, средства сопротивления вдоху и выдоху вы25 полнены 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, 30 в штоке которого выполнен сквозной канал, перекрытый дроссельным клапаном с продольным пазом, при этом шток поршня с возможностью относительного продольного перемещения связан с регулировочной

35 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

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

1762928

Составитель Н. Зародин

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Т. Палий

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина. 101

Заказ 3402 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5