Мобильный дыхательный тренажер для проведения гипоксически-гипероксических тренировок



Мобильный дыхательный тренажер для проведения гипоксически-гипероксических тренировок
Мобильный дыхательный тренажер для проведения гипоксически-гипероксических тренировок

 


Владельцы патента RU 2521841:

Федеральное медико-биологическое агентство (RU)
Закрытое акционерное общество "Специальное конструкторское бюро экспериментального оборудования при Институте медико-биологических проблем Российской Академии наук" (RU)

Изобретение относится к медицинской технике. Технический результат - создание мобильной системы, обеспечивающей воспроизведение циклической гипоксии и гипероксии в условиях гипербарии без использования дополнительных систем и специальных помещений. Тренажер содержит одноместную барокамеру, имеющую емкость в виде колокола, расположенную вертикально. Стенки барокамеры выполнены из нейлонового материала и имеют прозрачное окно, штуцеры для подключения трубопроводной арматуры подачи газовой смеси и воздуха, а также для подключения блоков подогрева дыхательной газовой смеси и управления давлением и соединяются с блоком управления барокамерой, располагающимся вне барокамеры. Блоки подогрева и управления давлением располагаются внутри барокамеры. Также тренажер включает баллоны высокого давления, содержащие гипоксическую и гипероксическую кислородно-гелиевую газовую смесь, штуцеры для подключения трубопроводной арматуры, соединенной с блоками питания, располагающимися вне барокамеры. Внутри барокамеры располагается кресло для размещения пациента с регулируемым углом наклона спинки, система контроля за частотой сердечных сокращений (ЧСС) и содержания оксигемоглобина в артериальной крови (SpO2) и система снабжения газовой смесью. 3 з.п.ф., 2 ил.

 

Предлагаемое решение относится к медицинской технике и может найти применение в физиологии, восстановительной и профилактической медицине, спортивной медицине.

Уровень техники.

Известны дыхательные тренажеры для проведения лечения, в том числе и газовыми смесями, посредством самостоятельного дыхания пациента через трубку, маску и т.д. Например, по патентам РФ 50115, 62518, 24098.

Известна одноместная барокамера медицинская по патенту 121443, включающая салон, выполненный с возможностью контроля за состоянием пациента через иллюминатор, средства регулирования параметров среды, откачивающий вакуумный насос и средства подачи в салон воздуха.

Но ни те, ни другие не предназначены для проведения интервальных гипоксически-гипероксических тренировок подогреваемыми кислородно-гелиевыми газовыми смесями в условиях гипербарии, чем принципиально отличаются от предлагаемой модели и по сути не являются ее аналогами.

Раскрытие заявляемого решения.

Известно использование лечебных дыхательных газовых смесей: медицинского кислорода, гипербарической оксигенации, «горного воздуха», гипоксических кислородно-азотных, гипоксических и гипероксических кислородно-гелиевых смесей (Коц Я.М. Спортивная физиология. М.: Физкультура и спорт, 1986, - с.121-166; Павлов Б.Н. с соавторами. Основы барофизиологии, водолазной медицины, баротерапии и лечения инертными газами. - М., 2008. - С.369-388; Патенты РФ 2082451 от 27.06.97, 2016564 от 30.07.94; 2104013 от 10.02.98; 2181278 от 20.04.02; 2286128 от 27.10.06. и др.). Каждая из перечисленных дыхательных смесей используется для решения различных задач: повышение (восстановление) физической работоспособности, повышение выносливости, поддержание работоспособности на фоне травм у спортсменов и т.д.

Адаптация к гипоксии (ответ на гипоксистимуляцию) оптимизирует измененную общую и специфическую реактивность организма, улучшает гемодинамику и кровоснабжение поврежденных органов и тканей за счет формирования новых капиллярных связей и реваскуляризации. В коре головного мозга активизируется синтез нуклеиновых кислот, белков, нейромедиаторов (ГАМК, серотонин, дофамин, адреналин, норадреналин и др.), улучшающих межнейрональные связи. Адаптация к гипоксии активизирует эндогенную опиоидную систему, увеличивает синтез эндорфинов клетками коры надпочечников (Г.К. Золоев, 1989), снижает уровень аутоантител к нейротрофическим факторам (А.А. Глушко, Т.П. Клюшник 2000, 2005), регулирующим нейрокогнитивные и интеллектуально-мнестические процессы.

Таким образом, основная задача предлагаемого изобретения - дыхательного тренажера состоит в том, чтобы соединить воздействие подогретыми кислородно-гелиевыми смесями с фиксированными концентрациями с условиями барокамеры, которая позволяет создавать различное давление, при этом обеспечить возможность использования данного устройства при любых условиях.

Технический результат изобретения: максимальное повышение уровня когнитивных функций с последующим пролонгированием полученного эффекта за счет создания мобильной системы, обеспечивающей воспроизведение циклической гипоксии и гипероксии в условиях гипербарии без использования дополнительных систем и специальных помещений, позволяющей также соединить воздействие подогретыми кислородно-гелиевыми смесями с фиксированными концентрациями с условиями барокамеры, при этом обеспечивая возможность использования данного устройства при любых условиях.

Дыхательный тренажер для проведения интервальных гипоксически-гипероксических тренировок кислородно-гелиевой газовой смесью, содержит:

1. Одноместную барокамеру, представляющую собой емкость в форме колокола, расположенную вертикально, стенки барокамеры выполнены из синтетического воздухонепроницаемого материала.

2. Окно для наблюдения извне размером не менее 25×30 см.

3. Штуцеры для подключения трубопроводной арматуры подачи газовой смеси и воздуха и их откачки, а также блока подогрева и блока управления давлением в барокамере.

4. Блок управления барокамерой, располагающийся вне барокамеры.

5. Блок подогрева дыхательной газовой смеси, который выполнен с возможностью управления пациентом температурой дыхательной смеси в барокамере.

6. Блок управления повышением и понижением давления, располагается в барокамере.

7. Штуцеры для подключения трубопроводной арматуры, соединенной с блоками питания.

8. Блоки питания.

9. Кресло с регулируемым углом наклона спинки для размещения пациента.

10. Система контроля за частотой сердечных сокращений (ЧСС) и насыщением гемоглобина кислородом (SpO2).

11. Система снабжения газовой смесью, например система «Ингалит».

12. Баллоны высокого давления, содержащие гипоксическую и гипероксическую кислородно-гелиевую газовую смесь.

На фигурах 1 и 2 представлен дыхательный тренажер для проведения интервальных гипоксически-гипероксических тренировок кислородно-гелиевой газовой смесью, где:

1. Барокамера.

2. Прозрачное окно.

3. Трубопроводная арматура от блоков питания.

4. Блоки питания.

5. Замок-молния.

6. Блок управления барокамерой.

7. Трубопроводная арматура подачи газовой смеси и воздуха, и соединения с блоками подогрева и управления давлением, располагающимися внутри барокамеры.

8. Баллоны с газовыми смесями.

9. Кресло.

10. Система контроля за частотой сердечных сокращений (ЧСС) и насыщением гемоглобина кислородом (SpO2).

11. Система снабжения газовой смесью.

Работа тренажера осуществляется следующим образом.

Пациента помещают в емкость барокамеры (1), усаживая его в кресло (9). Барокамеру закрывают посредством замка-молнии (5). Затем в барокамере создают избыточное давление 0,03 МПа посредством подачи в камеру воздуха. Регулировка давления осуществляется посредством блока управления давлением, располагающимся внутри барокамеры и соединенным с блоком управления барокамерой (6) через трубопроводную арматуру (7). После этого осуществляют подачу газовой смеси из баллона (8) с гипоксической кислородно-гелиевой смесью через трубопроводную арматуру (7). Смесь подогревается с помощью блока подогрева, находящегося в барокамере и соединенного с блоком управления барокамерой (6) через трубопроводную арматуру (7), и подается посредством системы снабжения газовой смесью (11). При достижении либо индивидуального минимума SpO2, либо максимума ЧСС, которые регистрируются с помощью системы контроля (10), осуществляют откачку гипоксической кислородно-гелиевой газовой смеси через трубопроводную арматуру (7). После этого производят подачу газовой смеси из баллона (8) с гипероксической кислородно-гелиевой смесью. Гипероксическое воздействие проводят до достижения исходных значений SpO2 и ЧСС, регистрируемых системой контроля. Во время сеанса наблюдают за пациентом через прозрачное окно (2).

Работоспособность тренажера была проверена при исследовании 56 диспетчеров, которые с целью повышения уровня когнитивных способностей использовали разработанный тренажер в течение 5 дней.

На протяжении пяти дней проводили тестирование когнитивных способностей испытуемых по методике «Адаптивная Модель Операторской деятельности» («АМОД») и по методике «САН» в процессе курсового проведения кислородно-гелиевой терапии подогретой дыхательной смесью и через 10 дней после окончания сеансов воздействия дыхательной смеси (для оценки пролонгированного эффекта).

Обработку данных и статистический анализ проводили с помощью пакета SPSS для оценки достоверности различий в результатах тестирования под влиянием дыхательной смеси (за вычетом эффекта тренировки).

Начальные результаты тестирования (до процедуры) на третий день оказались выше, чем исходные результаты в первый день воздействия. Рост всех показателей (СЧЕТА, СЛЕЖЕНИЯ, СОВМЕЩЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ) после первого сеанса воздействия продолжался на протяжении первых трех дней. На четвертый и пятый день использования интервальных гипоксически-гипероксических тренировок кислородно-гелиевой газовой смесью посредством разработанного тренажера когнитивные способности приблизились к верхнему пределу одновременного роста. Повышение продолжилось по одному направлению, по - слежению.

Прирост конечных результатов по показателю СОВМЕЩЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ в процентном выражении составил 86% от начального уровня тестирования.

Таким образом, тренировка, проводимая посредством предлагаемого тренажера на протяжении пяти дней ее использования, обеспечила повышение уровня когнитивных способностей испытуемых. Статистически достоверно повысились показатели восприятия, внимания, памяти, мышления, способности к совмещенной деятельности. Максимальное повышение уровня когнитивных функций наблюдалось на третий день экперимента. Этого времени оказалось достаточно для полной актуализации имеющего психического ресурса. С момента окончания тренировок было зафиксировано сохранение повышенного уроня когнитивных функций на протяжении еще 10 дней, что свидетельствует о пролонгированном эффекте позитивного воздействия тренировок на психику человека.

1. Дыхательный тренажер для проведения интервальных гипоксически-гипероксических тренировок кислородно-гелиевой газовой смесью в условиях гипербарии, содержащий барокамеру, установленную вертикально, имеющую емкость в форме колокола, блок управления давлением в барокамере, трубопроводную арматуру, соединенную с блоком управления барокамерой, расположенным вне барокамеры, баллоны высокого давления, содержащие гипоксическую и гипероксическую кислородно-гелиевые газовые смеси, штуцеры для подключения трубопроводной арматуры, кресло для размещения пациента и систему контроля за физиологическими параметрами пациента, при этом стенки барокамеры выполнены из синтетического воздухонепроницаемого материала, в стенке выполнено прозрачное окно для наблюдения извне, также на ней расположены штуцеры для подключения трубопроводной арматуры для подачи газовой смеси и воздуха и подключения блока подогрева газовой смеси, выполненного с возможностью управления температурой дыхательной смеси пациентом в барокамере, при этом блок подогрева газовой смеси и блок управления давлением в барокамере располагаются внутри барокамеры.

2. Дыхательный тренажер по п.1, отличающийся тем, что окно для наблюдения извне имеет размер не менее 25×30 см.

3. Дыхательный тренажер по п.1, отличающийся тем, что кресло для размещения пациента выполнено с возможностью регулирования угла наклона спинки.

4. Дыхательный тренажер по п.1, отличающийся тем, что система контроля за физиологическими параметрами пациента выполнена с возможностью мониторинга и регистрации частоты сердечных сокращений и насыщения гемоглобина кислородом.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к медицине, а именно к анестезиологии и реаниматологии в педиатрии, и может быть использовано при необходимости выбора способа обеспечения проходимости дыхательных путей во время анестезиологического пособия у детей раннего возраста с врожденными пороками развития челюстно-лицевой области.

Группа изобретений относится к медицине. Изолирующее устройство для дыхания пациента, предназначенное для связи с аппаратом искусственной вентиляции легких (ИВЛ), содержит подвижную перегородку, имеющую движущую сторону на первой стороне подвижной перегородки и сторону пациента на второй стороне подвижной перегородки.

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к устройствам, которые способствуют дыханию пациентов, страдающих патологиями паренхимы легких, например хронической обструктивной бронхопневмонией (ХОБП), и, в частности, к устройству, предназначенному для неинвазивного удаления бронхолегочных выделений у пациентов с пониженной отхаркивающей способностью.
Изобретение относится к медицине, а именно к гастроэнтерологии, и может быть использовано для лечения вирусных гепатитов. .

Изобретение относится к медицине, гигиене питания. .
Изобретение относится к медицине, а именно к логопедии, и может быть использовано при необходимости коррекции общего недоразвития речи у детей старшего дошкольного возраста.

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к неонатологии, и может найти применение в работе перинатальных центров, отделений для выхаживания недоношенных новорожденных.

Изобретение относится к области защиты органов дыхания при работе в экстремальных условиях, например на морозе при температурах, создающих предпосылки для переохлаждения дыхательных путей, защиты органов дыхания от охлаждения в период острого респираторного заболевания при пребывании в холодной атмосфере, поддержание в организме естественного сосудорасширяющего соединения - углекислого газа, а также снижения уровня загрязнения вдыхаемой воздушной смеси.

Изобретение относится к медицинской технике. .

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к устройствам для проведения искусственной вентиляции легких, и может быть использовано в анестезиологии, реанимации и интенсивной терапии при замещении временно утраченной вентиляционной функции организма, преимущественно для новорожденных. Аппарат включает средства индикации, вход подачи кислорода, связанный через понижающий редуктор с легочным автоматом, вход подачи атмосферного воздуха, связанный с бактерицидным фильтром, смеситель воздушно-кислородной смеси и пневматически присоединенные к ним регулятор потока, ротаметр, предохранительный клапан, патрубок сброса давления и тройник с подключенными к нему датчиком давления и патрубком «Вдох». Дополнительно оснащен встроенным микрокомпрессором, вход которого пневматически связан со смесителем воздушно-кислородной смеси, снабженным регулятором концентрации кислорода в газовой смеси, а выход - с гасителем пульсаций, соединенным с регулятором потока и обратным регулирующим клапаном. Микрокомпрессор электрически связан с внешним источником питания. Предохранительный клапан снабжен регулятором для задания уровня давления. Технический результат состоит в повышении безопасности пациента, расширении эксплуатационных возможностей устройства. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Группа изобретений относится к медицине. Электроприводное устройство содержит насос, содержащий жесткий цилиндр, поршень и, по меньшей мере, один клапан; электродвигатель с точным позиционным управлением, имеющий рабочее соединение с упомянутым поршнем для перемещения упомянутого поршня в упомянутом цилиндре, и контроллер, выполненный с возможностью управления электродвигателем для управления положением поршня в цилиндре, для управления тем самым дыхательным объемом газа, подаваемого в пациента; и давлением газа, подаваемого в пациента. Раскрыты аппарат искусственной вентиляции легких для подачи газа в пациента и устройство для искусственной вентиляции легких. Технический результат заключается в обеспечении точного позиционирования. 3 н. и 55 з.п. ф-лы, 11 ил.
Изобретение относится к медицине, а именно к анестезиологии и реаниматологии, и может быть использовано у реанимационных пациентов с возникшей вентилятор-ассоциированной пневмонией или имеется высокий риск ее развития. Для этого после стабилизации гемодинамики выполняют 8 поворотов больного в сутки. Цикл начинают с 08-00: 3 часа на спине, 2 часа на боку, 2 часа на другом боку, 3 часа на спине, 6 часов на животе, 4 часа на спине, 2 часа на боку, 2 часа на другом боку. При этом в положении на животе и на спине каждые 2 часа изменяют положение центра тяжести больного. За 20 минут до поворота больного на живот осуществляют инфузию пропофола со скоростью 2-3 мг/кг/час и продолжают ее до очередной смены положения больного. Через 5 минут после поворота больного на живот начинают инфузию нитроглицерина в дозе 0,5-1,0 мкг/кг/мин и продолжают ее в течение 5 часов. Через 10 мин после поворота на живот вводят антибактериальный препарат болюсно или микроструйно при однократном введении, при иной кратности введения антибактериального препарата одно из введений также выполняют через 10 мин после поворота на живот. Способ обеспечивает эффективное лечение и/или профилактику вентилятор-ассоциированной пневмонии за счет воздействия на гравитационный фактор регионарной неравномерности вентиляции и перфузии легких и избыточную гипоксическую вазоконстрикцию. 1 з.п. ф-лы, 4 табл., 3 пр.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано при лечении больных с нарушениями функций дыхания. Устройство респираторной поддержки включает первый генератор потока, выход которого подключен к системе дыхательного контура пациента, и блок управления, первый вход которого подключен к системе дыхательного контура, а первый и второй выходы - соответственно к первому генератору потока и системе дыхательного контура. Согласно изобретению введены второй генератор потока, зонд для введения в желудочно-кишечный тракт пациента, датчик потока и датчик давления. К третьему выходу блока управления подключен второй генератор потока, соединенный с зондом для введения в желудочно-кишечный тракт пациента, на входе которого установлены датчик потока и датчик давления, соединенные соответственно со вторым и третьим входами блока управления, четвертый вход которого соединен с пульсоксиметром. Блок управления выполнен с возможностью запуска процедуры внелегочного введения кислорода, определения давления внутри желудочно-кишечного тракта и контролируемого снижения объемной скорости потока. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей за счет обеспечения дополнительного внелегочного введения кислорода в организм пациента через желудочно-кишечный тракт. 1 ил.

Группа изобретений относится к медицинской технике. Система для поддержания положительного давления в дыхательных путях пациента, когда пациент дышит, содержит респираторное приспособление, выполненное с возможностью управления потоком газовой смеси между окружающей атмосферой и, по меньшей мере, одним внешним отверстием дыхательных путей пациента. Респираторное приспособление имеет первое сопротивление потоку газовой смеси, протекающей из окружающей атмосферы в дыхательные пути пациента через респираторное приспособление, и второе сопротивление потоку газовой смеси, протекающей из дыхательных путей пациента в окружающую атмосферу через респираторное приспособление. Первое сопротивление меньше второго сопротивления, так что при вдохе газовая смесь протекает из окружающей атмосферы в дыхательные пути пациента через респираторное приспособление без задержки. При выдохе второе сопротивление респираторного приспособления газовой смеси, протекающей из дыхательных путей пациента в окружающую атмосферу, повышает давление внутри дыхательных путей пациента. Повышенное давление поддерживает дыхательные пути пациента. Генератор давления выполнен с возможностью формирования потока сжатой дыхательной смеси и обеспечения дополнительной поддержки дыхательных путей пациента и связан с корпусом респираторного приспособления через контур, который образует канал газовой смеси между респираторным приспособлением и генератором давления, по которому поток сжатой дыхательной смеси подается из генератора давления в дыхательные пути пациента через респираторное приспособление. Первое сопротивление составляет меньше, приблизительно, 0,025 см Н2O при расходе потока 30 л/мин. Раскрыт второй вариант системы, отличающийся конструктивным выполнением. Технический результат состоит в обеспечении лечения нарушений сна за счет создания сопротивления выдоху. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 10 ил.

Группа изобретений относится к медицине. Система содержит дыхательное устройство, выполненное с возможностью предоставлять поток под давлением вдыхаемого газа в дыхательные пути и дыхательные индикаторы, которые побуждают субъекта дышать так, чтобы дыхательный объем при дыхании превышал или был равен целевому дыхательному объему. Дыхательные индикаторы содержат изменения в давлении потока под давлением вдыхаемого газа. Датчики формируют один или более выходных сигналов, передающих информацию, связанную с параметрами вдыхаемого газа, которые связаны с дыхательным объемом при дыхании. Процессор выполнен с возможностью выполнять модули. Модуль определения параметров выполнен с возможностью определять параметр дыхания из одного или более выходных сигналов, сформированных посредством одного или более датчиков. Параметром дыхания является либо дыхательный объем, либо параметр вдыхаемого газа, который связан с дыхательным объемом. Модуль сравнения выполнен с возможностью сравнивать параметр дыхания с пороговым значением, которое соответствует целевому дыхательному объему. Модуль управления выполнен с возможностью управлять дыхательным устройством, чтобы регулировать дыхательные индикаторы, предоставленные для субъекта, на основе сравнения между параметром дыхания и пороговым значением посредством модуля сравнения. Раскрыт способ регулирования дыхательного объема. Технический результат состоит в обеспечении соответствия реального дыхательного объема целевому. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к спортивной медицине. Способ включает проведение интервальной гипоксической тренировки с дыханием газовой смесью при одновременном воздействии на центральную нервную систему импульсным электрическим током. При этом перед интервальной гипоксической тренировкой дополнительно осуществляют введение нейропептида семакс по две капли в каждый носовой ход. Интервальную гипоксическую тренировку проводят по крайней мере четыре раза путем дыхания газовой смесью, содержащей 9,5% кислорода. Воздействие электрическим током осуществляют при длительности импульса 0,25-0,28 мс, силе тока 0,9 мА и частоте следования импульсов 1250 Гц в течение 60 минут. Способ обеспечивает ускорение перестройки организма к функционированию в экстремальных условиях воздействия, обеспечивает увеличение работоспособности. 1 табл.

Группа изобретений относится к медицине. Определяют растяжимость легких субъекта, который по меньшей мере частично самостоятельно осуществляет вентиляцию. Количественное определение растяжимости легких может представлять собой оценку, измерение и/или приблизительное измерение. Количественное определение растяжимости легких можно надстроить над общепринятыми способами и/или системами для количественного определения растяжимости легких субъектов, самостоятельно осуществляющих вентиляцию, в которых растяжимость легких можно количественно определить относительно аккуратно без ремня для измерения усилия или другого внешнего воспринимающего устройства, которое непосредственно измеряет давление мышц диафрагмы, и без требования от субъекта вручную контролировать давление мышц диафрагмы. Количественное определение растяжимости легких может быть эффективным инструментом при оценке состояния здоровья субъекта, включая обнаружение задержки жидкости, связанной с развитием острой застойной сердечной недостаточности. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

Группа изобретений относится к медицине. Определяют растяжимость легких субъекта, который по меньшей мере частично самостоятельно осуществляет вентиляцию. Количественное определение растяжимости легких может представлять собой оценку, измерение и/или приблизительное измерение. Количественное определение растяжимости легких можно надстроить над общепринятыми способами и/или системами для количественного определения растяжимости легких субъектов, самостоятельно осуществляющих вентиляцию, при этом растяжимость легких можно количественно определить относительно аккуратно без ремня для измерения усилия или другого внешнего воспринимающего устройства, которое непосредственно измеряет давление мышц диафрагмы, и без требования от субъекта вручную контролировать давление мышц диафрагмы. Количественное определение растяжимости легких может быть эффективным инструментом при оценке состояния здоровья субъекта, включая обнаружение задержки жидкости, связанной с развитием острой застойной сердечной недостаточности. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к ларингеальным маскам. В ларингеальной маске манжета в виде уплотнительного кольца сформирована подковообразным ободком и частью ширококанального гастродренажа, имеющего специальную форму, при введении желудочного зонда в который формируются два дополнительных зияющих канала для беспрепятственного отхождения наружу рта желудочного содержимого или газов, оказавшихся вблизи пищеводной воронки. Устройство дополнительно может содержать армирующие компоненты, исключающие пережатие зубами пациента дыхательного канала. Заявляемая ларингеальная маска, за исключением армирующих компонентов, представляет собой монолит и формируется за 1 цикл работы термопластавтомата, что обусловливает ее исключительно низкую себестоимость. Заявляемая ларингеальная маска обеспечивает высокую безопасность для пациента за счет эффективного отведения желудочного содержимого от голосовой щели и показала на практике простоту установки и хороший герметизм. Она может эффективно использоваться в клинической практике даже у пациентов с риском регургитации и экстренных пациентов. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх