RU2248812C2 - Device for producing hypercapnia in human organism - Google Patents
Device for producing hypercapnia in human organism Download PDFInfo
- Publication number
- RU2248812C2 RU2248812C2 RU2003115771/14A RU2003115771A RU2248812C2 RU 2248812 C2 RU2248812 C2 RU 2248812C2 RU 2003115771/14 A RU2003115771/14 A RU 2003115771/14A RU 2003115771 A RU2003115771 A RU 2003115771A RU 2248812 C2 RU2248812 C2 RU 2248812C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chamber
- carbon dioxide
- available
- resistance
- external cylinder
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Devices For Medical Bathing And Washing (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области медицины и может быть использовано для профилактики различных заболеваний, в комплексе реабилитационных мероприятий после перенесенного инфаркта миокарда, приступов бронхиальной астмы, аллергической реакции, а также для повышения общей резистентности организма и др.The present invention relates to medicine and can be used for the prevention of various diseases, in a complex of rehabilitation measures after a myocardial infarction, attacks of bronchial asthma, an allergic reaction, and also to increase the general resistance of the body, etc.
В настоящее время известно, что умеренные концентрации углекислоты способны вызвать в организме человека целый ряд положительных эффектов: улучшение кровообращения в сердечной мышце, улучшение бронхиальной проходимости, нормализации работы желудочно-кишечного тракта, снижение интенсивности аллергической реакции, повышение выносливости к гипоксии и физическим нагрузкам, улучшение качества жизни (А.А.Ненашев, С.Ф.Левкин, Ю.Н.Мишустин. Устраните первопричину болезней!/Под редакцией профессора А.А.Ненашева.-Самара.: Парацельс, 1998.-62 с.).At present, it is known that moderate concentrations of carbon dioxide can cause a number of positive effects in the human body: improvement of blood circulation in the heart muscle, improvement of bronchial patency, normalization of the gastrointestinal tract, decrease in the intensity of the allergic reaction, increase in endurance to hypoxia and physical activity, improvement quality of life (A.A. Nenashev, S.F. Levkin, Yu.N. Mishustin. Eliminate the root cause of the disease! / Edited by Professor A.A. Nenashev.-Samara: Paracelsus, 1998.-62 p.).
В связи с этим разработка технических устройств является актуальной задачей медицины.In this regard, the development of technical devices is an urgent task of medicine.
Известно устройство (М.В.Дворников, В.К.Степанов, И.Н.Черняк с соавторами. Повышение эффективности нормобарической интервальной гипоокситерапии добавлением к гипоксической смеси углекислого газа /В кн.: Прерывистая нормобарическая гипокситерапия. Доклады академии проблем гипоксиии Российской Федерации. Т.З.М.: ПАИМС, 1999.-c.89-91), в котором с помощью генераторов и мембран создают разные концентрации углекислоты во вдыхаемой смеси. Однако используемые приборы громоздки, стационарны и дорогостоящи. Последнее не позволяет обеспечить доступность к прибору широких масс населения.A device is known (M.V.Dvornikov, V.K. Stepanov, I.N. Chernyak et al. Improving the effectiveness of normobaric interval hypooxytherapy by adding carbon dioxide to a hypoxic mixture / In book: Intermittent normobaric hypoxytherapy. Reports of the Academy of Problems of Hypoxia and the Russian Federation. TZM: PAIMS, 1999.-c. 89-91), in which, using generators and membranes, different concentrations of carbon dioxide are created in the inhaled mixture. However, the devices used are bulky, stationary and expensive. The latter does not allow to ensure accessibility to the device of the broad masses of the population.
За прототип нами принято устройство - гиперкапникатор конструкции Ю.Н. Мишустина (Патент РФ №2118542 “Тренажер дыхательный индивидуальный”) - ТДИ-02 для индивидуального пользования.For the prototype, we took a device - a hypercapnicator design by Yu.N. Mishustina (RF Patent №2118542 “Individual respiratory simulator”) - TDI-02 for individual use.
Тренажер ТДИ-02 состоит из двух цилиндрических, входящих одна в другую и заливаемых водой камер, непосредственно соединенных с дыхательным патрубком и загубником. Внутренняя камера имеет щелевую насадку с диафрагмой, позволяющую регулировать физическую нагрузку на организм. Вся конструкция помещается во внешнюю камеру изменяемого объема (стеклянные банки разной емкости). Внешняя камера необходима для увеличения концентрации углекислого газа и снижения концентрации кислорода во вдыхаемой воздушной смеси.The TDI-02 simulator consists of two cylindrical chambers that enter one another and are filled with water, directly connected to the breathing tube and mouthpiece. The inner chamber has a slotted nozzle with a diaphragm that allows you to adjust the physical load on the body. The whole structure is placed in an external chamber of variable volume (glass jars of different capacities). An external chamber is necessary to increase the concentration of carbon dioxide and reduce the concentration of oxygen in the inhaled air mixture.
Согласно прилагаемой инструкции методика применения устройства складывается из нескольких этапов.According to the attached instructions, the methodology for using the device consists of several stages.
Первый этап. Дыхание с минимальными нагрузками. При сборке ТДИ-02 перед каждым занятием воду в стакан не заливают. Диафрагму устанавливают на верхней части стакана. Верхняя часть внешней камеры опущена до предела.First stage. Breathing with minimal stress. When assembling TDI-02, before each lesson, water is not poured into the glass. The diaphragm is mounted on the top of the glass. The upper part of the external chamber is lowered to the limit.
Если на первых тренировках не удается без излишних усилий и неприятных ощущений дышать через ТДИ-02 20 минут, следует ограничиться меньшим временем. Постоянно от занятия к занятию время будет самопроизвольно увеличиваться (до 10 минут).If you can not breathe through TDI-02 for 20 minutes without undue effort and discomfort during the first training sessions, you should limit yourself to less time. Constantly from lesson to lesson, time will spontaneously increase (up to 10 minutes).
При сборке внутренней камеры поворотом насадки ее щели устанавливаются напротив прорези в корпусе, то есть таким образом, чтобы все щели были открыты.When assembling the inner chamber by turning the nozzle, its slots are installed opposite the slot in the housing, that is, so that all the slots are open.
Второй этап. При сборке ТДИ-02 перед каждым занятием в стакан заливают 2 столовые ложки теплой кипяченой воды. Все щели насадки открыты (как и на этапе 1). Диафрагму устанавливают на середине высоты стакана. Верхняя часть внешней камеры опущена до предела.Second phase. When assembling TDI-02, before each lesson, 2 tablespoons of warm boiled water is poured into a glass. All nozzle slots are open (as in step 1). The diaphragm is set in the middle of the height of the glass. The upper part of the external chamber is lowered to the limit.
Третий этап. При сборке ТДИ-02 перед каждым занятием в стакан заливают 3 столовые ложки воды. Все щели насадки открыты (как и на этапе 1). Диафрагма удалена из конструкции. Верхняя часть внешней камеры опущена до предела.The third stage. When assembling TDI-02, before each lesson, 3 tablespoons of water is poured into a glass. All nozzle slots are open (as in step 1). The diaphragm is removed from the structure. The upper part of the external chamber is lowered to the limit.
Четвертый этап - завершающий. При сборке ТДИ-02 перед каждым занятием в стакан заливают 3 столовые ложки воды. Диафрагма удалена из конструкции. Верхняя часть внешней камеры поднята на 60 мм от нижнего положения.The fourth stage is the final one. When assembling TDI-02, before each lesson, 3 tablespoons of water is poured into a glass. The diaphragm is removed from the structure. The upper part of the external chamber is raised 60 mm from the lower position.
В течение четвертого этапа рекомендуется постепенно увеличивать физическую нагрузку. Для этого при сборе внутренней камеры поворотом насадки перекрывают сначала одну, затем две, а в конце этапа три из пяти щелей насадки.During the fourth stage, it is recommended to gradually increase physical activity. To do this, when collecting the inner chamber by turning the nozzle, one first is blocked, then two, and at the end of the stage, three of the five nozzle slots.
Конструкция аппарата предполагает наличие сменяемых емкостей (стеклянных банок разной емкости), заполняемых водой. Аппарат насчитывает до 10 разборных деталей. Однако при его использовании выявляется ряд недостатков:The design of the apparatus assumes the presence of replaceable containers (glass jars of different capacities) filled with water. The device has up to 10 collapsible parts. However, when using it, a number of disadvantages are revealed:
1. Размеры устройства достаточно большие, что требует его установки, как правило, на стол или подставку.1. The dimensions of the device are large enough that requires its installation, usually on a table or stand.
2. Устройство не позволяет плавно изменять объемы емкости для накопления углекислоты. Для изменения объемов емкости необходимо иметь в наличии целый арсенал из стеклянных банок разного объема.2. The device does not allow you to smoothly change the volume of the tank for the accumulation of carbon dioxide. To change the volume of capacity, you must have a whole arsenal of glass jars of different volumes.
3. Устройство имеет достаточно большое количество деталей, что затрудняет их обработку.3. The device has a sufficiently large number of parts, which complicates their processing.
4. Вес устройства составляет до 700 г, что ограничивает его использование в путешествиях, командировках, на отдыхе, при занятиях спортом и т.д.4. The weight of the device is up to 700 g, which limits its use in travel, business trips, on vacation, when playing sports, etc.
5. В устройстве отсутствует разделение потока воздуха, поступающего из атмосферы и выходящего из прибора;5. The device does not have a separation of the air flow coming from the atmosphere and leaving the device;
6. В устройстве отсутствует возможность для контроля за процессом забора воздуха и конденсата.6. The device does not have the ability to control the process of intake of air and condensate.
7. Устройство не позволяет создавать сопротивление на выдохе, что позволило бы получать дополнительные положительные физиологические эффекты.7. The device does not allow you to create resistance on the exhale, which would allow to obtain additional positive physiological effects.
8. Использование прибора для “обычного” потребителя затруднительно из-за необходимости выполнять многочисленные инструкции (заливка воды, регулирование диафрагмы, замена внешней емкости и др.).8. Using the device for the “ordinary” consumer is difficult due to the need to follow numerous instructions (pouring water, adjusting the diaphragm, replacing an external container, etc.).
9. Стоимость прибора относительно велика.9. The cost of the device is relatively high.
В задачи данного изобретения входит:The objectives of this invention include:
1. Создание компактного, легкого и простого в обращении устройства, не требующего дополнительных деталей для обеспечения его работы.1. Creating a compact, lightweight and easy to use device that does not require additional parts to ensure its operation.
2. Разработка устройства с плавно изменяемым объемом емкости для накопления углекислоты.2. Development of a device with a continuously variable volume of the tank for the accumulation of carbon dioxide.
3. Создание устройства с минимальным количеством легко обрабатываемых деталей.3. Creating a device with a minimum number of easily machined parts.
4. Обеспечение в приборе возможности разделения потоков воздуха, поступающего из атмосферы и выделяемого из устройства.4. Providing the device with the possibility of separating the flows of air coming from the atmosphere and emitted from the device.
5. Обеспечение возможности производить заборы воздуха и конденсата из камер устройства.5. Providing the ability to take air and condensate from the chambers of the device.
6. Предусмотрение технической возможности в устройстве для создания сопротивления газовому потоку на выдохе.6. Providing technical capabilities in the device for creating resistance to gas flow on the exhale.
7. Снижение себестоимости устройства по сравнению с существующими аналогами.7. Reducing the cost of the device compared to existing analogues.
Техническая сущность изобретения состоит в том, что в устройстве для создания гиперкапнии у человека камера для накопления углекислоты выполнена в форме цилиндров с конусными основаниями, расположенных один в другом и имеющих возможность плавного перемещения один относительно другого, на одной вершине внешнего цилиндра находится дыхательный патрубок с загубником, на другой вершине - нереверсивный клапан с заслонкой, выполненный с возможностью поворота с целью создания сопротивления выдоху, на цилиндрической поверхности внешнего цилиндра установлена емкость для сбора конденсата, а на конусном основании дистальной части внешнего цилиндра размещен патрубок для забора проб воздуха.The technical essence of the invention lies in the fact that in the device for creating hypercapnia in humans, the carbon dioxide storage chamber is made in the form of cylinders with conical bases located one in another and having the ability to smoothly move one relative to the other, on one vertex of the outer cylinder there is a breathing tube with a mouthpiece , at the other apex — a non-reversible valve with a shutter, rotatable to create resistance to expiration, on the cylindrical surface of the external cylinder ndra installed capacity for collecting condensate, and on the basis of the tapered distal portion of the outer cylinder is placed pipe for air sampling.
Техническим результатом предлагаемого устройства является получение вдыхаемой газовой смеси с повышенным содержанием углекислого газа, переключением фаз вдоха и выдоха и созданием сопротивления дыханию на выдохе.The technical result of the proposed device is to obtain an inhaled gas mixture with a high content of carbon dioxide, switching the phases of inspiration and expiration and creating resistance to breathing on exhalation.
Для пояснения на фиг.1 приведена общая схема устройства, а на фиг.2 - направление потоков воздуха при выдохе.For explanation, figure 1 shows the General diagram of the device, and figure 2 - the direction of air flow during exhalation.
Устройство состоит из камеры для накопления углекислого газа, состоящей из двух цилиндров (камер) (фиг.1 и 1а), входящих один в другой, дыхательного потрубка (2) с загубником (3), нереверсивного клапана (4) с заслонкой (5), сборника конденсата (6) и патрубка для забора проб воздуха (7). Цилиндры, перемещаясь один в другом, могут плавно уменьшать объем пространства с 1200 мл до 500 мл. На цилиндрах нанесены метки, соответствующие объемам 1200 мл, 1000 мл и 500 мл.The device consists of a chamber for the accumulation of carbon dioxide, consisting of two cylinders (chambers) (Figs. 1 and 1a), entering one another, a breathing tube (2) with a mouthpiece (3), a non-reversing valve (4) with a shutter (5) condensate collector (6) and a pipe for sampling air (7). Cylinders moving in one another can smoothly reduce the volume of space from 1200 ml to 500 ml. Labels corresponding to volumes of 1200 ml, 1000 ml and 500 ml are marked on the cylinders.
Устройство работает следующим образом. Цилиндры 1 и 1а разводят в противоположные стороны, что соответствует максимальному объему (1,2 л) “мертвого” пространства камеры. Пациент вставляет загубник 3 в рот и накладывает зажим на нос. При выполнении вдоха через дыхательный патрубок 2 (фиг.1) воздушный поток через отдельный вход нереверсивного клапана (4) заполняет цилиндры и затем поступает в легкие пациента. При осуществлении выдоха (фиг.2) выдыхаемый воздух заполняет цилиндры и выходит через клапаны выдоха в атмосферу. Можно использовать для этих целей клапан фирмы “Амбу” - Амбу Е1. Таким образом, при выдохе порция выдыхаемого газа с повышенным содержанием углекислоты задерживается в камере устройства, а каждый последующий выдох увеличивает концентрацию углекислого газа в камере устройства. Для удобства на цилиндрах устройства нанесены метки, отражающие объем камеры в данном положении цилиндров в диапазоне от 1,2 до 0,5 литра. Изменение объема происходит плавным перемещением цилиндров относительно друг друга (это положение показано на фиг.1а штрихом). Конденсат поступает в сборник 6.The device operates as follows. Cylinders 1 and 1a are bred in opposite directions, which corresponds to the maximum volume (1.2 L) of the “dead” space of the chamber. The patient inserts the mouthpiece 3 into the mouth and puts a clip on the nose. When performing inspiration through the breathing tube 2 (Fig. 1), air flow through a separate inlet of the non-reversing valve (4) fills the cylinders and then enters the patient's lungs. When exhaling (figure 2), exhaled air fills the cylinders and exits through the exhalation valves into the atmosphere. You can use the Ambu valve - Ambu E1 for these purposes. Thus, when exhaling, a portion of the exhaled gas with a high content of carbon dioxide is retained in the chamber of the device, and each subsequent exhalation increases the concentration of carbon dioxide in the chamber of the device. For convenience, labels are applied to the cylinders of the device, reflecting the volume of the chamber in a given position of the cylinders in the range from 1.2 to 0.5 liters. The volume change occurs by smooth movement of the cylinders relative to each other (this position is shown by a prime in Fig. 1a). Condensate enters collection 6.
Для создания сопротивления на выдохе необходимо на клапане выдоха повернуть заслонку до упора. Сужение отверстия канала выдоха создает сопротивление порядка 3-4 см вод. ст. при обычном нефорсируемом выдохе у взрослого человека. Этот режим обычно включается после адаптации пациентов к повышенным концентрациям углекислого газа.To create resistance on the exhale, it is necessary to turn the valve on the exhalation valve fully. Narrowing the opening of the exhalation channel creates resistance of the order of 3-4 cm of water. Art. with normal non-forced exhalation in an adult. This mode is usually activated after patients adapt to elevated concentrations of carbon dioxide.
Контрольные замеры содержания углекислоты в камерах устройства при 20-минутном сеансе дыхания показали результаты, представленные в таблице.Control measurements of carbon dioxide in the chambers of the device during a 20-minute breathing session showed the results presented in the table.
Как видно из таблицы, применение предлагаемого устройства позволяет добиться различных концентраций углекислоты, лежащих в диапазоне от 1,0 до 3,1% во вдыхаемой газовой среде. Возможность дозированно изменять объем камеры и соответственно концентрацию CO2 во вдыхаемой газовой смеси позволяет использовать устройство у пациентов (больных и здоровых) с различными адаптивными возможностями.As can be seen from the table, the use of the proposed device allows to achieve various concentrations of carbon dioxide, lying in the range from 1.0 to 3.1% in the inhaled gas environment. The ability to meter the volume of the chamber and, accordingly, the concentration of CO 2 in the inhaled gas mixture allows the device to be used in patients (patients and healthy) with various adaptive capabilities.
Таким образом, предлагаемое устройство имеет целый ряд преимуществ перед известными:Thus, the proposed device has a number of advantages over the known:
1. Устройство позволяет дозированно плавно изменять объем камер без дополнительных технических средств.1. The device allows dosing smoothly change the volume of cameras without additional technical means.
2. Устройство компактно и весит всего 200 г.2. The device is compact and weighs only 200 g.
3. Устройство содержит минимальное количество деталей, позволяющих получить дополнительный физиологический эффект (сопротивление выдоху).3. The device contains a minimum number of parts, allowing to obtain an additional physiological effect (exhalation resistance).
4. Устройство позволяет разделять входящий и выходящий воздушные потоки из дыхательных путей.4. The device allows you to separate the incoming and outgoing air flows from the respiratory tract.
5. Устройство позволяет осуществлять заборы воздуха и конденсата, что имеет значение при контроле за созданием гиперкапнии и состоянием человека.5. The device allows for the intake of air and condensate, which is important when controlling the creation of hypercapnia and the human condition.
6. Устройство позволяет наряду с созданием повышенных концентраций углекислоты во вдыхаемой газовой смеси создавать сопротивление выдоху.6. The device allows along with the creation of increased concentrations of carbon dioxide in the inhaled gas mixture to create resistance to exhalation.
7. Устройство просто в обращении.7. The device is easy to handle.
8. Наличие простых компонентов устройства, изготовленного из недорогостоящего материала, значительно снижает его стоимость.8. The presence of simple components of a device made of inexpensive material significantly reduces its cost.
Медико-социальный эффект предлагаемого устройства заключается в возможности широкого его использования у различного контингента больных в период болезни и на этапе реабилитации, а также у здоровых пациентов, спортсменов для профилактики болезней и повышения выносливости организма (повышение резистентности) к различным неблагоприятным воздействиям и для повышения качества жизни.The medical and social effect of the proposed device lies in the possibility of its widespread use in a different contingent of patients during the illness and at the rehabilitation stage, as well as in healthy patients, athletes for the prevention of diseases and increase body stamina (increase resistance) to various adverse effects and to improve quality of life.
Простота в эксплуатации устройства, его дешевизна является предпосылкой для массового внедрения устройства в широкие слои населения.The ease of use of the device, its cheapness is a prerequisite for the mass introduction of the device in a wide population.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003115771/14A RU2248812C2 (en) | 2003-05-27 | 2003-05-27 | Device for producing hypercapnia in human organism |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003115771/14A RU2248812C2 (en) | 2003-05-27 | 2003-05-27 | Device for producing hypercapnia in human organism |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003115771A RU2003115771A (en) | 2004-12-27 |
| RU2248812C2 true RU2248812C2 (en) | 2005-03-27 |
Family
ID=35560637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003115771/14A RU2248812C2 (en) | 2003-05-27 | 2003-05-27 | Device for producing hypercapnia in human organism |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2248812C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2675342C2 (en) * | 2016-09-14 | 2018-12-18 | Сергей Петрович Лысенков | Device for creating a hypercapnia in human |
| RU215426U1 (en) * | 2021-10-12 | 2022-12-13 | Автономная некоммерческая организация учебный центр дополнительного профессионального образования институт человека "АСТРО ЭНЕРГО СИНТЕЭ" | Breathing simulator |
-
2003
- 2003-05-27 RU RU2003115771/14A patent/RU2248812C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2675342C2 (en) * | 2016-09-14 | 2018-12-18 | Сергей Петрович Лысенков | Device for creating a hypercapnia in human |
| RU215426U1 (en) * | 2021-10-12 | 2022-12-13 | Автономная некоммерческая организация учебный центр дополнительного профессионального образования институт человека "АСТРО ЭНЕРГО СИНТЕЭ" | Breathing simulator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106536000B (en) | Breathing training device | |
| US6612308B2 (en) | Portable isocapnia circuit and isocapnia method | |
| Ferris et al. | Voluntary breathholding. III. The relation of the maximum time of breathholding to the oxygen and carbon dioxide tensions of arterial blood, with a note on its clinical and physiological significance | |
| US3513843A (en) | Respiratory device for rebreathing carbon dioxide | |
| RU2248812C2 (en) | Device for producing hypercapnia in human organism | |
| Jameson et al. | Some effects of mechanical respirators upon respiratory gas exchange and ventilation in chronic pulmonary emphysema | |
| Bedon et al. | The 28% Venturi mask in obstructive airway disease | |
| RU81073U1 (en) | DEVICE FOR OPTIMIZATION OF GAS EXCHANGE IN RESPIRATION BY HYPOXIC AIR | |
| Froeb et al. | Tracheostomy and respiratory dead space in emphysema | |
| RU2320375C2 (en) | Controllable breathing exerciser | |
| RU168730U1 (en) | RESPIRATORY SIMULATOR FOR HYPOXIC TRAINING | |
| RU171354U1 (en) | Breathing simulator | |
| RU2675342C2 (en) | Device for creating a hypercapnia in human | |
| RU2301081C2 (en) | Device for creating hypoxic hypercapnia | |
| RU2428218C2 (en) | Apparatus for generating therapeutic concentrations of carbon dioxide in return respiratory tract and lungs | |
| RU2383361C2 (en) | Device for inducing dosed hypercapnic hypoxia | |
| RU215426U1 (en) | Breathing simulator | |
| CN112717248B (en) | Double-cavity five-channel first-aid respirator for respiratory alkalosis | |
| RU2188042C1 (en) | Device for adjusting breathing | |
| RU2688796C1 (en) | Breathing trainer | |
| RU2717708C1 (en) | Method of rehabilitation of patients with bronchial asthma | |
| Giesbrecht et al. | Exercise endurance and arterial desaturation in normobaric hypoxia with increased chemosensitivity | |
| RU2346706C1 (en) | Method and respiratory gymnastics apparatus with bypass | |
| JP2018194463A (en) | Breath mist collection device, breath mist analysis system, breath mist collection method and analysis method | |
| RU2219963C1 (en) | Medicinal respiration corrector with synchronously moving valve and air conduit opening |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050528 |