дыхательный тренажер

Формула изобретения

Дыхательный тренажер, содержащий последовательно соединенные полумаску, шланг и дыхательную емкость, отличающийся тем, что полумаска имеет мягкую эластичную линию уплотнения под любую форму лица, линия уплотнения имеет загибающиеся вовнутрь края, образующие воздушную подушечку по всей линии загиба, полумаска снабжена головными лямками с возможностью регулирования их натяжения, съемный гофрированный шланг имеет элементы крепления с двух сторон - со стороны полумаски и со стороны дыхательной емкости, которая выполнена из двух частей с возможностью регулирования объема, причем нижняя часть дыхательной емкости имеет одинаковый диаметр по всей длине, а верхняя часть выполнена с сужающимся диаметром в сторону крепления со шлангом, дыхательная емкость снабжена отверстиями под съемные заглушки со стороны крепления со шлангом и со стороны нижней части, кроме того, дыхательная емкость снабжена отверстием под съемную заглушку для отбора из дыхательной емкости газовой смеси для проведения анализов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области спортивной медицины, физиологии и педагогики спорта и может быть использовано для гипоксической и гиперкапнической тренировок при интенсивных тренировочных и соревновательных нагрузках.

Стремительный рост высших спортивных достижений, приближение рекордов к физиологическим пределам человеческих возможностей, необходимость адаптироваться к интенсивным тренировочным и соревновательным нагрузкам ставят в ряд наиболее актуальных проблем спорта проблему повышения резервов организма спортсмена, которые могли бы быть мобилизованы в результате спортивной тренировки. При этом речь идет о таком повышении резервов, которые могли бы обеспечить спортсмену возможность справиться с высокими тренировочными нагрузками без вреда для его организма и что способствовало бы его физическому совершенствованию (Д.Н.Давыденко, А.С.Мозжухин, 1985).

В настоящее время в связи с интенсивным развитием научных исследований в области физической культуры и спорта уделяется большое внимание вопросам применения искусственно создаваемой гипоксии для оптимизации тренировочных нагрузок и ее эффективного влияния на повышение работоспособности спортсменов (З.И.Барбашова, 1960; Н.Н.Сиротинин, 1973; Ф.З.Меерсон, 1986-1989; Н.А.Агаджанян, М.М.Миррахимов, 1970-2001).

Особенно актуальным является поиск новых методических приемов, средств и путей совершенствования системы подготовки спортсменов в условиях проведения учебно-тренировочных сборов, позволяющих использовать интервальную гипоксическую тренировку (ИПГ) для вывода организма спортсмена на новый уровень адаптации к максимальным нагрузкам, что является одним из ведущих направлений развития теории и методики спорта на современном этапе.

Решению этих задач способствует появление такого варианта гипокситерапии, как интервальной гипоксической тренировки с использованием дополнительного «мертвого» пространства (ДМП).

Гипоксия (кислородное голодание) - пониженное содержание кислорода в организме или отдельных органах и тканях. Гипоксия возникает при недостатке кислорода во вдыхаемом воздухе или в крови (гипоксемия), при нарушении биохимических процессов тканевого дыхания.

Гипоксия оказывает влияние на активность иммунной системы при насыщении тканей кислородом.

Гиперкапния - состояние, вызванное избыточным количеством CO₂ в крови. Гиперкапния является частным случаем гипоксии.

Вредное (мертвое пространство) - часть пространства дыхательных путей (носоглотки, трахеи, бронхов), заполненная воздухом, не участвующим в газообмене.

Тренировка к гипоксии повышает устойчивость организма не только к данному воздействию, но и ко многим другим неблагоприятным факторам, в частности к физической нагрузке.

Известен гипоксикатор, содержащий сообщенные между собой в единый канал вдоха-выдоха маску, поглотитель углекислого газа, дыхательный мешок. В поглотителе установлены два фильтра с противовирусными и противобактериальными элементами, а поглощающее вещество размещено между ними. Дыхательный мешок смонтирован с поглотителем углекислого газа посредством быстроразъемного соединения. Регулирующие сквозные отверстия для забора атмосферного воздуха выполнены в стенке поглотителя углекислого газа между нижним фильтром и быстроразъемным соединением для крепления дыхательного мешка, при этом суммарная площадь проходного сечения регулирующих сквозных отверстий для забора атмосферного воздуха составляет 0,05-0,5 минимальной площади проходного сечения для сообщения поглотителя углекислого газа с дыхательным мешком (патент РФ на изобретение № 2167677, А61М 16/00).

Известен гипоксикатор, содержащий маску, средство для изменения концентрации углекислого газа при помощи поглотителя, оснащенного фильтрами, имеющее в корпусе вход и выход, заборник атмосферного воздуха, канал выдоха в виде воздуховода, образованного последовательно соединенными масками, поглотителем и дыхательным мешком, канал вдоха с клапаном, изолированный от поглотителя, включающий маску, шланг вдоха и дыхательный мешок, шланг вдоха размещен в поглотителе и соединен герметично с каналом выдоха в корпусе средства для изменения концентрации углекислого газа при помощи противопыльных уплотнений, при этом на входе средства для изменения концентрации углекислого газа между корпусом и противопыльным уплотнением образована полость для размещения клапана вдоха, полость между корпусом средства для изменения концентрации углекислого газа и противопыльным уплотнением для размещения клапана вдоха образована буртом противопыльного уплотнения, выполненным по его периферии со стороны корпуса средства для изменения концентрации углекислого газа, а соединение шланга вдоха с каналом выдоха выполнено при помощи патрубка на противопыльном уплотнении, обращенного к поглотителю (патент РФ на изобретение № 2175563, А61М 16/00).

Известен дыхательный аппарат, включающий маску, клапаны и шланги входа и выхода, емкости для наполнителей, дыхательный резервуар и воздухозаборную камеру, внутри которой расположен стакан, состоящий из поглотителя углекислого газа, осушителя и соляной камеры, разделенных воздухопроницаемыми перегородками, зона поглотителя углекислого газа разделена на три камеры дополнительными воздухопроницаемыми перегородками, в нижней части передней стенки воздухозаборной камеры под шлангом выдоха выполнено отверстие для подсоса атмосферного воздуха, а дыхательный резервуар снабжен зажимом (патент РФ на изобретение № 2326700, А61М 16/00) - ПРОТОТИП.

Недостатками известных дыхательных тренажеров и гипоксикаторов являются либо конструктивная сложность, либо сложность эксплуатации, либо неудовлетворительная эффективность тренировки.

Задачами изобретения являются: упрощение конструкции дыхательного тренажера, повышение удобства его эксплуатации, повышение эффективности тренировочного процесса и вывода организма спортсмена на новый уровень адаптации к максимальным нагрузкам.

Для решения поставленных задач предлагается дыхательный тренажер, содержащий последовательно соединенные полумаску, шланг и дыхательную емкость, отличающийся тем, что полумаска имеет мягкую эластичную линию уплотнения под любую форму лица, линия уплотнения имеет загибающиеся вовнутрь края, образующие воздушную подушечку по всей линии загиба, полумаска снабжена головными лямками с возможностью регулирования их натяжения, съемный гофрированный шланг имеет элементы крепления с двух сторон - со стороны полумаски и со стороны дыхательной емкости, которая выполнена из двух частей с возможностью регулирования объема, причем нижняя часть дыхательной емкости имеет одинаковый диаметр по всей длине, а верхняя часть выполнена с сужающимся диаметром в сторону крепления со шлангом, дыхательная емкость снабжена отверстиями под съемные заглушки со стороны крепления со шлангом и со стороны нижней части, кроме того, дыхательная емкость снабжена отверстием под съемную заглушку для поступления атмосферного воздуха и отбора из дыхательной емкости газовой смеси для проведения анализов.

На фиг.1 показан дыхательный тренажер (черно-белый вариант).

На фиг.2 показан дыхательный тренажер (цветовой вариант).

На чертежах показан дыхательный тренажер, где 1 - полумаска, 2 - лямки крепления дыхательного тренажера, 3 - шланг, 4 и 5 - элементы крепления шланга к маске и дыхательной емкости соответственно, 6 - дыхательная емкость, 7 и 8 - верхняя и нижняя соответственно съемные заглушки, 9 и 10 - верхнее и нижнее соответственно отверстия под заглушку дыхательной емкости, причем отверстие 10 служит для поступления в дыхательную емкость 6 атмосферного воздуха, 11 - отверстие дыхательной емкости под съемную заглушку для отбора газовой смеси из дыхательной емкости 6 для анализов.

Полумаска 1 выполнена из известного гигиенически безопасного материала Мультифлекс, исключающего раздражение кожи лица. Она надевается легко и быстро, без болезненного ущемления волос головы. Наличие лямок 2 обеспечивает надежное закрепление дыхательного тренажера на спортсмене и позволяет использовать предлагаемый дыхательный тренажер во время тренировки в любых видах спорта.

Дыхательный тренажер работает следующим образом.

Вдох и выдох осуществляется через дыхательное отверстие 10 в корпусе тренажера (емкости 6), куда поступает атмосферный воздух и где смешивается с выдыхаемым воздухом, образуя гипоксическую гиперкапническую смесь, далее вдыхаемый воздух идет по удлиненной дыхательной трубке (шлангу 3), попадая в лицевую полумаску 1 и в дыхательные пути спортсмена. Индивидуальный дыхательный тренажер можно закрепить на голове лямками 2 и дышать одновременно с выполнением упражнений.

Увеличение или уменьшение объема дыхательной емкости 6 выполняется путем выведения из нижней части емкости 6 верхней части емкости 6 до упора или опускания сужающейся верхней части емкости 6 в нижнюю часть емкости 6 с одинаковым диаметром.

При выдохе газовая смесь из легких пациента с пониженным содержанием кислорода и повышенным содержанием углекислого газа перемещается по шлангу 3 в дыхательную емкость 6. При вдохе за счет разряжения, создаваемого легкими пациента, газовая смесь из дыхательной емкости 6 по шлангу 3 поступает под полумаску 1, при этом газовая смесь обогащается кислородом через отверстие 10 дыхательной емкости для поступления атмосферного воздуха.

На базе кафедры спортивных видов единоборств Института физической культуры социального сервиса и туризма (ИФКССиТ) Уральского государственного технического университета - УПИ (ГОУ ВПО УГТУ - УПИ) имени Первого Президента России Б.Н.Ельцина, г.Екатеринбург, были проведены исследования, в которых принимали участие 16 квалифицированных спортсменов.

Спортсменам был проведен курс гипокситерапии, в основе которого лежало дыхание через ДМП, в качестве которого применяли специальное индивидуальное дыхательное устройство - тренажер общим объемом от 500 до 2000 мл. Ингаляцию проводили 6 дней в неделю, каждый сеанс включал 10-12 циклов 5-минутного дыхания через ДМП с последующим 5-минутным дыханием атмосферным воздухом.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что курс ИГТ способствовал повышению работоспособности и экономизации функции дыхания и улучшения кровообращения спортсменов.

Анализ результатов позволяет сделать вывод, что курс нормобарической ИГТ при использовании предлагаемого дыхательного тренажера является эффективным методом улучшения функционального состояния организма, роста общей и специальной работоспособности спортсменов.

Дыхательный тренажер изготовлен, испытан с положительным результатом и рекомендован к внедрению.