CN103635163A - 促进人体中的人体生长激素产生的装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种在人体中增加人体生长激素产生的调节方法，其具有向受试者肢体施加加压冷却的第一步骤，所述受试者相继经历一个逐渐增加的施力、一系列调节周期和一个逐渐减小的周期。所述调节周期包括一个强烈施力的间期和随后的一个减小施力的间期，并且在逐渐增加的周期、调节周期和逐渐减小的周期期间，加压冷却肢体的压力被设为是收缩血压的分数值，其分数值范围为33%到220%。

Description

促进人体中的人体生长激素产生的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种与锻炼设备一起使用的身体调节方法。尤其是，本发明涉及一种增加人体生长激素（HGH）的调节方法。

背景技术

一种现有技术的增加肌肉质量的方法使用低强度阻力训练，其中相对较轻且具有挠性的箍套或弹性带被置于受试者的下肢或上肢的近端部分，并且箍套或弹性带提供足够的肢体收缩以减少血流。所导致的血流减少在肌肉毛细血管中产生血液聚积，这与同心脏相关的血流收缩相反。Takarada发表于《应用生理学杂志》的文章“抗阻力锻练结合中度血管闭塞对人肌肉功能的影响”（"Effects ofresistance exercise combined with moderate vascular occlusion on muscular functionin humans",J Appl Physiol88:2097‐2106,2000）教示了通过轻度锻炼和血管闭塞结合来增加肌肉体积。一个提供这种闭塞的示例性系统是Sato描述于美国专利申请2006/0281611和以PCT/JP2003/016163公开的日本专利申请以及美国专利申请号7,413,527中的KAATSU系统。在该系统中，一个收缩带被置于正处身体调节阶段的肢体周围以增加乳酸积聚量。处于毛细血管血液氧气置换率或在毛细血管血液氧气置换率之下的长时间施力被称为有氧锻炼，而在肌肉毛细血管氧气置换率之上的短时间施力被称为无氧锻炼。现有技术的上述Sato的系统涉及循环收缩与有氧锻炼的组合。

发明目标

本发明的第一个目标是一种在人类受试者中增加HGH产生的方法，该方法具有第一步骤：向受试者肢体施加加压箍套，该加压箍套含有温度比人血温度低的循环流体，该方法具有：第二步骤，提供流体流动和在收缩血压的33%到220%范围内的压力；第三步骤，受试者在一段时间内逐渐增加施力直到在心率和血压方面达到平衡；第四步骤，重复加强的调节周期，每个调节周期具有重复序列的高强度施力和紧随其后的低强度施力；和第五步骤，在逐渐冷却间期向受试者脊柱施加低温挠性表面。

本发明的第二个目标是一种在剧烈锻炼的间期后通过经由在水平位置向受试者的脊柱施加挠性冷却衬垫而冷却脊柱中的CSF来增加氧气输送到脑部的方法，该挠性衬垫具有一个载有具有第一温度的循环冷却剂的伸长区域，该延长区域被循环有温度高于该伸长区域的冷却剂的第二区域所环绕，该伸长区域优选地提供与受试者脊柱区域的连接。

发明概要

本发明是一种在人类受试者中通过向受试者肢体施加压力和冷却并与身体施力以及监控心率和收缩血压结合来增加自身产生的HGH的方法。在一个逐渐增加的间期，受试者参与温和的施力直到血压和心率在逐渐增加的阶段期间达到一个稳态，在该间期内肢体箍套压力设为压力P，其在收缩血压的33%到220%范围内。在一个或多个随后的调节周期中，每个调节周期具有一个高频率的受试者施力过程，紧接着一个相对较低频率的受试者施力过程，每个调节周期具有持续1到4分钟的强烈施力间期和紧接着的持续1到4分钟的低施力间期。提供三个这样的周期，此后，存在一个逐渐冷却的周期。在该逐渐冷却的周期之后，使受试者处于水平位置，从而躺在冷却的脊柱衬垫上。

在本发明的另一个实施例中，使受试者在高强度锻炼间期后在水平位置上处于冷却衬垫上，该冷却衬垫优先地从脊柱移除热量，从而降低CSF温度以改进CSF向脑部传递氧气的过程。

在本发明的另一个实施例中，受试者静息血压是使用在加压箍套中产生的压力来测量，并且静息血压与在该静息血压的例如33%到220%范围内的压力结合使用以提供后来在加压冷却阶段使用的加压冷却压力。

在本发明的另一个实施例中，处于失重环境中的受试者带有一系列加压箍套，在失重环境中的同时这些箍套的压力和温度呈一定顺序以模拟行走或其他锻炼，从而改进静脉血液循环。

在本发明的另一个实施例中，处于失重环境中的受试者带有充气箍套，以一定顺序向箍套施加周期性压力，从而使静脉瓣闭合，以防止血液倒流，并改进血液循环。

附图说明

图1显示了核心冷却系统的示意图。

图1A显示了受试者肢体由图1的压力冷却系统封围的示意图。

图2A和2B显示了根据本发明的调节方法的示意图。

图2C显示了与锻炼和调节方法一起使用的脊柱冷却过程。

图3显示了如在受试者中在整个调节过程中测量的身体参数心率与施加的箍套压力的关系曲线图。

图4A显示了在太空中施加于宇航员的压力及冷却箍套。

图4B、4C和4D显示了在各种不同环境条件下静脉性动脉及瓣膜的反应。

图4E显示了循序充气的箍套的横截面图。

图5显示了在零重力环境下使血流增加的所施加的箍套压力随时间变化的分布图。

图6显示了与使用者接触的冷却垫的示意图。

图7显示了图6的冷却垫的等平面温度图。

图7A显示了图7的温度分布图的横截面图。

具体实施方式

图1显示了与本发明的调节方法一起使用的核心冷却设备100。储集器104提供冷却过的传热流体108，例如与如乙二醇的防冻剂或者抗细菌剂或抗真菌剂混合的水，流体108的温度通过制冷/热交换器单元112来调节，该制冷/热交换器单元112可包括用于从流体108移除热量的制冷盘管110，并且该制冷/热交换器112将移除的热能转移到外部环境。离开储集器104的循环冷却剂108优先地在（华氏38到60度）的温度范围内，并且冷却剂108从泵106通过共同的歧管循环到压力/冷却箍套120、122、124、126、128和130，其压力和流量分别通过调节阀121、123、125、127、129和131控制。每个独立控制的箍套提供压力以减少血液循环并提供低温以抑制蒸发冷却（渗液）反应，并且离开箍套的流体随后例如通过返回歧管101引回到储集器104。尤其是，肢体箍套122、124、128和130用于提供对血液循环的限制以及对相关肢体中的血液的冷却。

以足以减少血液循环的水平向受试者肢体施加压力以及在身体锻炼期间使用冷藏冷冻剂来移除热量在本专利申请中称为“核心冷却”或者“加压核心冷却”。施加的箍套压力P通常为收缩血压的分数值，其水平足以在受试者肌肉中在施力期间（如由受试者的舒适程度决定）引起“烧灼感”，但是低于缺氧或血管闭塞的水平，并且优选的核心冷却压力随收缩血压而变化，但是典型地为收缩血压的固定分数值，在如前面所述的33%到220%范围内。血压的测量可以通过添加麦克风感测器以及使用在箍套中作为加压冷却的一部分产生的现有压力来集成到血压箍套中。

在本发明的另一个优选实施例中，调节方法最初以初始锻炼期间减小的机械阻力为开始，在此之后增加锻炼阻力（及相关施力）的程度。在一个初始逐渐增加的间期之后，在该间期血压和心率达到平衡值（并且操作压力P可以基于身体参数如血压的变化来调节），进行一系列调节周期，这些调节周期以一个或多个为一组的形式存在，每个调节周期具有持续数分钟间期的受试者强烈身体施力过程和紧随其后的持续数分钟间期的低水平锻炼，强水平施力和低水平施力均在施加相对恒定的肢体压力的情况下进行，在此之后存在一个逐渐减小的间期，随后是在无压力下施加核心冷却，例如通过对脊柱和背部施加冷冻的冷却剂囊袋来实现，并且对伸长脊柱区域施加优先冷却。

在本发明的一个优选实施例中，在锻炼之后的冷却间期的期间施加核心冷却，这可降低脊柱的温度，从而降低脑脊液（CSF）温度，并且温度降低的CSF能够支持更大的溶解氧分压。氧增加的CSF被输送通过脊柱的冷却区域并输送到脑部的四个脑室，例如通过氧增加的CSF的热对流循环来实现，从而增加提供到脑部的氧水平。

核心冷却的目标是通过在持续20分钟或足以导致肌肉组织中乳酸聚积的持续时间的锻炼间期期间降低静脉血液流量来优化血管性能。一旦在调节周期后使肢体收缩释放，聚积乳酸的快速释放就对受试者的脑下垂体产生刺激，这触发额外的HGH产生。在人整个一生中，相较于后来的年月，在十几岁以前的那些年期间当身体以高代谢速率发挥功能时身体以相对较高的水平产生HGH。在青春期附近的峰值产生年月后，以每十年的间期人体丧失其HGH产生能力的约14%。使用本发明的方法和设备从健康成年人获取的测量结果显示HGH水平会因在加压冷却下肌肉组织中乳酸聚积的影响而增加到基础控制水平的300%，这相较于现有技术的系统而言，可增强脑下垂体反应，随后增加HGH产生。最近在受试者中使用本发明的加压冷却装置和相关锻炼方法关于HGH所获得的测量结果显示当针对核心肌肉进行有氧锻炼并针对加压冷却的肢体进行无氧锻炼时HGH增加了400%到1200%。有人认为有氧锻炼结合加压冷却肢体的无氧锻炼是本发明优化产生HGH的最佳模式。

本发明的设备和相关过程的冷却方法在通过剧烈锻炼来增加HGH产生效率方面带来特定益处。在典型的锻炼期间，在肌肉中在细胞层面上发生的电化学反应导致热量的产生，并且在人类中用来减少热量积累的机制是在身体出汗时所经历的皮肤表面的蒸发冷却。人类中的出汗冷却机制使得血液从向肌肉组织提供营养和氧气发生分流，取而代之地，使该血液作为冷却剂用于皮肤，以代替在施力中向肌肉群输送营养。当受试者进行锻炼且核心温度升高时，更多的血液从具有营养需求的深部肌肉组织分流到皮肤表面来进行身体冷却。在高强度锻炼期间，多达40%的血流从锻炼的肌肉分流到皮肤表面来进行身体冷却，并且肌肉中毛细血流的减少是锻炼期间经历的乳酸燃烧的原因。在本发明中，通过静脉血流限制来提供有利的乳酸聚积，并且在逐渐增加的间期期间，尤其是在调节周期期间的乳酸聚积在最后一个调节周期结束时当对压力箍套减压或将其移除时突然释放。这种突然释放导致乳酸激发脑下垂体反应，该反应要比没有施加本发明的加压冷却时大，这是因为浓度增加的乳酸被释放。在压力下同时施加冷却可保持肌肉中的血流，而不是使血流分流到皮肤表面，从而导致最大的乳酸浓度和最大的脑下垂体反应。肌肉组织中与肌肉施力相关的化学反应还导致血液升温，升高的血液温度导致氧气输送的减少，这是由于升高的温度导致血红蛋白氧合能力的降低。与此相反，大力施力的游泳者经历传导性和对流性表面冷却，该游泳者在肌肉中的血液循环增多并且由血液温度升高带来的氧损失有所减少。由游泳带来的有益冷却被游泳施力期间水平位置带来的缺点所抵消，该水平位置减小了静脉瓣阻止静脉血液倒流的效果。此外，在身体处于垂直方向的情况下进行施力的期间，与同漫步（perambulation）相关联的特定腿部和足部运动有关的肌肉力量可最佳地作用于遍布大腿和腿部肌肉中的静脉血液瓣，然而与在水中游泳和踢腿相关的肌肉群并不像在陆地上行走一样有效地起作用。在施力期间，附近的肌肉群对静脉壁和静脉瓣产生作用。当处于直立位置时，这导致一个通过单向静脉瓣将血液推回心脏的泵送作用，这些单向静脉瓣位于肌肉组织中，并且当循环系统在直立垂直位置起作用时瓣膜和肌肉泵送作用是最佳的。利用本发明的核心冷却，核心体温的降低与肢体的加压冷却的结合使得血氧量增加并使正如将会为因身体出汗而蒸发冷却所需的血液远离肌肉组织发生分流的现象减少。

在本发明的另一个方面，身体接地导致释放负责深度睡眠的血清素。血清素释放也促成HGH产生。接地可以通过将受试者电气连接至参考电压来实现，该参考电压可称为靠近受试者的接地装置，包括金属外壳或结构，例如由受试者操作的锻炼器；周围外壳，如用于太空旅行的太空舱，或在陆地使用中与受试者相邻的地面电势。

在图1A所示的本发明的一个方面，图1的每个加压冷却箍套122、124、128和130的压力单独地设为操作值P，该操作值P选自收缩血压的33%到220%的范围，其中详细显示了封围肢体160的特定箍套122的操作。在操作中，具有典型的静脉152的受试者手臂160在来自入口176的冷却下处于升高的压力之下，该入口压力与箍套122歧管164连接，通过多个膨胀的挠性箍套通道168，并对受试者手臂160中的静脉152施加冷却和压缩压力，并且在出口歧管166中收集的冷却剂传送到调节阀123和出口174。压力控制器170通过减小阀123中的流量来增加箍套122中的压力，直到使用与受试者手臂160连接的声音传感器162检测不到心脏收缩血流为止。在阀123中的流量减小到使用声音传感器162检测不到的流量之后，压力控制器170使用压力传感器173测量箍套122中的压力。出于治疗目的，操作压力接着通过增加阀123中的流量而被设为分压P，如该收缩血压的33%到220%，直到压力检测器173报告该同样所需的操作压力。由于血压在治疗期间可能变化，因此在锻炼周期的不同间期血压测量过程可能会重复进行。在典型的健康患者中，在休息时，收缩血压可能为120mmHg，然而在锻炼的逐渐增加的阶段期间，收缩血压能达到180mm Hg，并且调节周期血压可以达到190mm Hg，这导致在休息时操作箍套压力P为96mm Hg，并且在锻炼的逐渐增加阶段为144mm Hg。箍套压力是针对每个使用者，基于在增加压力和增加受试者冷却的情况下优化HGH产生与优化同降低压力或减少冷却相关的使用者舒适度之间的权衡来定制，这些压力和冷却参数同样受受试者在锻炼和逐渐冷却阶段期间的锻炼施力水平的影响。总的来说，较宽的箍套使得转变为较长时间的运动锻炼的使用者的舒适度得到改善，因为肌肉群的一节狭窄区段上的收缩压力带来的不适感得以减少，并且在加压箍套中添加冷却通过最小化当血液从肌肉分流到皮肤表面的毛细血管时所引起的HGH减少并且导致在皮肤表面产生汗液来提供延长且更有效的锻炼间期。据信，在肌肉群长度的20%到80%范围内起作用的液体加压和液体冷却的充气箍套使舒适度得到改善。这相较于单独使用箍套压力所将会达成的效果来说，可以大大地改善有氧锻炼和无氧锻炼的持续时间。此外，据信，肢体中血液温度的降低可以增加血液中氧气的储存量，这能够扩展肌肉的施力，使得乳酸水平增加，乳酸水平增加触使脑下垂体产生的HGH水平增加。

图2A显示了与图1和图1A中描述的设备结合使用的方法200的详细视图。休息中的受试者在步骤202中进入与加压冷却结合使用的锻炼设备，并且在步骤204中对其施加冷却加压箍套，如图1的120、122、124、126、128、130。在步骤206中，箍套压力通过例如启动循环泵106并关闭图1的阀121、123、125、127、129或131来施加，并且在这个间期期间，收缩血压可以基于每个箍套来测量，或对施加到所有箍套的收缩血压进行单一测量。血压测量可以在锻炼方案期间的任何时刻进行，优选地使用关于图1A所述的方法。在步骤208中，操作箍套压力被设为源自前述的收缩血压的阈值P。在步骤210和212中，受试者逐渐增加到一个剧烈的锻炼水平并在步骤212中保持这个水平20分钟。在逐渐增加的阶段期间，受试者可以为了舒适度而调整个别箍套压力，或者可以基于如图1A中所述测量的收缩血压，针对新的操作压力P自动地将其重新计算为当前收缩血压的固定分数值。在步骤214、216、218中显示了一个HGH泵调节周期，包括剧烈锻炼步骤214和低水平锻炼步骤216，视方案而定对其执行N个数目的周期218。三个周期（N=3）是提供令人满意的结果的常见调节周期。一旦方案完成后，就如图2B中所示存在一个逐渐冷却的周期，包括对箍套减压，例如通过关闭循环泵106或者打开流量阀121、123、125、127、129和131来实现。受试者在步骤242中移除减压的箍套，然后在244中躺在冷却垫上持续一段逐渐冷却的间期，如20分钟，其中受试者处于水平位置，并且冷却垫向脊柱提供冷却，尤其是，在病人位于水平位置时如前述一样冷却CSF。在244中在冷却垫上呈水平位置时所花费的时间间期由心率和血压返回到静息水平所需要的时间量来决定，如图3所示。

图2C显示了在有或没有图1和图1A的加压冷却的情况下对任何锻炼方案施加有益的CSF冷却。在该应用中，受试者进行有氧或无氧锻炼持续一段时间，典型地超过20分钟，随后躺在接地的并连接到脊柱的冷却垫上。在一个优选的调节方法中，受试者躺在接地的冷却垫上，并且在本发明的另一个实施例中，冷却垫向脊柱和其周围组织的一大片表面区域提供例如华氏38到68度的冷却温度的施加。在本发明的一个实施例中，脊柱区域被冷却到一个恒定的第一温度，如华氏50度（选自华氏38到68度的范围），并且脊柱区域任何一侧的周围区域被冷却到一个比第一温度略低的温度，且在例如华氏38到60度的范围内，并且另外，脉冲压力的周期时间在2秒以内，不过其可能比这个标称的周期时间快或慢两倍或三倍。

图3显示了关于心率的调节方法。受试者在从T0到T1的第一间期期间内基础心率为每分钟70次（bpm），在此期间锻炼器设备如图2的步骤202、204、206、208中所述的那样被配置并且施加加压箍套。步骤210和212中所述的逐渐增加的阶段被示出在图3的从T1到T2的间期（例如使用设为中等阻力的锻炼器进行锻炼的20分钟）期间内，并且重复三次的剧烈施力（T2到T3）（例如用锻炼器通过增加锻炼阻力来提供）以及减小的施力（T3到T4）（例如通过减小锻炼器阻力来提供）被示出为第一调节周期（T2到T4）、第二调节周期（T4到T6）和第三调节周期（T6到T8）。逐渐冷却的周期被示出在从T8到T9的间期内。

图4A显示了本发明的一个适合于在失重环境中提供冷却和压缩的实施例，例如与用于宇航员的调节或锻炼站一起使用。太空旅行的问题之一是失重导致了肌肉使用和施力的减少，进而导致肌肉萎缩和肌张力丧失。此外，由于缺乏重力血压而在肢体中造成长期的静脉背压的缺乏导致了静脉瓣保持完全或部分打开的状态，这导致静脉血流倒流或减少。在地球重力的影响下，当肌肉群周期性地压挤它们所封围的静脉时，周围血管系统的静脉瓣提供对血液循环的促进，从而在静脉瓣中产生背压并且通过在连续肌肉收缩期间置换血液而促进血液循环。解剖学术语近端和远端是指各结构各自靠近心脏或远离心脏的相对位置。在没有地球重力影响的情况下，静脉瓣近端侧上的重力血压被消除，这导致静脉瓣保持部分打开并且发生血液在静脉瓣和静脉系统中倒流的情况。在下肢中的这种循环速率降低现象是一个特定的问题，其中在与太空旅行相关的长期时段内长期暴露于失重环境会导致血液循环受损和相关的血液循环疾病。图4A显示了一个在失重环境中具有血管刺激系统400的人类受试者401，该血管刺激系统400包括压力/冷却控制器402、重力模拟箍套404、大腿箍套406、小腿箍套408，和足部箍套410。箍套404、406、408、410中的至少一个是压力/冷却箍套，如关于图1和图1A所描述的那样。控制器402提供恒温冷却剂，并且回流阀分别控制重力模拟箍套404、大腿箍套406、小腿箍套408和足部箍套410各自的压力P1、P2、P3和P4。图4B和4C显示了处于1G环境中的腿部肢体中的静脉450，其中静脉450中的直立重力血压452帮助静脉瓣454闭合。挠性静脉450周围的肌肉中的肌肉收缩导致产生压缩压力460，其能克服图4B的这种重力血压452，并且在当静脉瓣458响应于由于肌肉产生的背压460而打开的阶段期间通过静脉瓣458喷射血液456，在此之后瓣膜458如图4B中所示响应于重力背压而关闭。图4C的例如来自锻炼的肌肉压力460的重复施加导致静脉瓣458响应于肌肉诱发的局部血压而打开并且重力诱发的血压452导致静脉瓣454如图4B中所示而关闭的重复循环。在太空中0G的失重下关于静脉瓣操作的一个问题显示于图4D和4E中。同样的静脉450上未施加有任何重力，并且也没有产生重力血压，这导致静脉瓣458保持打开，从而引起如图4D中所示的倒流血流470。由于静脉瓣470不完全闭合而造成肢体中血液倒流的问题是太空飞行中的一个重大的长期风险点，因为循环系统中的血液输送受到损害。图4A的压力箍套可具有在不同方法中操控的一系列压力的受控施加，其模拟重力环境下静脉瓣上的重力背压，从而在失重环境中对静脉返回血流提供促进作用。图4D显示了以动态方式提供箍套压力474以保持静脉瓣458在第一间期关闭的效果，并且图4E显示了随后的一个施加远端肌肉压力482的间期，该远端肌肉压力482能克服图4E中所示的箍套压力474，或者替代地，当锻炼动作被检测到或预测到时降低箍套压力。

在本发明的另一个实施例中，压力箍套406、408、410各自包括一系列连续的充气腔，其提供定向压力，如图4G所示。肢体490被加压的箍套环绕，该加压的箍套具有处于远端位置的第一充气腔491、第二充气腔492、第三充气腔495和处于近端位置的第四充气腔497，这可以通过将每个腔用具有用于受控充气的孔的隔膜彼此相连来实现。当第一腔491被加压时，第二腔492充气到用虚线494所示的区域，并且随后第三腔充气到用虚线496所示的区域，从而将血液引向近端。这些箍套在相继充气时的操作可以用于任何个别箍套406、408或410。在本发明的另一个实施例中，箍套406、408和410中的各腔的布置和充气的顺序可以用来模拟自然运动，例如在箍套410的情况下模拟行走中改变的足部压力，或者在箍套406和410的情况下模拟与行走相关的肌肉收缩。箍套404可以独立地起作用，以实现形成初始背压以关闭静脉瓣的单一目的，如图4E中所示。据信，静脉收缩的操作范围应该在一个数值的50%以内，该数值是收缩血压的25%，并且加压箍套压力的适当范围将会为18-28mm Hg。

图5显示了用于失重环境的箍套各自可能的压力分布图的一个例子。图上示出从开始点520到结束点532的一个单一循环，在此之后该循环在时间点520重复。重力箍套404在时间点520被加压P1，在此期间开始从间期520到522建立静脉回流压力。其他箍套从间期522到524被加压，从524到526被释放，然后被重新加压直到时间点528，即当重力箍套P1释放时，并且箍套中的压力P1、P2、P3导致血液有力地返回心脏。加压箍套在时间点530被释放，随后跟着一个恢复间期532，在此之后循环重新从时间点520开始。在本发明的一个实施例中，从520到532的循环时间为30秒。在本发明的一个在失重环境下改善血液循环的实施例中，一系列压力被提供到箍套406、408、410上，这模拟行走中的肌肉收缩，从而改善血液流动。在本发明的另一个通过在失重环境中模拟行走来改善血液循环的实施例中，一系列压力被提供给箍套410，首先施加一个压力到跖骨球（ball of the foot），随后施加一个压力到脚后跟。在本发明的另一个实施例中，一系列箍套压力被施加到箍套404、406、408和410上，这通过经由在箍套404、406、408、410中短期施加压力使静脉瓣以图4E中所示的方式闭合来帮助箍套404远端的静脉瓣闭合而促进失重环境下的血流。在本发明的另一个实施例中，提供第一压力序列，这使静脉血流从肢体近端引向心脏，并且提供第二压力序列，这随后使静脉瓣闭合，从而防止静脉远端的血液倒流。

在本发明的一个关于由来自无氧锻炼的乳酸触发HGH产生的实施例中，被加压并且被冷却的箍套运载具有一定温度的冷却液体，动态调整该温度以提供最佳的血管收缩（温度导致的静脉直径减小）。在锻炼期间与温度相关的静脉血管收缩水平需要达到足以减少在锻炼期间向肌肉输送的氧气量以发出需要通过肌肉释放乳酸而产生HGH的信号的水平。然而，过度水平的血管收缩可能导致肌肉痉挛、温度相关的不适感或者由肌肉中热量的去除超过其产生所导致的低体温症状。血管收缩的最佳控制可以通过动态调整冷却剂温度以维持阈值水平或特定水平的远端脉搏（脉搏的测量在手指或脚趾上进行），或者与用来维持特定参数血管收缩值的血压测量相结合来实现，其中血管收缩的增加是由远端脉搏减小或者远端血压降低来指示。在本发明的一个实施例中，冷却剂在具有高身体质量的患者中以华氏38到48度范围内的低温操作，并且在本发明的另一个实施例中，冷却剂在具有低身体质量的患者中以华氏48到68度范围内的温度操作。在本发明的另一个实施例中，以恒定压力施加到箍套的冷却剂的温度随时间变化，其中在高度施力的间期期间，冷却剂开始于温度范围的相对较低的一端，施力程度如通过锻炼器的输出（未示出），或者其他外部的施力测量来测量，并且冷却剂温度在施力减小的间期期间发生增加。在本发明的另一个实施例中，前述的冷却剂时间温度变化在改变施力之前或之后施加，以改善舒适度或者改善HGH的产生。在本发明的另一个实施例中，图4的肢体加压冷却箍套与锻炼装备（未示出）协同起作用，以至于肢体箍套产生的背压由图5的时序和协作决定。

图6显示了本发明的作为带有头枕604的冷却垫606的另一个实施例，该冷却垫放置在如冷却系统600的桌子602的支撑表面上。图7显示了垫606的平面图，其具有一系列冷冻水冷却通道，这些通道沿着主轴701形成具有热梯度的伸长等温分布线702、704和706，以至于内部通道702具有最高的温度，并且外部通道706具有最低的温度。这例如通过在图7A的相应温度分布图724中所示的部分708来显示，以至于内部伸长区域可以具有最高华氏68度的温度722，并且外部区域可以具有最低华氏38度的温度720。垫606可以由一系列具有限制流的囊袋构成，以至于最冷的冷却水循环经过区域702中的内部囊袋，并且相继地循环到外部区域706，其中冷却水的流速经过选择以便获得如图7A所示的所需温度分布图。

作为另一种选择，冷却垫606可以通过冷却剂通过与图7所示的分布图相匹配的通道的非限制性流动来获得如图7A所示的冷却分布图，其中第一通道702在主轴701相对两端具有入口和出口，并且其他的冷却剂通道704和706中循环有温度降低的冷却剂，这是为如图7A所示的所需温度分布图所需要的。据信，冷却剂温度应该在华氏38-58度的范围内，其中通道702中最接近脊柱的冷却剂的温度高于区域704和706中脊柱任一侧上的肌肉区域。

对本发明实施例的描述不是意在限制本发明的范围，而是意在说明本发明操作的特定最佳模式。本发明的各步骤可以在不会失去益处的情况下呈组合地或单独地加以实施。特别是，操作压力可以设为固定阈值或可调节阈值，并且收缩血压的测量可以在锻炼周期内执行一次或者反复执行数次。

Claims (18)

1.一种在具有收缩血压的受试者中产生人体生长激素的方法，所述方法可在一个或多个可加压箍套上操作，通过将冷却的冷却剂从冷却的冷却剂储集器泵送通过所述加压箍套然后通过每个所述加压箍套的调节阀来产生操作压力，所述调节阀控制冷却的冷却剂返回到所述冷却剂储集器，每个所述加压箍套另外具有用于测量受试者血流的传感器，所述方法具有：

第一步骤，将受试者肢体放置在所述加压箍套中；

第二步骤，通过改变至少一个与所述箍套相连的调节阀，使用所述传感器来测量收缩血压；

第三逐渐增加的步骤，在其中所述加压箍套具有逐渐增加的冷却剂压力P并且所述冷却剂压力P在所述实测收缩血压的33%到220%范围内的受试者施力间期的期间，所述加压箍套通过控制所述箍套的所述调节阀来产生所述逐渐增加的冷却剂压力，所述调节阀使所述冷却剂返回到所述冷却剂储集器，所述加压冷却剂处于足以减少受试者体内血液循环的温度和压力之下；

第四步骤，一系列N个调节周期，每个调节周期具有一个由所述受试者进行强烈施力的间期和随后的一个由所述受试者进行减小施力的间期，所述强烈施力的间期需要受试者施力基本上大于所述逐渐增加的受试者施力；

第五逐渐冷却的步骤，通过打开所述调节阀来从所述加压箍套移除压力，并且此后使所述受试者处于基本上水平的位置并向脊柱区域施加包含在挠性囊袋中的冷却液体以冷却患者脑脊液（CSF）。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述受试者为人。

3.根据权利要求1所述的方法，其中通过所述泵传递到所述加压箍套的所述冷却的冷却剂的温度为华氏38到68度。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第三步骤的压力P是周期性地从新的收缩血压值重新计算得出。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述受试者是人并且所述加压箍套中的至少两个被施加到腿部。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述受试者是人并且所述加压箍套中的至少两个被施加到臂部。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述第五步骤的囊袋具有中心伸长区域，所述中心伸长区域具有相较于环绕所述伸长区域的区域逐渐降低的温度。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述第五步骤的囊袋中心伸长区域温度为华氏38到68度，并且所述环绕所述伸长区域的区域的温度低于所述中心伸长区域的温度。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一步骤的收缩血压测量引起与特定加压箍套相连的调节阀关闭，直到所述传感器不再检测到血流，所述收缩压是检测不到所述血流时在所述调节阀入口处测得的压力。

10.一种在具有收缩血压的受试者中产生人体生长激素的方法，所述方法可在一个或多个加压箍套上操作，通过将冷却的冷却剂从冷却的冷却剂储集器泵送通过所述加压箍套然后通过所述加压箍套的调节阀来产生操作压力，所述调节阀控制冷却的冷却剂返回到所述冷却剂储集器，每个所述加压箍套另外具有用于测量受试者血流的传感器，所述方法具有：

第一步骤，将受试者肢体放置在所述加压箍套中；

第二逐渐增加的步骤，在其中所述加压箍套具有逐渐增加的冷却剂压力P并且所述冷却剂压力P在所述实测收缩血压的33%到220%范围内的受试者施力间期的期间，所述加压箍套通过控制所述箍套的所述调节阀来产生所述逐渐增加的冷却剂压力，所述调节阀使所述冷却剂返回到所述冷却剂储集器，所述加压冷却剂处于足以减少受试者体内血液循环的温度和压力之下；

第三步骤，一系列N个调节周期，每个调节周期具有一个由所述受试者进行强烈施力的间期和随后的一个由所述受试者进行减小施力的间期，所述强烈施力的间期需要受试者施力基本上大于所述逐渐增加的受试者施力；

第四逐渐冷却的步骤，通过打开所述调节阀来从所述加压箍套移除压力，并且此后使所述受试者处于基本上水平的位置并向脊柱区域施加包含在挠性囊袋中的冷却液体以冷却患者脑脊液（CSF）。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述受试者为人。

12.根据权利要求10所述的方法，其中通过所述泵传递到所述加压箍套的所述冷却的冷却剂的温度为华氏38到68度。

13.根据权利要求10所述的方法，其中所述第二步骤的压力随着收缩血压变化。

14.根据权利要求10所述的方法，其中所述受试者是人并且所述加压箍套中的至少两个被施加到腿部。

15.根据权利要求10所述的方法，其中所述受试者是人并且所述加压箍套中的至少两个被施加到臂部。

16.根据权利要求10所述的方法，其中所述第一步骤的收缩血压测量引起与特定加压箍套相连的调节阀关闭，直到所述传感器不再检测到血流，所述收缩血压是在所述调节阀入口处测得的压力。

17.一种在人类受试者中增加HGH产生的方法，所述方法具有：

第一步骤，其中人类受试者进行20分钟或20分钟以上的有氧锻炼；

第二步骤，其中使所述人类受试者处于基本上水平的表面上，并使循环有液体的液体冷却的囊袋与所述人类受试者脊柱热连接并且足以冷却所述人类受试者的CSF。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述挠性囊袋与本地接地电位连接。

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