CN105853170A - 人体微循环调控仪 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种人体微循环调控仪，主要用于高强度运动后的体能快速恢复，它由调控舱、热交换系统、脉冲负压系统组成；当人体肢端进入调控舱并置于热交换面板上后，热交换面板上的低温作用于人体肢端的微循环毛细血管网，降低人体内环境温度，减少微循环迂回通路，关闭过度开放的毛细血管，防止血液过多滞留组织肌肉中；脉冲负压系统产生间歇式、与人体生理相吻合的脉冲节律，作用于人体肢端微循环系统，给予肢端微循环充分放松的负压，使肢端微循环模拟心脏收缩方式，形成“第二心脏”作用，促进血液快速回流到体内核心器官，加快代谢废物的排除，终止疲劳的发展，促进体能快速恢复。
Description
技术领域
本发明涉及一种人体微循环调控仪，主要用于高强度运动后的体能快速恢复，它通过高效率热交换、低气压发生、自动降温控制三种方式，从人体外部对高强度运动后的人体微循环加以物理介入，以起到降低人体内环境温度，减少微循环迂回通路，关闭过度开放的真毛细血管网，防止因高强度训练后的血液过多滞留于组织肌肉中的不平衡状况，使身体局部的血流量于全身循环血流量相统一，促进血液快速回流到心、脑、肺、肾等人体核心器官，加快代谢废物的排除，终止疲劳的发展，促进体能快速恢复。
背景技术
1920年丹麦科学家克罗格因为一篇文章：“毛细血管的活动及其调节”，而获得了诺贝尔医学奖。在这篇文章中揭示了一个事实，那就是为细胞供氧和排除废物的通道是人体的微动脉和微静脉部分(称之为微循环)，而且微循环是为细胞供氧和排除废物的唯一的通道。是循环系统中最基层的结构和功能单位。人体单纯靠心脏的收缩力量不能将血液直接灌注到人体各器官的组织细胞，必需靠微循环部分的毛细血管不与心脏跳动同步的自律运动将血液进行第二次调节，第二次灌注，所以在医学上把微循环比喻为人体的“第二心脏”。微循环的功能主要有两方面：物质交换；调节血流和血量。
微循环一般由微动脉、后微动脉、毛细血管前括约肌、通血毛细血管、真毛细血管网、动静脉吻合支、微静脉等七个部分组成。它通过这七个部分，完成微静脉与微静脉之间微血管的血液循环
安静状态下，真毛细血管网仅有20％开放，即可容纳全身血量的5％-10％。可见微循环有很大的潜在容量。大强度运动时，心脏、肌肉运动需氧量2-20倍的增幅，引起全身微循环真毛细血管大量开放，真毛细血管开放数量增加，提高血液和组织之间的物质交换，为组织提供更多的营养物质，同时循环血量将大量的滞留在微循环内，导致静脉回心血量和心输出量减少，机体相对处于缺氧状态，表现呼吸急促，心率代偿性加快。
高强度超量负荷运动引起的体温升高情况下，毛细血管前阻力血管扩张，毛细血管血压升高，促使心血管循环的前阻力增加——收缩压上升。同时，微静脉括约肌开放，使外周阻力减低，舒张压下降
随着运动负荷加大的过程，微循环流速变缓，代谢产物，如乳酸、尿素氮、肌酸、破碎细胞残片等滞留，渗透压上升，局部水肿。如大强度运动后导致的小腿围度增加、肢端水肿等。
由于微循环与人体各个部位不可分割性，在不同的器官中，微循环以其最小单元保持着与各器官的一致性，当疲劳程度进一步增加时，微循环代谢的迟滞使代谢产物不能及时从体内排除，电解质发生紊乱，滞留组织的毒素会影响到中枢器官：心、脑、肺、肾以及运动神经系统，出现灵敏度下降、反应迟滞、体能下降等。
发明内容
为解决高强度运动后的体能快速恢复问题，本发明提出了通过高效率热交换、低气压发生、自动降温控制三种方式，从人体外部对高强度运动后的人体微循环加以物理介入，以起到降低人体内环境温度，减少微循环迂回通路，关闭过度开放的真毛细血管网，防止因高强度训练后的血液过多滞留于组织肌肉中，使身体局部的血流量于全身循环血流量相统一，促进血液快速回流到心脏，加快代谢废物的排除，终止疲劳的发展，促进体能快速恢复。本发明的技术解决方案：设计人体微循环调控仪，它由调控舱、热交换系统组成；调控舱为一气密舱室，有一圆形开口，开口四周设有环形气囊，气囊通过气泵充气，当手臂由开口进入调控舱后，气泵通过气囊气管向气囊充气，加压封闭开口，使调控舱形成一气密舱室；在调控舱内有热交换面板，热交换面板为热的良导体，与半导体制冷系统连接，半导体制冷系统形成的低温传导至热交换面板，在热交换面板上形成3℃～15℃低温；当手掌置于热交换面板上后，热交换面板上的低温作用于手掌的微循环毛细血管网，降低人体内环境温度，减少微循环迂回通路，关闭过度开放的毛细血管，防止血液过多滞留于远心端的组织肌肉中。气泵上有调控舱气管与调控舱连通，通过气泵向调控舱内充气加压、吸气减压来改变调控舱内的压强，从而产生间歇式、与人体生理相吻合的脉冲负压，作用于人体肢端微循环系统，给予肢端微循环充分放松的负压，使肢端微循环模拟心脏收缩方式，形成“第二心脏”作用，增强微循环流速，促进血液从微循环的三种通路中的微动脉——微静脉直流捷径，直接回到静脉血管，进入人体血液大循环，增加心血管和人体核心器官的血液灌注，达到消除疲劳及快速体能的目的。开口有压力传感器，当手臂由开口进入时，压力传感器发出指令，气泵自动为气囊充放气，完成开口密闭及放松动作。热交换面板上有温度传感器，可以根据手掌的温度高低，自动调节半导体制冷系统的工作功率，达到快速降温的目的。调控舱内有温度传感器、压强传感器，调控舱设有大强度调控、中强度调控、小强度调控、冬季调控工作模式，通过不同工作模式，调节气泵的工作功率，在调控舱内形成与运动强度相适应、与调控需求相吻合的压强，并自动调节调控舱内的温度。
附图说明
附图1是本发明“人体微循环调控仪”结构剖面示意图
图中，1是调控舱、2是开口、3是气囊、4是气泵、5是气囊气管、6是热交换面板、7是半导体制冷系统、8是调控舱气管、9是手掌。
具体实施方式
对照附图1，图中，1是调控舱、2是热交换系统、3是脉冲负压系统、4是开口、5是气囊、6是充气泵、7是热交换面板、8是手掌。对照附图1可以看出，人体微循环调控仪由调控舱、热交换系统组成；调控舱1为一气密舱室，有一圆形开口2，开口2四周设有环形气囊3，气囊3通过气泵4充气，当手臂由开口2进入调控舱1后，气泵4通过气囊气管5向气囊3充气，加压封闭开口2，使调控舱1形成一气密舱室；在调控舱1内有热交换面板6，热交换面板6为热的良导体，与半导体制冷系统7连接，半导体制冷系统7形成的低温传导至热交换面板6，在热交换面板6上形成3℃～15℃低温；当人体肢端，比如如图所示的手掌9置于热交换面板6上后，热交换面板6上的低温作用于手掌8的微循环毛细血管网，降低人体内环境温度，减少微循环迂回通路，关闭过度开放的毛细血管，防止血液过多滞留于远心端的组织肌肉中。选择手掌8对人体微循环进行调节，是因为手掌具有丰富、发达的毛细血管网，是公认的人体“散热器”，采用手掌8进行体内外快速热交换，具有方便、快捷、效果好的优点，通常在使用1.5～3分钟后，单侧掌心体表温度下降3℃～5℃，通过这一体内的窗口，降低内环境温度0.5℃～1.5℃，尽量减少微循环的迂回通路，防止血液过多滞留组织肌肉中，使人体局部的血流量于全身循环血流量相统一，促进微循环代谢速率，有利于人体各项体征指标可尽快恢复到运动前的常态。
对照附图1，所述的气泵4上有调控舱气管8与调控舱1连通，通过气泵4向调控舱1内充气加压、吸气减压来改变调控舱1内的压强，从而产生间歇式、与人体生理相吻合的脉冲负压，作用于人体肢端微循环系统，给予肢端微循环充分放松的负压，使肢端微循环模拟心脏收缩方式，形成“第二心脏”作用，增强微循环流速，促进血液从微循环的三种通路中的微动脉——微静脉直流捷径，直接回到静脉血管，进入人体血液大循环，增加心血管和人体核心器官的血液灌注，达到消除疲劳及快速体能的目的。
为了增加调控仪的自动化功能，减少人为操作，所述的开口2设计了压力传感器，当手臂由开口2进入时，传感器发出指令，气泵4自动为气囊3充放气，完成开口2密闭及放松动作。热交换面板6上也可以设置温度传感器，可以根据手掌8的温度高低，自动调节半导体制冷系统7的工作功率，达到快速自动降温的目的。调控舱1内还设置温度传感器、压强传感器，调控舱1设有大强度调控、中强度调控、小强度调控、冬季调控工作模式，通过不同工作模式，调节气泵4的工作功率，在调控舱1内形成与运动强度相适应、与调控需求相吻合的压强，并自动调节调控舱1内的温度。
本发明的热交换系统2具有自动控制低温和微电脑数控技术，其降温自控装置可以热交换面板始终保持在3℃～15℃区间。在自控降温的作用下，使局部降温血液持续流入全身，调节各部位器官微循环到最佳状态。微电脑数控技术可根据疲劳程度选择不同调控模式，如大强度、中强度、小强度等，疲劳程度越大，选取强度越大，用时越长。
大强度运动后的人体微循环的过度开放、流速减缓、代谢迟滞、体内温度上升等应激状态，这些状态随运动后时间延长会逐步加重，体现在人体上就是疲劳加重，直至精疲力竭状态，此时机体毛细血管开放面积增大，血液滞留在肌肉组织中形成氧债；当缺氧状态不能及时恢复时，电解质平衡被破坏，渗透压增高，出现浮肿，比如小腿围度增加，细微结构改变等。微循环本身运行不受心脏能量控制，不受心率影响，但它随时可以作用于人体的健康状态，轻则影响局部组织和器官健康，如缺氧引起的肢端紫绀，在人体内环境持续高温，渗透压升高的情况下，会导致毛细血管通透性增高而发生渗出，如果发生在心包会压迫心脏，发生在喉头会导致水肿引起窒息，形成严重的微循环障碍，严重的微循环障碍可以引发休克、昏迷，甚至死亡。
目前改善微循环作用的有药物、按摩等，药物适用于急救，如付肾素可以治疗过敏性休克。按摩恢复体能的效果比较缓慢。
本发明的人体微循环调控仪作用于人体手掌时，使用者在大强度训练后，手臂进入调控舱1并置于热交换面板7上后，可以达到快速恢复体能的确切作用，经多次实验表明，生命体征均在短期内恢复至训练前水平，收缩压、舒张压、呼吸、心率以及RPE等均在30分钟内恢复至运动前水平，显著高于采用药物或按摩等方式进行的运动恢复。人体微循环最丰富、起决定性作用的是体表平滑肌的地方，如手掌、脚掌、耳廓等，人体这些部位的平滑肌是由非常丰富重叠的毛细血管网组成，它们可以反作用于心脏，影响心血流量的灌注，被称为人体的“第二心脏”。为便于操作，本发明选用手掌作为体能调控的主要人体微循环部位，以完全物理方式，通过自动控制降温、快速热交换、脉冲负压发生三者共同作用，以创新的方式改善人体肢端微循环，进而确切实现了人体体能快速恢复效应。
Claims (5)
1.一种人体微循环调控仪，其特征是：它由调控舱、热交换系统组成；调控舱(1)为一气密舱室，有一圆形开口(2)，开口(2)四周设有环形气囊(3)，气囊(3)通过气泵(4)充气，当手臂由开口(2)进入调控舱(1)后，气泵(4)通过气囊气管(5)向气囊(3)充气，加压封闭开口(2)，使调控舱(1)形成一气密舱室；在调控舱(1)内有热交换面板(6)，热交换面板(6)为热的良导体，与半导体制冷系统(7)连接，半导体制冷系统(7)形成的低温传导至热交换面板(6)，在热交换面板(6)上形成3℃～15℃低温；当手掌(9)置于热交换面板(6)上后，热交换面板(6)上的低温作用于手掌(8)的微循环毛细血管网，降低人体内环境温度，减少微循环迂回通路，关闭过度开放的毛细血管，防止血液过多滞留于远心端的组织肌肉中。
2.根据权利要求1所述的一种人体微循环调控仪，其特征是：所述的气泵(4)上有调控舱气管(8)与调控舱(1)连通，通过气泵(4)向调控舱(1)内充气加压、吸气减压来改变调控舱(1)内的压强，从而产生间歇式、与人体生理相吻合的脉冲负压，作用于人体肢端微循环系统，给予肢端微循环充分放松的负压，使肢端微循环模拟心脏收缩方式，形成“第二心脏”作用，增强微循环流速，促进血液从微循环的三种通路中的微动脉——微静脉直流捷径，直接回到静脉血管，进入人体血液大循环，增加心血管和人体核心器官的血液灌注，达到消除疲劳及快速体能的目的。
3.根据权利要求1所述的一种人体微循环调控仪，其特征是：所述的开口(2)有压力感应传感器，当手臂由开口(2)进入时，压力感应传感器发出指令，气泵(4)自动为气囊(3)充放气，完成开口(2)密闭及放松动作。
4.根据权利要求1所述的一种人体微循环调控仪，其特征是：所述的热交换面板(6)上有温度传感器，可以根据手掌(8)的温度高低，自动调节半导体制冷系统(7)的工作功率，达到快速自动降温的目的。
5.根据权利要求2所述的一种人体微循环调控仪，其特征是：所述的调控舱(1)内有温度传感器、压强传感器，调控舱(1)设有大强度调控、中强度调控、小强度调控、冬季调控工作模式，通过不同工作模式，调节气泵(4)的工作功率，在调控舱(1)内形成与运动强度相适应、与调控需求相吻合的压强，并自动调节调控舱(1)内的温度。
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