CN85205141U

CN85205141U - 便携式低氧呼吸气体发生器

Info

Publication number: CN85205141U
Application number: CN 85205141
Authority: CN
Inventors: 李兵林
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-11-28
Filing date: 1985-11-28
Publication date: 1986-11-05

Abstract

本实用新型是一种便携式的产生低氧呼吸气体的装置。是为了模拟各种体力负荷下各种海拔高度的缺氧环境而设计的。其技术特征是收集并过滤呼出气供使用者重复吸入，采用可调节的空气进入口控制每次呼吸掺入的空气比例。贮气袋的呼吸弹性阻力很小。本实用新型主要用于运动员、飞行员、航天员和高原工作者在低海拔地区进行模拟高原(空)缺氧训练与某些心血管疾病的康复治疗。

Description

本实用新型是一种改进的便携式产生低氧呼吸气体的装置，可模拟各种海拔高度的缺氧环境，主要用于运动员、飞行员、航天员和高原工作者在低海拔地区进行模拟高原（空）缺氧训练。

高原或高空由于空气稀薄、氧分压下降，造成缺氧状态。海拔越高，缺氧越重。为了研究缺氧环境的影响，除将受试对象直接置于高原或高空这种环境外，以往借助于减压舱、呼吸特制的低氧混合气体。这些方法需昂贵的设备、开支大；并且受试对象的活动范围与运动方式将受限制。美国InspirAir Corporation公司（WestlakeVillage，Calif）进行了八年研究，于1981年生产了“低氧分压有氧训练器”（Po₂Aerobic Exercise）。该产品重量小于2公斤，造价低，是便携式的低氧呼吸气体发生器。用于马拉松跑运动员训练，效果显著，被报界称为“长跑训练的‘秘密武器'”。该产品是为了在中度体力负荷时、模拟相当于7500呎（2286米）海拔高度的缺氧状态而设计的。据报导，当体力负荷改变时，模拟海拔高度波动于4000～5000呎（1219～1524米）；最大呼吸阻力波动幅度51CmH₂O，使用者能明显感到呼吸阻力。可参见“体育报”1982年10月20日、美国“跑步者世界”杂志（Runner′S World）1982年第2期NY7、第5期25页、第7期9页；美国运动医学杂志”（Med Scie Sports Exercise）1984年16卷123页；美国“呼吸疾病进展杂志”（Am Rev Respir Dis）1985年131卷增刊4，A348页。

本实用新型的任务是提供一个改进的低氧呼吸气体发生器，在保持便携式低成本的条件下，使其在各种体力负荷下可模拟各种海拔高度缺氧状态。扩大应用范围，提高可靠性。降低呼吸阻力负荷。使它既可用于人体，亦可用于某些哺乳动物的缺氧研究。

本实用新型的任务以如下方式完成：1、利用呼出气体的氧含量将明显低于吸入气体的氧含量这一现象，收集使用者的呼出气体，滤除呼出气中浓度过高的CO₂与水汽，再供使用者重复吸入。设计一个可调节的空气吸入口，根据模拟海拔高度及使用者的耗氧量水平，调节每次呼吸需补充的新鲜空气量。2、使用有弹性的、不透气材料制做收集呼出气体的贮气袋，降低呼吸弹性阻力；减少呼气时面罩漏气与不适感觉。3、增加冷凝室，去除呼出气中的部分水分，降低呼出气温度。下面将结合附图详细描述。图1为一种实施例的纵向剖面图，图2为空气吸入口的局部放大图。

参照图1，便携式低氧呼吸气体发生器由各部件组成呼吸环路，其连接顺序为：四通接头（2）A端的呼气阀门（3）→呼气管（4）→贮气袋（5）连接管（6）→冷凝室（7）→过滤罐（8）→吸气管（9）→四通接头（2）B端的吸气阀门（10）。呼吸面罩（1）与四通接头（2）的C端相接。四通接头（2）的D端为空气进入口（11）。四通接头（2）内径2cm，每端长5～20cm。呼气管（4）、连接管（6）、吸气管（9）均系内径为2cm的中空蛇形软管，壁厚0.1～0.2cm，长度20～60cm。呼气阀门（3）与吸气阀门（10）与通常的工业或军用呼吸防护装置上的单向呼吸阀门相同，外径为2cm。贮气袋（5）由有弹性的薄橡胶或乳胶等不透气的材料制成，容积1～4升。冷凝室（7）与过滤罐（8）由0.05cm厚的不锈钢制成。当外界气温低于体温时，冷凝室（7）使呼出气中的一部分水汽在此凝结并降低呼出气温度，冷凝室（7）容积300～500cm³。过滤罐（8）直径与高度之比2：3为宜，其容积150～450cm³，分为罐体（12）与罐盖（13）两部分。按气体流通方式分为轴向流通与径向流通两种方式，图1为轴向流通。罐体（12）下部有隔板（14），隔板（14）上有直径0.15～0.2cm的通气孔（15），孔间距0.2cm，隔板（14）上方装过滤层填料（16），如钠石灰或无水氢氧化锂颗粒等，可吸收气体中CO₂及水汽。罐盖（13）内有100目尼龙滤网（17），阻挡气体中细小颗粒，并固定过滤层填料（16），不装填料时，过滤罐（8）呼吸阻力小于2.5cmH₂O；装入填料后阻力增加，但剧烈运动时，整个装置产生的呼吸阻力波动值不超过30cmH₂O。

参照图2，空气吸入口（11）由吸气导管（18）与螺杆（19）组成。吸气导管（18）侧壁上有宽0.2～0.3，长1－2cm的孔槽（20）。旋入螺杆（19），孔槽（20）变短，进气量下降；旋出螺杆（19），孔槽（20）变长，进气量增加，导管（18）的内径与螺杆（19）的外径相匹配，0.5～1cm。

使用低氧呼吸气体发生器时，使用者选择合适的呼吸面罩（1），装置的其余部分可放入尼龙布背包中固定于背后，亦可置于手中或身边。呼气时，面罩（1）腔内与四通接头（2）内呈正压，此时吸气阀门（10）关闭，呼气阀门（3）开放，呼出气流沿呼气管（4）进入贮气袋（5）。并有少量呼出气从空气吸入口（11）溢出。由于孔槽（20）开口明显小于呼气阀门（3），故呼出气主要进入贮气袋（5）。吸气时，面罩（1）腔内与四通接头（2）内呈负压，呼气阀门（3）关闭，吸气阀门（10）开放。贮气袋（5）内的气体被吸入冷凝室（7），再达到过滤罐（8）内，通过过滤层填料（16）、吸气管（9）、吸气阀门（10）进入四通接头（2）；同时有少量新鲜空气从进入口（11）被带入，一起被吸入肺中。吸气时由于四通接头（2）与面罩（1）内均呈负压，故来自过滤罐（8）的吸入气不会从空气进入口（11）溢出，而外界空气可由进入口（11）进入。在肺部吸入气中的一部分氧被吸收，变成氧浓度较低的呼出气。周而复始，贮气袋（5）中的气体氧浓度将不断下降。适当调节空气进入口（11）的螺杆（19）位置，使孔槽（20）长度发生改变，即可控制吸入气中掺入新鲜空气的比例，使吸入气保持较稳定、较低的氧浓度。使用透皮测氧仪、呼出气体分析仪等可准确测定机体缺氧状态，调节空气进入口（11），控制所需的模拟海拔高度。如果已确定模拟海拔高度和体力负荷大小，可预先将空气进口（11）的螺杆（19）固定于一定位置。使用中应定期更换过滤罐（8）中的填料（16）。

本实用新型采用可调节空气掺入比例的空气进入口；采用有弹性的贮气袋代替刚性容器；增加冷凝室。改善了现有便携式低氧呼吸气体发生器（PO₂Aerobic Exerciser）的性能，不仅可在中度体力负荷下模拟7500呎（2286米）海拔高度的缺氧状态，亦可在安静状态、各种体力负荷下模拟从海平面至极高海拔的各种海拔高度的缺氧状态。扩大了应用范围。采用有弹性的贮气袋，明显降低呼吸阻力，减轻使用者的呼吸不适感。本实用新型可用于：1、对耐力性运动项目的运动员进行模拟高海拔运动训练，提高其有氧与无氧耐力。2、用于飞行员、航天员、登山队员、高原工作者在低海拔地区进行缺氧训练，缺氧耐力的选拔与鉴定。3、低氧呼吸气体对心血管疾病有预防和治疗作用并可减少放射治疗的副作用。故本实用新型可广泛应用于运动医学、航天航空医学、高山医学及某些疾病的康复与治疗。

Claims

1、便携式产生低氧呼吸气体的装置，该装置由呼吸面罩(1)、贮气袋(5)、过滤罐(8)、及连接管道(2、4、6、9)等组成呼吸环路、收集并过滤使用者的呼出气，再供其重复吸入。其特征在于采用可调节的空气进入口(11)，控制每次呼吸掺入的空气比例。

2、按照权利要求1所规定的装置，其特征在于收集呼出气的贮气袋（5）用有弹性的不透气的材料制成。

3、按照权利要求1和2所规定的装置，其特征在于贮气袋（5）后方有冷凝室（7），用于去除呼出气中的部分水分，并降低呼出气温度。

4、按照权利1和2所规定的装置，其特征在于呼出气体在过滤罐（8）中的流通方式可以是轴向的，亦可是径向的。