CZ305639B6 - Zařízení pro operativní manipulaci se vzduchem - Google Patents

Abstract

Zařízení pro operativní manipulaci se vzduchem sestává z obličejové dýchací masky (6) s přívodní hadicí, napojenou na vzduchový přístroj (3), který je opatřen regulátorem (7) obsahu O.sub.2.n. a vedením (2) ochuzeného vzduchu a/nebo vedením (4) obohaceného vzduchu. Zařízení dále obsahuje tlumicí vzduchový zásobník (1) pro vytvoření permanentní zásoby vzduchu k dýchání a pro zachycení vzduchových dávek, dodávaných vedením (2) ochuzeného vzduchu a/nebo vedením (4) obohaceného vzduchu prostřednictvím regulátoru (7) intenzity proudění vzduchu od vzduchového přístroje (3), přičemž z tlumicího vzduchového zásobníku (1) je vyveden alespoň jeden prostředek (5) pro dodání vzduchu do obličejové dýchací masky (6).

Description

(54) Název vynálezu:

Zařízení pro operativní manipulaci se vzduchem (57) Anotace:

Zařízení pro operativní manipulaci se vzduchem sestává z obličejové dýchací masky (6) s přívodní hadicí, napojenou na vzduchový přístroj (3), který je opatřen regulátorem (7) obsahu O₂ a vedením (2) ochuzeného vzduchu a/nebo vedením (4) obohaceného vzduchu. Zařízení dále obsahuje tlumicí vzduchový zásobník (1) pro vytvoření permanentní zásoby vzduchu k dýchání a pro zachycení vzduchových dávek, dodávaných vedením (2) ochuzeného vzduchu a/nebo vedením (4) obohaceného vzduchu prostřednictvím regulátoru (7) intenzity proudění vzduchu od vzduchového přístroje (3), přičemž z tlumicího vzduchového zásobníku (1) je vyveden alespoň jeden prostředek (5) pro dodání vzduchu do obličejové dýchací masky (6).

Zařízení pro operativní manipulaci se vzduchem

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení pro operativní manipulaci se vzduchem, sestávající z obličejové dýchací masky s přívodní hadicí, napojenou na vzduchový přístroj, který je opatřen regulátorem obsahu O₂ a vedením ochuzeného vzduchu a/nebo vedením obohaceného vzduch, s cílem měnit obsah kyslíku ve vdechovaném vzduchu v době tréninku, zejména profesionálních sportovců, především cyklistů.

Dosavadní stav techniky

Z dosavadního stavu techniky je známa hypoxická spací maska, jejíž podstata spočívá v poskytování vzduchu ochuzeného o kyslík, kdy zařízení simuluje vzduch v různých nadmořských výškách v rozsahu 600 až 1500 m v závislosti na možnosti snížení obsahu kyslíku v poskytovaném vzduchu. Je tak prováděn tzv. hypoxický trénink, spočívající v pasivním vdechování vzduchu ochuzeného o kyslík v době odpočinku a spánku. Hypoxický trénink aktivuje imunitní systém a obranné síly organismu, zvyšuje vytrvalost, sílu a vitalitu jedince zejména pak sportovců. Uživatel v době spánku vdechuje tento ochuzený vzduch a při dlouhodobém opakovaném pobytu v tomto prostředí dochází k efektu hypoxického stavu v těle, měřeného saturací arteriální krve kyslíkem SaO2. Hypoxická zátěž nebo IHT mohou způsobit snížení SaO2 na 80 až 85 %, zatímco při konvenčním zatížení je to pouze 95 %. Výsledkem nedostatku kyslíku, který je výraznější u hypoxické zátěže, je zvýšení anaerobního metabolismu v kosterních svalech pro energetické krytí. Uživateli je tak poskytována možnost aplikace hypoxického tréninku pouze během spánku.

Další nevýhodou tohoto řešení je výrazné omezení spánkového komfortu, kdy maska s přívodní hadicí je rušivým prvkem a v případě pohybu těla během spánku dochází k neustálému probouzení a se všemi důsledky z toho plynoucími.

Je rovněž známa hypoxická tréninková maska pro poskytování ochuzeného vzduchu, skládající se z obličejové masky se dvěma dýchacími vaky, spojené s generátorem vzduchu, přivádějícího vzduch pouze se sníženým obsahem kyslíku, a to v rozsahu mezi 11 až 15 % O₂. Toto zařízení se používá při aktivním tréninku sportovce, kdy uživatel při např. jízdě na stacionárním kole, stacionárním veslování, apod. vdechuje vzduch se sníženým obsahem kyslíku. Tento způsob tréninku umožňuje rychlejší nárůst fyzické výkonnosti než pasivní způsob použití spací masky. Nevýhodou tohoto řešení je, že při vyšší intenzitě zatížení dochází k hyperventilaci, což vede k úplnému vyprázdnění dýchacích vaků a uživatel musí přerušit tréninkovou aktivitu či snížit zatížení.

Je známo i řešení podle patentu 5 207 623. Jeho podstatou je ergonomické zařízení, umožňující uživateli aktivní trénink na stacionárním kole při použití hypoxického plynového generátoru, poskytujícího vzduch ochuzený o kyslík prostřednictvím masky, která je pomocí flexibilní hadice připojena na hypoxický plynový generátor. Uživatel je dále připojen na další snímací přístroje, kterými je zároveň měřena jeho tepová frekvence, EKG a krevní tlak. Měřené údaje jsou zobrazeny na počítači, jenž je součástí zařízení. Nevýhoda tohoto řešení spočívá zejména v hyperventilaci při použití vyšší intenzity zatížení, ve složitosti a nesnadné manipulaci se zařízením.

Je rovněž známo řešení podle patentu US 5 924 419 o názvu „Apparatus for passive hypoxic training and therapy“. Jeho podstatou je poskytnout uživateli především vzduch se sníženým obsahem kyslíku, přičemž o kyslík obohacený vzduch je uvolňován do atmosféry, zatímco ochuzený vzduch je přiváděn do dýchací masky. Nevýhodou tohoto řešení je především jeho složitost, která spočívá i v tom, že obsahuje prvky k recyklaci vydýchaného vzduchu z masky.

- 1 CZ 305639 B6

Je také známo řešení podle evropského patentu EP 1 721 629, o názvu „Method and apparatus fot intermittent hypoxic training“. Jeho podstata spočívá v tom, že dochází ke střídavé aplikaci dýchání běžného atmosférického vzduchu a o kyslík ochuzeného vzduchu. Zařízení obsahuje generátor ochuzeného vzduchu, prostředky pro nastavení vstupních dat, pro jejich záznam, monitoring a kontrolu. Zařízení je konstruováno tak, že ochuzený vzduch je dodáván uživateli, zatímco obohacený vzduch je odvětráván neboje znovu recyklován. Také u tohoto řešení se jedná o komplikovaný způsob i zařízení, u něhož je využíván k dýchání pouze o kyslík ochuzený vzduch.

Konečně je známo i řešení podle CZ vynálezu chráněného autorským osvědčením CZ-AO 250808, o názvu „Přenosné zařízení pro adaptaci organismu na hypoxicko-hyperkapnické dýchací směsi. To sestává z dýchací masky, na kterou je napojena vydechovací a nadechovací větev a na začátku vydechovací větve je umístěn výdechový ventil a na konci nadechovací větve je umístěn nádechový ventil. Jeho podstata spočívá tom, že na vydechovací větvi je umístěn přetlakový ventil, za nímž je zařazen do vydechovací větve regulovatelný pohlcovač oxidu uhličitého, připojený k zásobnímu dýchacímu vaku, k němuž je připojena nadechovací větev, přičemž v nadechovací větvi je před dýchací maskou umístěn regulační ventil. Na nadechovací větvi může být umístěna směšovací komora a mezi vydechovací a nadechovací větví může být s výhodou umístěn regenerační výměník. Nevýhodou tohoto řešení je opět jeho komplikovanost s obsahem řady prvků, které bezprostředně s dýcháním nesouvisí, což je například recyklace vydechovaného vzduchu. Dýchání je podle tohoto řešení náročný proces, protože je založeno pouze na samotném uživateli, když na rozdíl od všech předchozích řešení, neobsahuje žádný přístroj na dodání vzduchu.

Podstata vynálezu

Uvedené nevýhody odstraňuje zařízení pro operativní manipulaci se vzduchem, sestávající z obličejové dýchací masky s přívodní hadicí, napojenou na vzduchový přístroj, který je opatřen regulátorem obsahu O₂ a vedením ochuzeného vzduchu a/nebo vedením obohaceného vzduchu, podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že obsahuje tlumicí vzduchový zásobník. Ten slouží k vytvoření permanentní zásoby vzduchu k dýchání a pro zachycení vzduchových dávek, dodávaných vedením ochuzeného vzduchu a/nebo vedením obohaceného vzduchu prostřednictvím regulátoru intenzity proudění vzduchu od vzduchového přístroje. Přitom je z tlumicího vzduchového zásobníku vyveden alespoň jeden prostředek pro dodání vzduchu do obličejové dýchací masky.

Je výhodné, aby vedení ochuzeného vzduchu bylo za regulátorem intenzity proudění vzduchu rozděleno. A to na přívod ochuzeného vzduchu do tlumicího vzduchového zásobníku a na odvod přebytečného ochuzeného vzduchu mimo tlumicí vzduchový zásobník.

Je rovněž výhodné, aby vedení obohaceného vzduchu bylo za regulátorem intenzity proudění vzduchu rozděleno. A to na přívod obohaceného vzduchu do tlumicího vzduchového zásobníku a na odvod přebytečného obohaceného vzduchu mimo tlumicí vzduchový zásobník.

Vdechovaný vzduchu ochuzeného o kyslík při aktivní činnosti má za následek vyšší potřebu zásobování kyslíkem, která v důsledku produkuje větší počet červených krvinek v organismu za kratší čas. V případě vdechování vzduchu obohaceného o kyslík je saturace organismu kyslíkem výrazně rychlejší právě z důvodu intenzivních rytmu dýchání a regenerace organismu po fyzické zátěži je podstatně rychlejší.

Hlavní výhodou uvedeného vynálezu je umožnění operativně volit obsah kyslíku ve vdechovaném vzduchu v závislosti na požadavcích uživatele dle jeho potřeb a navrženého tréninkového programu.

Další výhody zařízení pro operativní manipulaci se vzduchem lze spatřovat v jednoduchosti konstrukčního uspořádání, v nízkých nákladech na pořízení a v efektivitě tréninkového procesu.

-2CZ 305639 B6

Objasnění výkresů

Na obr. 1 je schematicky, nakresleno příkladné provedení zařízení pro řízenou manipulaci se vzduchem s jedním přívodem vzduchu buď ochuzeného, nebo obohaceného a na obr. 2 je sche5 maticky znázorněno zařízení pro řízenou manipulaci se vzduchem s přívodem ochuzeného i obohaceného vzduchu.

Příklady uskutečnění vynálezu

Zařízení pro operativní manipulaci se vzduchem obsahuje tlumicí vzduchový zásobník 1. Tlumicí vzduchový zásobník 1 ve výhodném provedení je uspořádán například jako velkokapacitní vak. Tlumicí vzduchový zásobník 1 je propojen se vzduchovým přístrojem 3 buď nejméně jedním vedením 2 ochuzeného vzduchu, nebo nejméně jedním vedením 4 obohaceného vzduchu anebo 15 je tlumicí vzduchový zásobník 1 s vzduchovým přístrojem 3 propojen s oběma vedeními 2 a 4, a to v provedení hadice nebo potrubí. Vzduchový přístroj 3 je opatřen regulátorem 8 obsahu (¾. Obě vedení 2 a/nebo 4 jsou před vstupem do tlumicího vzduchového zásobníku 1 opatřeny regulátory 7 intenzity proudění vzduchu. Za regulátorem 7, ve směru k tlumicímu zásobníku 1, je vedení 2 ochuzeného vzduchu rozdvojeno na přívod 21 ochuzeného vzduchu do tlumicího vzdu20 chového zásobníku 1 a na odvod přebytku ochuzeného vzduchu 22. Obdobně za regulátorem 7, ve směru k tlumicímu zásobníku 1, je vedení 4 obohaceného vzduchu rozdvojeno na přívod 41 obohaceného vzduchu do tlumicího vzduchového zásobníku 1 a na odvod přebytku obohaceného vzduchu 42. Z tlumicího vzduchového zásobníku 1 je vyveden alespoň jeden prostředek 5 pro dodání vzduchu, například hadice nebo potrubí, do obličejové dýchací masky 6. Obsah O₂ ve 25 vzduchu, přiváděného vedením 2 ochuzeného vzduchu a/nebo vedením 4 obohaceného vzduchu do vzduchového přístroje 3 do tlumicího vzduchového zásobníku 1 a dále do obličejové dýchací masky 6 je regulován regulátorem 8 obsahu O₂, situovaným na vzduchovém přístroji 3. Ve výhodném provedení je zaústění přívodu 21 ochuzeného vzduchu do tlumicího vzduchového zásobníku 1 provedeno v jeho spodní části a vyústění prostředku 5 pro dodání vzduchu z tlumicího 30 vzduchového zásobníku 1 do obličejové dýchací masky 6 je provedeno v jeho vrchní části, na opačné straně tlumicího vzduchového zásobníku 1 než je zaústění přívodu 21 ochuzeného vzduchu. Obdobně zaústění přívodu 41 obohaceného vzduchu do tlumicího vzduchového zásobníku 1 je provedeno v jeho spodní části a vyústění prostředku 5 pro dodání vzduchu z tlumicího vzduchového zásobníku 1 do obličejové dýchací masky 6 je provedeno v jeho vrchní části, na opačné 35 straně tlumicího vzduchového zásobníku 1 než je zaústění přívodu 41 obohaceného vzduchu. Je samozřejmé, že polohu zaústění přívodů 21 a 41 do vzduchového zásobníku 1 lze vůči vyústění prostředku 5 situovat i obráceně.

Po připojení vedení 2 ochuzeného vzduchu a/nebo po připojení vedení 4 obohaceného vzduchu 40 k vzduchovému přístroji 3 se vzduchový přístroj 3 uvede do chodu. Zároveň se na regulátoru 8 obsahu O₂ nastaví hodnota složení vzduchu buď na ochuzený o O₂ nebo naopak na obohacený o O₂. Vzduch o nastaveném parametru pak proudí prostředkem 2 a/nebo 4 až k regulátoru/regulátorům 7 intenzity proudění vzduchu, na nichž se předem nastaví požadované hodnoty proudění. Za regulátorem/regulátory 7 intenzity proudění vzduchu se vzduch rozdělí. Jedna jeho část jde pří45 vodem 21 ochuzeného vzduchu a/nebo přívodem 41 obohaceného vzduchu do tlumicího vzduchového zásobníku 1, který jednak zachycuje vzduchové dávky od vzduchového přístroje 3 a jednak vytváří permanentní zásobu vzduchu pro dýchání uživatele, který zde není kreslen. Pro eliminaci možného přetlaku proudícího vzduchu odchází jeho přebytečná část odvodem 22 ochuzeného vzduchu a/nebo odvodem 42 obohaceného vzduchu do okolní atmosféry. Z tlumicí50 ho vzduchového zásobníku 1 pak proudí vzduch prostřednictvím prostředku 5 pro dodání vzduchu do obličejové dýchací masky 6, kde je vdechován uživatelem a vydýchaný vzduch pak odchází mimo ni do okolní atmosféry. Ve výhodném provedení různoosost zaústění přívodů 21 a 41 a zaústění prostředku 5 pro dodání vzduchu a jejich opačná situační poloha v tlumicím vzduchovém zásobníku 1 zajišťuje dokonalé naplnění tlumicího vzduchového zásobníku 1 vzduchem.

-3 CZ 305639 B6

Průmyslová využitelnost

Zařízení podle tohoto vynálezu lze s výhodou využívat při aktivní tréninkové zátěži, kde sportovec hodlá v průběhu aktivní kariéry zvýšit svou fyzickou výkonnost nebo zrychlit proces regenerace organismu. Toto zařízení lze s výhodou využívat pro optimalizaci výkonu v aktivním tréninku nejen vrcholových sportovců, ale také je účinně využitelné širokou veřejností ke zlepšování vitality a fyzické kondice, výrazného posílení imunity, zpomalení stárnutí a také k prevenci a léčbě civilizačních nemocí jako jsou například obezita, cukrovka.

Claims (3)

1. Zařízení pro operativní manipulaci se vzduchem, sestávající z obličejové dýchací masky s přívodní hadicí, napojenou na vzduchový přístroj, který je opatřen regulátorem obsahu O₂ a vedením ochuzeného vzduchu a/nebo vedením obohaceného vzduchu, vyznačující se tím, že obsahuje tlumicí vzduchový zásobník (1) pro vytvoření permanentní zásoby vzduchu k dýchání a pro zachycení vzduchových dávek, dodávaných vedením (2) ochuzeného vzduchu a/nebo vedením (4) obohaceného vzduchu prostřednictvím regulátoru (7) intenzity proudění vzduchu od vzduchového přístroje (3), přičemž z tlumicího vzduchového zásobníku (1) je vyveden alespoň jeden prostředek (5) pro dodání vzduchu do obličejové dýchací masky (6).

2. Zařízení pro operativní manipulaci se vzduchem podle nároku 1, vyznačující se tím, že vedení (2) ochuzeného vzduchu je za regulátorem (7) intenzity proudění vzduchu rozděleno na přívod (21) ochuzeného vzduchu do tlumicího vzduchového zásobníku (1) a na odvod (22) přebytečného ochuzeného vzduchu mimo tlumicí vzduchový zásobník (1).

3. Zařízení pro operativní manipulaci se vzduchem podle některého z nároků la2, vyznačující se tím, že vedení (4) obohaceného vzduchu je za regulátorem (7) intenzity proudění vzduchu rozděleno na přívod (41) obohaceného vzduchu do vzduchového zásobníku (1) a na odvod (42) přebytečného obohaceného vzduchu mimo tlumicí vzduchový zásobník (1).