RU2737935C1 - Breathing trainer - Google Patents
Breathing trainer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2737935C1 RU2737935C1 RU2020121896A RU2020121896A RU2737935C1 RU 2737935 C1 RU2737935 C1 RU 2737935C1 RU 2020121896 A RU2020121896 A RU 2020121896A RU 2020121896 A RU2020121896 A RU 2020121896A RU 2737935 C1 RU2737935 C1 RU 2737935C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- breathing
- opening
- actuator
- control device
- breathing circuit
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
- A61M16/20—Valves specially adapted to medical respiratory devices
- A61M16/201—Controlled valves
- A61M16/202—Controlled valves electrically actuated
- A61M16/203—Proportional
- A61M16/204—Proportional used for inhalation control
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
- A61M16/20—Valves specially adapted to medical respiratory devices
- A61M16/201—Controlled valves
- A61M16/202—Controlled valves electrically actuated
- A61M16/203—Proportional
- A61M16/205—Proportional used for exhalation control
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B23/00—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body
- A63B23/18—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for improving respiratory function
Abstract
Description
Изобретение относится к медицине, а именно к физиотерапевтическим устройствам, используемым для тренировки дыхательной мускулатуры, а также для профилактики и лечения хронических заболеваний легких.The invention relates to medicine, namely to physiotherapy devices used for training the respiratory muscles, as well as for the prevention and treatment of chronic lung diseases.
Известен дыхательный тренажер (патент РФ №50115, МПК8 А61М 16/00, А61М 15/00, опубликовано 27.12.2005), содержащий корпус трубчатой формы с опорой, выполненной с отверстием с возможностью установки съемной эластичной мембраны с нагрузочным отверстием, опора снабжена элементами крепления съемной эластичной мембраны в различных положениях для изменения размеров отверстия для прохода воздуха, образованного частичным перекрытием отверстия опоры съемной эластичной мембраной при ее креплении на опоре.Known breathing simulator (RF patent No. 50115, IPC 8 A61M 16/00, A61M 15/00, published on December 27, 2005), containing a tubular body with a support made with an opening with the possibility of installing a removable elastic membrane with a loading hole, the support is equipped with elements fastening the removable elastic membrane in various positions to change the dimensions of the hole for the air passage formed by the partial overlap of the opening of the support by the removable elastic membrane when it is attached to the support.
Недостатком данного устройства является возможность установки только 3 уровней сопротивления в дыхательном контуре (минимальный, средний, максимальный).The disadvantage of this device is the ability to set only 3 levels of resistance in the breathing circuit (minimum, average, maximum).
Известен дыхательный тренажер (патент РФ №2215547, МПК8 А61М 16/00, опубликовано 10.11.2003), содержащий мундштук, корпус с полой цилиндрической частью, клапан в виде стакана, расположенный в полой части корпуса и взаимодействующий с упором, ограничивающим перемещение клапана, каналы вдоха и выдоха, устройство регулировки их проходного сечения в виде колец, снабженных шкалами с делениями в виде ребер, облегчающими установку требуемого аэродинамического сопротивления вдоху и выдоху.Known breathing simulator (RF patent No. 2215547, IPC 8 A61M 16/00, published 10.11.2003), containing a mouthpiece, a body with a hollow cylindrical part, a valve in the form of a glass, located in the hollow part of the body and interacting with the stop limiting the movement of the valve, channels for inhalation and exhalation, a device for adjusting their flow area in the form of rings, equipped with scales with divisions in the form of ribs, facilitating the installation of the required aerodynamic resistance for inhalation and exhalation.
Недостатком данного тренажера является ограничение в изменении аэродинамического сопротивления вдоху и выдоху, равное делению шкалы, которому соответствует отверстие между двумя ребрами.The disadvantage of this simulator is the limitation in changing the aerodynamic resistance to inhalation and exhalation, equal to the division of the scale, which corresponds to the opening between the two ribs.
Наиболее близким решением является дыхательный тренажер (патент РФ №83421, МПК8 А62В 7/00, опубликовано 10.06.2009), выполненный в виде маски с клапанами вдоха и выдоха и узла формирования усилия сопротивления выдоху, установленного снаружи перед клапаном выдоха. Узел формирования усилия сопротивления выдоху выполнен с возможностью последовательного формирования двух фаз: первой -плавного уменьшения усилия выдоха от априорно установленного, и второй - резкого сброса усилия до 0 до конца выдоха.The closest solution is a breathing simulator (RF patent No. 83421, IPC 8 А62В 7/00, published on June 10, 2009), made in the form of a mask with inhalation and exhalation valves and an exhalation resistance force formation unit installed outside in front of the exhalation valve. The unit for generating the effort of resistance to exhalation is made with the possibility of sequentially forming two phases: the first is a smooth decrease in the effort of exhalation from the a priori set, and the second is a sharp drop of the effort to 0 until the end of exhalation.
Недостатками данного устройства являются:The disadvantages of this device are:
- низкая точность, плавность хода и скорость регулирования перекрытия дыхательного контура, обусловленные сложностью выбора сопротивления и подборе втулки с разной площадью проходного отверстия, упругой вставки с разной степенью упругости, трубчатого элемента, изготавливаемого из материалов с разными характеристиками жесткости и воздухопроницаемости;- low accuracy, smoothness and speed of regulation of the breathing circuit overlap, due to the complexity of the choice of resistance and selection of a sleeve with a different opening area, an elastic insert with a different degree of elasticity, a tubular element made of materials with different characteristics of rigidity and air permeability;
- низкая эффективность тренировок из-за сложности изменения сопротивления путем замены элементов тренажера.- low training efficiency due to the difficulty of changing resistance by replacing the elements of the simulator.
Технической задачей данного изобретения является создание дыхательного тренажера с повышенной точностью, плавностью хода и скоростью регулирования перекрытия дыхательного контура, а также повышенной эффективностью тренировок.The technical objective of this invention is to create a breathing trainer with increased accuracy, smoothness and speed of regulation of the breathing circuit overlap, as well as increased training efficiency.
Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в дыхательный тренажер, содержащий узел формирования усилия сопротивления вдоху и выдоху, имеющий элемент для подсоединения датчика давления, дополнительно введены исполнительное устройство и устройство управления, при этом узел формирования усилия сопротивления вдоху и выдоху выполнен в виде дыхательного контура, состоящего из дыхательной трубки, скрепленной с регулируемой заслонкой, дыхательный контур и исполнительное устройство закреплены на держателе, на боковой поверхности дыхательной трубки выполнено отверстие для подключения датчика давления, соединенного с устройством управления, выход устройства управления соединен с исполнительным устройством, позволяющим изменять угловое положение регулируемой заслонки, регулируемая заслонка выполнена в виде двух цилиндров, вставленных друг в друга с идентичными отверстиями прямоугольной формы, при этом внутренний цилиндр является подвижным и имеет возможность вращения относительно своей оси для линейного изменения площади отверстия заслонки в диапазоне от полного открытия отверстия, равного площади отверстия дыхательной трубки, до полного перекрытия дыхательного контура с минимальным шагом изменения площади отверстия.The solution to this problem is ensured by the fact that an actuator and a control device are additionally introduced into the breathing simulator, which contains a unit for generating the resistance to inhalation and exhalation, having an element for connecting a pressure sensor, and the unit for generating the resistance to inhalation and exhalation is made in the form of a breathing circuit, consisting of a breathing tube fastened to an adjustable damper, the breathing circuit and the actuator are fixed on the holder, a hole is made on the side surface of the breathing tube for connecting a pressure sensor connected to the control device, the output of the control device is connected to an actuator that allows you to change the angular position of the adjustable damper , the adjustable flap is made in the form of two cylinders inserted into each other with identical rectangular holes, while the inner cylinder is movable and has the ability to rotate about its axis and to linearly change the opening area of the flap in the range from full opening of the opening equal to the opening area of the breathing tube to completely closing the breathing circuit with a minimum step of changing the opening area.
Изобретение поясняется рисунками и схемами. На фиг. 1 и фиг. 2 представлен эскиз и сборочный чертеж дыхательного тренажера. На фиг. 3 показан дыхательный тренажер в разрезе, на фиг. 4 - составные части дыхательного контура, на фиг. 5 - составные части регулируемой заслонки. На фиг. 6 изображена структурная схема тренажера. На фиг. 7 показаны положения регулируемой заслонки (стрелками указано движение воздуха):The invention is illustrated by drawings and diagrams. FIG. 1 and FIG. 2 shows a sketch and an assembly drawing of a breathing trainer. FIG. 3 shows the breathing simulator in section; FIG. 4 - components of the breathing circuit, FIG. 5 - components of an adjustable damper. FIG. 6 shows a block diagram of the simulator. FIG. 7 shows the positions of the adjustable damper (arrows indicate air movement):
- слева - регулируемая заслонка находится в положении полного открытия дыхательного контура;- on the left - the adjustable flap is in the fully open position of the breathing circuit;
- по центру - регулируемая заслонка находится в положении перекрытия дыхательного контура на 50%;- in the center - the adjustable flap is in the position of overlapping the breathing circuit by 50%;
- справа - регулируемая заслонка находится в положении полного перекрытия дыхательного контура.- on the right - the adjustable flap is in the position of completely closing the breathing circuit.
Дыхательный тренажер содержит дыхательный контур 1, состоящий из дыхательной трубки 2, скрепленной с регулируемой заслонкой 3, соединенной с исполнительным устройством 4. Дыхательный контур 1 и исполнительное устройство 4 закреплены на держателе 5. На боковой поверхности дыхательной трубки 2 выполнено отверстие 6 для подключения датчика давления 7. Датчик давления 7 соединен с устройством управления 8, сигналы с которого поступают на исполнительное устройство 4. Регулируемая заслонка 3 выполнена в виде двух цилиндров А и Б, вставленных друг в друга с идентичными отверстиями прямоугольной формы шириной L1 и длиной L2. Цилиндр А является динамическим и имеет возможность вращения относительно своей оси и частичного перекрытия отверстия в цилиндре Б, являющимся статическим, тем самым изменяя площадь отверстия (S1) регулируемой заслонки 3. Отверстие в дыхательной трубке 2 имеет площадь S2. Площадь отверстия (S1) регулируемой заслонки 3, когда отверстия в цилиндрах А и Б совпадают, равна площади отверстия (S2) в дыхательной трубке 2.The breathing simulator contains a
Работа дыхательного тренажера с учетом вышеприведенного описания происходит следующим образом.The work of the breathing trainer, taking into account the above description, is as follows.
В ходе тренировки пациент дышит через дыхательную трубку 2 дыхательного контура 1, закрепленного на держателе 5. Давление в ротовой полости на вдохе и выдохе фиксируется с помощью датчика давления 7, подключенного к отверстию 6, выполненного в дыхательной трубке 2. Величина давления в виде электрического сигнала поступает в устройство управления 8, где преобразуется в цифровую форму. После расчета параметров дыхания пациента с учетом показаний датчика давления 7, в устройстве управления 8 формируется сигнал управления, подаваемый на исполнительное устройство 4, воздействующее на регулируемую заслонку 3. В результате данного воздействия цилиндр А регулируемой заслонки 3 поворачивается относительно своей оси, частично перекрывая отверстие в цилиндре Б, тем самым изменяя площадь отверстия S1 регулируемой заслонки 3. За счет перемещения цилиндров А и Б относительно друг друга происходит линейное перекрытие отверстий цилиндров.During training, the patient breathes through the
С устройства управления 8 подаются сигналы, соответствующие углу перекрытия дыхательного контура 1, на исполнительное устройство 4, которое поворачивает динамический цилиндр А на заданный угол относительно статического цилиндра Б. Ширина L1 отверстий в регулируемой заслонке 3 влияет на точность регулирования и время перекрытия дыхательного контура. Так при увеличении ширины L1 отверстий повышается точность перекрытия дыхательного контура вследствие того, что уменьшается минимальное изменение перекрытия дыхательного контура при вращении динамического цилиндра А относительно своей оси на одну условную единицу, соответствующую шагу исполнительного устройства. При уменьшении ширины L1 отверстий повышается скорость регулирования перекрытия дыхательного контура 1 из-за увеличения минимального изменения перекрытия дыхательного контура 1 при вращении динамического цилиндра А относительно своей оси на одну условную единицу, соответствующую шагу исполнительного устройства. Данный параметр зависит от минимального шага исполнительного устройства и выбирается, исходя из соотношения важности двух параметров: точность регулирования и скорость перекрытия дыхательного контура.From the
Таким образом, применение данного изобретения повышает точность, скорость и плавность регулирования перекрытия дыхательного контура тренажера. Тем самым достигается повышенная эффективность тренировок.Thus, the application of the present invention improves the accuracy, speed and smoothness of regulation of the overlapping of the breathing circuit of the simulator. This achieves increased training efficiency.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020121896A RU2737935C1 (en) | 2020-06-26 | 2020-06-26 | Breathing trainer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020121896A RU2737935C1 (en) | 2020-06-26 | 2020-06-26 | Breathing trainer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2737935C1 true RU2737935C1 (en) | 2020-12-07 |
Family
ID=73792642
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020121896A RU2737935C1 (en) | 2020-06-26 | 2020-06-26 | Breathing trainer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2737935C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU213240U1 (en) * | 2022-03-24 | 2022-08-31 | Тимофей Сергеевич Чехоев | SIMULATOR FOR BREATHING GYMNASTICS |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20070221225A1 (en) * | 2006-01-24 | 2007-09-27 | Larry Kutt | Simulated Altitude Method and Apparatus |
US20080196726A1 (en) * | 2003-03-12 | 2008-08-21 | South Bank University Enterprises Ltd | Apparatus for hypoxic training and therapy |
RU83421U1 (en) * | 2009-02-18 | 2009-06-10 | Роберт Авшалумович Гуршумов | RESPIRATORY SIMULATOR |
US20130184619A1 (en) * | 2010-09-21 | 2013-07-18 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Vibratory positive expiratory pressure device |
RU151213U1 (en) * | 2014-07-29 | 2015-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | RESPIRATORY SIMULATOR |
RU2596886C2 (en) * | 2014-05-06 | 2016-09-10 | Николай Григорьевич Ляпко | Respiratory trainer |
-
2020
- 2020-06-26 RU RU2020121896A patent/RU2737935C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080196726A1 (en) * | 2003-03-12 | 2008-08-21 | South Bank University Enterprises Ltd | Apparatus for hypoxic training and therapy |
US20070221225A1 (en) * | 2006-01-24 | 2007-09-27 | Larry Kutt | Simulated Altitude Method and Apparatus |
RU83421U1 (en) * | 2009-02-18 | 2009-06-10 | Роберт Авшалумович Гуршумов | RESPIRATORY SIMULATOR |
US20130184619A1 (en) * | 2010-09-21 | 2013-07-18 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Vibratory positive expiratory pressure device |
RU2596886C2 (en) * | 2014-05-06 | 2016-09-10 | Николай Григорьевич Ляпко | Respiratory trainer |
RU151213U1 (en) * | 2014-07-29 | 2015-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | RESPIRATORY SIMULATOR |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU213240U1 (en) * | 2022-03-24 | 2022-08-31 | Тимофей Сергеевич Чехоев | SIMULATOR FOR BREATHING GYMNASTICS |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6631716B1 (en) | Dynamic respiratory control | |
AU2016201383B2 (en) | Oxygen trainer device | |
US4854574A (en) | Inspirator muscle trainer | |
Remmers et al. | Reflex control of expiratory airflow and duration | |
AU2011309905B2 (en) | Treatment device and method of use | |
US5165398A (en) | Ventilator and oscillator for use therewith and method | |
CA2212642C (en) | A portable, personal breathing apparatus | |
KR102021096B1 (en) | apparatus for respiration rehabilitation | |
US20170333661A1 (en) | Respiratory therapy apparatus | |
CA2320063C (en) | Device for measuring inspiratory strength | |
Wyke | Laryngeal neuromuscular control systems in singing | |
CN106461493A (en) | Pressure indicator for an oscillating positive expiratory pressure device | |
WO2009052631A1 (en) | Ventilation stabilization system | |
ES2678819T3 (en) | Device for evaluation and training of respiratory function, on inspiration and expiration | |
GB1585091A (en) | Remedial apparatus for use in assisting the breathing of living creatures | |
US20220347424A1 (en) | Manual resuscitator regulating system | |
US20180214649A1 (en) | Respiratory therapy device | |
US11610513B2 (en) | Benchtop within-breath dynamic lung simulator | |
RU2737935C1 (en) | Breathing trainer | |
EP3377162B1 (en) | Device for a dynamically sealing occlusion or a space-filling tamponade of a hollow organ | |
US20170128693A1 (en) | Volume divider and method of respiratory gas division | |
KR20190087067A (en) | Portable respiration training device system and thereof methods with training function to strengthen respiratory muscles | |
WO2017022429A1 (en) | Breathing function examining instrument | |
US20230330484A1 (en) | Device for pulmonary rehabilitation | |
CN214597070U (en) | Breathing training device |