WO2024033525A1 - Verfahren zur automatisierten durchführung eines hypoxie-trainings - Google Patents

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WO2024033525A1
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hypoxia
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parameter
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Definitions

  • the invention relates to a method for automatically carrying out hypoxia training with the method steps of recording a first measured value or entering a first parameter, recording a second measured value or entering a second one
  • Training parameters include one or more parameters from the group consisting of duration of a hypoxia interval, number of cycles of hypoxia intervals and minimum oxygen content of a breathing air mixture provided during hypoxia training, and wherein at least one value of one of the two training parameters is at least 1% and at most 25% lies in the direction next to the value of the training parameter that could be determined solely from the first recorded measured value and / or the first entered parameter or solely from the second recorded measured value and / or the second entered parameter.
  • hypoxia can cause reactions in every cell of the body and enable increased energy metabolism. It can contribute to the activation of a variety of genes. Athletes, healthy and sick people can benefit from hypoxia.
  • HIF Hypoxia-Inducible Factor
  • HIF erythropoietin synthesis
  • the endothelial cells produce the vessel-forming factor VEGF under the influence of hypoxia. Its formation leads to neoangiogenesis of the capillary vessels as part of hypoxia therapy. Very often these additional vessels are located in damaged or poorly supplied tissue sections.
  • the body tries to absorb as much oxygen as possible from the air we breathe. This is neither unpleasant nor dangerous for humans.
  • the body also starts an adaptation program. Under the influence of the hypoxia factor HIF-1-alpha, the body takes every precaution to get by with less oxygen.
  • the vascular network becomes denser. The inner walls of the vessels become smooth and supple. This reduces the likelihood of dangerous blood clots, as well as the risk of heart attack and stroke.
  • An optimal training program must therefore take into account the personal limits of each trainee in order to be safe for the test subject, but on the other hand should also be located in an area in which the organism can be optimally addressed and the training is effective.
  • the object of the present invention to provide a method for automatically carrying out hypoxia training, which enables hypoxia training to be carried out safely and at the same time efficiently. Furthermore, the object of the invention is to provide training parameters with different parameters that ensure safe and at the same time efficient implementation of hypoxia training.
  • the method according to the invention for automatically carrying out hypoxia training has four method steps: In the first method step, a first measured value is recorded or a first parameter is entered. In the second step of the process, a second measured value is recorded or a second parameter is entered.
  • the first and/or second procedural step usually takes place under medical supervision as part of an initial test on a user.
  • the initial test objectively determines the sensitivity of the user's body to the hypoxic stimulus.
  • the initial test serves to tailor the intensity of the hypoxia training to the needs of the user to vote.
  • the measured values recorded enable the detection of outliers and incorrect measurements that could otherwise cause possible harm to the patient during hypoxia training when selecting the determination of the training parameters.
  • training parameters are determined from the first recorded measured value and/or the first entered parameter and the second recorded measured value and/or the second entered parameter.
  • a hypoxia training program is created and/or hypoxia training is carried out with the specific training parameters.
  • the training parameters include one or more parameters from the group duration of a hypoxia interval, number of cycles of hypoxia intervals, minimum oxygen content of a breathing air mixture provided during hypoxia training and/or length of the pauses between the hypoxia intervals.
  • the training program is created automatically, i.e. the recorded measured values and entered parameters are automatically converted into a training program.
  • hypoxia training is optimally tailored to the needs of the user using the setting options for the training parameters duration, number of cycles, oxygen content and oxygen saturation in the blood. Based on the measured values recorded and the parameters entered, the highest effectiveness and greatest safety during training is achieved by reducing oxygen in the breathing air.
  • training parameters are chosen so that all adaptation processes in the body are triggered, but no damage can occur due to the intentionally caused lack of oxygen.
  • at least one value of one of the two training parameters is at least 1% and at most 25% in the direction next to the value of that training parameter which is derived solely from the first recorded measured value and/or the first entered parameter or solely from the second recorded measured value and/or the second entered parameter could be determined.
  • the training parameter is in the direction of facilitated training conditions in addition to the first recorded measured value and / or the first entered parameter or alone the second recorded measured value and / or the second entered parameter training parameters, i.e.
  • the training parameter is the parameter with the facilitated training conditions determined solely from the first recorded measured value and/or the first entered parameter or solely from the second recorded measured value and/or the second entered parameter, i.e. 1% to 25% above the target value Oxygen saturation in the blood, above the oxygen content in the breathing gas, below the length of the hypoxia interval, above the length of the pause between hypoxia intervals, below the number of repetitions.
  • At least one value of one of the two training parameters is at least 1% and at most 20%, preferably at least 1% and at most 15% and particularly preferably at least 1% and at most 10% in the direction next to the value of that training parameter, which could be determined solely from the first recorded measured value and/or the first entered parameter or solely from the second recorded measured value and/or the second entered parameter.
  • the value of one training parameter is at least 1.5% and at most 8% next to the value of the training parameter. In a further aspect of the invention, the value of one training parameter is at least 2% and at most 7% off the value of the training parameter. Further tolerances are conceivable, depending on the measured values recorded by the user, for example at least 3% and at most 7.5%, at least 4% and at most 7%. The tolerances are chosen to be as small as possible in order to achieve effective hypoxia training, but at the same time large enough to make hypoxia training safe for the user. In a further embodiment of the invention, the value of one training parameter is determined independently of the results of the measured values recorded and/or parameters entered. The other training parameters are adjusted accordingly. So only one training parameter is varied, while another training parameter is set depending on the measured values recorded and/or entered parameters and is not variable.
  • the first and second process steps take place at different times, preferably at least 10 minutes apart from one another, more preferably at least 30 minutes apart from one another, even more preferably at least 24 hours apart from one another. By shifting the times, incorrect measurements can be revealed, for example due to physical deviations from the norm and/or physical irregularities.
  • the first and/or second method step and the third and/or fourth method step take place at different times, preferably at least 10 minutes apart from one another, more preferably at least 30 minutes apart from one another, even more preferably at least 24 hours apart from one another. Determining the training parameters and/or creating and/or carrying out the hypoxia training program cannot be compared with monitoring and adjusting an already created hypoxia training program while carrying out a hypoxia training program.
  • the training parameters are redetermined.
  • the training parameters are created independently of training parameters and/or hypoxia training programs that have already been created for the same subject.
  • the at least one training parameter is the duration of a hypoxia interval and/or the minimum oxygen content of a breathing air mixture provided during hypoxia training. Using these two training parameters, the hypoxia training is tailored to the needs of the user Voted. These training parameters are determined in such a way that all adaptation processes in the body are triggered, but no damage is caused by the intentionally caused lack of oxygen.
  • the hypoxia training program is created automatically. This makes the hypoxia training program reproducible, sources of human error are minimized and the hypoxia training program can be created cost-effectively.
  • hypoxia training program is carried out automatically.
  • the hypoxia training program can therefore be carried out inexpensively for the user, especially if the user is wearing a monitoring device, for example a pulse oximeter.
  • the measured values recorded and/or parameters entered include the SI value of a heart rate variability measurement, the time of a breath-hold test, the results of a MitoOx test, the results of an MDA-LDL test, the dose determination according to Prof. Apanasenko, the results of tests for basal respiration, ATP production, proton leak, maximal respiration, reserve capacity and/or non-mitochondrial respiration.
  • the heart rate variability can be used to measure a patient's physical resilience. The measurement is recommended before and during hypoxia training.
  • Heart rate variability can be used to measure the organism's general adaptability. The measurement provides an assessment of how well the autonomic nervous system can react to stressful influences via its two parts, the sympathetic and parasympathetic nervous systems.
  • the HRV values are interesting for hypoxia training because they provide information about the regulatory ability of the autonomic nervous system. When planning the interval duration, the flexibility of the autonomic nervous system is important. During training they can be used for control.
  • Various HRV parameters are included in the Sl value. The level of the SL can be used to estimate how balanced the activity of the sympathetic and parasympathetic nervous systems is. Higher Sl values are an indication of a tightened regulatory system and a lower ability to relax.
  • the result of the breath-hold test provides initial indications of the possible depth of hypoxia. It also offers information about resilience during training. There are various breath hold tests, the Stange and Genchi tests are just two of them. They provide the same information and only differ in the procedure, which makes them interesting for different patient groups. Both tests are performed before the first hypoxia training and after completing the hypoxia course. A test result with longer breath-hold times is confirmation of the correct dosage and the positive effect of hypoxia.
  • mitochondrial DNA mitochondrial DNA
  • MitoOx test provides determination for the most frequently occurring deletion 4977 bp (common deletion). It covers base pairs 8,470 to 13,447 and affects about a third of the entire mitochondrial genome. Complexes I, IV and V of the respiratory chain are affected by the mutation. The number of deletions 4977 bp increases with oxidative stress.
  • the MitoOx test compares the number of healthy mitochondrial gene copies to the number of damaged ones. The higher the number of healthy mitochondrial gene copies, the lower the oxidative load and the higher the antioxidant capacity. If the proportion of copies with the 4977 bp deletion increases, reduced mitochondrial function can be assumed. For hypoxia training, this means that a hyperoxia phase is counterproductive in patients with an accumulation of the 4977 bp deletion. The oxidative stress is further increased by the increased oxygen content. In patients with mitochondrial dysfunction, alternation between hypoxia and hyperoxia phases can cause further mitochondrial deterioration.
  • the bioenergetic health index (BHI) examines the functionality of the individual switching cells in the respiratory chain and evaluates the bioenergetic quality of the mitochondria. Using six parameters, weak points can be identified and the extent of the dysfunction or the efficiency of the mitochondria can be determined. Other measurements collected and/or parameters entered include results from tests for basal respiration, ATP production, proton leak, maximum respiration, reserve capacity and/or non-mitochondrial respiration.
  • the training parameters are checked before the training program is created. During the test, the training parameters are compared with the values measured in real time, e.g. for oxygen concentration in the breathing gas, oxygen saturation of the blood and the user's heart rate.
  • the training parameters are changed before the training program is created. If the specific training parameters are in the range anticipated in the initial test, a training program is created and the training plan is started with the specific training parameters. If the specific training parameters are not in the range anticipated in the initial test, the training parameters are changed in such a way that measured values for, for example, oxygen concentration in the breathing gas, oxygen saturation of the blood and heart rate are again in the anticipated range. A new training plan is then created with the changed training parameters and started with the changed training parameters. Through this check of the training parameters and, if necessary, By changing the training parameters in real time, safe and effective hypoxia training is achieved.
  • the training program created is created on a first computer unit.
  • the training program created is created under medical supervision.
  • the hypoxia training program is therefore reproducible, sources of human error are minimized and the hypoxia training program can be created cost-effectively.
  • the training program created is transferred from a first computer unit to a second computer unit.
  • the second computer unit is usually arranged remotely from the first computer unit.
  • the second computer unit contains a controller for carrying out the training program.
  • the created hypoxia training program can also be carried out remotely from the first computer unit.
  • a user can use the second computer unit and the control arranged therein or connected to the second computer unit to carry out the training program, for example in his home, to carry out the created hypoxia training program.
  • the training parameters include the number of hypoxia cycles, the number of training sessions of the treatment and/or the regeneration time between the individual training sessions.
  • the intensity of the training is largely determined by the number of hypoxia intervals. According to scientific findings, 4-5 cycles per training session are sufficient. Patients with poor baseline values begin hypoxia training with 3-4 cycles. The training curves are compared after approximately five training sessions. There should be changes in HRV parameters, pulse and oxygen saturation curves. For patients in a reduced general condition, intermediate tests such as an HRV measurement or a breath-hold test are also useful to evaluate the training.
  • regeneration phases are included in the form of weekly application repetitions. Specifically, the repetitions increase with higher target values and/or higher training parameters. This prevents severe physical strain and allows physical adjustments during the regeneration phases.
  • the training parameters are redetermined. In this way, effective and at the same time safe personalized hypoxia training can be guaranteed.
  • the method is carried out personally.
  • Each user reacts individually to the hypoxia training.
  • interim tests such as measuring heart rate variability (HRV) should be carried out regularly in order to avoid overtraining.
  • HRV heart rate variability
  • There are also individual influencing factors such as a tendency to hypoglycemia and the use of medication, which are incorporated into training planning.
  • the training program is canceled depending on combinations of two values from the recorded measured values and/or entered parameters and/or depending on a single value of the recorded measured values and/or entered parameters.
  • a safety limit in the form of parameters that lead to the termination of the automated training and/or the creation of the automated training (safety cut-off) for the oxygen saturation of the blood is set individually for a user. If this safety limit is not reached, a safety program is activated in such a way that the oxygen saturation of the blood rises again above the safety limit. This enables a safe training program for the user even outside of medical supervision.
  • the automatic creation and/or implementation of the hypoxia training is aborted when the first one is detected Measured value and / or the first entered parameter or training parameters determined solely from the second recorded measured value and / or the second entered parameter exceeds the tolerance of the parameter deviation. In this way it can be ensured that an undersupply of oxygen that is damaging to the organism is avoided.
  • the hypoxia training only includes hypoxia phases and hyperoxia phases in order to bring about particularly high increases in performance.
  • hypoxia training only includes hypoxia phases and normoxia phases to reduce the stress on the body.
  • Hyperoxia phases in particular can cause high levels of stress for users.
  • the hypoxia training includes hyperoxia and normoxia phases, each after hypoxia phases, on the one hand to reduce peak loads on the body, especially towards the end of training, but on the other hand to still enable an increased increase in performance.
  • the training preferably begins with a hyperoxia phase and/or hyperoxia and normoxia phases are carried out alternately after hypoxia phases.
  • the alternation between hyperoxia and normoxia phases reduces the stress peaks during hypoxia training.
  • Fig. 1 Diagram of a hypoxia-normoxia training plan
  • Fig. 2 Diagram of a hypoxia-hyperoxia training plan
  • Fig. 3 a Detailed view of a hypoxia-normoxia training plan
  • Fig. 3 b Detailed view of a hypoxia-normoxia training plan with drawn
  • FIG. 4 Flow chart of the method according to the invention for automatically carrying out hypoxia training
  • hypoxia-normoxia training program 1 shows an exemplary embodiment of a hypoxia-normoxia training program 1 that is carried out at intervals.
  • Hypoxia intervals 100 alternate with normoxia intervals 200.
  • each interval 100, 200 has a duration of 5 minutes.
  • the values for oxygen concentration in the breathing gas are 10 (ordinate O2), oxygen saturation of the blood 20 (ordinate SpO2), the heart rate 40 (ordinate HR) and a safety limit 30 (safety cut-off) for the oxygen saturation of the blood 20 SpO2 shown over time (abscissa).
  • the safety limit 30 is 80% SpO2 in this and all following exemplary embodiments, but can be set individually for each user. If this safety limit 30 is not reached, a safety program is activated in such a way that the oxygen saturation of the blood 20 rises again above the safety limit 30 of 80% SpO2.
  • a plurality of measured values from a user are recorded 410 by means of an initial test and a plurality of parameters from a user are entered 420 into a first computer unit.
  • the heart rate variability can be used to measure a patient's physical resilience. The measurement is recommended before and during hypoxia training.
  • Heart rate variability (HRV) can be used to measure the organism's general adaptability. The measurement provides an assessment of how well the autonomic nervous system can react to stressful influences via its two parts, the sympathetic and parasympathetic nervous systems.
  • HRV values are interesting for hypoxia training because they provide information about the regulatory ability of the autonomic nervous system. When planning the interval duration, the flexibility of the autonomic nervous system is important. During training they can be used for control.
  • the level of the SL can be used to estimate how balanced the activity of the sympathetic and parasympathetic nervous systems is. Higher Sl values are an indication of a tightened regulatory system and a lower ability to relax.
  • the result of the breath-hold test provides initial indications of the possible depth of hypoxia. It also offers information about resilience during training. There are various breath hold tests, the Stange and Genchi tests are just two of them. They provide the same information and only differ in the procedure, which makes them interesting for different patient groups. Both tests are performed before the first hypoxia training and after completing the hypoxia course. A test result with longer breath-hold times is confirmation of the correct dosage and the positive effect of hypoxia.
  • mitochondrial DNA mitochondrial DNA
  • MitoOx test provides determination for the most frequently occurring deletion 4977 bp (common deletion). It covers base pairs 8,470 to 13,447 and affects about a third of the entire mitochondrial genome. Complexes I, IV and V of the respiratory chain are affected by the mutation. The number of deletions 4977 bp increases with oxidative stress.
  • the MitoOx test compares the number of healthy mitochondrial gene copies to the number of damaged ones. The higher the number of healthy mitochondrial gene copies, the lower the oxidative load and the higher the antioxidant capacity. If the proportion of copies with the 4977 bp deletion increases, reduced mitochondrial function can be assumed.
  • the bioenergetic health index (BHI) examines the functionality of the individual switching cells in the respiratory chain and evaluates the bioenergetic quality of the mitochondria. Using six parameters, weak points can be identified and the extent of the dysfunction or the efficiency of the mitochondria can be determined. These six parameters are tests for basal respiration, ATP production, proton leak, the a user's maximum respiration, reserve capacity and/or non-mitochondrial respiration.
  • the training parameters are determined from these recorded measured values and entered parameters 430.
  • the training parameters include the duration of a hypoxia interval 100, duration of the normoxia interval 200, number of cycles of the hypoxia intervals and minimum oxygen content of a breathing air mixture provided during hypoxia training 10.
  • the hypoxia phase 100 is individually adjusted using the setting options for the duration and frequency of the intervals 100, 200, the oxygen reduction in the breathing gas 10 and the oxygen saturation in the blood 20.
  • training parameters are selected in a personalized manner for a user in such a way that all adaptation processes in the user's body are triggered, but no damage can arise from the intentionally caused lack of oxygen.
  • the training program 1 created in this way is then transferred to a second computer unit, which has a control for carrying out the training program 1.
  • Training program 1 is then carried out on a suitable training device 460.
  • the hypoxia training can be carried out with training parameters relating to target values of 80-82 SpO2, whereby the duration of the hypoxia phase is at least 5 minutes, has 6 cycles, can take place up to 3 times a week and includes 10-14 training units per course.
  • the hypoxia training can be carried out with training parameters relating to target values of 83-84 SpO2, whereby the duration of the hypoxia phase is at least 4 minutes, It has 5 cycles, can take place up to 3 times a week and includes 15-20 training sessions per course.
  • hypoxia training can be carried out with training parameters relating to target values of 85-87 SpO2, whereby the duration of the hypoxia phase is at least 3 minutes, has 4 cycles, can take place up to 3 times a week and includes 15-20 training sessions per course.
  • the parameters from different tests can be combined with one another to determine the training parameters.
  • one parameter includes a training parameter with regard to target values of 80-82 SpO2 and the other parameter a training parameter regarding target values of 83-85.
  • the values do not exceed the tolerance of the deviation parameters, but to ensure the safety of the user, the training parameters for the smaller target value are used as the basis for hypoxia training, where the duration of the hypoxia phase is 4-5 minutes, has 5 cycles , can take place up to 3 times a week and includes 15-20 training units per course.
  • Training program 1 begins with a hypoxia interval of 100, which ends after 5 minutes with a blood oxygen saturation of 20 of 85 percent. Blood oxygen saturation 20 below 85 percent depends on the health and fitness level of the user as well as the results of the initial tests.
  • the heart rate curve 40 runs in the opposite direction to the oxygen concentration curve in the breathing gas 10. In the hypoxia phase, the heart rate 40 increases and in the normoxia or hyperoxia phase, the heart rate 40 drops again.
  • Each hypoxia interval 100 is followed by a normoxia interval 200 with oxygen-enriched or normally saturated room air 200.
  • the length of the normoxia interval 200 is also 5 minutes in this exemplary embodiment.
  • the normoxia interval 200 is like a recovery break.
  • the heart rate 40 slows down again and the oxygen saturation of the blood 20 increases again to 99%.
  • An exemplary embodiment of a hypoxia-hyperoxia training program 1, which is also carried out at intervals, is shown in FIG. 2.
  • Hypoxia intervals 100 alternate with hyperoxia intervals 300.
  • each hypoxia interval 100 has a duration of 5 minutes.
  • the diagram again shows the values for oxygen concentration in the breathing gas 10 (ordinate O2), oxygen saturation of the blood 20 (ordinate SpO2), the heart rate 40 (ordinate HR) and a safety limit 30 (safety cut-off) for the oxygen saturation of the Blood 20 SpO2-shown over time (abscissa).
  • hypoxia interval 100 is alternated with a slightly increased hyperoxia phase 300 (from 25 percent to 35 percent oxygen concentration in the breathing gas 10), the values normalize more quickly than with a normoxia phase 200 (see Fig. 1). Because the body can increase the oxygen saturation of the blood 20 more quickly in a hyperoxia phase 300, the duration of the hyperoxia phase 300 is shorter than in a normoxia phase 100, in this exemplary embodiment 3 minutes.
  • hypoxia phase 300 is just as stressful for the body as the hypoxia phase 100, because it releases another Stress stimulus in the body.
  • the increased oxygen supply in the breathing gas 10 leads to greater stress and stimulation of the body's own antioxidant systems. Oxidative stress is increased.
  • Hypoxia-hyperoxia training 1 can therefore be overwhelming for users with health impairments.
  • FIGS. 3a and 3b show detailed views of an exemplary embodiment of a hypoxia-normoxia training program 1.
  • Fig. 3b shows an enlargement of a detail A of the diagram in Fig. 3a.
  • the diagram shown in FIGS. 3a and 3b in turn shows the values for oxygen concentration in the breathing gas 10 (ordinate O2), oxygen saturation of the blood 20 (ordinate SpO2), the heart rate 40 (ordinate HR) and a safety limit 30 (safety cut -Off) for the oxygen saturation of the blood 20 SpO2-shown over time (abscissa).
  • the safety limit 30 in this and all following exemplary embodiments is 80% SpO2,
  • the training parameter duration of a hypoxia interval 100 is adjusted in such a way (FIG. 3 b) that at least 1% and at most 10% in the direction next to the value of the training parameter is the minimum oxygen content of a breathing air mixture 10 provided during the hypoxia training, in such a way that the oxygen saturation of the blood 20 (Fig. 3 a) is constantly above the safety limit 30.
  • the section of the diagram in Fig. 3b also shows the training parameters, length of the hypoxia interval and oxygen content in the breathing gas, determined from the results of preliminary examinations or entered parameters.
  • an RMSSD value of 38 ms, a MitoOx value of 1.5*10 A 8 and a BHI value of 1.9 were measured.
  • the breath hold test showed a time of 41s.
  • the minimum target value of oxygen saturation in the blood SpO2 70 determined solely from the measurement of heart rate variability, is 82.5%.
  • the range of oxygen saturation SpO2 in the blood 72 has a minimum value 71 of 83.5% and a maximum value 73 of 88.5%.
  • the maximum length of the hypoxia interval 80 determined solely from the measurement of the heart rate variability corresponds to 312 s.
  • the range of the length of the hypoxia interval 82 has a maximum length 81 of 308 s and a minimum length 83 of 270 s.
  • the one determined solely from the measurement of the heart rate variability Oxygen content in breathing gas 90 is 12.25%.
  • the range of oxygen content in breathing gas 92 has a minimum value of 91 of 12.4% and a maximum value of 93 of 13.5%.
  • the training is then carried out with these training parameters.
  • the training parameters were all chosen so that they were in a range between 1% and 25% of the measured values from the preliminary examinations and/or the parameters entered. All automatically determined training parameters 74, 84, 94 lie in the direction of easier training conditions next to the training parameters 70, 80, 90 determined from the measured values of the preliminary examinations and/or entered parameters.
  • the automatically determined training parameters are at least 1.5% and at most 8%, at least 2% and at most 7% next to the value of the training parameter of the training parameters determined from one of the measured values and / or entered parameters.
  • Further tolerances are conceivable, depending on the measured values recorded by the user, e.g. at least 3% and at most 7.5%, at least 4% and at most 7%. In this exemplary embodiment the tolerance is at least 2% and at most 25%.
  • the safety limit 30 is determined and set individually for each user.
  • the oxygen saturation of the blood 20 minus 2 percent is used for the setting. With a correctly set training intensity, the oxygen saturation of the blood 20 remains 2-3 percent above the safety limit 100 during the hypoxia phase 30.
  • FIG. 400 An exemplary embodiment of the method 400 according to the invention for automatically carrying out hypoxia training is shown in FIG. 400
  • the training parameters are determined from these recorded measured values and entered parameters 430.
  • the training parameters include the time duration of a hypoxia interval 100, number of cycles of the hypoxia intervals 100 and minimum oxygen content of a breathing air mixture 10 provided during hypoxia training.
  • the hypoxia phase is determined via the setting options for the duration 100, frequency, oxygen reduction of the breathing air 10 and oxygen saturation in the blood 20 100 individually tailored.
  • the training parameters, the duration of a hypoxia interval 100, the number of cycles of the hypoxia intervals 100 and the minimum oxygen content of a breathing air mixture 10 provided during the hypoxia training, are checked in a further method step 440.
  • the user wears a pulse oximeter.
  • the pulse oximeter is directly connected to the hypoxia device used to perform hypoxia training 1.
  • the hypoxia device has the second computer unit with a memory or is connected to such.
  • the training parameters, the duration of a hypoxia interval 100, the number of cycles of the hypoxia intervals 100 and the minimum oxygen content of a breathing air mixture 10 provided during the hypoxia training are compared with the values for oxygen concentration in the breathing gas measured in real time 10, oxygen saturation of the blood 20, heart rate 40 and the safety limit 30 of the oxygen saturation of the blood 20.
  • a training plan is created 450 and the training plan is started 460 with the specific training parameters. If the specific training parameters are not in the range anticipated in the initial test and/or the oxygen saturation of the blood 20 falls below the safety limit 30, the training parameters are changed 470 in such a way that the measured values for oxygen concentration in the breathing gas 10, oxygen saturation of the blood 20 and heart rate 40 are again in the anticipated range and the safety limit 30 of the oxygen saturation of the blood 20 is exceeded again.
  • a new training plan is then created 480 with the changed training parameters and started 490 with the changed training parameters.
  • Oxygen content of the breathing gas determined from a measured value or entered parameter

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatisierten Durchführung eines Hypoxie-Trainings mit den Verfahrensschritten Erfassen eines ersten Messwertes oder Eingeben eines ersten Parameters, Erfassen eines zweiten Messwertes oder Eingeben eines zweiten Parameters, Bestimmen von Trainingsparametern aus den ersten erfassten Messwert und/oder dem ersten eingegebenen Parameter und dem zweiten erfassten Messwert und/oder dem zweiten eingegebenen Parameter, Erstellen eines Hypoxie¬ Trainingsprogramms und/oder Durchführen eines Hypoxie-Trainings mit den bestimmten Trainingsparametern, wobei die Trainingsparameter ein oder mehr Parameter aus der Gruppe Dauer eines Hypoxie-Intervalls, Anzahl der Zyklen der Hypoxie-Intervalle und minimaler Sauerstoffgehalt eines während des Hypoxie-Trainings bereitgestellten Atemluftgemisches umfassen, und wobei mindestens ein Wert eines der beiden Trainingsparameter mindestens 1 % und höchstens 25% in der Richtung neben dem Wert desjenigen Trainingsparameters liegt, der allein aus dem ersten erfassten Messwert und/oder dem ersten eingegebenen Parameter oder allein aus dem zweiten erfassten Messwert und/oder dem zweiten eingegebenen Parameter bestimmbar wäre.

Description

VERFAHREN ZUR AUTOMATISIERTEN DURCHFÜHRUNG EINES HYPOXIE-TRAININGS
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatisierten Durchführung eines Hypoxie- Trainings mit den Verfahrensschritten Erfassen eines ersten Messwertes oder Eingeben eines ersten Parameters, Erfassen eines zweiten Messwertes oder Eingeben eines zweiten
Parameters, Bestimmen von Trainingsparametern aus den ersten erfassten Messwert und/oder dem ersten eingegebenen Parameter und dem zweiten erfassten Messwert und/oder dem zweiten eingegebenen Parameter, Erstellen eines Hypoxie- Trainingsprogramms und/oder Durchführen eines Hypoxie-Trainings mit den bestimmten Trainingsparametern, wobei die Trainingsparameter ein oder mehr Parameter aus der Gruppe Dauer eines Hypoxie-Intervalls, Anzahl der Zyklen der Hypoxie-Intervalle und minimaler Sauerstoffgehalt eines während des Hypoxie-Trainings bereitgestellten Atemluftgemisches umfassen, und wobei mindestens ein Wert eines der beiden Trainingsparameter mindestens 1% und höchstens 25% in der Richtung neben dem Wert desjenigen Trainingsparameters liegt, der allein aus dem ersten erfassten Messwert und/oder dem ersten eingegebenen Parameter oder allein aus dem zweiten erfassten Messwert und/oder dem zweiten eingegebenen Parameter bestimmbar wäre.
Stand der Technik
Die Hypoxie kann bei jeder Körperzelle Reaktionen hervorrufen und einen gesteigerten Energiestoffwechsel ermöglichen. Sie kann zur Aktivierung einer Vielzahl von Genen beitragen. Sportler, gesunde und kranke Menschen können von der Hypoxie profitieren.
Dass ein Höhentraining wirkt, ist schon lange Zeit bekannt. Aber wie der leichte Sauerstoffmangel zur Leistungsverbesserung im Körper führt, konnte man sich noch bis vor ein paar Jahren nicht ausreichend erklären. Die beobachtete Vermehrung der Erythrozyten reichte als Erklärung für die Veränderungen im Körper nicht aus. Den Durchbruch für das Verständnis brachte die Entdeckung des Hypoxie-induzierbaren Faktors HIF-1-alpha. Er lieferte die Erklärung für die umfassende Wirkung des Höhentrainings. Die Abkürzung HIF steht für Hypoxia-Inducible Factor. Hinter dem Fachbegriff verbirgt sich ein Sauerstoffsensor, der aktiv wird, wenn nicht genug Sauerstoff in den Körperzellen vorhanden ist. Er steuert einen der überlebenswichtigsten Prozesse im Körper: die Anpassung von Zellen, Geweben und Organen an einen Sauerstoffmangel. Gleichzeitig ist er ein Signal für die Selbstreparatur im Körper.
Die bekannteste positive Wirkung des HIF ist die Erythropoetinsynthese (EPO) in der Niere und Leber. Mit ihr erklärte man sich vor der Entdeckung von HIF die Veränderungen des Herz-Kreislauf-, Atmungs- und Blutsystems. Mittlerweile ist klar, dass die Leistungsverbesserung viel umfassender ist. Die Endothelzellen der Tunica intima reagieren auf den Einfluss der Hypoxie mit einer gesteigerten Stickstoffmonoxid-Synthese (NO). Das Gas beeinflusst entscheidend die Dilatation der Gefäße. Es verlässt das Endothel und bewirkt im umliegenden Gewebe eine Relaxation der glatten Muskelzellen. An der Tunica intima selbst verhindert NO die Adhäsion und Aggregation von Thrombozyten. Interessant ist in diesem Zusammenhang außerdem, dass die Endothelzellen unter dem Einfluss der Hypoxie den gefäßbildenden Faktor VEGF bilden. Durch seine Bildung kommt es im Rahmen der Hypoxie-Therapie zur einer Neoangiogenese der Kapillargefäße. Sehr häufig befinden sich diese zusätzlichen Gefäße in geschädigten oder minderdurchbluteten Gewebeabschnitten.
Das Herz schlägt schneller und es wird häufiger geatmet. Der Körper versucht, so viel Sauerstoff wie möglich aus der Atemluft aufzunehmen. Für Menschen ist dies weder unangenehm noch gefährlich. Die Gefäße weiten sich und das Blut kann schneller fließen. Die Anzahl der Erythrozyten erhöht sich, der Körper kann mehr Sauerstoffmoleküle aufnehmen. Alle Organe werden besser versorgt. Außerdem startet der Körper ein Anpassungsprogramm. Unter dem Einfluss des Hypoxie-Faktors HIF-1-alpha trifft der Körper alle Vorkehrungen, auch mit weniger Sauerstoff auszukommen.
Die Mitochondrien verdichten und verjüngen sich. Die Energiegewinnung wird optimiert, was im Alltag zu mehr körperlicher und geistiger Leistungsfähigkeit führt. Bei Erkrankungen bessern sich die Symptome. Im Gehirn verbessert sich die Übertragung von Nervenimpulsen. In einigen Bereichen kommt es zur Bildung neuer Nervenzellen. Eine Steigerung der Geisteskräfte sowie ein geringeres Demenz- und Parkinsonrisiko sind die Folgen. Das Gefäßnetzwerk wird dichter. Die Innenwände der Gefäße werden glatt und geschmeidig. Das verringert die Wahrscheinlichkeit für gefährliche Blutgerinnsel, sowie das Risiko für Herzinfarkt und Schlaganfall.
Auf der anderen Seite kann ein Sauerstoffmangel aber zur Unfähigkeit, sich zu konzentrieren, Müdigkeit und schließlich Bewusstlosigkeit führen und damit auch erhebliche Schäden verursachen. Ein optimales Trainingsprogramm muss daher die persönlichen Grenzen eines jeden Trainierenden berücksichtigen, um sicher für den Probanden zu sein, soll aber auf der anderen Seite auch in einem Bereich angesiedelt sein, in dem der Organismus optimal angesprochen werden kann und das Training effektiv ist.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur automatisierten Durchführung eines Hypoxie-Trainings bereitzustellen, das eine sichere und gleichzeitig effiziente Durchführung eines Hypoxie-Trainings ermöglicht. Weiterhin ist Aufgabe der Erfindung bei unterschiedlichen Parametern Trainingsparameter bereitzustellen, die eine sichere und gleichzeitig effiziente Durchführung eines Hypoxie-Trainings gewährleisten.
Die genannte Aufgabe wird mittels des Verfahrens zur automatisierten Durchführung eines Hypoxie-Trainings gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Gestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur automatisierten Durchführung eines Hypoxie- Trainings weist vier Verfahrensschritte auf: Im ersten Verfahrensschritt wird ein erster Messwert erfasst oder ein erster Parameter eingegeben. Im zweiten Verfahrensschritt wird ein zweiter Messwert erfasst oder ein zweiter Parameter eingegeben. Erster und/oder zweiter Verfahrensschritt erfolgen üblicherweise unter ärztlicher Aufsicht im Rahmen eines Eingangstests an einem Anwender. Mit dem Eingangstest wird die Empfindlichkeit des Körpers des Anwenders auf den hypoxischen Reiz objektiv ermittelt. Der Eingangstest dient dazu, die Intensität des Hypoxie-Trainings auf die Bedürfnisse des Anwenders abzustimmen. Die erfassten Messwerte ermöglichen das Erfassen von Ausreißern und Fehlmessungen, die bei der Auswahl der Bestimmung der Trainingsparameter ansonsten mögliche Schädigungen des Patienten während des Hypoxie-Trainings auslösen können.
Im dritten Verfahrensschritt werden Trainingsparameter aus dem ersten erfassten Messwert und/oder dem ersten eingegebenen Parameter und dem zweiten erfassten Messwert und/oder dem zweiten eingegebenen Parameter bestimmt.
Im vierten Verfahrensschritt wird ein Hypoxie-Trainingsprogramm erstellt und/oder ein Hypoxie-Training mit den bestimmten Trainingsparametern durchgeführt. Die Trainingsparameter umfassen dabei ein oder mehrere Parameter aus der Gruppe Dauer eines Hypoxie-Intervalls, Anzahl der Zyklen der Hypoxie-Intervalle, minimaler Sauerstoffgehalt eines während des Hypoxie-Trainings bereitgestellten Atemluftgemisches und/oder Länge der Pausen zwischen den Hypoxie-Intervallen. Das Trainingsprogramm wird automatisch erstellt, d.h. die erfassten Messwerte und eingegebenen Parameter werden automatisch in ein Trainingsprogramm umgesetzt.
Über die Einstellmöglichkeiten der Trainingsparameter Dauer, Anzahl der Zyklen, Sauerstoffgehalt und Sauerstoffsättigung im Blut wird das Hypoxie-Training optimal auf die Bedürfnisse des Anwenders abgestimmt. Auf der Basis der erfassten Messwerte und der eingegebenen Parameter wird mit der Sauerstoffreduzierung in der Atemluft die höchste Wirksamkeit und die größte Sicherheit während des Trainings erreicht.
Diese Trainingsparameter werden so gewählt, dass alle Anpassungsprozesse im Körper angestoßen werden, aber kein Schaden durch den gewollt herbeigeführten Sauerstoffmangel entstehen kann. Dazu liegt mindestens ein Wert eines der beiden Trainingsparameter mindestens 1% und höchstens 25% in der Richtung neben dem Wert desjenigen Trainingsparameters, der allein aus dem ersten erfassten Messwert und/oder dem ersten eingegebenen Parameter oder allein aus dem zweiten erfassten Messwert und/oder dem zweiten eingegebenen Parameter bestimmbar wäre. Der Trainingsparameter liegt hierbei in der Richtung erleichterter Trainingsbedingungen neben dem allein aus dem ersten erfassten Messwert und/oder dem ersten eingegebenen Parameter oder allein aus dem zweiten erfassten Messwert und/oder dem zweiten eingegebenen Parameter bestimmten Trainingsparameter, also 1% bis 25% über dem Zielwert der Sauerstoffsättigung im Blut, über dem Sauerstoffgehalt im Atemgas, unter der Länge des Hypoxie-Intervalls, über der Länge der Pause zwischen den Hypoxie-Intervallen, unter der Anzahl der Wiederholungen. Bevorzugt ist der Trainingsparameter der Parameter mit den erleichterten Trainingsbedingungen allein aus dem ersten erfassten Messwert und/oder dem ersten eingegebenen Parameter oder allein aus dem zweiten erfassten Messwert und/oder dem zweiten eingegebenen Parameter bestimmten Trainingsparameter, also 1 % bis 25% über dem Zielwert der Sauerstoffsättigung im Blut, über dem Sauerstoffgehalt im Atemgas, unter der Länge des Hypoxie-Intervalls, über der Länge der Pause zwischen den Hypoxie-Intervallen, unter der Anzahl der Wiederholungen. Diese Toleranz der Parameterabweichung gewährleistet ein sicheres Ausführen des Hypoxie- Trainingsprogramms für den Anwender, gleichzeitig wird ein hoher Trainingseffekt erzielt. Es hat sich anhand vieler Tests erwiesen, dass ein Trainingsprogramm, dessen Trainingsparameter in diesem Bereich angesiedelt sind, eine den Organismus schädigende Sauerstoffunterversorgung vermeidet aber trotzdem in einem Bereich ist, in dem das Training effektiv ist. In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung liegt mindestens ein Wert eines der beiden Trainingsparameter mindestens 1 % und höchstens 20% , bevorzugt mindestens 1% und höchstens 15% und besonders bevorzugt mindestens 1 % und höchstens 10% in der Richtung neben dem Wert desjenigen T rainingsparameters, der allein aus dem ersten erfassten Messwert und/oder dem ersten eingegebenen Parameter oder allein aus dem zweiten erfassten Messwert und/oder dem zweiten eingegebenen Parameter bestimmbar wäre.
In einer Weiterbildung der Erfindung liegt der Wert des einen Trainingsparameters um mindestens 1 ,5% und höchstens 8% neben dem Wert des Trainingsparameters. In einem weiteren Aspekt der Erfindung liegt der Wert des einen Trainingsparameters um mindestens 2% und höchstens 7% neben dem Wert des Trainingsparameters. Weitere Toleranzen sind denkbar, abhängig von den erfassten Messwerten des Anwenders, z.B. mindestens 3% und höchstens 7,5%, mindestens 4% und höchstens 7%. Die Toleranzen werden möglichst gering gewählt, um ein effektives Hypoxie-Training zu erreichen, aber gleichzeitig groß genug um das Hypoxie-Training für den Anwender sicher zu gestalten. In einer weiteren Ausführung der Erfindung wird der Wert des einen Trainingsparameters unabhängig von den Ergebnissen der erfassten Messwerte und/oder eingegebenen Parameter festgelegt. Der weitere Trainingsparameter wird entsprechend angepasst. Es wird also nur ein Trainingsparameter variiert, während ein weiterer Trainingsparameter abhängig von den erfassten Messwerten und/oder eingegebenen Parametern festgelegt wird und nicht variabel ist.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung finden erster und zweiter Verfahrensschritt zu unterschiedlichen Zeitpunkten, bevorzugt mindestens 10 Minuten getrennt voneinander, bevorzugter mindestens 30 Minuten getrennt voneinander, noch bevorzugter mindestens 24 h getrennt voneinander statt. Durch die Verschiebung der Zeitpunkte können Fehlmessungen beispielsweise aufgrund körperlicher Normabweichungen und/oder körperlicher Unregelmäßigkeiten aufgedeckt werden.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung finden erster und/oder zweiter Verfahrensschritt und dritter und/oder vierter Verfahrensschritt zu unterschiedlichen Zeitpunkten, bevorzugt mindestens 10 Minuten getrennt voneinander, bevorzugter mindestens 30 Minuten getrennt voneinander, noch bevorzugter mindestens 24 h getrennt voneinander statt. Das Bestimmen der Trainingsparameter und/oder das Erstellen und/oder Durchführen des Hypoxie-Trainingsprogrammes sind nicht zu vergleichen mit einer Überwachung und Anpassung eines bereits erstellten Hypoxie-Trainingsprogrammes während der Durchführung eines Hypoxie-Trainingsprogrammes.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die Trainingsparameter neu bestimmt. Die Erstellung der Trainingsparameter erfolgt unabhängig von bereits für denselben Probanden zuvor erstellten Trainingsparametern und/oder durchgeführten Hypoxie-T rainingsprogrammen.
In einer weiteren Gestaltung der Erfindung ist der mindestens eine Trainingsparameter die Dauer eines Hypoxie-Intervalls und/oder der minimale Sauerstoffgehalt eines während des Hypoxie-Trainings bereitgestellten Atemluftgemisches. Mittels dieser beiden Trainingsparameter wird das Hypoxie-Training auf die Bedürfnisse des Anwenders abgestimmt. Diese Trainingsparameter werden derart bestimmt, dass alle Anpassungsprozesse im Körper angestoßen werden, aber kein Schaden durch den gewollt herbeigeführten Sauerstoffmangel entsteht.
In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung wird das Hypoxie-Trainingsprogramm automatisch erstellt. Dadurch ist das Hypoxie-Trainingsprogramm reproduzierbar, menschliche Fehlerquellen werden minimiert und das Hypoxie-Trainingsprogramm ist kosteneffizient erstellbar.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Hypoxie- Trainingsprogramm automatisch durchgeführt. Das Hypoxie-Trainingsprogramm ist daher für den Anwender kostengünstig durchführbar, insbesondere wenn der Anwender ein Überwachungsgerät, z.B. ein Pulsoximeter, trägt.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung umfassen die erfassten Messwerte und/oder eingegeben Parameter den Sl-Wert einer Herzratenvariabilitätsmessung, die Zeit eines Atemanhaltetests, die Ergebnisse eines MitoOx-Tests, die Ergebnisse eines MDA-LDL- Tests, die Dosisbestimmung nach Prof. Apanasenko, die Ergebnisse aus Tests zur Basalatmung, der ATP-Produktion, des Protonenlecks, der maximalen Atmung, der Reservekapazität und/oder der nicht-mitochondrialen Atmung.
Anhand der Herzratenvariabilität kann die physische Belastbarkeit eines Patienten gemessen werden. Die Messung ist vor und während des Hypoxie-Trainings empfehlenswert.
Mit der Herzratenvariabilität (HRV) kann die allgemeine Anpassungsfähigkeit des Organismus gemessen werden. Die Messung bietet eine Einschätzung, wie gut das autonome Nervensystem über seine beiden Anteile, Sympathikus und Parasympathikus, auf belastende Einflüsse reagieren kann. Für das Hypoxie-Training sind die HRV-Werte interessant, weil sie Hinweise zur Regulationsfähigkeit des autonomen Nervensystems liefern. Bei der Planung der Intervalldauer kommt es auf die Flexibilität des autonomen Nervensystems an. Im Verlauf des Trainings können sie zur Kontrolle verwendet werden. In den Sl-Wert fließen verschiedene HRV-Parameter ein. Anhand der Höhe des Sl lässt sich einschätzen, wie ausgeglichen die Aktivität von Sympathikus und Parasympathikus ist. Höhere Sl-Werte sind ein Hinweis auf eine Angespanntheit des Regulationssystems und auf eine geringere Entspannungsfähigkeit.
Das Ergebnis des Atemanhaltetests liefert erste Anhaltspunkte zur möglichen Hypoxie- Tiefe. Außerdem bietet er Informationen zur Belastbarkeit während des Trainings. Es gibt verschiedene Atemanhaltetests, der Stange- und der Genchi-Test sind nur zwei davon. Sie liefern die gleichen Informationen und unterscheiden sich nur bei der Vorgehensweise, was sie für unterschiedliche Patientengruppen interessant macht. Beide Tests werden vor dem ersten Hypoxie-Training durchgeführt und nach Abschluss der Hypoxie-Kur. Ein Testergebnis mit längeren Atemanhaltezeiten ist die Bestätigung für die richtige Dosierung und für den positiven Effekt der Hypoxie.
Nach Möglichkeit sollte bei allen Patienten eine Analyse des Mitochondrienpools vorgenommen werden. Die Einschätzung der mitochondrialen Funktionsfähigkeit war lange Zeit nur indirekt möglich und mit hohen Kosten für die Patienten verbunden. Ein neuer Ansatz ist eine Bewertung der mitochondrialen DNA (mtDNA) aus einem Tropfen Blut mit dem MitoOx-Test. Jede Veränderung, von winziger Punktmutation bis hin zum Verlust größerer mtDNA-Abschnitte (Deletionen), hat Einfluss auf die mitochondriale Atmungskette. Der MitoOx-Test bietet eine Bestimmung für die am häufigsten vorkommende Deletion 4977 bp (common deletion). Sie umfasst die Basenpaare 8470 bis 13 447 und betrifft etwa ein Drittel des gesamten mitochondrialen Genoms. Die Komplexe I, IV und V der Atmungskette sind von der Mutation betroffen. Die Anzahl der Deletionen 4977 bp steigt mit der oxidativen Belastung an.
Der MitoOx-Test setzt die Anzahl der gesunden mitochondrialen Genkopien ins Verhältnis zur Anzahl der geschädigten. Je höher die Anzahl der gesunden mitochondrialen Genkopien ist, umso geringer ist die oxidative Belastung bzw. umso höher ist die antioxidative Kapazität. Steigt der Anteil der Kopien mit der Deletion 4977 bp, kann von einer verminderten mitochondrialen Funktion ausgegangen werden. Für das Hypoxie-Training bedeutet dies, dass eine Hyperoxie-Phase bei Patienten mit einer Häufung der Deletion 4977 bp kontraproduktiv ist. Der oxidative Stress wird durch den erhöhten Sauerstoffanteil noch weiter erhöht. Bei Patienten mit einer mitochondrialen Dysfunktion kann der Wechsel zwischen einer Hypoxie-und Hyperoxie-Phase eine weitere Verschlechterung der Mitochondrien hervorrufen.
Die meisten chronischen Krankheiten gehen mit einer mitochondrialen Dysfunktion einher. Der bioenergetische Gesundheitsindex (BHI) untersucht die Funktionsfähigkeit der einzelnen Schaltzellen in der Atmungskette und bewertet die bioenergetische Qualität der Mitochondrien. Anhand von sechs Parametern können Schwachstellen identifiziert und das Ausmaß der Dysfunktion bzw. die Effizienz der Mitochondrien bestimmt werden. Weitere erfasste Messwerte und/oder eingegebene Parameter beinhalten Ergebnisse aus Tests zur Basalatmung, der ATP-Produktion, des Protonenlecks, der maximalen Atmung, der Reservekapazität und/oder der nicht-mitochondrialen Atmung.
In einer weiteren Ausbildung der Erfindung erfolgt vor der Erstellung des Trainingsprogramms eine Prüfung der Trainingsparameter. Während der Prüfung erfolgt ein Abgleich der Trainingsparameter mit den in Echtzeit gemessenen Werten z.B. für Sauerstoff-Konzentration im Atemgas, Sauerstoffsättigung des Blutes und der Herzfrequenz des Anwenders.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung erfolgt vor der Erstellung des Trainingsprogramms eine Änderung der Trainingsparameter. Liegen die bestimmten Trainingsparameter in dem beim Eingangstest antizipierten Bereich, wird ein Trainingsprogramms erstellt und der Trainingsplan gestartet mit den bestimmten Trainingsparametern. Liegen die bestimmten Trainingsparameter nicht in dem beim Eingangstest antizipierten Bereich, werden die Trainingsparameter derart geändert, dass gemessenen Werte für z.B. Sauerstoff-Konzentration im Atemgas, Sauerstoffsättigung des Blutes und Herzfrequenz wieder in dem antizipierten Bereich liegen. Es wird dann ein neuer Trainingsplan mit den geänderten Trainingsparametern erstellt und mit den geänderten Trainingsparametern gestartet. Durch diese Prüfung der Trainingsparameter und ggf. Änderung der Trainingsparameter in Echtzeit wird ein sicheres und gleichzeitig effektives Hypoxie-Training erreicht.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird das erstellte Trainingsprogramm auf einer ersten Computereinheit erstellt. Insbesondere wird das erstellte Trainingsprogramm unter ärztlicher Aufsicht erstellt. Das Hypoxie-Trainingsprogramm ist daher reproduzierbar, menschliche Fehlerquellen werden minimiert und das Hypoxie-Trainingsprogramm ist kosteneffizient erstellbar.
In einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird das erstellte Trainingsprogramm von einer ersten Computereinheit auf eine zweite Computereinheit übertragen. Die zweite Computereinheit ist üblicherweise entfernt von der ersten Computereinheit angeordnet.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet, die zweite Computereinheit eine Steuerung zur Durchführung des Trainingsprogramms. Mit der zweiten Computereinheit kann das erstellte Hypoxie-Trainingsprogramm auch entfernt von der ersten Computereinheit durchgeführt werden. Ein Anwender kann mittels der zweiten Computereinheit und der darin angeordneten oder mit der zweiten Computereinheit verbundenen Steuerung zur Durchführung des Trainingsprogramms z.B. in seiner Wohnung das erstellte Hypoxie-Trainingsprogramm durchführen.
In einer weiteren Gestaltung der Erfindung umfassen die Trainingsparameter die Anzahl der Hypoxie-Zyklen, die Anzahl der Trainings der Kur und/oder die Regenerationszeit zwischen den einzelnen Trainings. Die Intensität des Trainings wird maßgeblich von der Anzahl der Hypoxie-Intervalle bestimmt. 4-5 Zyklen pro Trainingseinheit sind laut wissenschaftlichen Erkenntnissen ausreichend. Patienten mit schlechten Ausgangswerten beginnen das -Hypoxie-Training mit 3-4 Zyklen. Etwa nach fünf Trainingseinheiten werden die Trainingskurven verglichen. Es sollten sich Veränderungen bei den HRV-Parametern, der Puls- und der Sauerstoffsättigungskurve zeigen. Bei Patienten in einem reduzierten Allgemeinzustand sind außerdem Zwischentests wie eine HRV-Messung oder ein Atemanhaltetest, zur Bewertung des Trainings sinnvoll. In einer weiteren Ausführungsform sind Regenerationsphasen in Form von wöchentlichen Anwendungswiederholungen umfasst. Im Einzelnen steigen die Wiederholungen mit höheren Zielwerten und/oder höheren Trainingsparametern. Dies verhindert starke körperliche Belastungen und erlaubt körperliche Anpassungen während der Regenerationsphasen.
Nach einer Anzahl an Trainingseinheiten, bevorzugt nach maximal 5 Trainingseinheiten, noch bevorzugter nach maximal 2-4 Trainingseinheiten, am bevorzugtesten nach jeder Trainingseinheit werden die Trainingsparameter neu bestimmt. Auf diese Weise kann ein effektives und gleichzeitig sicheres personalisiertes Hypoxie-Training gewährleistet werden.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird das Verfahren personenbezogen durchgeführt. Jeder Anwender reagiert individuell auf das Hypoxie-Training. Vor allem bei Patienten in einem reduzierten Allgemeinzustand sollten regelmäßig Zwischentests wie die Messung der Herzratenvariabilität (HRV) gemacht werden, um ein Übertraining zu vermeiden. Hinzu kommen individuelle Einflussfaktoren wie eine Neigung zur Hypoglykämie und die Einnahme von Medikamenten, die in die Trainingsplanung einfließen.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung wird das Trainingsprogramm in Abhängigkeit von Kombinationen zweier Werte aus den erfassten Messwerten und/oder eingegebenen Parametern und/oder in Abhängigkeit eines einzelnen Wertes der erfassten Messwerte und/oder eingegebenen Parameter abgebrochen. Insbesondere wird eine Sicherheitsgrenze in Form von Parametern, die zum Abbruch des automatisierten T rainings und/oder der Erstellung des automatisierten Trainings führen (Safety-Cut-Off) für die Sauerstoffsättigung des Blutes für einen Anwender individuell festgelegt. Bei Unterschreitung dieser Sicherheitsgrenze schaltet sich ein Sicherheitsprogramm derart ein, dass die Sauerstoffsättigung des Blutes wieder über die Sicherheitsgrenze steigt. Dadurch wird ein sicheres Trainingsprogramm für den Anwender auch außerhalb ärztlicher Aufsicht möglich.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird die automatische Erstellung und/oder Durchführung des Hypoxie-Trainings abgebrochen, wenn der aus dem ersten erfassten Messwert und/oder dem ersten eingegebenen Parameter oder allein aus dem zweiten erfassten Messwert und/oder dem zweiten eingegebenen Parameter bestimmten Trainingsparametern die Toleranz der Parameterabweichung überschreitet, Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass eine den Organismus schädigende Sauerstoffunterversorgung vermieden wird.
In einer Ausführungsform umfasst das Hypoxie-Training lediglich Hypoxie-Phasen und Hyperoxie-Phasen um besonders hohe Leistungssteigerungen zu bewirken.
In einer anderen Ausführungsform umfasst das Hypoxie-Training lediglich Hypoxie-Phasen und Normoxie-Phasen um die Belastung des Körpers zu verringern. Speziell Hyperoxie- Phasen können hohe Belastungen für Anwender auslösen.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Hypoxie-Training Hyperoxie- und Normoxie-Phasen jeweils nach Hypoxie-Phasen, um einerseits Belastungsspitzen des Körpers vor allem gegen Trainingsende zu verringern, aber andererseits dennoch eine erhöhte Leistungssteigerung zu ermöglichen. Bevorzugt beginnt das Training mit einer Hyperoxie-Phase und/oder Hyperoxie- und Normoxie-Phasen werden alternierend jeweils nach Hypoxie-Phasen ausgeführt. Besonders der Wechsel zwischen Hyperoxie- und Normoxie-Phasen reduzieren die Belastungsspitzen innerhalb des Hypoxie-Trainings.
Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens zur automatisierten Durchführung eines Hypoxie-Trainings sind in den Zeichnungen schematisch vereinfacht dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 : Diagramm eines Hypoxie-Normoxie-Trainingsplanes
Fig. 2: Diagramm eines Hypoxie-Hyperoxie-Trainingsplanes
Fig. 3 a: Detailansicht eines Hypoxie-Normoxie-Trainingsplanes
Fig. 3 b: Detailansicht eines Hypoxie-Normoxie-Trainingsplanes mit eingezeichneten
Toleranzen der Trainingsparameter Fig. 4: Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zur automatisierten Durchführung eines Hypoxie-Trainings
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Hypoxie-Normoxie-Trainingsprogramms 1 , das in Intervallen durchgeführt wird. Dabei wechseln sich Hypoxie-Intervalle 100 mit Normoxie- Intervallen 200 ab. Jedes Intervall 100, 200 weist in diesem Ausführungsbeispiel eine Zeitdauer von 5 Minuten auf.
In dem Diagramm sind die Werte für Sauerstoff-Konzentration im Atemgas 10 (Ordinate O2), Sauerstoffsättigung des Blutes 20 (Ordinate SpO2), die Herzfrequenz 40 (Ordinate HR) sowie eine Sicherheitsgrenze 30 (Safety-Cut-Off) für die Sauerstoffsättigung des Blutes 20 SpO2-über die Zeit (Abszisse) dargestellt. Die Sicherheitsgrenze 30 liegt in diesem und allen folgenden Ausführungsbeispielen bei 80% SpO2, ist aber individuell für jeden Anwender einstellbar. Bei Unterschreitung dieser Sicherheitsgrenze 30 schaltet sich ein Sicherheitsprogramm derart ein, dass die Sauerstoffsättigung des Blutes 20 wieder über die Sicherheitsgrenze 30 von 80% SpO2 steigt.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens 400 zur automatisierten Durchführung eines Hypoxie-Trainings 400 (s. Fig.4) werden eine Mehrzahl von Messwerten eines Anwenders mittels eines Eingangstests erfasst 410 und eine Mehrzahl Parameter eines Anwenders in eine erste Computereinheit eingegeben 420.
Anhand der Herzratenvariabilität kann die physische Belastbarkeit eines Patienten gemessen werden. Die Messung ist vor und während des Hypoxie-Trainings empfehlenswert. Mit der Herzratenvariabilität (HRV) kann die allgemeine Anpassungsfähigkeit des Organismus gemessen werden. Die Messung bietet eine Einschätzung, wie gut das autonome Nervensystem über seine beiden Anteile, Sympathikus und Parasympathikus, auf belastende Einflüsse reagieren kann. Für das Hypoxie-Training sind die HRV-Werte interessant, weil sie Hinweise zur Regulationsfähigkeit des autonomen Nervensystems liefern. Bei der Planung der Intervalldauer kommt es auf die Flexibilität des autonomen Nervensystems an. Im Verlauf des Trainings können sie zur Kontrolle verwendet werden.
In den Sl-Wert fließen verschiedene HRV-Parameter ein. Anhand der Höhe des Sl lässt sich einschätzen, wie ausgeglichen die Aktivität von Sympathikus und Parasympathikus ist. Höhere Sl-Werte sind ein Hinweis auf eine Angespanntheit des Regulationssystems und auf eine geringere Entspannungsfähigkeit.
Das Ergebnis des Atemanhaltetests liefert erste Anhaltspunkte zur möglichen Hypoxie- Tiefe. Außerdem bietet er Informationen zur Belastbarkeit während des Trainings. Es gibt verschiedene Atemanhaltetests, der Stange- und der Genchi-Test sind nur zwei davon. Sie liefern die gleichen Informationen und unterscheiden sich nur bei der Vorgehensweise, was sie für unterschiedliche Patientengruppen interessant macht. Beide Tests werden vor dem ersten Hypoxie-Training durchgeführt und nach Abschluss der Hypoxie-Kur. Ein Testergebnis mit längeren Atemanhaltezeiten ist die Bestätigung für die richtige Dosierung und für den positiven Effekt der Hypoxie.
Nach Möglichkeit sollte bei allen Patienten eine Analyse des Mitochondrienpools vorgenommen werden. Die Einschätzung der mitochondrialen Funktionsfähigkeit war lange Zeit nur indirekt möglich und mit hohen Kosten für die Patienten verbunden. Ein neuer Ansatz ist eine Bewertung der mitochondrialen DNA (mtDNA) aus einem Tropfen Blut mit dem MitoOx-Test. Jede Veränderung, von winziger Punktmutation bis hin zum Verlust größerer mtDNA-Abschnitte (Deletionen), hat Einfluss auf die mitochondriale Atmungskette. Der MitoOx-Test bietet eine Bestimmung für die am häufigsten vorkommende Deletion 4977 bp (common deletion). Sie umfasst die Basenpaare 8470 bis 13 447 und betrifft etwa ein Drittel des gesamten mitochondrialen Genoms. Die Komplexe I, IV und V der Atmungskette sind von der Mutation betroffen. Die Anzahl der Deletionen 4977 bp steigt mit der oxidativen Belastung an.
Der MitoOx-Test setzt die Anzahl der gesunden mitochondrialen Genkopien ins Verhältnis zur Anzahl der geschädigten. Je höher die Anzahl der gesunden mitochondrialen Genkopien ist, umso geringer ist die oxidative Belastung bzw. umso höher ist die antioxidative Kapazität. Steigt der Anteil der Kopien mit der Deletion 4977 bp, kann von einer verminderten mitochondrialen Funktion ausgegangen werden.
Die meisten chronischen Krankheiten gehen mit einer mitochondrialen Dysfunktion einher. Der bioenergetische Gesundheitsindex (BHI) untersucht die Funktionsfähigkeit der einzelnen Schaltzellen in der Atmungskette und bewertet die bioenergetische Qualität der Mitochondrien. Anhand von sechs Parametern können Schwachstellen identifiziert und das Ausmaß der Dysfunktion bzw. die Effizienz der Mitochondrien bestimmt werden. Diese sechs Parameter sind Tests zur Basalatmung, der ATP-Produktion, des Protonenlecks, der maximalen Atmung, der Reservekapazität und/oder der nicht-mitochondrialen Atmung eines Anwenders.
Aus diesen erfassten Messwerten und eingegeben Parametern werden die Trainingsparameter bestimmt 430. Die Trainingsparameter umfassen die zeitliche Dauer eines Hypoxie-Intervalls 100, Dauer des Normoxie-Intervalls 200, Anzahl der Zyklen der Hypoxie-Intervalle und minimaler Sauerstoffgehalt eines während des Hypoxie-Trainings bereitgestellten Atemluftgemisches 10. Über die Einstellmöglichkeiten der Dauer und Häufigkeit der Intervalle 100, 200, der Sauerstoffreduzierung des Atemgases 10 und der Sauerstoffsättigung im Blut 20 wird die Hypoxie-Phase 100 individuell abgestimmt.
Diese Trainingsparameter werden für einen Anwender derart personalisiert gewählt, dass alle Anpassungsprozesse im Körper des Anwenders angestoßen werden, aber kein Schaden durch den gewollt herbeigeführten Sauerstoffmangel entstehen kann. Das so erstellte Trainingsprogramm 1 wird dann einer zweiten Computereinheit übertragen, die über eine Steuerung zur Durchführung des Trainingsprogramms 1 verfügt. Anschließend wird das Trainingsprogramm 1 durchgeführt auf einem geeigneten Trainingsgerät durchgeführt 460.
Werden beispielsweise während des Atemanhaltetest in Form von Stange/Genchi Werte von 40/45 Sekunden, bei Laboruntersuchungen (MitoOx-Test, MDA-LDL) Werte von MitoOx>108:1 , MDA-LDL normal bis leicht erhöht, BHI>2,0, bei Dosisbestimmung nach Professor Apanasenko Werte von >15 Punkten für beide Parameter erreicht, kann das Hypoxie-Training durchgeführt werden mit Trainingsparametern bezüglich Zielwerten von 80-82 SpO2, wobei die Dauer der Hypoxie-Phase mindestens 5 Minuten beträgt, 6 Zyklen hat, bis zu 3 mal die Woche stattfinden kann und 10-14 Trainingseinheiten pro Kur umfasst.
Werden beispielsweise beim Atemanhaltetest in Form von Stange/Genchi Werte von 25- 40/30-45 Sekunden, bei Laboruntersuchungen (MitoOx-Test, MDA-LDL) Werte von MitoOx 108:1 , MDA-LDL leicht erhöht, BHI 2, 0-1 , 5, bei Dosisbestimmung nach Professor Apanasenko Werte von 10-15 Punkten für beide Parameter erreicht, kann das Hypoxie- Training durchgeführt werden mit Trainingsparametern bezüglich Zielwerten von 83-84 SpO2, wobei die Dauer der Hypoxie-Phase mindestens 4 Minuten beträgt, 5 Zyklen hat, bis zu 3 mal die Woche stattfinden kann und 15-20 Trainingseinheiten pro Kur umfasst. Werden beispielsweise während des Atemanhaltetest in Form von Stange/Genchi Werte von 10-24/15-29 Sekunden, bei Laboruntersuchungen (MitoOx-Test, MDA-LDL) Werte von MitoOx 107 bis >105: 1 , MDA-LDL leicht bis stark erhöht, BHI < 1 ,5, bei Dosisbestimmung nach Professor Apanasenko Werte von 4-6 Punkten für beide Parameter erreicht, kann das Hypoxie-Training durchgeführt werden mit Trainingsparametern bezüglich Zielwerten von 85-87 SpO2, wobei die Dauer der Hypoxie-Phase mindestens 3 Minuten beträgt, 4 Zyklen hat, bis zu 3 mal die Woche stattfinden kann und 15-20 Trainingseinheiten pro Kur umfasst.
In einer Ausführungsform können die Parameter aus verschiedenen Testungen miteinander kombiniert werden, um die Trainingsparameter zu bestimmen.
Werden beispielsweise während des Atemanhaltetest in Form von Stange/Genchi Werte über 40/45 Sekunden für einen Parameter und ein Wert zwischen 25-40/30-45 Sekunden erreicht, so umfasst der eine Parameter einen — Traininesgafametemeinen T raininqsparameter bezüglich Zielwerten von 80-82 SpO2 und der andere Parameter einen Trainingsparameter bezüglich Zielwerten von 83-85. Die Werte überschreiten nicht die Toleranz der Abweichungsparameter, aber um die Sicherheit des Anwenders zu gewährleisten, werden die Trainingsparameter für den kleineren Zielwert als Grundlage für das Hypoxie-Training verwendet, wobei die Dauer der Hypoxie-Phase 4-5 Minuten beträgt, 5 Zyklen hat, bis zu 3 mal die Woche stattfinden kann und 15-20 Trainingseinheiten pro Kur umfasst.
Das Trainingsprogramm 1 beginnt mit einem Hypoxie-Intervall 100, das nach 5 Minuten mit einer Sauerstoffsättigung des Blutes 20 von 85 Prozent endet. Eine Sauerstoffsättigung des Blutes 20 unter 85 Prozent richtet sich nach dem Gesundheits- und Fitnesszustand des Anwenders sowie nach den Ergebnissen der Eingangstests.
Die Kurve der Herzfrequenz 40 verläuft gegenläufig zur Kurve Sauerstoff-Konzentration im Atemgas 10. In der Hypoxie-Phase steigt die Herzfrequenz 40 an und in der Normoxie- bzw. Hyperoxie-Phase fällt die Herzfrequenz 40 wieder ab.
Auf jedes Hypoxie-Intervall 100 folgt ein Normoxie-Intervall 200 mit sauerstoffangereicherter oder normal gesättigter Raumluft 200. Die Länge des Normoxie- Intervalls 200 ist in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls 5 min. Für den Körper ist das Normoxie-Intervall 200 wie eine Erholungspause. Die Herzfrequenz 40 verlangsamt sich wieder und die Sauerstoffsättigung des Blutes 20 steigt wieder bis auf 99% an. Ein Ausführungsbeispiel eines Hypoxie-Hyperoxie-Trainingsprogramms 1 , das ebenfalls in Intervallen durchgeführt wird, zeigt Fig. 2. Dabei wechseln sich Hypoxie-Intervalle 100 mit Hyperoxie-Intervallen 300 ab. Jedes Hypoxie-Intervall 100 weist in diesem Ausführungsbeispiel eine Zeitdauer von 5 Minuten auf.
In dem Diagramm sind wiederum die Werte für Sauerstoff-Konzentration im Atemgas 10 (Ordinate O2), Sauerstoffsättigung des Blutes 20 (Ordinate SpO2), die Herzfrequenz 40 (Ordinate HR) sowie eine Sicherheitsgrenze 30 (Safety-Cut-Off) für die Sauerstoffsättigung des Blutes 20 SpO2-über die Zeit (Abszisse) dargestellt.
Wird das Hypoxie-Intervall 100 mit einer leicht erhöhten Hyperoxie-Phase 300 (von 25 Prozent bis 35 Prozent Sauerstoff-Konzentration im Atemgas 10) abgewechselt, normalisieren sich die Werte schneller als mit einer Normoxie-Phase 200 (s. Fig. 1). Weil der Körper die Sauerstoffsättigung des Blutes 20 in einer Hyperoxie-Phase 300 schneller erhöhen kann, ist die Dauer der Hyperoxie-Phase 300 kürzer als bei einer Normoxie-Phase 100, in diesem Ausführungsbeispiel 3 Minuten.
Von vielen Anwendern wird der Entspannungseffekt in der Hyperoxie-Phase 300 höher eingeschätzt als in der Normoxie-Phase 100. Physiologisch betrachtet, ist die Hyperoxie- Phase 300 aber genauso eine Belastung für den Körper wie die Hypoxie-Phase 100, denn sie löst einen weiteren Stressreiz im Körper aus. Das erhöhte Sauerstoffangebot im Atemgas 10 führt zu einer stärkeren Belastung und Stimulation der körpereigenen antioxidativen Systeme. Der oxidative Stress wird erhöht. Anwender mit gesundheitlichen Beeinträchtigungen kann ein Hypoxie-Hyperoxie-Training 1 deshalb überfordern.
Wissenschaftliche Untersuchungen und die Erfahrungen der vergangenen vier Jahrzehnte haben gezeigt, dass gerade der Wechsel zwischen einer für kurze Zeit abgesenkten und einer normalen Sauerstoffsättigung des Blutes 20 die besten gesundheitlichen Effekte bringt. Im Gegensatz dazu würde eine längere Absenkung des Sauerstoffsättigung des Blutes 20, vergleichbar mit einem längeren Aufenthalt in den Bergen oder in einer hypoxischen Kammer, einen geringeren Trainingseffekt bewirken. Der häufigere Wechsel führt zu einer zusätzlichen Stimulation der Anpassungsfähigkeit des Körpers. Aus dem Vergleich verschiedener Trainingsprotokolle entstand die Empfehlung von 4-5 Zyklen mit einem Hypoxie-Intervall 100 von 5-7 Minuten mit anschließendem Normoxie- 200 oder Hyperoxie-Intervall 300.
Fig. 3a und 3b zeigen Detailansichten eines Ausführungsbeispiels eines Hypoxie- Normoxie-Trainingsprogramms 1. Fig. 3b zeigt hier eine Ausschnittvergrößerung A des Diagramms in Fig. 3a. Das in den Fig. 3a und 3b dargestellte Diagramm zeigt wiederum die Werte für Sauerstoff-Konzentration im Atemgas 10 (Ordinate O2), Sauerstoffsättigung des Blutes 20 (Ordinate SpO2), die Herzfrequenz 40 (Ordinate HR) sowie eine Sicherheitsgrenze 30 (Safety-Cut-Off) für die Sauerstoffsättigung des Blutes 20 SpO2-über die Zeit (Abszisse) dargestellt. Die Sicherheitsgrenze 30 liegt in diesem und allen folgenden Ausführungsbeispielen bei 80% SpO2,
Erfindungsgemäß wird der Trainingsparameter Dauer eines Hypoxie-Intervalls 100 derart angepasst (Fig. 3 b), dass mindestens 1% und höchstens 10% in der Richtung neben dem Wert des Trainingsparameters minimaler Sauerstoffgehalt eines während des Hypoxie- Trainings bereitgestellten Atemluftgemisches 10, und zwar derart, dass der die Sauerstoffsättigung des Blutes 20 (Fig. 3 a) ständig über der Sicherheitsgrenze 30 liegt.
Der Ausschnitt des Diagramms in Fig. 3b zeigt weiterhin die aus den Ergebnissen von Voruntersuchungen oder eingegebenen Parametern ermittelten Trainingsparameter Länge des Hypoxie-Intervalls und Sauerstoffgehalt im Atemgas. Bei der Messung der Herzratenvariabilität in Ruhe wurde ein RMSSD-Wert von 38ms, ein MitoOx-Wert von 1 ,5*10A8 und ein BHI-Wert von 1 ,9 gemessen. Weiterhin ergab der Atemanhaltetest eine Zeit von 41s.
Der allein aus der Messung der Herzratenvariabilität ermittelte minimale Zielwert der Sauerstoffsättigung im Blut SpO2 70 beträgt 82,5%. Der Bereich Sauerstoffsättigung SpO2 im Blut 72 hat einen Minimalwert 71 von 83,5% und einen Maximalwert 73 von 88,5%. Die allein aus der Messung der Herzratenvariabilität ermittelte Maximallänge des Hypoxie- Intervalls 80 entspricht 312 s. Der Bereich der Länge des Hypoxie-Intervalls 82 hat eine Maximallänge 81 von 308 s und eine Minimallänge 83 von 270 s. Der allein aus der Messung der Herzratenvariabilität ermittelte Sauerstoffgehalt im Atemgas 90 beträgt 12,25%. Der Bereich Sauerstoffgehalt im Atemgas 92 hat einen Minimalwert von 91 von 12,4% und einen Maximalwert 93 von 13,5%. Die aus allen den Messwerten automatisch ermittelten Trainingsparameter betragen für den Zielwert der Sauerstoffsättigung im Blut 74 SpO2 = 84%, für die Länge des Hypoxie-Intervalls 84 300 s und für dien Sauerstoffgehalt im Atemgas 12,5%. Das Training wird dann mit diesen Trainingsparametern durchgeführt. Die Trainingsparameter wurden alles so gewählt, dass sie in einem Bereich zwischen 1% und 25% neben den aus den Messwerten der Voruntersuchungen und/oder eingegebenen Parametern liegen. Dabei liegen alle automatisch ermittelten Trainingsparameter 74, 84, 94 in der Richtung leichterer Trainingsbedingungen neben den aus den Messwerten der Voruntersuchungen und/oder eingegebenen Parametern ermittelten Trainingsparametern 70, 80, 90.
In weiteren Ausführungen liegen die automatisch ermittelten Trainingsparameter mindestens 1 ,5% und höchsten 8%, mindestens 2% und höchstens 7% neben dem Wert des Trainingsparameters der aus einem der Messwerte und/oder eingegebenen Parameter ermittelten Trainingsparameter. Weitere Toleranzen sind denkbar, abhängig von den erfassten Messwerten des Anwenders, z.B. mindestens 3% und höchstens 7,5%, mindestens 4% und höchstens 7%. In diesem Ausführungsbeispiel beträgt die Toleranz mindestens 2% und höchstens 25%.
Auf diese Weise ist es möglich automatisch Trainingsprogramme zu erstellen ohne die Anwender in Gefahr einer Sauerstoffmangelversorgung zu bringen aber dennoch das Training in einem Bereich durchzuführen, der für den Trainingserfolg vielversprechend ist. Ohne dieses Verfahren wäre eine automatische Erstellung eines T rainingsprogramms nicht gefahrlos für eine Vielzahl von Anwendern möglich.
Die Sicherheitsgrenze 30 wird für jeden Anwender individuell ermittelt und eingestellt. Für die Einstellung wird in diesem Ausführungsbeispiel die Sauerstoffsättigung des Blutes 20 minus 2 Prozent verwendet. Bei einer korrekt einstellten Trainingsintensität bleibt die Sauerstoffsättigung des Blutes 20 während der Hypoxie-Phase 100 2-3 Prozent über der Sicherheitsgrenze 30.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens 400 zur automatisierten Durchführung eines Hypoxie-Trainings zeigt Fig. 4. In einem ersten Verfahrensschritt wird eine Mehrzahl von Messwerten eines Anwenders mittels eines Eingangstests erfasst 410 und eine Mehrzahl Parameter eines Anwenders in eine erste Computereinheit eingegeben 420.
Aus diesen erfassten Messwerten und eingegeben Parametern werden die Trainingsparameter bestimmt 430. Die Trainingsparameter umfassen die zeitliche Dauer eines Hypoxie-Intervalls 100, Anzahl der Zyklen der Hypoxie-Intervalle 100 und minimaler Sauerstoffgehalt eines während des Hypoxie-Trainings bereitgestellten Atemluftgemisches 10. Über die Einstellmöglichkeiten der Dauer 100, Häufigkeit, Sauerstoffreduzierung der Atemluft 10 und Sauerstoffsättigung im Blut 20 wird die Hypoxie-Phase 100 individuell abgestimmt.
Die Trainingsparameter zeitliche Dauer eines Hypoxie-Intervalls 100, Anzahl der Zyklen der Hypoxie-Intervalle 100 und minimaler Sauerstoffgehalt eines während des Hypoxie- Trainings bereitgestellten Atemluftgemisches 10 werden in einem weiteren Verfahrensschritt geprüft 440. Während des gesamten Intervall-Hypoxie-Trainings 1 trägt der Anwender ein Pulsoximeter. Das Pulsoximeter ist direkt mit dem Hypoxie-Gerät verbunden, mit dem das Hypoxie-Training 1 durchgeführt wird. Das Hypoxie-Gerät weist die zweite Computereinheit mit einem Speicher auf oder ist mit einer solchen verbunden. Während der Prüfung 440 erfolgt ein Abgleich der T rainingsparameter zeitliche Dauer eines Hypoxie-Intervalls 100, Anzahl der Zyklen der Hypoxie-Intervalle 100 und minimaler Sauerstoffgehalt eines während des Hypoxie-Trainings bereitgestellten Atemluftgemisches 10 mit den in Echtzeit gemessenen Werte für Sauerstoff-Konzentration im Atemgas 10, Sauerstoffsättigung des Blutes 20, Herzfrequenz 40 sowie der Sicherheitsgrenze 30 der Sauerstoffsättigung des Blutes 20.
Liegen die bestimmten Trainingsparameter in dem beim Eingangstest antizipierten Bereich und wird die Sicherheitsgrenze 30 der Sauerstoffsättigung des Blutes 20 nicht unterschritten, wird im folgenden Verfahrensschritt 450 ein Trainingsplan erstellt 450 und der Trainingsplan gestartet 460 mit den bestimmten Trainingsparametern. Liegen die bestimmten Trainingsparameter nicht in dem beim Eingangstest antizipierten Bereich oder/und wird die Sicherheitsgrenze 30 der Sauerstoffsättigung des Blutes 20 unterschritten, werden die Trainingsparameter derart geändert 470, dass die gemessenen Werte für Sauerstoff-Konzentration im Atemgas 10, Sauerstoffsättigung des Blutes 20 und Herzfrequenz 40 wieder in dem antizipierten Bereich liegen und die Sicherheitsgrenze 30 der Sauerstoffsättigung des Blutes 20 wieder überschritten wird. Es wird dann ein neuer Trainingsplan mit den geänderten Trainingsparametern erstellt 480 und mit den geänderten Trainingsparametern gestartet 490. Durch diese Prüfung der Trainingsparameter und ggf. Änderung der Trainingsparameter in Echtzeit wird ein sicheres und gleichzeitig effektives Hypoxie-Training erreicht. B EZ U G SZ E I C H E N L I S T E
Trainingsprogramm / Trainingsplan
Sauerstoff-Konzentration im Atemgas
Sauerstoffsättigung des Blutes
Sicherheitsgrenze der Sauerstoffsättigung des Blutes
Herzfrequenz
Hyperoxie-Bereich der Sauerstoffsättigung im Blut
Aus einem Messwert oder eingegeben Parameter ermittelte Maximallänge des Hypoxie-Intervalls
Maximallänge des Hypoxie-Intervalls
Bereich der Länge des Hypoxie-Intervalls
Minimallänge des Hypoxie-Intervalls
Länge des Hypoxie-Intervalls im automatisch ermittelten und durchgeführten Trainingsprogramm
Aus einem Messwert oder eingegeben Parameter ermittelter Sauerstoffgehalt des Atemgases
Unter Grenzwert des Sauerstoffgehalts des Atemgases
Bereich des Sauerstoffgehalts des Atemgases
Oberer Grenzwert des Sauerstoffgehalts des Atemgases
Sauerstoffgehalts des Atemgases im automatisch ermittelten und durchgeführten Trainingsprogramm
Hypoxie-Intervall
Normoxie-Intervall
Hyperoxie-Intervall
Verfahren zur automatisierten Durchführung eines Hypoxie- Trainings
Erfassung Messwert U Eingabe Parameter 0 Bestimmung Trainingsparameter 0 Prüfung Trainingsparameter 0 Erstellung Trainingsplan 0 Starten Trainingsplan 0 Änderung Trainingsparameter 0 Erstellung Trainingsplan mit geänderten Parametern0 Starten Trainingsplan mit geänderten Parametern

Claims

PA TE N TA N S P R Ü C H E Verfahren (400) zur automatisierten Durchführung eines Hypoxie-Trainings mit den
Verfahrensschritten
Erfassen eines ersten Messwertes (410) oder Eingabe eines ersten Parameters (420)
Erfassen eines zweiten Messwertes (410) oder Eingabe eines zweiten Parameters (420)
Bestimmen (430) von Trainingsparametern aus dem ersten erfassten Messwert und/oder dem ersten eingegebenen Parameter und dem zweiten erfassten Messwert und/oder dem zweiten eingegebenen Parameter,
Erstellen (450) eines Hypoxie-Trainingsprogramms (1) und/oder Durchführen (460) eines Hypoxie-Trainings mit den bestimmten T rainingsparametern, wobei die Trainingsparameter ein oder mehr Parameter aus der Gruppe Dauer eines Hypoxie-Intervalls (100), Anzahl der Zyklen der Hypoxie-Intervalle und minimaler Sauerstoffgehalt eines während des Hypoxie-Trainings bereitgestellten Atemluftgemisches (10) umfassen, wobei mindestens ein Wert eines der beiden Trainingsparameter mindestens 1% und höchstens 25% in der Richtung neben dem Wert desjenigen
Trainingsparameters liegt, der allein aus dem ersten erfassten Messwert und/oder dem ersten eingegebenen Parameter oder allein aus dem zweiten erfassten Messwert und/oder dem zweiten eingegebenen Parameter bestimmbar wäre. Verfahren (400) zur automatisierten Durchführung eines Hypoxie-Trainings nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Wert des einen Trainingsparameters um mindestens 1,5% und höchsten 8% neben dem Wert des Trainingsparameters liegt.
3. Verfahren (400) zur automatisierten Durchführung eines Hypoxie-Trainings nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert des einen Trainingsparameters um mindestens 2% und höchstens 7% neben dem Wert des Trainingsparameters liegt.
4. Verfahren (400) zur automatisierten Durchführung eines Hypoxie-Trainings nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Wert des einen Trainingsparameters unabhängig von den Ergebnissen der erfassten Messwerte und/oder eingegebenen Parameter festgelegt wird.
5. Verfahren (400) zur automatisierten Durchführung eines Hypoxie-Trainings nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Trainingsparameter die Dauer eines Hypoxie-Intervalls (100) und/oder der minimale Sauerstoffgehalt eines während des Hypoxie-Trainings bereitgestellten Atemluftgemisches (10) ist.
6. Verfahren (400) zur automatisierten Durchführung eines Hypoxie-Trainings nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hypoxie-Trainingsprogramm (1) automatisch erstellt (450, 480) wird.
7. Verfahren (400) zur automatisierten Durchführung eines Hypoxie-Trainings nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hypoxie-Trainingsprogramm (1) automatisch durchgeführt (460, 490) wird.
8. Verfahren (400) zur automatisierten Durchführung eines Hypoxie-Trainings nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten Messwerte und/oder eingegeben Parameter den Sl-Wert einer Herzratenvariabilitätsmessung, die Zeit eines Atemanhaltetests, die Ergebnisse eines MinOx-Tests, die Ergebnisse eines MDA-LDL-Tests, die Dosisbestimmung nach Prof. Apanasenko, die Ergebnisse aus Tests zur Basalatmung, der ATP- Produktion, des Protonenleck, der maximalen Atmung, der Reservekapazität und/oder der nicht-mitochondrialen Atmung umfassen.
9. Verfahren (400) zur automatisierten Durchführung eines Hypoxie-Trainings nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das erstellte Trainingsprogramm (1) auf einer ersten Computereinheit erstellt (450, 480) wird.
10. Verfahren (400) zur automatisierten Durchführung eines Hypoxie-Trainings nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erstellte Trainingsprogramm (1) von einer ersten Computereinheit auf eine zweite Computereinheit übertragen wird.
11. Verfahren (400) zur automatisierten Durchführung eines Hypoxie-Trainings nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Computereinheit eine Steuerung zur Durchführung (460, 490) des Trainingsprogramms beinhaltet. Verfahren (400) zur automatisierten Durchführung eines Hypoxie-Trainings nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trainingsparameter die Anzahl der Hypoxie-Zyklen, die Anzahl der Trainings der Kur und/oder die Regenerationszeit zwischen den einzelnen Trainings umfassen. Verfahren (400) zur automatisierten Durchführung eines Hypoxie-Trainings nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren (400) personenbezogen durchgeführt wird. Verfahren (400) zur automatisierten Durchführung eines Hypoxie-Trainings nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trainingsprogramm (1) in Abhängigkeit von Kombinationen zweier Werte aus den erfassten Messwerten und/oder eingegebenen Parametern und/oder in Abhängigkeit eines einzelnen Wertes der erfassten Messwerte und/oder eingegebenen Parameter abgebrochen wird. Verfahren (400) zur automatisierten Durchführung eines Hypoxie-Trainings nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten Messwerte und/oder eingegeben Parameter, die zum Abbruch der Durchführung eines Hypoxie-Trainings und/oder zur Erstellung des Hypoxie- Trainingsprogramms den Sl-Wert einer Herzratenvariabilitätsmessung, die Zeit eines Atemanhaltetests, die Ergebnisse eines MinOx-Tests, die Dosisbestimmung nach Prof. Apanasenko, die Ergebnisse aus Tests zur Basalatmung, der ATP- Produktion, des Protonenleck, der maximalen Atmung, der Reservekapazität und/oder der nicht-mitochondrialen Atmung umfassen.
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