ДЫХАТЕЛЬНЫЙ ТРЕНАЖЕР ШОЛИНА
SHOLIN'S RESPIRATORY TRAINING DEVICE

Изобретение относится к области здравоохранения и/или к средствам индивидуальной защиты человека от летающих кровососущих насекомых и может быть использовано для тренировки дыхания во время сна пользователя в режиме умеренной гипоксии и гиперкапнии с возможностью защиты дыхательных путей пользователя от переохлаждения во время сна в атмосфере с пониженной температурой воздуха или для защиты во время сна лица и головы пользователя от укусов комаров и москитов с одновременным эффектом тренировки дыхания.
2
2
Тренирующее действие дыхательных тренажеров основано на устранении (уменьшении) хронической гипоксии тканей путем переадаптации дыхательного центра, приводящей к уменьшению минутного объема дыхания и соответствующего повышения концентрации углекислого газа в организме в состоянии покоя за счет периодического повышения концентрации CO во вдыхаемом воздухе. Это, в свою очередь, обуславливает, согласно известной закономерности, смещение вправо кривой диссоциации оксигемоглобина при повышении содержания СO в артериальной крови, повышение степени диссоциации оксигемоглобина и, как следствие, утилизации кислорода тканями в большем количестве с устранением (уменьшением) хронической гипоксии тканей. (Агаджанян Н.А. и др. Физиологическая роль углекислоты и работоспособность человека. - Изд-во Астраханской государственной медицинской академии, 1995).
Альпинисты, туристы, садоводы, дачники, рыбаки, охотники вынужденно или преднамеренно при любой погоде спят на открытом воздухе, в шалашах, палатках или помещениях, не защищенных от проникновения летающих кровососущих насекомых - комаров, мошкары, слепней. Во время сна периодически наступает физиологическое состояние покоя организма, во время которого полностью или частично прекращается работа сознания и ослабляется ряд физиологических процессов. Во время сна на открытом воздухе, в шалашах, палатках или помещениях при низкой температуре окружающего воздуха имеет место переохлаждение дыхательных путей человека и, как следствие - ОРЗ, а при температуре, соответствующей условиям жизнедеятельности насекомых, открытые части тела во время сна, особенно голова и лицо, подвергаются нападениям летающих кровососущих насекомых - комаров, мошкары, слепней. Применение репеллентов - химических препаратов из группы пестицидов, отпугивающих вредных насекомых, не полезно для здоровья.
Известен «Дыхательный тренажер В.Ф.Фролова» (RU 2129885, A61M 16/00, 27.10.99), содержащий коаксиально расположенные внутреннюю и наружную камеры смешения и дыхательную трубку, соединенную с суженной верхней частью внутренней камеры. На дне наружной камеры с внутренней стороны выполнены открытые радиальные каналы, которые совместно с нижним торцом внутренней камеры образуют отверстия для прохода воздуха. Нижний участок кольцевого зазора между камерами заполнен водой, обеспечивающей сопротивление на вдохе и выдохе.
Дыхание на тренажере осуществляется только через рот. Дыхательный акт состоит из быстрого (1-2 секунды) вдоха и ровного экономичного непрерывного выдоха. При вдохе через отверстие в крышке воздух поступает в камеру смешения и через каналы всасывается в промежуточную трубку, дыхательную трубку и органы дыхания. При этом вода в начале вдоха всасывается в полость промежуточной трубки, поднимается и перемешивается, освобождая отверстия для поступления воздуха. При выдохе вода выталкивается в кольцевой промежуток, а затем воздух барботирует через ее слой и выходит из тренажера через отверстие в крышке. Выдыхаемая воздушная смесь имеет пониженную концентрацию кислорода и повышенную концентрацию углекислого газа. При очередном вдохе эта смесь в первую очередь из камеры смешения попадает в органы дыхания. Поэтому дыхание осуществляется в режиме умеренной гипоксии и гиперкапнии.
В процессе регулярных занятий по 25-30 минут ежедневно через 4-6 месяцев длительность одного принудительного непрерывного выдоха на фоне улучшения состояния организма может составлять 25-30 секунд, а у здоровых, тренированных людей - 40-60 секунд и более (Методические рекомендации по применению Ингалятора-тренажера индивидуального (Дыхательный тренажер Фролова, ТУ 9444-004-39151933-2004, www.breathing.ru.)).
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного дыхательного тренажера, относится необходимость его стационарной установки во время пользования, относительная сложность конструкции и эксплуатации, особенно в начале тренировок (осуществление контролируемого по длительности вдоха и выдоха только через рот) и ежедневная затрата свободного времени в течение нескольких месяцев.
Известен тренажер - физкультурный имитатор «Комплекс "САМОЗДРАВ"» (ТУ 9519-001-42529619-2001), осуществляющий «Способ повышения адаптационных и компенсаторных возможностей организма» (RU 2187341, A61M 16/00, 20.08.2002).
Тренажер представляет собой сообщающуюся с атмосферой камеру смешения с дыхательной трубкой. Тренажер снабжен дополнительными емкостями для сборки составной камеры смешения с заданным большим рабочим объемом.
Способ повышения адаптационных и компенсаторных возможностей организма предусматривает курс из ежедневных одного или двух сеансов, осуществляемых естественным дыханием на тренажере только через рот, длительностью по 20-30 минут инспираций образуемых в камере смешения гиперкапническими и гипоксическими газовыми смесями на основе атмосферного воздуха. По мере прохождения курса, увеличивая объем камеры смешения, содержание углекислого газа в смеси увеличивается, содержание кислорода уменьшается. Это позволяет за 4-6 месяцев непрерывных тренировок увеличить адаптационные и компенсаторные возможности организма и повысить уровень физического здоровья (Мишустин Ю.Н. Выход из тупика. Ошибки медицины исправляет физиология. 5-е изд., исправл. и доп.- Самара: ОАО «Издательство «Самарский Дом печати», 2009. - 80 с. ISBN 978-5-7350-0447-9).
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного дыхательного тренажера, относится необходимость его стационарной установки во время пользования, относительная сложность конструкции и эксплуатации (осуществление дыхания только через рот до еды или за 2 часа после еды) и ежедневная длительная затрата свободного времени в течение нескольких месяцев.
Известен «Дыхательный тренажер Аграновского» (RU 2266758, A61M 16/00, 2005.12.27), который по назначению и совокупности существенных признаков является наиболее близким аналогом заявляемого дыхательного тренажера.
Дыхательный тренажер включает цилиндрическую камеру смешения с суженной верхней частью, соединенную с ней дыхательную трубку и днище с перфорационными отверстиями на периферийном участке. Днище камеры выполнено двойным, а в его внутренней полости размещены фильтры - элементы из пористого материала заданной воздухопроницаемости, причем центральный участок днища снабжен сообщающимся с атмосферой, размещенным в камере каналом с индикатором вдоха, выполненным в виде подвижного поршневого элемента. Дыхательная трубка снабжена звуковым индикатором выдоха, выполненным в виде резонансного свистка одностороннего действия. Внутренняя полость днища может быть снабжена дополнительными сменными нагрузочными вкладышами, выполненными в виде пленочных дисков с отверстиями заданной площади, и прикрепленной к верхней части камеры, регулируемой по длине петлей из гибкого материала.
Пользователь, осуществляя вдох через дыхательную трубку, создает разрежение воздуха в камере, установленная величина которого фиксируется индикатором вдоха - поднятием и зависанием в верхнем положении его поршневого элемента, издающим при этом звуковой сигнал (щелчок). При выдохе резонансный свисток под воздействием проходящего через него определенного расхода воздуха начинает издавать свист, наличие и не меняющийся тон которого свидетельствуют о равномерности длительного выдоха. При следующем вдохе в камере смешения происходит коррекция химического состава вдыхаемой воздушной смеси за счет смешения атмосферного воздуха и воздуха, выдыхаемого в предыдущем цикле, тем самым в газовой смеси повышается содержание углекислого газа и происходит умеренное уменьшение содержания кислорода. Образовавшаяся газовая смесь в камере поступает в легкие пользователя при его следующим вдохе. Задаваемое сопротивление вдоху и выдоху обеспечивает фильтр и сменные пленочные диски с различными отверстиями.
Тренирующее действие тренажера создается двумя факторами: формированием в камере смешения умеренно повышенной концентрации углекислого газа в сочетании с пониженным содержанием кислорода и созданием дозированного сопротивления вдоху и выдоху.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного дыхательного тренажера, относится сложность конструкции и эксплуатации, особенно в начале тренировок (осуществление дыхания только через рот и звуковой контроль правильности дыхания) и ежедневная затрата свободного времени в течение нескольких месяцев.
Защита человека от нападения летающих кровососущих насекомых является актуальной задачей.
Известно средство индивидуальной защиты от кровососущих насекомых головы и шеи человека, входящее в комплект защитной одежды от кровососущих насекомых-паразитов (SU 267858, A45F 3/52, 1976.05.28). Комплект одежды содержит нижнюю рубашку из сетчатого полотна, вторую верхнюю сетку с капюшоном, брюки и накидку на голову. Два слоя тканей - капюшона и накидки обеспечивают неполную защиту, поскольку оставляют открытым лицо. Нападения кровососущих насекомых человек может предотвратить только в состоянии бодрствования.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, относится невозможность защиты от летающих кровососущих насекомых лица и шеи человека во время его сна.
Известно средство защиты от кровососущих насекомых головы и шеи человека, входящее в комплект одежды для защиты от кровососущих насекомых (US 4979236, A01K 55/00, A41D 13/00, 1990-12-25). Известное средство представляет собой охватывающий голову и шею человека прикрепляемый к рубашке комплекта мешок из полутвердого однослойного плетеного воздухопроницаемого материала, например стекловолоконного материала экранирования, не перекрывающего видимость. В районе места расположения рта пользователя в мешке выполнено закрывемое защитной откидной створкой отверстие для свободного доступа ко рту пользователя.
Защита головы и шеи человека от москитов, черных мух и других кровососущих насекомых известным средством осуществляется за счет позиционирования полутвердой поверхности средства от поверхности кожи пользователя на расстояние, превосходщее длину хоботка кровососущего насекомого.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, относится невозможность защиты от летающих кровососущих насекомых лица и шеи человека во время его сна, поскольку необходимое безопасное расстояние во время сна может не соблюдаться, и кожа человека может быть доступна для кровососущих насекомых.
Известно также средство защиты от кровососущих насекомых головы и шеи человека, входящее в комплект одежды для защиты от кровососущих насекомых (RU 2135056, A41D 13/00, 1999.08.27). Известная одежда содержит нижнюю рубашку, вторую верхнюю рубашку с капюшоном, брюки и накидку на голову. Каждая из рубашек связана филейным переплетением. Толщина верхней рубашки с капюшоном меньше толщины нижней рубашки, суммарная же толщина нижней и верхней рубашек превышает длину хоботка кровососущего насекомого и составляет не менее 3,8 мм. Два слоя тканей - капюшона и накидки обеспечивают неполную защиту, поскольку оставляют открытым лицо. Нападения же кровососущих насекомых человек может предотвратить только в состоянии бодрствования.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, относится невозможность защиты от летающих кровососущих насекомых лица и шеи человека во время его сна.
В уровне техники заявитель не обнаружил известных средств индивидуальной защиты от летающих кровососущих насекомых головы и шеи человека во время сна.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание простого технологичного, удобного в эксплуатации и транспортировке гигиеничного средства тренировки дыхания во время сна с возможностью защиты дыхательных путей пользователя от переохлаждения во время сна в атмосфере с пониженной температурой воздуха или для защиты во время сна лица и головы пользователя от укусов комаров и москитов с одновременным эффектом тренировки дыхания.
Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в том, что во время сна пользователя внутри удобного гигиенического пространства, охватывающего голову и шею пользователя, непосредственно перед его дыхательными путями образуют камеру смешения с повышенной температурой находящейся в ней газовой смеси и с физической недоступностью нападения на голову и шею спящего летающих кровососущих насекомых.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в заявляемом дыхательном тренажере, включающем камеру смешения и сообщающий ее с атмосферой фильтр из материала с воздухопроницаемостью заданного значения, в отличие от известного дыхательного тренажера, заявляемый тренажер выполнен из ткани в виде мешка, сопрягаемого с головой пользователя, ткань мешка выбрана с меньшим значением воздухопроницаемости, чем значение воздухопроницаемости фильтра, при этом фильтр установлен около места расположения ротоносной области лица пользователя, а камера смешения образована частью внутреннего пространства мешка между лицом пользователя и фильтром.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается также тем, что мешок тренажера может быть снабжен дополнительной нижней сменной подкладкой с отверстием, сопрягаемым с фильтром, что суммарная толщина верхнего и нижнего слоев мешка и толщина фильтра превышает длину хоботка кровососущего насекомого и составляет не менее 3,8 мм, при этом фильтр выполнен двухслойным сетчатым с ячейками, недоступными для проникновения кровососущих насекомых, и что в мешке верхний слой выполнен из бытовой ткани, а нижний - из махровой или вафельной.
На фиг.1 изображен заявленный дыхательный тренажер, вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид спереди; на фиг.3 - воздухопроницаемый двухслойный фильтр, вид сбоку; на фиг.4 - то же, вид спереди.
Дыхательный тренажер (фиг.1 и 2) содержит сопрягаемый с головой пользователя тканевый мешок 1 и установленный на одной из его лицевых сторон фильтр 2, место установки которого сопряжено с ротоносной областью лица пользователя. Значение воздухопроницаемости ткани мешка 1 меньше значения воздухопроницаемости фильтра 2. Пространство между лицом пользователя и фильтром 2 выполняет функцию камеры смешения.
Мешок 1 предпочтительно выполнять двухслойным из верхнего формообразующего слоя 3 и нижнего сменного подкладочного слоя 4 с отверстием 5, сопрягаемым с фильтром 2.
Фильтр 2 (фиг.3 и 4) может быть выполнен из разделенных прокладкой 6 с отверстиями 7 толщиной не менее 3,8 мм и двух слоев 8 и 9 из сетчатого материала с ячейками, недоступными для проникновения кровососущих насекомых.
Верхний слой 3 мешка 1 может быть выполнен из бытовой ткани (ГОСТ 29298-2005. Ткани хлопчатобумажные и смешанные бытовые. Общие технические условия), а нижний слой 4 - из махровой или вафельной ткани (ГОСТ 11027-80. Ткани и штучные изделия хлопчатобумажные махровые и вафельные. Общие технические условия). В этом случае суммарная толщина верхнего 3 и нижнего 4 слоев мешка 1 и суммарная толщина фильтра 2 превышает длину хоботка кровососущего насекомого и составляет не менее 3,8 мм.
Дыхательный тренажер работает следующим образом.
Пользователь перед тем как заснуть одевает мешок 1 на голову, ориентируя фильтр 2 перед ротоносной областью лица. При естественном вдохе воздух через фильтр 2 заполняет внутреннюю часть пространства мешка 1 перед ротоносной областью лица и легкие пользователя. При естественном выдохе нагретый воздух из легких вытесняет воздух, находящийся в этом пространстве.
При следующем вдохе в упомянутом пространстве, выполняющем функцию камеры смешения, происходит коррекция химического состава вдыхаемой воздушной смеси за счет смешения поступающего атмосферного воздуха и воздуха, выдыхаемого в предыдущем цикле, тем самым в газовой смеси повышается содержание углекислого газа и происходит умеренное уменьшение содержания кислорода. Образовавшаяся газовая смесь в камере поступает в легкие пользователя при его следующем каждом вдохе.
Тренирующее действие тренажера создается за счет естественного дыхания во время сна воздухом с умеренно повышенной концентрации углекислого газа в сочетании с пониженным содержанием кислорода.
Одновременно в случае сна пользователя в атмосфере с пониженной температурой воздуха образующаяся в пространстве перед ротоносной областью вдыхаемая смесь имеет более высокую температуру и предохраняет дыхательные пути пользователя от переохлаждения.
В случае сна пользователя при температуре, соответствующей условиям жизнедеятельности насекомых, кроме тренировки дыхания использование заявляемого тренажера обеспечивает физическую защиту лица и головы пользователя от нападения летающих кровососущих насекомых, поскольку расстояние от наружной поверхности мешка 1 - верхнего слоя 3 и сетчатой поверхности 8 фильтра 2 тренажера до кожи лица и головы пользователя гарантированно превосходит длину хоботка летающего кровососущего насекомого.
Тренажер конструктивно прост и технологичен в изготовлении, в сложенном виде занимает малый объем и не вызывает трудностей при транспортировке, а сменная подкладка 4 у тренажера обеспечивает удовлетворение гигиенических требований при эксплуатации.
Таким образом, видно, что приведенные выше сведения подтверждают возможность осуществления заявляемого изобретения, достижения указанного технического результата и решения поставленной задачи.