[发明专利]便携式个人呼吸设备

说明书

发明的背景

本申请是在1995年2月10日提出的美国专利申请序号08/386,375的部分继续。

本发明涉及一种便携式呼吸锻炼设备，该设备在吸气和呼气时提供阻力和气管内支气管的冲击以便提高肺的效率，同时改善纤毛的运动，这有助于支气管内粘液或分泌物在肺中的活动。

研究已经证明，通过实行深的腹式呼吸，腹肌压力和温度升高，食物的消化和吸收得到改善而肺的效率被提高。此外，一边进行轻微的身体运动一边深呼吸使过剩的氧量得到利用。由于大肌肉组织不消耗氧，所以增加的氧供应可以用于许多其他身体系统，例如神经和心脏。

强力而拖长的吸气和呼气引起空气泡(肺泡)，尤其深入肺组织的那些肺泡更大的扩张和并拢(萎缩)。通过提供对吸气和呼气的阻力，肺部肌肉得到加强的发育，借此允许更无障碍的和更多的氧气与二氧化碳的交换。患有肺部疾病的人员、健康的人员、以及运动员都能通过强力而拖长的克服阻力的吸气和呼气提高他们的肺的效率。

某些人只能进行浅呼吸，因为他们患有肺部疾病，例如哮喘、肺气肿、慢性支气管炎、慢性阻塞性肺病，或其他降低氧气/CO₂交换的疾病。往往，从腹部手术恢复中的患者在深呼吸期间感到疼痛并可能因而把他们自己的呼吸限制成浅呼吸。在以上两种情况中，恢复都很慢，因为患者组织中氧气与二氧化碳的交换减少而受不良影响。此外，患者因为他们的肺没有完全扩张而有发展肺不张的危险。肺不张是肺的部分并拢(萎缩)，可能导致肺泡的坏死。这通过引起肺中换氧不足而加重患者可能患有的任何疾病并可能造成肺炎。

有肺气肿的患者还会遭受肺中粘液堵塞。纤毛，肺中极小的毛发状结构，变成倒伏并被粘液堵塞。在吸气或呼气期间空气的振动能引起患者的肺、肺的通道(气管)和纤毛的振动。此一振动有时通过把纤毛扶到直立位置并使粘液运动，促使它被咳出而使患者缓解。

已知的呼吸锻炼器利用在一个大管中的一个球体。使用者经一个较小的接管呼气或吸气，使该球体与气流速度成比例地上升。然而，这种已知的呼吸锻炼器仅能对吸气或呼气，而不能对两者提供阻力。此外，该大管必须保持竖直位置该呼吸锻炼器才能正确地工作。这对于患有肺部疾病可能被困在床上的人或者对于希望在运动期间限制呼吸的体积流量的运动员来说是不方便的。再者，此一呼吸锻炼器不能提供一种对使用者的冲击效应，即在吸气或呼气时的空气振动。

另一种已知的呼吸锻炼器设置一个面罩，该面罩允许空气被自由地吸入，但提供对空气呼出的阻力。该面罩不提供对吸气的阻力并且不提供振动。此外，该面罩太大，携带不便。

另一种呼吸锻炼器在呼气时提供一种振动效应。患者对着一根管子呼气，该管子连接于松动地支承着一个球体的锥形元件。当患者经该管子呼气时，该球体从该锥形元件位移，引起该球体的振荡运动，借此产生一个对抗该呼气的振动压力。此一装置有几个缺点，它不能在吸气期间提供空气振动。它对于某些患者来说不方便，因为在使用期间它必须保持竖直位置。此外，该装置仅提供空气压力的变化的振荡，而不是靠得自空气通道的全开和封闭的空气压力的迅速爆发提供空气的突变冲击。

另一种呼吸锻炼器靠采用一对各包括一个簧片的邻接的空气通道，在吸气或呼气时提供一种振荡效应。每个通道包括一个利用螺旋弹簧的阀来允许吸气或呼气。每个弹簧的压缩量可以调整以便分别改变对吸气和呼气的阻力。当患者经一个通道吸气而经另一个通道呼气时，空气流过每个簧片引起每个簧片快速地振荡，造成对患者肺部的一种振荡效应。然而，在吸气和呼气期间螺旋弹簧压缩量的调整是不方便的。此外，空气的振动不像一种靠空气通道的快速全开和封闭的空气突变冲击那么有效。

发明的概要

本发明提供一种呼吸锻炼设备，该设备是便携的，无固定位置的，并且在吸气和呼气期间提供冲击和阻力并在呼气期间提供脉动。使用者能选择究竟通过阻力、冲击、还是脉动来锻炼。该呼吸设备带有一个主体的和一个可动的内部构件，该内部构件在最佳实施例中是一个内筒。最好是，该主体和该内筒两者都带有一些用于阻力、脉动和冲击锻炼的孔和狭缝。通过转动该内筒并锁定就位，可以选择并实现想要的锻炼方法。