肺系阻力训练设备和方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]呼吸锻炼器大体上设计成用于以下目的，包括协助由于慢性阻塞性肺病(COPD)或术后失去自发深呼吸而有肺部问题的患者。装置的类型不同，一种类型可提供吸气阻力，而第二类型可提供呼气阻力。装置设计成以便阻力可变化来调整使用者的变化的强度或弱度。
[0002]其他呼吸锻炼装置包括弹簧、阀、隔膜切口和/或孔口的大且/或复杂的多个构件组件，如，美国专利Nos.6，726，598、5，899，832和4，739，987中的装置，它们的内容通过引用而整体并入本文中。
[0003]其他装置示出了经由多孔构件的呼气，如，美国专利N0.7，921，964和WO2009/106062中所示，它们的全部内容通过引用而整体并入本文中。然而，在这些其他装置中，试图使呼气的气力和压力最小化，且经由多孔塑料的吸气由于阀限制以避免淹溺而是不可能的。
【发明内容】
[0004]一种肺部锻炼装置包括刚性本体，该刚性本体可由非多孔材料形成或至少部分地由多孔材料(例如，多孔塑料)形成，具有内部空间和与该内部空间连通的接口(mouthpiece)。在一些实施例中，刚性本体外部的环境空气可穿过多孔材料进入内部空间中，且然后在吸气事件期间与接口连通。在一些实施例中，此种吸入气体连通可在没有以下中的一者或两者的情况下发生:(I)通过不可调整的单向阀的连通，或(2)借助于将气流推入使用者的肺中的外部高压空气或氧源。
[0005]在另一个实施例中，一种增大使用者的肺部力量的方法包括以下步骤:获得多孔塑料肺部锻炼器，其至少由以下构成:(a)具有内部通路的刚性本体，(b)与内部通路连通的接口，和(C)至少一个多孔塑料部分；和通过接口吸气，使得吸气将空气中的一部分推动穿过多孔塑料部分，从而增大吸气气力，其中，环境空气和接口通过多孔塑料部件连通。
[0006]在另一个实施例中，肺部锻炼装置包括:刚性本体，其至少部分地由多孔塑料形成且具有内部空间；和与该内部空间连通的接口，其中，由使用者吸入的空气在呼气事件期间可与刚性本体外部的环境空气连通，而不与阀连通，其中，使用者在I升每秒的吸气速率下经历大于26英寸的水的阻力。
[0007]在一个实施例中，本发明包括装置本体，该装置本体适于可移除地收纳:(a)具有小于I PSi的启开压力的单向阀；(b)接口 ；和(C)选自盒、阀和死空间引入部件的至少一个其他构件。
[0008]一种肺部锻炼装置包括:刚性本体，其至少部分地由多孔塑料形成，具有5微米和250微米之间的多孔性和0.05英寸和0.5英寸之间的壁厚，其中，刚性装置本体适于可移除地收纳:(a)接口 ；和(b)至少一个其他构件，其选自:(I)盒，其具有5微米和250微米之间的多孔性和0.05英寸和I英寸之间的壁厚，其中，盒的多孔性或壁厚不同于装置本体的多孔性或壁厚，⑵阀，其具有小于I psi的启开压力，和(3)死空间引入部件。
[0009]还公开了附加的使用方法和其他实施例。
【附图说明】
[0010]下文借助于附图中所示的实例来描述其他细节，在附图中:
图1示出了本发明的实施例的各种透视图；
图2示出了沿图1(c)的A-A线的断面视图；
图3示出了使用图1(c)的基准线A-A的备选实施例；
图4示出了本发明的实施例的断面视图；
图5示出了本发明的可调整的实施例；并且图6示出了本发明的人体工程学实施例。
【具体实施方式】
[0011]本发明涉及呼吸锻炼装置，且更具体而言，涉及促进使用者的适当或较强的吸气和呼气的呼吸锻炼装置。
[0012]正如其他阻力训练那样，吸气和呼气阻力训练可提高运动表现。在某些情况下，表现可提高百分之I和10之间，更通常是大约百分之2和大约百分之7之间，其中大约百分之5不是生理/运动表现的显著提高。在某些实施例中，本发明可构造成提供流动阻力负载、压力阈值负载或等二氧化碳呼吸过度(isocapnic hyperpnea)中的一种或更多种。在某些实施例中，本发明可构造成提供流动阻力负载、压力阈值负载或等二氧化碳呼吸过度中的一种，且可选地提供附加的操作模式(例如，流动阻力和可选的压力阈值和/或等二氧化碳呼吸过度)。在一个实施例中，本发明可构造成提供以下的两种或更多种:流动阻力负载、压力阈值负载或等二氧化碳呼吸过度。
[0013]在某些实施例中，本发明包括装置本体。装置本体可为非多孔的，或包括作为整体或作为装置本体的一部分的多孔部分。在某些其他实施例中，本发明可选地包括可选的盒、可选的阀和可选的死空间引入部件中的一个或更多个。
[0014]在某些实施例中，本发明的呼吸锻炼装置包括刚性或半刚性本体，其中本体限定内部空间或中空部分，和与内部空间气体地连通的接口，其中本体外部的环境空气可穿过多孔材料进入内部空间中，且然后在吸气事件期间与接口连通。作为备选，呼出的空气可从使用者进入内部空间中，且然后在穿过多孔材料部分之后与本发明外部的环境空气连通。在某些实施例中，在吸气事件期间，环境空气中的一些或一部分可与接口连通，而不会首先开启或穿过单向阀。在其他实施例中，呼出的空气中的一些或一部分可与环境空气连通，而不会首先开启或穿过单向阀。
[0015]如本文使用的，普通用语“本发明的装置”或“本发明”理解为单独地或以任何组合包括装置本体、盒、阀、或死空间引入部件中的各个，这由上下文和描述指出。
[0016]在另一个实施例中，本发明包括肺部锻炼装置，其包括定形成限定内部空间的装置本体、接口凸台、与刚性本体协作且与内部空间连通，从而允许沿从内部空间到刚性本体外侧的环境空气的方向连通的单向阀、与内部空间连通的自由地允许空气从环境空气流入内部空间中且还从内部空间流到环境空气的孔口、适于闭合至少任一单向阀或孔口的选择器、与刚性本体协作且允许内部空间与环境空气之间的连通的多孔塑料部件、连接到接口凸台且与所述内部空间连通的接口，其中，环境空气和接口通过多孔塑料部件连通而不通过阀连通。
[0017]在某些实施例中，本发明包括大体上线性的装置本体，或在某些实施例中，包括与接口连接的W形、U形、T形或L形本体。整个装置本体都不、全部或一部分可由多孔材料构成，例如，多孔陶瓷、多孔金属或多孔塑料材料。在某些实施例中，本发明的重量足够低，以便允许本发明的使用者通过使用接口来将本发明单独保持在使用者的口中。在此种实施例中，在使用者向下咬在接口上且使用本发明时，本发明的重量可使下颁疲劳最小化，且还允许不用手使用，例如，在跑步、骑车、爬楼梯或涉及心血管或肌肉训练的其他锻炼期间。
[0018]本发明的多孔部分(例如，装置本体和/或盒，和/或阀和/或死空间引入部件的全部或部分)包括气孔或互连的腔，从而允许遍及固体多孔部分的气体或流体连通。这些气孔允许环境空气与本发明的内部空间连通，且因此，环境空气与接口连通且借助于接口与使用者的肺连通。不同于孔口，多孔部分产生用于空气行进穿过材料的许多(例如，上千个)间接路径。通过控制本发明的部分的多孔性和壁厚，可产生更小、更轻、更容易清洁、人体工程学形状且整体更简化的呼吸阻力装置以用于使用。
[0019]如果装置本体为非多孔的，或具有一部分多孔材料，则在此种实施例中，一个或更多个附加的多孔盒可连接到装置本体，来产生环境空气与使用者之间的附加多孔屏障。如果装置本体的全部或较大部分是多孔的，则盒也仍可使用且连接到装置本体。
[0020]参看多孔部分，多孔性和壁厚影响由使用者经历的阻力。各自在下文中描述。
[0021]多孔性
如本文所述，本发明的部分(例如，装置本体或盒)可具有不同的多孔性。如标准多孔计测试限定的那样，本发明的部分的多孔性可在5和200微米之间。在某些实施例中，多孔性可在5和100微米之间。在某些实施例中，多孔性可在5和80微米之间。在某些实施例中，多孔性可在5和50微米之间。在某些实施例中，多孔性可在5和25微米之间。在某些实施例中，多孔性可在10和50微米之间。在某些实施例中，多孔性可在25和100微米之间。在某些实施例中，多孔性可在25和200微米之间。在某些实施例中，多孔性可在50到150微米之间。在某些实施例中，多孔性可在25和250微米之间。
[0022]在某些实施例中，装置本体或盒或阀(例如，压力阈值部件)或死空间引入部件的多孔部分(如果有)的多孔性选自以下:大约5微米、大约10微米、大约20微米、大约30微米、大约40微米、大约50微米、大约60微米、大约70微米、大约80微米、大约90微米、大约100微米、大约110微米、大约120微米、大约130微米、大约1