一種基于高低氧聯(lián)合的預(yù)適應(yīng)訓練系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于高低氧聯(lián)合的預(yù)適應(yīng)訓練系統(tǒng)，特別是涉及一種以人體重要 生命體征持續(xù)監(jiān)控為基礎(chǔ)，對人體進行高強度、智能調(diào)控的低氧與高氧交替刺激的訓練系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 低氧、缺血會導致機體產(chǎn)生多種反應(yīng)，如組織缺氧導致的代謝、功能及形態(tài)障礙的 損傷性反應(yīng)和機體對耐受低氧產(chǎn)生的代償性反應(yīng)。
[0003] 損傷性反應(yīng)指因重度或快速缺氧而導致的機體因代償不足發(fā)生的損傷性反應(yīng)，如 肺水腫和腦水腫等。
[0004] 代償性反應(yīng)指在高原生活、極地考察、人體疾病和人體老化導致的機體輕度或緩 慢缺氧引起的機體保護性代償反應(yīng)；長期的低氧環(huán)境會導致機體代償性反應(yīng)過度，而代償 性反應(yīng)過度則會誘發(fā)體內(nèi)多系統(tǒng)功能和結(jié)構(gòu)的改變，引起多種疾病，如高原心臟病等。
[0005] 低氧也是高原運動能力下降的因素，但由于人體對環(huán)境的適應(yīng)機能，長期生活在 高海拔地區(qū)的人員比生活在低海拔地區(qū)人員具有明顯的抗缺氧能力，由此說明人體的生理 代償能力是可以通過適當?shù)目茖W訓練得以提高的。
[0006] CN202430001U公開了一種低氧發(fā)生器裝置系統(tǒng)，主要用于運動員模擬高原低氧 環(huán)境耐受訓練，該裝置的設(shè)計理念是僅提供不同低氧濃度的訓練環(huán)境，提高訓練人員低氧 耐受能力，從而提高訓練人員的體育運動成績和極地環(huán)境的適應(yīng)能力。
[0007] 鑒于上述設(shè)備僅用于生理代償能力的訓練，對于人體在低氧、缺血情況下機體自 身的適應(yīng)能力的提高缺乏相關(guān)的訓練設(shè)備，特提出本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的主要目的在于提出一種基于高低氧聯(lián)合的預(yù)適應(yīng)訓練系統(tǒng)，該系統(tǒng)通 過模擬不同濃度高氧和低氧交替刺激的呼吸環(huán)境，同時系統(tǒng)還集成了生理參數(shù)監(jiān)護單元， 在實現(xiàn)對人體進行高低氧聯(lián)合預(yù)適應(yīng)訓練的同時，還對人體的生理參數(shù)進行監(jiān)護和反饋調(diào) 節(jié)，以保證人員安全。
[0009] 經(jīng)過長期臨床研究，發(fā)現(xiàn)對生物體進行反復(fù)、多次、足夠強度的缺氧刺激，一方面 可以提供受訓者的低氧耐受力，同時還可誘發(fā)肌體產(chǎn)生內(nèi)源性保護物質(zhì)（如低氧誘導因子、 腺苷、緩激肽、一氧化氮和血管生長因子等)，這種內(nèi)源性保護物質(zhì)可以減輕長時間缺氧和 嚴重缺氧導致的肌體損害；因而如果能對受訓者進行高氧和低氧交替刺激的訓練，則可提 升肌體對急性缺血/缺氧的耐受能力，從而產(chǎn)生對心腦腎腸等重要器官的保護作用。
[0010] 本發(fā)明的目的可以通過以下方式實現(xiàn)：
[0011] -種基于高低氧聯(lián)合的預(yù)適應(yīng)訓練系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：
[0012] 中央處理單元，基于預(yù)存的訓練方案，向高低氧發(fā)生裝置發(fā)送控制指令，并與遠程 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)平臺和生理參數(shù)監(jiān)護單元建立數(shù)據(jù)通訊；
[0013] 高低氧發(fā)生裝置，接收中央處理單元的控制指令，交替輸出高濃度氧或低濃度 氧；
[0014] 生理參數(shù)監(jiān)護單元，用于實時采集用戶當前狀態(tài)下的生理參數(shù)；
[0015] 遠程網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)平臺，基于預(yù)設(shè)的生理參數(shù)標準范圍，對采集得到的用戶當前狀態(tài) 下的生理參數(shù)進行比較和分析。
[0016] 上述預(yù)適應(yīng)訓練系統(tǒng)中，所述生理參數(shù)包括：心電數(shù)據(jù)，血壓數(shù)據(jù)、腦氧飽和度數(shù) 據(jù)、血氧飽和度數(shù)據(jù)和呼吸狀態(tài)數(shù)據(jù)。
[0017] 上述預(yù)適應(yīng)訓練系統(tǒng)中，所述中央處理單元包括
[0018] 存儲模塊，用于儲存標準訓練方案或自定義訓練方案的；
[0019] GSM通訊模塊，用于與遠程網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)平臺建立數(shù)據(jù)通訊的；
[0020] 第一藍牙通訊模塊，用于生理參數(shù)監(jiān)護單元建立數(shù)據(jù)通訊，并接收用戶當前狀態(tài) 下的用戶生理參數(shù)；
[0021] 指令發(fā)送模塊，基于訓練方案或遠程網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)平臺的比較分析結(jié)果，向高低氧發(fā) 生裝置發(fā)送控制指令；
[0022] 用于進行人機交互操作的人機交互界面；和
[0023] 基于遠程網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)平臺生理參數(shù)比較結(jié)果進行報警提示的報警模塊。
[0024] 上述預(yù)適應(yīng)訓練系統(tǒng)中，所述遠程網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)平臺包括
[0025] 基礎(chǔ)信息錄入模塊，保存中央處理單元錄入的用戶基礎(chǔ)信息；
[0026] 心電數(shù)據(jù)管理單元，用于獲取和保存用戶訓練過程中心電數(shù)據(jù)；
[0027] 血氧飽和度數(shù)據(jù)管理單元，用于獲取和保存用戶在某一訓練時刻的血氧飽和度數(shù) 值；
[0028] 腦氧飽和度數(shù)據(jù)管理單元，用于獲取和保存用戶在某一訓練時刻的腦氧飽和度數(shù) 據(jù)；
[0029] 血壓數(shù)據(jù)管理單元，用于獲取和保存用戶的血壓數(shù)據(jù)；和
[0030] 呼吸頻率管理單元，用于獲取和保存用戶訓練過程中的呼吸頻率；
[0031] 報警警戒數(shù)據(jù)設(shè)定模塊，設(shè)定生理參數(shù)的正常范圍閾值；和
[0032] 比較模塊，基于生理參數(shù)正常范圍閾值，對中央處理單元傳輸?shù)膶崟r生理參數(shù)進 行對比，獲得比較結(jié)果。
[0033] 上述預(yù)適應(yīng)訓練系統(tǒng)中，所述高低氧發(fā)生裝置包括：
[0034] 空氣入口；
[0035]制氧模塊，用于制出氧氣；本發(fā)明中制出的是含氧量為93%的氧氣；
[0036]制氮模塊，用于制出氮氣；本發(fā)明中制出的是含氮量為97%的氮氣；
[0037] 第一質(zhì)量流量控制器，基于預(yù)設(shè)流量值或外部控制指令，對制氧模塊產(chǎn)生的氧氣 進行流量調(diào)整；
[0038] 第二質(zhì)量流量控制器，基于預(yù)設(shè)流量值或外部控制指令，對制氮模塊產(chǎn)生的氮氣 進行流量調(diào)整；
[0039] 氣體混合單元；將制氧模塊產(chǎn)生的氧氣和制氮模塊產(chǎn)生的氮氣混合成符合訓練要 求的不同高低氧濃度的混合氣體；和
[0040]出氣口。
[0041] 上述預(yù)適應(yīng)訓練系統(tǒng)中，所述高低氧發(fā)生裝置還包括用于控制氣體流量的氣體發(fā) 生器控制器；
[0042] 所述氣體發(fā)生器控制器包括
[0043] 用于與中央處理單元建立數(shù)據(jù)通訊的數(shù)據(jù)通訊模塊；
[0044]用于將當前制氧模塊輸出氧氣的濃度與流量或當前高低氧發(fā)生裝置輸出混合氣 體的壓力、流量、氧濃度值與預(yù)設(shè)標準值進行比較的比較分析模塊；和
[0045] 基于比較結(jié)果，發(fā)出控制信號的控制信號發(fā)送模塊。
[0046] 上述預(yù)適應(yīng)訓練系統(tǒng)中，所述高低氧發(fā)生裝置還包括：
[0047] 設(shè)在混合氣體單元和出氣口之間的混合氣調(diào)壓閥，用于對混合氣體的壓力進行調(diào) 節(jié)控制；
[0048] 設(shè)在混合器調(diào)壓閥和出氣口之間的流量調(diào)節(jié)器，用于對混合氣體的流量進行調(diào)節(jié)
[0049] 設(shè)于混合器調(diào)壓閥和流量調(diào)節(jié)器之間的壓力傳感器，用于測量混合氣體的壓力；
[0050] 設(shè)于混合器調(diào)壓閥和流量調(diào)節(jié)器之間的第二氧濃度傳感器，用于測量混合氣體中 氧氣的濃度；
[0051] 設(shè)于混合器調(diào)壓閥和流量調(diào)節(jié)器之間的第二流量傳感器，用于測量混合氣體的流 量。
[0052] 上述預(yù)適應(yīng)訓練系統(tǒng)中，所述高低氧發(fā)生裝置還包括
[0053] 設(shè)于混合氣調(diào)壓閥和流量調(diào)節(jié)器之間的兩位三通閥。
[0054] 上述預(yù)適應(yīng)訓練系統(tǒng)中，所述高低氧發(fā)生裝置進一步包括制氧模塊輔助檢測單 元，該輔助檢測單元包括：
[0055] 設(shè)置在制氧模塊和氣體發(fā)生器控制器之間的第一氧濃度傳感器，用于檢測制氧模 塊輸出氧氣的濃度；和
[0056] 設(shè)置在制氧模塊和氣體發(fā)生器控制器之間的第一流量傳感器，用于檢測制氧模塊 輸出氧氣的流量。
[0057] 上述預(yù)適應(yīng)訓練系統(tǒng)中，所述高低氧發(fā)生裝置還包括：
[0058] 設(shè)在空氣入口和制氧模塊之間的第一空氣過濾器，用于對輸入裝置的空氣進行初 步過濾；
[0059] 設(shè)于制氧模塊和第一質(zhì)量流量控制器之間的第一空氣精濾器，用于進一步對初步 制得的氧氣進行精濾處理；
[0060] 設(shè)于空氣入口和制氮模塊之間的第二空氣過濾器，用于對輸入裝置的空氣進行初 步過濾；
[0061] 設(shè)于制氮模塊和第二質(zhì)量流量控制器之間的第二空氣精濾器，用于進一步對初步 制得的氮氣進行精濾處理。
[0062] 本發(fā)明的有益效果如下：
[0063] 本發(fā)明提供的高低氧聯(lián)合預(yù)適應(yīng)訓練系統(tǒng)，為受訓者提供了安全、有效的訓練手 段，作為一種有別于傳統(tǒng)藥物的手段，通過高低氧交替預(yù)適應(yīng)訓練，
[0064] 可以提高肌體的耐缺氧或低氧能力。心肌細胞對缺血缺氧的耐受力得到提升；訓 練激發(fā)產(chǎn)生的內(nèi)源性保護物質(zhì)可以產(chǎn)生神經(jīng)保護作用，防止嚴重的缺血性卒中的發(fā)生；另 外，內(nèi)源性保護物質(zhì)也可以對腎臟、腸和肺等重要器官產(chǎn)生保護作用。
【附圖說明】
[0065] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細的說明。
[0066] 圖1是尚低氧聯(lián)合預(yù)適應(yīng)訓練系統(tǒng)不意圖；
[0067] 圖2是預(yù)適應(yīng)訓練流程不意圖；
[0068] 圖3是尚低氧發(fā)生裝置不意圖；
[0069] 圖4a是制氧模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0070]圖4b是制氧模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0071]圖4c是制氧模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0072] 圖5是遠程網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)平臺的示意圖。
[0073] 以下是本發(fā)明的附圖標記：
[0074] 中央處理單元1 ;高低氧發(fā)生裝置2 ;生理參數(shù)監(jiān)護單元3;遠程網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)平臺4 ; 呼吸面罩5 ;人機交互界面6;GS