一種基于高低氧聯(lián)合的預(yù)適應(yīng)訓(xùn)練方法
【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(xùn)練方法，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(duì)人體進(jìn)行高強(qiáng)度、智能調(diào)控的低氧與高氧聯(lián)合刺激的訓(xùn)練方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 低氧、缺血會(huì)導(dǎo)致機(jī)體產(chǎn)生多種反應(yīng)，如組織缺氧導(dǎo)致的代謝、功能及形態(tài)障礙的 損傷性反應(yīng)和機(jī)體對(duì)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(dǎo)致的機(jī)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(dǎo)致的機(jī)體輕度或緩 慢缺氧引起的機(jī)體保護(hù)性代償反應(yīng)；長(zhǎng)期的低氧環(huán)境會(huì)導(dǎo)致機(jī)體代償性反應(yīng)過度，而代償 性反應(yīng)過度則會(huì)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(yùn)動(dòng)能力下降的因素，但由于人體對(duì)環(huán)境的適應(yīng)機(jī)能，長(zhǎng)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(dāng)?shù)目茖W(xué)訓(xùn)練得以提高的。
[0006] CN 202430001 U公開了一種低氧發(fā)生器裝置系統(tǒng)，主要用于運(yùn)動(dòng)員模擬高原低氧 環(huán)境耐受訓(xùn)練，該裝置的設(shè)計(jì)理念是僅提供不同低氧濃度的訓(xùn)練環(huán)境，提高訓(xùn)練人員低氧 耐受能力，從而提高訓(xùn)練人員的體育運(yùn)動(dòng)成績(jī)和極地環(huán)境的適應(yīng)能力。
[0007] 鑒于上述訓(xùn)練裝置及方法僅用于生理代償能力的訓(xùn)練，對(duì)于人體在低氧、缺血情 況下機(jī)體自身的適應(yīng)能力的提高缺乏相關(guān)的訓(xùn)練方法，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(xùn)練方法，該訓(xùn)練方法 借助了模擬不同濃度的高氧和低氧交替刺激的環(huán)境，且在訓(xùn)練的同時(shí)進(jìn)行生理參數(shù)的監(jiān)護(hù) 和反饋，保證了人員安全。
[0009] 經(jīng)過長(zhǎng)期臨床研究，發(fā)現(xiàn)對(duì)生物體進(jìn)行反復(fù)、多次、足夠強(qiáng)度的缺氧刺激，一方面 可以提供受訓(xùn)者的低氧耐受力，同時(shí)還可誘發(fā)肌體產(chǎn)生內(nèi)源性保護(hù)物質(zhì)（如低氧誘導(dǎo)因子、 腺苷、緩激肽、一氧化氮和血管生長(zhǎng)因子等)，這種內(nèi)源性保護(hù)物質(zhì)可以減輕長(zhǎng)時(shí)間缺氧和 嚴(yán)重缺氧導(dǎo)致的肌體損害；因而如果能對(duì)受訓(xùn)者進(jìn)行高氧和低氧交替刺激的訓(xùn)練，則可提 升肌體對(duì)急性缺血/缺氧的耐受能力，從而產(chǎn)生對(duì)心腦腎等重要器官的保護(hù)作用。
[0010] 本發(fā)明的目的可以通過以下方式實(shí)現(xiàn)： 一種基于高低氧聯(lián)合的預(yù)適應(yīng)訓(xùn)練方法，該訓(xùn)練方法基于預(yù)適應(yīng)訓(xùn)練系統(tǒng)輸出的含氧 濃度高低不同的氣體，以不同的時(shí)長(zhǎng)和頻率供用戶吸入，提升肌體對(duì)急性缺血/缺氧的耐 受能力。
[0011] 本發(fā)明中所說的預(yù)適應(yīng)訓(xùn)練指提前進(jìn)行訓(xùn)練，激發(fā)內(nèi)源性保護(hù)物質(zhì)，增強(qiáng)對(duì)低氧 的耐受力，防止隨后可能發(fā)生的低氧導(dǎo)致的人體重大器官的損失。
[0012] 通過訓(xùn)練激發(fā)出的內(nèi)源性保護(hù)物質(zhì)，目前主要有：一氧化氮、緩激肽、內(nèi)源性阿片 類物質(zhì)、低氧誘導(dǎo)因子、辣椒辣素、腺苷、內(nèi)源性大麻素和促紅細(xì)胞生成素（EPO)等。上述預(yù) 適應(yīng)訓(xùn)練方法包括如下步驟： 在預(yù)適應(yīng)訓(xùn)練系統(tǒng)中儲(chǔ)存訓(xùn)練方案； 將用戶信息輸入預(yù)適應(yīng)訓(xùn)練系統(tǒng)； 根據(jù)輸入的用戶信息選擇訓(xùn)練方案；開始高低氧交替呼吸訓(xùn)練并監(jiān)測(cè)用戶實(shí)時(shí)生理參 數(shù)值； 在訓(xùn)練過程中監(jiān)測(cè)到用戶的實(shí)時(shí)生理參數(shù)出現(xiàn)異常，則立即終止訓(xùn)練，若監(jiān)測(cè)用戶的 實(shí)時(shí)生理參數(shù)正常，則繼續(xù)訓(xùn)練； 訓(xùn)練結(jié)束后，檢測(cè)血液中的目標(biāo)物含量，與訓(xùn)練開始前的檢測(cè)數(shù)值進(jìn)行比較； 當(dāng)血液中任一目標(biāo)物含量達(dá)到預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)或者訓(xùn)練天數(shù)累計(jì)達(dá)到180天訓(xùn)練終結(jié)。
[0013] 上述預(yù)適應(yīng)訓(xùn)練方法中，所述訓(xùn)練方案包括用戶吸入的氣體中氧氣的濃度，吸入 氣體的時(shí)長(zhǎng)、及吸入含氧濃度不同的氣體的交替頻率 上述預(yù)適應(yīng)訓(xùn)練方法中，所述選擇訓(xùn)練方案包括確定執(zhí)行幾套訓(xùn)練方案、每套訓(xùn)練方 案執(zhí)行的方式和次數(shù)。
[0014] 上述預(yù)適應(yīng)訓(xùn)練方法中，所述高低氧交替呼吸訓(xùn)練指訓(xùn)練系統(tǒng)交替輸出含氧濃度 在9-19%、19-23%或23-93%的氣體供用戶吸入。
[0015] 上述預(yù)適應(yīng)訓(xùn)練方法中，所述用戶吸入的氣體中氧氣的濃度范圍為9-19%、19-23% 或23-93% ;;所述吸入氣體的時(shí)長(zhǎng)為3-10min，交替頻率為1-5次。
[0016] 上述預(yù)適應(yīng)訓(xùn)練方法中，所述實(shí)時(shí)生理參數(shù)包括心電、血壓、腦氧飽和度、血氧飽 和度和呼吸頻率。
[0017] 上述預(yù)適應(yīng)訓(xùn)練方法中，所述用戶信息包括用戶的基礎(chǔ)信息和用戶訓(xùn)練前的生理 參數(shù)值，用戶的基礎(chǔ)信息至少包括用戶的身高和體重信息；所述生理參數(shù)包括心電、血壓、 腦氧飽和度、血氧飽和度和呼吸頻率。
[0018] 上述預(yù)適應(yīng)訓(xùn)練方法中，所述血液中的目標(biāo)物包括一氧化氮、緩激肽、內(nèi)源性阿片 類物質(zhì)、低氧誘導(dǎo)因子、辣椒辣素、腺苷、內(nèi)源性大麻素和促紅細(xì)胞生成素（EP0);所述當(dāng)血 液中任一目標(biāo)物含量達(dá)到預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)或訓(xùn)練天數(shù)累計(jì)達(dá)到180天時(shí)訓(xùn)練終結(jié)，指當(dāng)所述任一 目標(biāo)物的含量增加10%以上或雖未有目標(biāo)物的含量增加10%以上，但已經(jīng)累計(jì)訓(xùn)練180天， 任何一種情況出現(xiàn)，訓(xùn)練終結(jié)。
[0019] 上述預(yù)適應(yīng)訓(xùn)練方法中，所述預(yù)適應(yīng)訓(xùn)練系統(tǒng)包括： 中央處理單元，基于預(yù)存的訓(xùn)練方案，向高低氧發(fā)生裝置發(fā)送控制指令，并與遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò) 數(shù)據(jù)平臺(tái)和生理參數(shù)監(jiān)護(hù)單元建立數(shù)據(jù)通訊； 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； 生理參數(shù)監(jiān)護(hù)單元，用于實(shí)時(shí)采集用戶當(dāng)前狀態(tài)下的生理參數(shù)； 遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)平臺(tái)，基于預(yù)設(shè)的生理參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)范圍，對(duì)采集得到的用戶當(dāng)前狀態(tài)下的 生理參數(shù)進(jìn)行比較和分析； 其中，所述中央處理單元包括： 存儲(chǔ)模塊，用于儲(chǔ)存標(biāo)準(zhǔn)訓(xùn)練方案或自定義訓(xùn)練方案的； GSM通訊模塊，用于與遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)平臺(tái)建立數(shù)據(jù)通訊的； 第一藍(lán)牙通訊模塊，用于生理參數(shù)監(jiān)護(hù)單元建立數(shù)據(jù)通訊，并接收用戶當(dāng)前狀態(tài)下的 用戶生理參數(shù)； 指令發(fā)送模塊，基于訓(xùn)練方案或遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)平臺(tái)的比較分析結(jié)果，向高低氧發(fā)生裝 置發(fā)送控制指令； 用于進(jìn)行人機(jī)交互操作的人機(jī)交互界面；和 基于遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)平臺(tái)生理參數(shù)比較結(jié)果進(jìn)行報(bào)警提示的報(bào)警模塊； 其中，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)； 其中，所述遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)平臺(tái)包括： 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； 心電數(shù)據(jù)管理單元，用于獲取和保存用戶訓(xùn)練過程中心電數(shù)據(jù)； 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(xùn)練時(shí)刻的血氧飽和度數(shù)值； 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(xùn)練時(shí)刻的腦氧飽和度數(shù)據(jù)； 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 呼吸頻率管理單元，用于獲取和保存用戶訓(xùn)練過程中的呼吸頻率；和 報(bào)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； 比較模塊，基于生理參數(shù)正常范圍閾值，對(duì)中央處理單元傳輸?shù)膶?shí)時(shí)生理參數(shù)進(jìn)行比 較，獲得比較結(jié)果； 其中，所述高低氧發(fā)生裝置包括： 空氣入口； 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； 制氮模塊，用于制出氮?dú)?；本發(fā)明中制出的是含氮量為97%的氮?dú)?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(duì)制氧模塊產(chǎn)生的氧氣進(jìn)行 流量調(diào)整； 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(duì)制氮模塊產(chǎn)生的氮?dú)膺M(jìn)行 流量調(diào)整； 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?dú)饣旌铣煞嫌?xùn)練要求的 不同高低氧濃度的混合氣體；和 出氣口； 進(jìn)一步，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； 所述氣體發(fā)生器控制器包括 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； 用于將當(dāng)前制氧模塊輸出氧氣的濃度與流量或當(dāng)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(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較的比較分析模塊；和 基于比較結(jié)果，發(fā)出控制信號(hào)的控制信號(hào)發(fā)送模塊。
[0020] 本發(fā)明的有益效果如下： 本發(fā)明提供的高低氧聯(lián)合預(yù)適應(yīng)訓(xùn)練方法，為受訓(xùn)者提供了安全、有效的訓(xùn)練手段，作 為一種有別于傳統(tǒng)藥物的手段，通過高低氧聯(lián)合預(yù)適應(yīng)訓(xùn)練，可以提高肌體的耐缺氧或低 氧能力。心肌細(xì)胞對(duì)缺血缺氧的耐受力得到提升；訓(xùn)練激發(fā)產(chǎn)生的內(nèi)源性保護(hù)物質(zhì)可以產(chǎn) 生神經(jīng)保護(hù)作用，防止嚴(yán)重的缺血性卒中的發(fā)生；另外，內(nèi)源性保護(hù)物質(zhì)也可以對(duì)腎臟、腸 和肺等重要器官產(chǎn)生保護(hù)作用。
【附圖說明】
[0021] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0022] 圖1是高低氧交替預(yù)適應(yīng)訓(xùn)練系統(tǒng)示意圖； 圖2是預(yù)適應(yīng)訓(xùn)練流程示意圖； 圖3是高低氧發(fā)生裝置示意圖； 圖4a是制氧模塊的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4b是制氧模塊的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4c是制氧模塊的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)平臺(tái)的示意圖。
[0023] 以下是本發(fā)明的附圖標(biāo)記： 中央處理單元1 ;高低氧發(fā)生裝置2 ;生理參數(shù)監(jiān)護(hù)單元3 ;遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)平臺(tái)4 ;呼吸 面罩5 ;人機(jī)交互界面6 ;GSM通訊模塊7 ;第一藍(lán)牙通訊模塊8 ;呼吸狀態(tài)檢測(cè)模塊9 ;血氧 飽和度檢測(cè)模塊10 ;腦氧飽和度檢測(cè)模塊11 ;血壓檢測(cè)模塊12 ;心電檢測(cè)模塊13 ;第一空 氣過濾器14 ;制氧模塊15 ;第一空氣精濾器16 ;第一質(zhì)量流量控制器17 ;第一單向閥18 ; 第一氧濃度傳感器1