促進人體中的人體生長激素產生的裝置和方法
【專利摘要】一種在人體中增加人體生長激素產生的調節方法，其具有向受試者肢體施加加壓冷卻的第一步驟，所述受試者相繼經歷一個逐漸增加的施力、一系列調節周期和一個逐漸減小的周期。所述調節周期包括一個強烈施力的間期和隨后的一個減小施力的間期，并且在逐漸增加的周期、調節周期和逐漸減小的周期期間，加壓冷卻肢體的壓力被設為是收縮血壓的分數值，其分數值范圍為33%到220%。
【專利說明】促進人體中的人體生長激素產生的裝置和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種與鍛煉設備一起使用的身體調節方法。尤其是，本發明涉及一種增加人體生長激素(HGH)的調節方法。
【背景技術】
[0002]一種現有技術的增加肌肉質量的方法使用低強度阻力訓練，其中相對較輕且具有撓性的箍套或彈性帶被置于受試者的下肢或上肢的近端部分，并且箍套或彈性帶提供足夠的肢體收縮以減少血流。所導致的血流減少在肌肉毛細血管中產生血液聚積，這與同心臟相關的血流收縮相反。Takarada發表于《應用生理學雜志》的文章“抗阻力鍛練結合中度血管閉塞對人肌肉功能的影響”("Effects of resistance exercise combinedwith moderate vascular occlusion on muscular function in humans〃，J ApplPhysiol88:2097 - 2106, 2000)教示了通過輕度鍛煉和血管閉塞結合來增加肌肉體積。一個提供這種閉塞的示例性系統是Sato描述于美國專利申請2006/0281611和以PCT/JP2003/016163公開的日本專利申請以及美國專利申請號7，413，527中的KAATSU系統。在該系統中，一個收縮帶被置于正處身體調節階段的肢體周圍以增加乳酸積聚量。處于毛細血管血液氧氣置換率或在毛細血管血液氧氣置換率之下的長時間施力被稱為有氧鍛煉，而在肌肉毛細血管氧氣置換率之上的短時間施力被稱為無氧鍛煉。現有技術的上述Sato的系統涉及循環收縮與有氧鍛煉的組合。
[0003]發明目標
[0004]本發明的第一個目標是一種在人類受試者中增加HGH產生的方法，該方法具有第一步驟:向受試者肢體施加加壓箍套，該加壓箍套含有溫度比人血溫度低的循環流體，該方法具有:第二步驟，提供流體流動和在收縮血壓的33%到220%范圍內的壓力；第三步驟，受試者在一段時間內逐漸增加施力直到在心率和血壓方面達到平衡；第四步驟，重復加強的調節周期，每個調節周期具有重復序列的高強度施力和緊隨其后的低強度施力；和第五步驟，在逐漸冷卻間期向受試者脊柱施加低溫撓性表面。
[0005]本發明的第二個目標是一種在劇烈鍛煉的間期后通過經由在水平位置向受試者的脊柱施加撓性冷卻襯墊而冷卻脊柱中的CSF來增加氧氣輸送到腦部的方法，該撓性襯墊具有一個載有具有第一溫度的循環冷卻劑的伸長區域，該延長區域被循環有溫度高于該伸長區域的冷卻劑的第二區域所環繞，該伸長區域優選地提供與受試者脊柱區域的連接。
發明概要
[0006]本發明是一種在人類受試者中通過向受試者肢體施加壓力和冷卻并與身體施力以及監控心率和收縮血壓結合來增加自身產生的HGH的方法。在一個逐漸增加的間期，受試者參與溫和的施力直到血壓和心率在逐漸增加的階段期間達到一個穩態，在該間期內肢體箍套壓力設為壓力P，其在收縮血壓的33%到220%范圍內。在一個或多個隨后的調節周期中，每個調節周期具有一個高頻率的受試者施力過程，緊接著一個相對較低頻率的受試者施力過程，每個調節周期具有持續I到4分鐘的強烈施力間期和緊接著的持續I到4分鐘的低施力間期。提供三個這樣的周期，此后，存在一個逐漸冷卻的周期。在該逐漸冷卻的周期之后，使受試者處于水平位置，從而躺在冷卻的脊柱襯墊上。
[0007]在本發明的另一個實施例中，使受試者在高強度鍛煉間期后在水平位置上處于冷卻襯墊上，該冷卻襯墊優先地從脊柱移除熱量，從而降低CSF溫度以改進CSF向腦部傳遞氧氣的過程。
[0008]在本發明的另一個實施例中，受試者靜息血壓是使用在加壓箍套中產生的壓力來測量，并且靜息血壓與在該靜息血壓的例如33%到220%范圍內的壓力結合使用以提供后來在加壓冷卻階段使用的加壓冷卻壓力。
[0009]在本發明的另一個實施例中，處于失重環境中的受試者帶有一系列加壓箍套，在失重環境中的同時這些箍套的壓力和溫度呈一定順序以模擬行走或其他鍛煉，從而改進靜脈血液循環。
[0010]在本發明的另一個實施例中，處于失重環境中的受試者帶有充氣箍套，以一定順序向箍套施加周期性壓力，從而使靜脈瓣閉合，以防止血液倒流，并改進血液循環。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1顯示了核心冷卻系統的示意圖。
[0012]圖1A顯示了受試者肢體由圖1的壓力冷卻系統封圍的示意圖。
[0013]圖2A和2B顯示了根據本發明的調節方法的示意圖。
[0014]圖2C顯示了與鍛煉和調節方法一起使用的脊柱冷卻過程。
[0015]圖3顯示了如在受試者中在整個調節過程中測量的身體參數心率與施加的箍套壓力的關系曲線圖。
[0016]圖4A顯示了在太空中施加于宇航員的壓力及冷卻箍套。
[0017]圖4B、4C和4D顯示了在各種不同環境條件下靜脈性動脈及瓣膜的反應。
[0018]圖4E顯示了循序充氣的箍套的橫截面圖。
[0019]圖5顯示了在零重力環境下使血流增加的所施加的箍套壓力隨時間變化的分布圖。
[0020]圖6顯示了與使用者接觸的冷卻墊的示意圖。
[0021]圖7顯示了圖6的冷卻墊的等平面溫度圖。
[0022]圖7A顯示了圖7的溫度分布圖的橫截面圖。
【具體實施方式】
[0023]圖1顯示了與本發明的調節方法一起使用的核心冷卻設備100。儲集器104提供冷卻過的傳熱流體108，例如與如乙二醇的防凍劑或者抗細菌劑或抗真菌劑混合的水，流體108的溫度通過制冷/熱交換器單元112來調節，該制冷/熱交換器單元112可包括用于從流體108移除熱量的制冷盤管110，并且該制冷/熱交換器112將移除的熱能轉移到外部環境。離開儲集器104的循環冷卻劑108優先地在(華氏38到60度)的溫度范圍內，并且冷卻劑108從泵106通過共同的歧管循環到壓力/冷卻箍套120、122、124、126、128和130，其壓力和流量分別通過調節閥121、123、125、127、129和131控制。每個獨立控制的箍套提供壓力以減少血液循環并提供低溫以抑制蒸發冷卻(滲液)反應，并且離開箍套的流體隨后例如通過返回歧管101引回到儲集器104。尤其是，肢體箍套122、124、128和130用于提供對血液循環的限制以及對相關肢體中的血液的冷卻。
[0024]以足以減少血液循環的水平向受試者肢體施加壓力以及在身體鍛煉期間使用冷藏冷凍劑來移除熱量在本專利申請中稱為“核心冷卻”或者“加壓核心冷卻”。施加的箍套壓力P通常為收縮血壓的分數值，其水平足以在受試者肌肉中在施力期間(如由受試者的舒適程度決定)引起“燒灼感”，但是低于缺氧或血管閉塞的水平，并且優選的核心冷卻壓力隨收縮血壓而變化，但是典型地為收縮血壓的固定分數值，在如前面所述的33%到220%范圍內。血壓的測量可以通過添加麥克風感測器以及使用在箍套中作為加壓冷卻的一部分產生的現有壓力來集成到血壓箍套中。
[0025]在本發明的另一個優選實施例中，調節方法最初以初始鍛煉期間減小的機械阻力為開始，在此之后增加鍛煉阻力(及相關施力)的程度。在一個初始逐漸增加的間期之后，在該間期血壓和心率達到平衡值(并且操作壓力P可以基于身體參數如血壓的變化來調節)，進行一系列調節周期，這些調節周期以一個或多個為一組的形式存在，每個調節周期具有持續數分鐘間期的受試者強烈身體施力過程和緊隨其后的持續數分鐘間期的低水平鍛煉，強水平施力和低水平施力均在施加相對恒定的肢體壓力的情況下進行，在此之后存在一個逐漸減小的間期，隨后是在無壓力下施加核心冷卻，例如通過對脊柱和背部施加冷凍的冷卻劑囊袋來實現，并且對伸長脊柱區域施加優先冷卻。
[0026]在本發明的一個優選實施例中，在鍛煉之后的冷卻間期的期間施加核心冷卻，這可降低脊柱的溫度，從而降低腦脊液(CSF)溫度，并且溫度降低的CSF能夠支持更大的溶解氧分壓。氧增加的CSF被輸送通過脊柱的冷卻區域并輸送到腦部的四個腦室，例如通過氧增加的CSF的熱對流循環來實現，從而增加提供到腦部的氧水平。
[0027]核心冷卻的目標是通過在持續20分鐘或足以導致肌肉組織中乳酸聚積的持續時間的鍛煉間期期間降低靜脈血液流量來優化血管性能。一旦在調節周期后使肢體收縮釋放，聚積乳酸的快速釋放就對受試者的腦下垂體產生刺激，這觸發額外的HGH產生。在人整個一生中，相較于后來的年月，在十幾歲以前的那些年期間當身體以高代謝速率發揮功能時身體以相對較高的水平產生HGH。在青春期附近的峰值產生年月后，以每十年的間期人體喪失其HGH產生能力的約14%。使用本發明的方法和設備從健康成年人獲取的測量結果顯示HGH水平會因在加壓冷卻下肌肉組織中乳酸聚積的影響而增加到基礎控制水平的300%，這相較于現有技術的系統而言，可增強腦下垂體反應，隨后增加HGH產生。最近在受試者中使用本發明的加壓冷卻裝置和相關鍛煉方法關于HGH所獲得的測量結果顯示當針對核心肌肉進行有氧鍛煉并針對加壓冷卻的肢體進行無氧鍛煉時HGH增加了 400%到1200%。有人認為有氧鍛煉結合加壓冷卻肢體的無氧鍛煉是本發明優化產生HGH的最佳模式。
[0028]本發明的設備和相關過程的冷卻方法在通過劇烈鍛煉來增加HGH產生效率方面帶來特定益處。在典型的鍛煉期間，在肌肉中在細胞層面上發生的電化學反應導致熱量的產生，并且在人類中用來減少熱量積累的機制是在身體出汗時所經歷的皮膚表面的蒸發冷卻。人類中的出汗冷卻機制使得血液從向肌肉組織提供營養和氧氣發生分流，取而代之地，使該血液作為冷卻劑用于皮膚，以代替在施力中向肌肉群輸送營養。當受試者進行鍛煉且核心溫度升高時，更多的血液從具有營養需求的深部肌肉組織分流到皮膚表面來進行身體冷卻。在高強度鍛煉期間，多達40%的血流從鍛煉的肌肉分流到皮膚表面來進行身體冷卻，并且肌肉中毛細血流的減少是鍛煉期間經歷的乳酸燃燒的原因。在本發明中，通過靜脈血流限制來提供有利的乳酸聚積，并且在逐漸增加的間期期間，尤其是在調節周期期間的乳酸聚積在最后一個調節周期結束時當對壓力箍套減壓或將其移除時突然釋放。這種突然釋放導致乳酸激發腦下垂體反應，該反應要比沒有施加本發明的加壓冷卻時大，這是因為濃度增加的乳酸被釋放。在壓力下同時施加冷卻可保持肌肉中的血流，而不是使血流分流到皮膚表面，從而導致最大的乳酸濃度和最大的腦下垂體反應。肌肉組織中與肌肉施力相關的化學反應還導致血液升溫，升高的血液溫度導致氧氣輸送的減少，這是由于升高的溫度導致血紅蛋白氧合能力的降低。與此相反，大力施力的游泳者經歷傳導性和對流性表面冷卻，該游泳者在肌肉中的血液循環增多并且由血液溫度升高帶來的氧損失有所減少。由游泳帶來的有益冷卻被游泳施力期間水平位置帶來的缺點所抵消，該水平位置減小了靜脈瓣阻止靜脈血液倒流的效果。此外，在身體處于垂直方向的情況下進行施力的期間，與同漫步(perambulation)相關聯的特定腿部和足部運動有關的肌肉力量可最佳地作用于遍布大腿和腿部肌肉中的靜脈血液瓣，然而與在水中游泳和踢腿相關的肌肉群并不像在陸地上行走一樣有效地起作用。在施力期間，附近的肌肉群對靜脈壁和靜脈瓣產生作用。當處于直立位置時，這導致一個通過單向靜脈瓣將血液推回心臟的泵送作用，這些單向靜脈瓣位于肌肉組織中，并且當循環系統在直立垂直位置起作用時瓣膜和肌肉泵送作用是最佳的。利用本發明的核心冷卻，核心體溫的降低與肢體的加壓冷卻的結合使得血氧量增加并使正如將會為因身體出汗而蒸發冷卻所需的血液遠離肌肉組織發生分流的現象減少。 [0029]在本發明的另一個方面，身體接地導致釋放負責深度睡眠的血清素。血清素釋放也促成HGH產生。接地可以通過將受試者電氣連接至參考電壓來實現，該參考電壓可稱為靠近受試者的接地裝置，包括金屬外殼或結構，例如由受試者操作的鍛煉器；周圍外殼，如用于太空旅行的太空艙，或在陸地使用中與受試者相鄰的地面電勢。
[0030]在圖1A所示的本發明的一個方面，圖1的每個加壓冷卻箍套122、124、128和130的壓力單獨地設為操作值P，該操作值P選自收縮血壓的33%到220%的范圍，其中詳細顯示了封圍肢體160的特定箍套122的操作。在操作中，具有典型的靜脈152的受試者手臂160在來自入口 176的冷卻下處于升高的壓力之下，該入口壓力與箍套122歧管164連接，通過多個膨脹的撓性箍套通道168，并對受試者手臂160中的靜脈152施加冷卻和壓縮壓力，并且在出口歧管166中收集的冷卻劑傳送到調節閥123和出口 174。壓力控制器170通過減小閥123中的流量來增加箍套122中的壓力，直到使用與受試者手臂160連接的聲音傳感器162檢測不到心臟收縮血流為止。在閥123中的流量減小到使用聲音傳感器162檢測不到的流量之后，壓力控制器170使用壓力傳感器173測量箍套122中的壓力。出于治療目的，操作壓力接著通過增加閥123中的流量而被設為分壓P，如該收縮血壓的33%到220%，直到壓力檢測器173報告該同樣所需的操作壓力。由于血壓在治療期間可能變化，因此在鍛煉周期的不同間期血壓測量過程可能會重復進行。在典型的健康患者中，在休息時，收縮血壓可能為120mm Hg，然而在鍛煉的逐漸增加的階段期間，收縮血壓能達到180mm Hg，并且調節周期血壓可以達到190mm Hg，這導致在休息時操作箍套壓力P為96mm Hg，并且在鍛煉的逐漸增加階段為144_ Hg。箍套壓力是針對每個使用者，基于在增加壓力和增加受試者冷卻的情況下優化HGH產生與優化同降低壓力或減少冷卻相關的使用者舒適度之間的權衡來定制，這些壓力和冷卻參數同樣受受試者在鍛煉和逐漸冷卻階段期間的鍛煉施力水平的影響。總的來說，較寬的箍套使得轉變為較長時間的運動鍛煉的使用者的舒適度得到改善，因為肌肉群的一節狹窄區段上的收縮壓力帶來的不適感得以減少，并且在加壓箍套中添加冷卻通過最小化當血液從肌肉分流到皮膚表面的毛細血管時所引起的HGH減少并且導致在皮膚表面產生汗液來提供延長且更有效的鍛煉間期。據信，在肌肉群長度的20%到80%范圍內起作用的液體加壓和液體冷卻的充氣箍套使舒適度得到改善。這相較于單獨使用箍套壓力所將會達成的效果來說，可以大大地改善有氧鍛煉和無氧鍛煉的持續時間。此外，據信，肢體中血液溫度的降低可以增加血液中氧氣的儲存量，這能夠擴展肌肉的施力，使得乳酸水平增加，乳酸水平增加觸使腦下垂體產生的HGH水平增加。
[0031]圖2A顯示了與圖1和圖1A中描述的設備結合使用的方法200的詳細視圖。休息中的受試者在步驟202中進入與加壓冷卻結合使用的鍛煉設備，并且在步驟204中對其施加冷卻加壓箍套，如圖1的120、122、124、126、128、130。在步驟206中，箍套壓力通過例如啟動循環泵106并關閉圖1的閥121、123、125、127、129或131來施加，并且在這個間期期間，收縮血壓可以基于每個箍套來測量，或對施加到所有箍套的收縮血壓進行單一測量。血壓測量可以在鍛煉方案期間的任何時刻進行，優選地使用關于圖1A所述的方法。在步驟208中，操作箍套壓力被設為源自前述的收縮血壓的閾值P。在步驟210和212中，受試者逐漸增加到一個劇烈的鍛煉水平并在步驟212中保持這個水平20分鐘。在逐漸增加的階段期間，受試者可以為了舒適度而調整個別箍套壓力，或者可以基于如圖1A中所述測量的收縮血壓，針對新的操作壓力P自動地將其重新計算為當前收縮血壓的固定分數值。在步驟214、216、218中顯示了一個HGH泵調節周期，包括劇烈鍛煉步驟214和低水平鍛煉步驟216，視方案而定對其執行N個數目的周期218。三個周期(N=3)是提供令人滿意的結果的常見調節周期。一旦方案完成后，就如圖2B中所示存在一個逐漸冷卻的周期，包括對箍套減壓，例如通過關閉循環泵106或者打開流量閥121、123、125、127、129和131來實現。受試者在步驟242 中移除減壓的箍套，然后在244中躺在冷卻墊上持續一段逐漸冷卻的間期，如20分鐘，其中受試者處于水平位置，并且冷卻墊向脊柱提供冷卻，尤其是，在病人位于水平位置時如前述一樣冷卻CSF。在244中在冷卻墊上呈水平位置時所花費的時間間期由心率和血壓返回到靜息水平所需要的時間量來決定，如圖3所示。
[0032]圖2C顯示了在有或沒有圖1和圖1A的加壓冷卻的情況下對任何鍛煉方案施加有益的CSF冷卻。在該應用中，受試者進行有氧或無氧鍛煉持續一段時間，典型地超過20分鐘，隨后躺在接地的并連接到脊柱的冷卻墊上。在一個優選的調節方法中，受試者躺在接地的冷卻墊上，并且在本發明的另一個實施例中，冷卻墊向脊柱和其周圍組織的一大片表面區域提供例如華氏38到68度的冷卻溫度的施加。在本發明的一個實施例中，脊柱區域被冷卻到一個恒定的第一溫度，如華氏50度(選自華氏38到68度的范圍)，并且脊柱區域任何一側的周圍區域被冷卻到一個比第一溫度略低的溫度，且在例如華氏38到60度的范圍內，并且另外，脈沖壓力的周期時間在2秒以內，不過其可能比這個標稱的周期時間快或慢兩倍或三倍。
[0033]圖3顯示了關于心率的調節方法。受試者在從TO到Tl的第一間期期間內基礎心率為每分鐘70次(bpm)，在此期間鍛煉器設備如圖2的步驟202、204、206、208中所述的那樣被配置并且施加加壓箍套。步驟210和212中所述的逐漸增加的階段被示出在圖3的從Tl到T2的間期(例如使用設為中等阻力的鍛煉器進行鍛煉的20分鐘)期間內，并且重復三次的劇烈施力(T2到T3)(例如用鍛煉器通過增加鍛煉阻力來提供)以及減小的施力(T3到T4)(例如通過減小鍛煉器阻力來提供)被示出為第一調節周期(T2到T4)、第二調節周期(T4到T6)和第三調節周期(T6到T8)。逐漸冷卻的周期被示出在從T8到T9的間期內。
[0034]圖4A顯示了本發明的一個適合于在失重環境中提供冷卻和壓縮的實施例，例如與用于宇航員的調節或鍛煉站一起使用。太空旅行的問題之一是失重導致了肌肉使用和施力的減少，進而導致肌肉萎縮和肌張力喪失。此外，由于缺乏重力血壓而在肢體中造成長期的靜脈背壓的缺乏導致了靜脈瓣保持完全或部分打開的狀態，這導致靜脈血流倒流或減少。在地球重力的影響下，當肌肉群周期性地壓擠它們所封圍的靜脈時，周圍血管系統的靜脈瓣提供對血液循環的促進，從而在靜脈瓣中產生背壓并且通過在連續肌肉收縮期間置換血液而促進血液循環。解剖學術語近端和遠端是指各結構各自靠近心臟或遠離心臟的相對位置。在沒有地球重力影響的情況下，靜脈瓣近端側上的重力血壓被消除，這導致靜脈瓣保持部分打開并且發生血液在靜脈瓣和靜脈系統中倒流的情況。在下肢中的這種循環速率降低現象是一個特定的問題，其中在與太空旅行相關的長期時段內長期暴露于失重環境會導致血液循環受損和相關的血液循環疾病。圖4A顯示了一個在失重環境中具有血管刺激系統400的人類受試者401，該血管刺激系統400包括壓力/冷卻控制器402、重力模擬箍套404、大腿箍套406、小腿箍套408，和足部箍套410。箍套404、406、408、410中的至少一個是壓力/冷卻箍套，如關于圖1和圖1A所描述的那樣。控制器402提供恒溫冷卻劑，并且回流閥分別控制重力模擬箍套404、大腿箍套406、小腿箍套408和足部箍套410各自的壓力P1、P2、P3和P4。圖4B和4C顯示了處于IG環境中的腿部肢體中的靜脈450，其中靜脈450中的直立重力血壓452幫助靜脈瓣454閉合。撓性靜脈450周圍的肌肉中的肌肉收縮導致產生壓縮壓力460，其能 克服圖4B的這種重力血壓452，并且在當靜脈瓣458響應于由于肌肉產生的背壓460而打開的階段期間通過靜脈瓣458噴射血液456，在此之后瓣膜458如圖4B中所示響應于重力背壓而關閉。圖4C的例如來自鍛煉的肌肉壓力460的重復施加導致靜脈瓣458響應于肌肉誘發的局部血壓而打開并且重力誘發的血壓452導致靜脈瓣454如圖4B中所示而關閉的重復循環。在太空中OG的失重下關于靜脈瓣操作的一個問題顯示于圖4D和4E中。同樣的靜脈450上未施加有任何重力，并且也沒有產生重力血壓，這導致靜脈瓣458保持打開，從而引起如圖4D中所示的倒流血流470。由于靜脈瓣470不完全閉合而造成肢體中血液倒流的問題是太空飛行中的一個重大的長期風險點，因為循環系統中的血液輸送受到損害。圖4A的壓力箍套可具有在不同方法中操控的一系列壓力的受控施加，其模擬重力環境下靜脈瓣上的重力背壓，從而在失重環境中對靜脈返回血流提供促進作用。圖4D顯示了以動態方式提供箍套壓力474以保持靜脈瓣458在第一間期關閉的效果，并且圖4E顯示了隨后的一個施加遠端肌肉壓力482的間期，該遠端肌肉壓力482能克服圖4E中所示的箍套壓力474，或者替代地，當鍛煉動作被檢測到或預測到時降低箍套壓力。
[0035]在本發明的另一個實施例中，壓力箍套406、408、410各自包括一系列連續的充氣腔，其提供定向壓力，如圖4G所示。肢體490被加壓的箍套環繞，該加壓的箍套具有處于遠端位置的第一充氣腔491、第二充氣腔492、第三充氣腔495和處于近端位置的第四充氣腔497，這可以通過將每個腔用具有用于受控充氣的孔的隔膜彼此相連來實現。當第一腔491被加壓時，第二腔492充氣到用虛線494所示的區域，并且隨后第三腔充氣到用虛線496所示的區域，從而將血液引向近端。這些箍套在相繼充氣時的操作可以用于任何個別箍套406、408或410。在本發明的另一個實施例中，箍套406、408和410中的各腔的布置和充氣的順序可以用來模擬自然運動，例如在箍套410的情況下模擬行走中改變的足部壓力，或者在箍套406和410的情況下模擬與行走相關的肌肉收縮。箍套404可以獨立地起作用，以實現形成初始背壓以關閉靜脈瓣的單一目的，如圖4E中所示。據信，靜脈收縮的操作范圍應該在一個數值的50%以內，該數值是收縮血壓的25%，并且加壓箍套壓力的適當范圍將會為 18~28mm Hg。
[0036] 圖5顯示了用于失重環境的箍套各自可能的壓力分布圖的一個例子。圖上示出從開始點520到結束點532的一個單一循環，在此之后該循環在時間點520重復。重力箍套404在時間點520被加壓P1，在此期間開始從間期520到522建立靜脈回流壓力。其他箍套從間期522到524被加壓，從524到526被釋放，然后被重新加壓直到時間點528，即當重力箍套Pl釋放時，并且箍套中的壓力P1、P2、P3導致血液有力地返回心臟。加壓箍套在時間點530被釋放，隨后跟著一個恢復間期532，在此之后循環重新從時間點520開始。在本發明的一個實施例中，從520到532的循環時間為30秒。在本發明的一個在失重環境下改善血液循環的實施例中，一系列壓力被提供到箍套406、408、410上，這模擬行走中的肌肉收縮，從而改善血液流動。在本發明的另一個通過在失重環境中模擬行走來改善血液循環的實施例中，一系列壓力被提供給箍套410，首先施加一個壓力到跖骨球(ball of thefoot)，隨后施加一個壓力到腳后跟。在本發明的另一個實施例中，一系列箍套壓力被施加到箍套404、406、408和410上，這通過經由在箍套404、406、408、410中短期施加壓力使靜脈瓣以圖4E中所示的方式閉合來幫助箍套404遠端的靜脈瓣閉合而促進失重環境下的血流。在本發明的另一個實施例中，提供第一壓力序列，這使靜脈血流從肢體近端引向心臟，并且提供第二壓力序列，這隨后使靜脈瓣閉合，從而防止靜脈遠端的血液倒流。
[0037]在本發明的一個關于由來自無氧鍛煉的乳酸觸發HGH產生的實施例中，被加壓并且被冷卻的箍套運載具有一定溫度的冷卻液體，動態調整該溫度以提供最佳的血管收縮(溫度導致的靜脈直徑減小)。在鍛煉期間與溫度相關的靜脈血管收縮水平需要達到足以減少在鍛煉期間向肌肉輸送的氧氣量以發出需要通過肌肉釋放乳酸而產生HGH的信號的水平。然而，過度水平的血管收縮可能導致肌肉痙攣、溫度相關的不適感或者由肌肉中熱量的去除超過其產生所導致的低體溫癥狀。血管收縮的最佳控制可以通過動態調整冷卻劑溫度以維持閾值水平或特定水平的遠端脈搏(脈搏的測量在手指或腳趾上進行)，或者與用來維持特定參數血管收縮值的血壓測量相結合來實現，其中血管收縮的增加是由遠端脈搏減小或者遠端血壓降低來指示。在本發明的一個實施例中，冷卻劑在具有高身體質量的患者中以華氏38到48度范圍內的低溫操作，并且在本發明的另一個實施例中，冷卻劑在具有低身體質量的患者中以華氏48到68度范圍內的溫度操作。在本發明的另一個實施例中，以恒定壓力施加到箍套的冷卻劑的溫度隨時間變化，其中在高度施力的間期期間，冷卻劑開始于溫度范圍的相對較低的一端，施力程度如通過鍛煉器的輸出(未示出)，或者其他外部的施力測量來測量，并且冷卻劑溫度在施力減小的間期期間發生增加。在本發明的另一個實施例中，前述的冷卻劑時間溫度變化在改變施力之前或之后施加，以改善舒適度或者改善HGH的產生。在本發明的另一個實施例中，圖4的肢體加壓冷卻箍套與鍛煉裝備(未示出)協同起作用，以至于肢體箍套產生的背壓由圖5的時序和協作決定。
[0038]圖6顯示了本發明的作為帶有頭枕604的冷卻墊606的另一個實施例，該冷卻墊放置在如冷卻系統600的桌子602的支撐表面上。圖7顯示了墊606的平面圖，其具有一系列冷凍水冷卻通道，這些通道沿著主軸701形成具有熱梯度的伸長等溫分布線702、704和706，以至于內部通道702具有最高的溫度，并且外部通道706具有最低的溫度。這例如通過在圖7A的相應溫度分布圖724中所示的部分708來顯示，以至于內部伸長區域可以具有最高華氏68度的溫度722，并且外部區域可以具有最低華氏38度的溫度720。墊606可以由一系列具有限制流的囊袋構成，以至于最冷的冷卻水循環經過區域702中的內部囊袋，并且相繼地循環到外部區域706，其中冷卻水的流速經過選擇以便獲得如圖7A所示的所需溫度分布圖。
[0039]作為另一種選擇，冷卻墊606可以通過冷卻劑通過與圖7所示的分布圖相匹配的通道的非限制性流動來獲得如圖7A所示的冷卻分布圖，其中第一通道702在主軸701相對兩端具有入口和出口，并且其他的冷卻劑通道704和706中循環有溫度降低的冷卻劑，這是為如圖7A所示的所需溫度分布圖所需要的。據信，冷卻劑溫度應該在華氏38-58度的范圍內，其中通道702中最接近脊柱的冷卻劑的溫度高于區域704和706中脊柱任一側上的肌肉區域。
[0040]對本發明實施例的描述不是意在限制本發明的范圍，而是意在說明本發明操作的特定最佳模式。本發明的各步驟可以在不會失去益處的情況下呈組合地或單獨地加以實施。特別是，操作壓力可以 設為固定閾值或可調節閾值，并且收縮血壓的測量可以在鍛煉周期內執行一次或者反復執行數 次。
【權利要求】
1.一種在具有收縮血壓的受試者中產生人體生長激素的方法，所述方法可在一個或多個可加壓箍套上操作，通過將冷卻的冷卻劑從冷卻的冷卻劑儲集器泵送通過所述加壓箍套然后通過每個所述加壓箍套的調節閥來產生操作壓力，所述調節閥控制冷卻的冷卻劑返回到所述冷卻劑儲集器，每個所述加壓箍套另外具有用于測量受試者血流的傳感器，所述方法具有: 第一步驟，將受試者肢體放置在所述加壓箍套中； 第二步驟，通過改變至少一個與所述箍套相連的調節閥，使用所述傳感器來測量收縮血壓； 第三逐漸增加的步驟，在其中所述加壓箍套具有逐漸增加的冷卻劑壓力P并且所述冷卻劑壓力P在所述實測收縮血壓的33%到220%范圍內的受試者施力間期的期間，所述加壓箍套通過控制所述箍套的所述調節閥來產生所述逐漸增加的冷卻劑壓力，所述調節閥使所述冷卻劑返回到所述冷卻劑儲集器，所述加壓冷卻劑處于足以減少受試者體內血液循環的溫度和壓力之下； 第四步驟，一系列N個調節周期，每個調節周期具有一個由所述受試者進行強烈施力的間期和隨后的一個由所述受試者進行減小施力的間期，所述強烈施力的間期需要受試者施力基本上大于所述逐漸增加的受試者施力； 第五逐漸冷卻的步驟，通過打開所述調節閥來從所述加壓箍套移除壓力，并且此后使所述受試者處于基本上水平的位置并向脊柱區域施加包含在撓性囊袋中的冷卻液體以冷卻患者腦脊液(CSF)。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述受試者為人。
3.根據權利要求1所述的方法，其中通過所述泵傳遞到所述加壓箍套的所述冷卻的冷卻劑的溫度為華氏38到68度。
4.根據權利要求1所述的方法，其中所述第三步驟的壓力P是周期性地從新的收縮血壓值重新計算得出。
5.根據權利要求1所述的方法，其中所述受試者是人并且所述加壓箍套中的至少兩個被施加到腿部。
6.根據權利要求1所述的方法，其中所述受試者是人并且所述加壓箍套中的至少兩個被施加到臂部。
7.根據權利要求1所述的方法，其中所述第五步驟的囊袋具有中心伸長區域，所述中心伸長區域具有相較于環繞所述伸長區域的區域逐漸降低的溫度。
8.根據權利要求7所述的方法，其中所述第五步驟的囊袋中心伸長區域溫度為華氏38到68度，并且所述環繞所述伸長區域的區域的溫度低于所述中心伸長區域的溫度。
9.根據權利要求1所述的方法，其中所述第一步驟的收縮血壓測量引起與特定加壓箍套相連的調節閥關閉，直到所述傳感器不再檢測到血流，所述收縮壓是檢測不到所述血流時在所述調節閥入口處測得的壓力。
10.一種在具有收縮血壓的受試者中產生人體生長激素的方法，所述方法可在一個或多個加壓箍套上操作，通過將冷卻的冷卻劑從冷卻的冷卻劑儲集器泵送通過所述加壓箍套然后通過所述加壓箍套的調節閥來產生操作壓力，所述調節閥控制冷卻的冷卻劑返回到所述冷卻劑儲集器，每個所述加壓箍套另外具有用于測量受試者血流的傳感器，所述方法具有: 第一步驟，將受試者肢體放置在所述加壓箍套中； 第二逐漸增加的步驟，在其中所述加壓箍套具有逐漸增加的冷卻劑壓力P并且所述冷卻劑壓力P在所述實測收縮血壓的33%到220%范圍內的受試者施力間期的期間，所述加壓箍套通過控制所述箍套的所述調節閥來產生所述逐漸增加的冷卻劑壓力，所述調節閥使所述冷卻劑返回到所述冷卻劑儲集器，所述加壓冷卻劑處于足以減少受試者體內血液循環的溫度和壓力之下； 第三步驟，一系列N個調節周期，每個調節周期具有一個由所述受試者進行強烈施力的間期和隨后的一個由所述受試者進行減小施力的間期，所述強烈施力的間期需要受試者施力基本上大于所述逐漸增加的受試者施力； 第四逐漸冷卻的步驟，通過打開所述調節閥來從所述加壓箍套移除壓力，并且此后使所述受試者處于基本上水平的位置并向脊柱區域施加包含在撓性囊袋中的冷卻液體以冷卻患者腦脊液(CSF)。
11.根據權利要求10所述的方法，其中所述受試者為人。
12.根據權利要求10所述的方法，其中通過所述泵傳遞到所述加壓箍套的所述冷卻的冷卻劑的溫度為華氏38到68度。
13.根據權利要求10所述的方法，其中所述第二步驟的壓力隨著收縮血壓變化。
14.根據權利要求10所述的方法，其中所述受試者是人并且所述加壓箍套中的至少兩個被施加到腿部。
15.根據權利要求10所述的方法，其中所述受試者是人并且所述加壓箍套中的至少兩個被施加到臂部。
16.根據權利要求10所述的方法，其中所述第一步驟的收縮血壓測量引起與特定加壓箍套相連的調節閥關閉，直到所述傳感器不再檢測到血流，所述收縮血壓是在所述調節閥入口處測得的壓力。
17.一種在人類受試者中增加HGH產生的方法，所述方法具有: 第一步驟，其中人類受試者進行20分鐘或20分鐘以上的有氧鍛煉； 第二步驟，其中使所述人類受試者處于基本上水平的表面上，并使循環有液體的液體冷卻的囊袋與所述人類受試者脊柱熱連接并且足以冷卻所述人類受試者的CSF。
18.根據權利要求17所述的方法，其中所述撓性囊袋與本地接地電位連接。
【文檔編號】A61F7/00GK103635163SQ201280020566
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年4月26日 優先權日:2011年4月26日
【發明者】皮特·Z·翁索夫斯基 申請人:瓦斯皮爾系統有限公司