IT202100023123A1

IT202100023123A1 - “dispositivo e procedimento per la produzione di miscele di gas ipossiche ed iperossiche”

Info

Publication number: IT202100023123A1
Application number: IT102021000023123A
Authority: IT
Original assignee: Z Health Srl
Priority date: 2021-09-07
Filing date: 2021-09-07
Publication date: 2023-03-07
Also published as: EP4399011A1; WO2023036824A1

Description

?DISPOSITIVO E PROCEDIMENTO PER LA PRODUZIONE DI MISCELE DI GAS

IPOSSICHE ED IPEROSSICHE?

DESCRIZIONE

Campo dell?invenzione

La presente invenzione riguarda un dispositivo ed un procedimento per la produzione di miscele di gas ipossiche e/o iperossiche. In particolare, il dispositivo ed il procedimento secondo l?invenzione sono adatti per fornire una miscela di gas avente una predefinita quantit? di ossigeno, che viene scelta e controllata a seconda dell?utilizzo finale della miscela di gas.

Per esempio, la miscela di gas dell?invenzione pu? essere utilizzata per produrre miscele di gas che possono essere somministrate per una terapia di riabilitazione di un utilizzatore, o che possono essere utilizzate per fornire un allenamento iperossico/ipossico intermittente (IHHT) ad un soggetto.

In altre parole, la presente invenzione riguarda un dispositivo ed un procedimento per produrre miscele di aria respirabili aventi differenti concentrazioni di ossigeno. E precisamente, il dispositivo ed il procedimento dell?invenzione possono generare miscele di aria ipossiche ed iperossiche, cio? miscele di gas respirabili in cui le concentrazioni di ossigeno sono sotto o sopra la concentrazione standard di circa il 21% in volume.

Sfondo dell?invenzione

? noto che la respirazione di aria ipossica in forma di ripetute esposizioni ad ipossia a breve termine risulta in effetti vantaggiosi per il soggetto esposto.

L?allenamento ipossico intermittente o il trattamento ipossico intermittente (IHT) sono le comuni designazioni impiegate per indicare un metodo di trattamento che utilizza l?esposizione ipossica intermittente come principale fattore terapeutico o di allenamento. Una seduta di trattamento comprende intervalli di tempo con respirazione di aria ipossica (a basso contenuto di ossigeno), alternati con simili intervalli di tempo con respirazione di aria ambiente (normossica) o iperossica.

Nel caso in cui l?alternanza sia tra una respirazione con aria ipossica ed una normossica, l?indicazione del metodo di trattamento ? di solito IHT (cio? allenamento o trattamento ipossico intermittente), mentre nel caso in cui l?alternanza sia tra una respirazione con aria ipossica ed una iperossica, l?indicazione del metodo di trattamento ? di solito IHHT (cio? allenamento o trattamento iperossico/ipossico intermittenti).

La pratica standard ? per l?utilizzatore di rimanere stazionario mentre respira aria ipossica attraverso una maschera tenuta con le mani. Tuttavia, vi ? un certo interesse nell?esecuzione del trattamento su un soggetto attivo, per esempio durante l?esercizio fisico, quale camminando o correndo su una pedana mobile.

IHT ed IHHT privano l?organismo di ossigeno in predeterminati intervalli di tempo. Durante il trattamento, i livelli di saturazione dell?ossigeno nel sangue, la frequenza cardiaca, e la pressione sanguigna vengono monitorati allo scopo di ridurre in modo sicuro i livelli di ossigeno.

L?essenza del metodo IHT/IHHT ? la ripetuta riduzione di ossigeno nel sangue al livello di adattamento all?ipossia individuale intercalata con intervalli di recupero. L?esposizione intermittente all?ipossia durante un IHT/IHHT stimola l?adattamento all?altitudine, e risulta in una migliore circolazione, in una migliorata funzione mitocondriale, in un?aumentata tolleranza alle sostanze chimiche tossiche, in un?aumentata produzione di antiossidanti ed in una ridotta infiammazione.

In altre parole, l?adattamento all?ipossia pu? aumentare la capacit? fisica e mentale di un individuo. Si deve far notare che gli IHT/IHHT possono essere utilizzati per differenti applicazioni, inclusi terapie e trattamenti utilizzati in riabilitazioni per richieste cardiovascolari/polmonari, malattie di demenza o d?Alzheimer, disturbi metabolici e medicina dello sport.

Gli IHT/IHHT possono essere utilizzati anche in contesti diversi dalla riabilitazione o dalla terapia curativa, per esempio nella medicina preventiva ed antinvecchiamento concernente il benessere, o per il trattamento di disturbi correlati a fattori di stress, quali un burnout ed un esaurimento, o disturbi del sonno.

Gli IHT/IHHT possono essere utilizzati anche negli allenamenti sportivi e di fitness, poich? uno degli effetti di questi allenamenti ? un?aumentata tolleranza allo sforzo fisico, inclusi un?aumentata V?O2 max (cio? un consumo massimale di ossigeno, un assorbimento massimale di ossigeno o una capacit? aerobica massimale aumentati) ed un aumentato tempo di esercizio fino all?esaurimento (ETE).

EP 1721629 descrive un elenco di vantaggi dai cicli ipossici, quali per esempio la stimolazione della produzione di eritropoietina e di emoglobina, l?esercizio dei muscoli respiratori e della ventilazione, la produzione di effetti ipotensivi e vasodilativi, la riduzione della formazione di radicali liberi nell?organismo ed anche l?aumento della capacit? enzimatica antiossidante dell?organismo.

In US2018333089 viene descritto che la respirazione di aria ipossica ? utile nell?allenamento sportivo e come metodo per contrastare la perdita di forza e di massa muscolari con rischi e con effetti collaterali ridotti in confronto con altri metodi.

L?alternanza di aria ipossica con aria iperossica, o il trattamento ipossicoiperossico intermittente (IHHT) sono anche noti nell?arte. US2019134326 descrive un dispositivo ed un procedimento per fornire miscele di aria ipossiche ed iperossiche alternate da fornire ad un utilizzatore per la respirazione intermittente delle suddette miscele allo scopo di migliorare le capacit? cognitive e funzionali del suddetto utilizzatore.

Secondo US?326, miscele di aria respirabili per un IHHT vengono generate con una bassa concentrazione di ossigeno (il 9%-21% in volume) e con un?alta concentrazione di ossigeno nell?intervallo del 21%-95% in volume, mediante la separazione dell?aria ambiente in azoto ed in ossigeno ed in seguito miscelandoli in un rapporto calcolato allo scopo di fornire la concentrazione di ossigeno richiesta in una miscela di aria finale che viene alimentata all?utilizzatore attraverso una maschera facciale.

L?aria ambiente viene separata in due flussi di miscele di gas con un processo del tipo con PSA (per esempio, con adsorbenti di zeolite) alimentati in una camera di pressione e successivamente combinati insieme in modo controllato.

Un problema dei procedimenti noti per la generazione di miscele di aria respirabili ? che i sistemi produrranno livelli di ossigeno superiori al 96% in volume. Normalmente vengono utilizzati differenti adsorbenti per la concentrazione dell?ossigeno e per la concentrazione dell?azoto.

Il processo ? ciclico e risulta nella necessit? di immagazzinare il gas prodotto ed il gas di scarico, aventi un?elevata concentrazione di azoto ed un?elevata concentrazione di ossigeno rispettivamente, prima di combinarli in una miscela avente la concentrazione di ossigeno richiesta.

Un altro svantaggio ? che il processo con PSA richiede un tempo di stabilizzazione per l?avviamento. Questo pu? variare da diversi secondi ad ore, a seconda della progettazione del sistema. La risposta alle variazioni delle richieste di ossigeno da parte dell?utilizzatore nell?arte nota pu? essere troppo lenta.

? quindi uno scopo della presente invenzione risolvere il suddetto problema e fornire un apparato ed un procedimento per la produzione di miscele di aria respirabili aventi concentrazioni differenti di ossigeno in cui sono possibili alte velocit? di flusso delle miscele di gas e tempi brevi per cambiare la composizione delle miscele di gas. L?apparato ed il procedimento sono particolarmente utili per un trattamento ipossico ed iperossico intermittente.

Il suddetto scopo viene raggiunto mediante la presente invenzione che fornisce un dispositivo secondo la rivendicazione 1 ed un procedimento secondo la rivendicazione 10. Le forme di realizzazione preferite vengono elencate nelle rivendicazioni dipendenti.

Riassunto dell?invenzione

La presente soluzione fornisce un dispositivo per fornire miscele di gas iperossiche/ipossiche comprendenti un contenuto di ossigeno inferiore a quello nell?aria ambiente ed un contenuto di ossigeno aumentato rispetto a quello nell?aria ambiente.

Il dispositivo dell?invenzione comprende almeno un assieme tubolare per membrane che viene configurato per separare l?ossigeno dall?azoto, un ingresso per l?aria pressurizzata ed uscite per il gas permeato ricco di ossigeno e per il gas retentato ricco di azoto, e mezzi per il controllo della pressione e/o della velocit? di flusso almeno dell?aria ricca di azoto che esce dall?uscita del retentato.

Mediante il controllo della pressione e/o della velocit? di flusso dell?aria che fluisce attraverso l?assieme tubolare per membrane , il contenuto di ossigeno nel gas permeato e nel gas retentato pu? essere controllato e regolato ad un predefinito valore richiesto. La miscela di gas cos? ottenuta pu? quindi essere alimentata direttamente all?utilizzatore del dispositivo, senza dover miscelarla con l?aria dell?ambiente o con l?altro gas che esce dal separatore a membrana allo scopo di raggiungere il contenuto di ossigeno richiesto.

In altre forme di realizzazione, le miscele di gas possono anche essere alimentate ad un utilizzatore per altre applicazioni, che richiedono differenti livelli di ossigeno; le miscele di gas possono essere raccolte e conservate separatamente.

Per esempio, secondo una forma di realizzazione, la miscela di gas avente il predefinito contenuto di ossigeno richiesto pu? essere compressa e conservata in un recipiente adatto per un ulteriore uso successivo. Un esempio di tale uso ? costituito da miscele di gas compresse per immersioni subacquee per professionisti o ricreative.

Conseguentemente, il dispositivo dell?invenzione pu? essere privo di camere di pressione o di altri dispositivi per l?immagazzinamento di un volume di gas; in analogia, il procedimento dell?invenzione esclude il passaggio di miscelazione dei gas permeati e di quelli retentati che escono dal dispositivo separatore. La miscela di gas permeata o retentata ottenuta secondo l?invenzione pu? essere alimentata direttamente all?utilizzatore attraverso un dispositivo di erogazione, quale per esempio una maschera facciale o una cannula nasale.

Il risultato di sottoporre un utilizzatore ad un IHHT ? per migliorare le capacit? cognitive, fisiche e funzionali di una persona variando la saturazione dell?ossigeno nel sangue quando viene cambiata la concentrazione di ossigeno nella miscela di gas respirata da un soggetto, ed esso comprende l?alimentazione intermittente di miscele di gas ipossiche ed iperossiche attraverso una maschera facciale o attraverso un altro dispositivo di erogazione, che viene connesso mediante un condotto al dispositivo secondo l?invenzione per miscele di gas ipossiche ed iperossiche.

In una forma di realizzazione, il dispositivo per la fornitura di miscele di gas iperossiche/ipossiche secondo l?invenzione comprende:

- almeno un assieme tubolare per membrane che separa l?aria pressurizzata in una miscela di gas permeata ed in una miscela di gas retentata, la suddetta membrana comprendendo un ingresso per l?aria pressurizzata ed una prima ed una seconda uscita per le miscele di gas,

- una fonte di aria pressurizzata per l?alimentazione dell?aria pressurizzata nel suddetto ingresso per l?aria,

- un mezzo per il controllo della velocit? di flusso della suddetta miscela di gas retentata nella suddetta seconda uscita e nel mezzo per il controllo della pressione dell?aria pressurizzata alimentata nel suddetto ingresso,

- un?unit? elettronica di controllo connessa ad almeno il suddetto mezzo per il controllo della velocit? di flusso della suddetta miscela di gas retentata nella suddetta seconda uscita e nel suddetto mezzo per il controllo della pressione dell?aria pressurizzata alimentata nel suddetto ingresso,

- un mezzo a valvola per la regolazione del flusso della suddetta miscela di gas permeata e retentata che escono dalle suddette uscite.

Secondo una forma di realizzazione, il dispositivo comprende un dispositivo di erogazione per fornire una miscela di gas avente il contenuto di ossigeno richiesto ad un utilizzatore. Il suddetto mezzo a valvola viene fatto funzionare per fornire alternativamente al suddetto dispositivo di erogazione la suddetta miscela di gas permeata attraverso la suddetta prima uscita o la suddetta miscela di gas retentata attraverso la suddetta seconda uscita.

Si deve far notare che il rilascio di gas dal dispositivo ? quasi istantaneo, ed i tubi a membrana rilasciano la miscela di gas con il predefinito contenuto di ossigeno non appena essi raggiungono una pressione operativa opportuna.

Per esempio, quando la velocit? di pressurizzazione viene regolata a 4 bar per secondo e la pressione di funzionamento viene regolata a 5 bar g, il dispositivo ? in grado di rilasciare la miscela di gas in meno di due secondi dall?apertura per l?alimentazione dell?aria della valvola.

Vantaggiosamente, il dispositivo secondo l?invenzione esclude il passaggio di miscelazione del gas permeato e di quello retentato uscenti dal dispositivo separatore. La miscela di gas permeata e retentata ottenuta secondo l?invenzione pu? essere alimentata separatamente all?utilizzatore attraverso un dispositivo di erogazione, quale per esempio una maschera facciale o una cannula nasale, in assenza di alcun ulteriore trattamento del gas, contrariamente all?arte nota.

Cos?, le miscele di gas ottenute dal dispositivo e dal procedimento dell?invenzione che vengono utilizzate per trattamenti IHHT e medici o estetici sono differenti e nuove rispetto alle miscele di gas note nello stato dell?arte. In realt?, le miscele di gas secondo l?invenzione non vengono miscelate insieme per raggiungere la composizione di gas richiesta, cio? esse mantengono la composizione tipica del gas retentato o del gas permeato come prodotta mediante l?assemblaggio di membrane tubolari.

In tale assemblaggio, l?elio e l?idrogeno del vapore acqueo diffondono molto velocemente attraverso la parete a membrana; l?ossigeno ed il biossido di carbonio diffondono insieme a velocit? simili. Le risultanti miscele di gas che escono dall?assemblaggio di membrane tubolari sono una miscela ricca di azoto del retentato con un contenuto molto basso di vapore acqueo, di elio e di biossido di carbonio, ed una miscela di gas ricca di ossigeno con un elevato contenuto di vapore acqueo, di idrogeno, di elio e di biossido di carbonio.

Al contrario, una miscela di gas secondo lo stato dell?arte viene ottenuta mediante una prima separazione dell?aria in una miscela di gas con un contenuto molto elevato di ossigeno ed in una miscela di gas con un contenuto molto elevato di azoto, e successivamente mediante una rimiscelazione delle miscele di gas ottenute per raggiungere il livello di ossigeno richiesto nella miscela. La risultante miscela di gas ipossica conterr? inevitabilmente oltre all?azoto, anche vapore acqueo, idrogeno, elio e biossido di carbonio che sono presenti con l?ossigeno nella miscela di gas permeata che viene aggiunta alla miscela di gas retentata contenente azoto.

Secondo un aspetto, le miscele di gas iperossiche comprendono una quantit? di ossigeno almeno del 35% in volume, preferibilmente nell?intervallo dal 35% al 38%; le miscele di gas ipossiche comprendono una quantit? di ossigeno inferiore al 15%, preferibilmente nell?intervallo dal 10% al 13%.

Vantaggiosamente, le miscele di gas iperossiche ed ipossiche forniscono le rispettive percentuali di ossigeno dei due flussi di miscele di gas, che non devono essere combinate insieme successivamente in modo controllato, e che possono essere rilasciate ad un dispositivo di erogazione, quando presente, o in contenitori per il confezionamento separati, per esempio recipienti o cilindri pressurizzati.

Secondo un aspetto, il mezzo per il controllo della velocit? di flusso della miscela di gas retentata alla suddetta seconda uscita comprende un regolatore della contropressione e/o un regolatore della pressione di alimentazione.

Secondo un aspetto, il mezzo per il controllo della pressione dell?aria pressurizzata alimentata nel suddetto ingresso comprende un regolatore della pressione di alimentazione.

Secondo un aspetto, il dispositivo dell?invenzione comprende un mezzo per il controllo della temperatura dell?aria pressurizzata alimentata nel suddetto ingresso del detto assieme tubolare per membrane, che comprende un refrigeratore per l?aria.

Vantaggiosamente, la presenza del suddetto mezzo di controllo per la regolazione dei diversi parametri delle miscele di gas, permette di agire direttamente sulle percentuali di ossigeno delle miscele di gas da rilasciare, per esempio, mediante il controllo della velocit? di flusso dell?aria attraverso i tubi delle membrane.

Secondo un aspetto, nel caso in cui il dispositivo venga utilizzato per alimentare direttamente la miscela di gas ad un utilizzatore, in particolare quando utilizzato per un IHHT o per un allenamento sportivo, il dispositivo pu? comprendere mezzi per il monitoraggio di almeno un parametro corporeo. Secondo questo aspetto, i suddetti mezzi per il monitoraggio di almeno un parametro corporeo comprendono almeno un pulsiossimetro.

Secondo un aspetto, il dispositivo comprende almeno un?unit? di filtrazione per la purificazione della suddetta aria pressurizzata prima di alimentarla nel suddetto ingresso.

La presente invenzione riguarda inoltre un procedimento secondo la rivendicazione 10 per la produzione di miscele di gas ipossiche ed iperossiche respirabili con un dispositivo secondo qualsiasi rivendicazione 1, comprendente i passaggi di alimentazione di aria pressurizzata in un assieme tubolare per membrane contenente almeno una fibra cava, preferibilmente una molteplicit? di fibre cave, il suddetto assieme tubolare per membrane venendo configurato per fornire un primo flusso di una miscela di gas iperossica ed un secondo flusso di una miscela di gas ipossica, in cui la miscela di gas ipossica ? la miscela di gas retentata che esce dal suddetto assieme tubolare per membrane , comprendente inoltre il passaggio di regolazione del contenuto di ossigeno della suddetta miscela di gas iperossica e della suddetta miscela di gas ipossica mediante il controllo della pressione e/o della velocit? di flusso della suddetta miscela di gas ipossica che esce dal suddetto assieme tubolare per membrane attraverso un?uscita del retentato.

Secondo un aspetto, ciascuna miscela di gas che esce dal suddetto assieme tubolare per membrane viene utilizzata ulteriormente cos? com??, per esempio, essa viene alimentata in un dispositivo di erogazione senza essere miscelata con l?aria dell?ambiente o con l?altra miscela di gas che esce dall?assieme tubolare per membrane.

La presente invenzione riguarda inoltre un procedimento per l?esecuzione di un allenamento iperossico/ipossico intermittente (IHHT) mediante il funzionamento di un dispositivo secondo qualsiasi rivendicazione da 1 a 9, il suddetto dispositivo comprendendo un dispositivo per l?erogazione di una miscela di gas, mezzi per il monitoraggio di almeno un parametro corporeo dell?utilizzatore, il procedimento comprendendo i passaggi di:

? alimentazione di aria pressurizzata in un ingresso per l?aria del detto assieme tubolare per membrane,

? rilevamento di almeno un parametro corporeo con il suddetto mezzo di monitoraggio,

? calcolo diretto o indiretto del livello di saturazione dell?ossigeno SpO2 dal suddetto parametro corporeo rilevato ed il suo confronto con il livello di riferimento massimo SpO2 r-max e con il livello di riferimento minimo SpO2 r-min,

? commutazione del mezzo a valvola per la fornitura alternata ad un dispositivo di erogazione della suddetta miscela di gas iperossica nel caso in cui il suddetto livello di saturazione dell?ossigeno SpO2 sia inferiore al suddetto livello di riferimento minimo SpO2 r-min, o della suddetta miscela di gas ipossica nel caso in cui il suddetto livello di saturazione dell?ossigeno SpO2 sia superiore al suddetto livello di riferimento massimo SpO2 r-max,

in cui il suddetto passaggio di commutazione del suddetto mezzo a valvola azionato risulta in una fornitura alternata di una miscela di gas ipossica o in una miscela di gas iperossica al suddetto dispositivo di erogazione.

Secondo un aspetto, il livello di riferimento massimo di saturazione dell?ossigeno SpO2 r-max ? nell?intervallo dal 98% al 100% in volume, ed il livello di riferimento minimo di saturazione dell?ossigeno (SpO2 r-min) ? un valore compreso nell?intervallo dell?84% al 86% in volume.

Secondo un aspetto, l?almeno un parametro corporeo comprende il livello di saturazione dell?ossigeno (SpO2) e/o la frequenza cardiaca (BPM).

L?invenzione riguarda anche una miscela respirabile come ottenuta mediante un procedimento e mediante un dispositivo secondo l?invenzione, per l?uso in un trattamento medico.

L?invenzione riguarda anche un procedimento per un trattamento medico o estetico che comprende la somministrazione di una quantit? efficace di una miscela di gas ipossica o iperossica che pu? essere ottenuta mediante un dispositivo secondo qualsiasi rivendicazione da 1 a 9.

Descrizione delle figure

Le forme di realizzazione esemplificative della presente invenzione vengono ora descritte in maggior dettaglio con riferimento ai disegni allegati forniti a titolo di esempio non limitanti, in cui:

? la figura 1 ? un diagramma a blocchi di una forma di realizzazione possibile del dispositivo 1 secondo l?invenzione;

? la figura 2 ? una vista schematica di una singola membrana a fibra cava secondo l?uso nell?invenzione;

? la figura 3 ? una vista schematica dell?assemblaggio dei tubi a membrana 2 secondo l?invenzione;

? la figura 4 ? un grafico che mostra la saturazione dell?ossigeno (SpO2), la frequenza cardiaca (bpm) e la percentuale di ossigeno del gas di rilascio per un IHHT durante un tipico ciclo di funzionamento del dispositivo secondo l?invenzione;

? la figura 5 ? un diagramma a blocchi di una forma di realizzazione del dispositivo dell?invenzione per applicazioni per il benessere;

? la figura 6 ? un diagramma a blocchi di una forma di realizzazione possibile del dispositivo secondo l?invenzione per applicazioni per allenamenti sportivi;

? la figura 7 ? un diagramma a blocchi di un?ulteriore forma di realizzazione del dispositivo per applicazioni per il benessere;

? la figura 8A ? uno schermo dell?interfaccia per l?utente che mostra la schermata per la panoramica del sistema;

? la figura 8B ? uno schermo dell?interfaccia per l?utente che mostra la grafica per l?utilizzatore;

? la figura 8C ? uno schermo dell?interfaccia per l?utente che mostra la schermata di progettazione.

Descrizione dettagliata dell?invenzione

Con riferimento alle figure, un dispositivo esemplificativo 1 per fornire miscele di gas iperossiche/ipossiche comprende almeno un assieme tubolare per membrane 2 che separa l?aria pressurizzata in due miscele di gas, una prima miscela di gas di uscita per la miscela di gas iperossica permeata 2b ed una seconda miscela di gas di uscita 2c per la miscela di gas ipossica retentata.

L?aria pressurizzata viene fornita da una fonte di aria pressurizzata 3. In generale, la fonte di aria pressurizzata pu? essere uno qualsiasi tra un compressore d?aria, un recipiente pressurizzato, quale un cilindro con aria pressurizzata, o una tubazione per aria compressa della linea principale del circuito.

Tipicamente, l?aria pu? essere aria di grado medico. Il mezzo di controllo della pressione 7 per il controllo della pressione dell?aria pressurizzata alimentata nel suddetto assieme tubolare per membrane 2 viene munito a monte di un assemblaggio di membrane tubolari 2. Il dispositivo 1 comprende un dispositivo di erogazione 5 per rilasciare la miscela di gas iperossica/ipossica richiesta ad un utilizzatore, ed un mezzo 6 per il controllo della velocit? di flusso F della miscela di gas retentata che fuoriesce dall?assemblaggio 2.

Un?unit? di controllo elettronica 100 viene connessa ad almeno il mezzo 6 per il controllo della velocit? di flusso della miscela di gas retentata che fuoriesce dall?assieme tubolare per membrane 2 ed al mezzo 7 per il controllo della pressione dell?aria pressurizzata alimentata nell?assieme tubolare per membrane 2. Selezionando un valore opportuno della pressione dell?aria e della velocit? di flusso, pu? essere ottenuta la composizione desiderata delle miscele di gas permeate e/o retentate.

Il dispositivo 1 comprende almeno un mezzo a valvola 21, 22 per la regolazione del flusso delle miscele di gas permeate e retentate che fluiscono dalle loro uscite 2b, 2c.

L?assieme tubolare per membrane 2 comprendente singole fibre cave 200, ? in grado di separare i componenti dell?aria, producendo cos? miscele di gas in forma di aria arricchita di ossigeno e di aria privata di ossigeno. Assemblaggi di tubi a membrana adatti sono disponibili in commercio, per esempio quali i generatori di azoto da Parker filtration and separation BV, con il nome Hifluxx<?>.

In particolare, l?assieme tubolare per membrane 2 comprende fasci di fibre cave 200 contenuti all?interno di un assemblaggio di tubi 2. In una forma di realizzazione preferita mostrata schematicamente nella figura 2, le fibre cave 200 hanno una membrana permeabile filata 202 che separa selettivamente l?aria pressurizzata in una miscela a basso contenuto di ossigeno (il retentato) ed in una miscela arricchita di ossigeno (il permeato), ed un tubo esterno 201 che fornisce la forza strutturale alla membrana 202.

L?assemblaggio delle membrane 2 comprende un ingresso per l?aria pressurizzata 2a ed una prima ed una seconda uscita per le miscele di gas 2b, 2c; una fonte per l?aria pressurizzata 3 fornisce aria pressurizzata nell?ingresso per l?aria 2a dell?assieme tubolare per membrane 2. In una forma di realizzazione possibile, la fonte per l?aria pressurizzata ? un compressore 3, quale un compressore a viti a velocit? variabile 3. Una pressione operativa opportuna ? nell?intervallo da 4 bar g a 8 bar g.

Si deve far notare che qui ed in quanto segue il valore della pressione viene fornito in pressione relativa (bar g), cio? la pressione in bar superiore alla pressione ambiente o atmosferica (1 bar).

In un?ulteriore forma di realizzazione possibile, il compressore 3 pu? essere un compressore non modulante 3, utilizzato in combinazione con un serbatoio ricevente l?aria 32. In una forma di realizzazione possibile mostrata nella figura 7, il dispositivo 1 comprende una fonte per l?aria pressurizzata 3 che fornisce l?aria dalla linea principale della struttura 3.

La miscela arricchita di ossigeno (il permeato) e la miscela ad un basso contenuto di ossigeno (il retentato) fuoriescono dall?assemblaggio dei tubi a membrana 2 attraverso la prima ed attraverso la seconda uscita 2b, 2c rispettivamente, per essere quindi rilasciate attraverso i rispettivi canali 20b, 20c in un dispositivo di erogazione 5 o in un dispositivo di raccolta. Secondo una forma di realizzazione possibile, il dispositivo di erogazione 5 comprende una tra una cannula nasale o una maschera facciale.

Secondo una forma di realizzazione possibile, il dispositivo 1 pu? comprendere un secondo compressore, non mostrato, posizionato a valle del mezzo a valvola 21, 22.

Il secondo compressore alimenter? la miscela di gas ipossica o iperossica pressurizzata in un serbatoio, non mostrato, anzich? nel dispositivo di erogazione 5, in cui viene immagazzinato per un uso futuro.

Per esempio, il serbatoio pu? essere una bombola o un serbatoio per autorespiratori utilizzati in attivit? subacquee.

Come mostrato schematicamente nella figura 2, la fibra cava 200 consiste, in un modo noto nell?arte, di una struttura permeabile 202 con uno strato di copertura ultrasottile 201. Secondo una forma di realizzazione possibile, le fibre cave 200 vengono mantenute in un modulo 2 che ? un tubo di metallo o di plastica. Preferibilmente, le estremit? 200a, 200b delle fibre 200 vengono legate, per esempio incollate, insieme e vengono fissate al tubo cos? che l?aria pressurizzata alimentata nell?ingresso dell?aria 2a entri nelle fibre 200.

Come rappresentato schematicamente nelle figure 2 e 3, le fibre della membrana 200 permettono alle molecole di ossigeno e di acqua dell?aria pressurizzata di permeare attraverso la parete delle fibre della membrana nell?assemblaggio del tubo 2 pi? velocemente rispetto alle molecole di azoto, in modo tale che la maggior parte delle molecole di acqua e di ossigeno venga scaricata dall?assieme tubolare per membrane 2 come prodotto permeato, attraverso la prima uscita 2b.

La maggior parte delle molecole di azoto rimane dentro le fibre ed esce dalla seconda uscita 2c dell?assieme tubolare per membrane 2 come prodotto retentato.

Come verr? descritto in dettaglio, la pressione Pi e la temperatura T alle quali l?aria compressa entra nelle fibre 200 dell?assieme tubolare per membrane 2, ed il tempo per il quale l?aria rimane all?interno dell?assieme tubolare per membrane 2, determinano il contenuto di ossigeno nelle miscele di gas iperossiche e ipossiche alla prima ed alla seconda uscita 2b, 2c.

Per queste ragioni, il dispositivo 1 secondo l?invenzione comprende un mezzo 6 per il controllo e per la regolazione della velocit? di flusso F della miscela di gas nella seconda uscita 2c ed un mezzo 7 per almeno il controllo della pressione Pi dell?aria pressurizzata alimentata nel suddetto ingresso 2a.

Un?unit? di controllo elettronica 100 viene connessa almeno a questi mezzi 6, 7 per il controllo della velocit? di flusso F della miscela di gas retentata alla seconda uscita 2c e della pressione Pi dell?aria pressurizzata alimentata all?ingresso 2a.

Secondo una forma di realizzazione possibile mostrata nella figura 1, il mezzo 7 per il controllo della pressione Pi dell?aria pressurizzata alimentata all?ingresso 2a, ed il mezzo 6 per il controllo e per la regolazione della velocit? di flusso F della miscela di gas retentata alla suddetta seconda uscita 2c comprendono un regolatore della pressione di alimentazione 70.

In particolare, il regolatore della pressione di alimentazione 70 viene posizionato lungo la linea di alimentazione dell?aria pressurizzata 30, a valle della fonte per l?aria pressurizzata 3 ed a monte dell?ingresso 2a dell?assieme tubolare per membrane 2.

In una forma di realizzazione possibile, il dispositivo 1 comprende inoltre un sensore di pressione 71, preferibilmente posizionato lungo la linea di alimentazione dell?aria pressurizzata 30, a valle del regolatore della pressione di alimentazione 70 ed a monte dell?ingresso 2a dell?assieme tubolare per membrane 2; il sensore di pressione 71 viene connesso alla suddetta unit? di controllo 100, per il monitoraggio del valore corrente della pressione Pi dell?aria pressurizzata alimentata all?ingresso 2a.

In una forma di realizzazione possibile, il mezzo 6 per il controllo della velocit? di flusso F della miscela di gas retentata nella seconda uscita 2c, comprende inoltre un regolatore della contropressione 60. Il regolatore della contropressione 60 viene posizionato preferibilmente a valle della seconda uscita 2c ed a monte del dispositivo di erogazione 5 e del mezzo a valvola 21, 22.

Secondo una forma di realizzazione possibile, il dispositivo 1 comprende un mezzo 9 per il controllo della temperatura T dell?aria pressurizzata alimentata all?ingresso 2a dell?assieme tubolare per membrane 2, il quale pu? comprendere un refrigeratore per l?aria 90.

In una forma di realizzazione possibile, il suddetto mezzo 9 per il controllo della temperatura T dell?aria pressurizzata alimentata all?ingresso 2a dell?assieme tubolare per membrane 2, comprende inoltre almeno un sensore di temperatura 91, per il rilevamento della temperatura dell?aria alimentata all?ingresso 2a dell?assieme tubolare per membrane 2, il quale pu? essere adatto anche per il rilevamento di fuoco. Preferibilmente, il sensore di temperatura viene connesso all?unit? di controllo elettronica 100.

Preferibilmente, il refrigeratore per l?aria 90 viene posizionato lungo la linea di alimentazione dell?aria pressurizzata 30, a valle della fonte dell?aria pressurizzata 3 ed a monte dell?ingresso dell?aria pressurizzata 2a, pi? preferibilmente a monte del regolatore della pressione di alimentazione 70.

In una forma di realizzazione possibile secondo l?invenzione, l?assieme tubolare per membrane 2 funziona a pressioni di ingresso dell?aria (Pi) variabili da 4 bar g a 13 bar g.

La quantit? delle miscele di gas iperossiche/ipossiche che possono essere prodotte alle uscite 2b, 2c dell?assieme tubolare per membrane 2 aumenta proporzionalmente con il valore della pressione dell?aria di ingresso Pi.

Come detto sopra, le prestazioni dell?assieme tubolare per membrane 2 in termini di percentuale di ossigeno nelle miscele di gas iperossiche/ipossiche, dipende da diversi parametri, tra i quali il valore della pressione Pi dell?aria pressurizzata all?ingresso 2a dell?assieme tubolare per membrane, la velocit? di flusso F della miscela dei gas retentati nella seconda uscita 2c, e la temperatura T dell?aria pressurizzata alimentata all?ingresso 2a dell?assieme tubolare per membrane 2.

In maggior dettaglio, variando la velocit? di flusso F della miscela di gas retentata alla seconda uscita 2c, cambier? il contenuto di ossigeno nelle miscele di gas iperossiche/ipossiche alle uscite 2b, 2c.

In particolare, con la diminuzione della velocit? di flusso F della miscela di gas retentata alla seconda uscita 2c, aumenter? il tempo di permanenza dell?aria nell?assieme tubolare per membrane 2 e come risultato verr? abbassato il contenuto di ossigeno nella miscela di gas ipossica alla seconda uscita 2c e verr? aumentato il contenuto di ossigeno nella miscela di gas iperossica alla prima uscita 2b.

In altre parole, il contenuto percentuale di ossigeno nelle miscele iperossiche/ipossiche pu? essere regolato mediante la regolazione della velocit? di flusso F della miscela di gas retentata alla seconda uscita 2c.

I tubi vengono dimensionati per soddisfare i flussi e le miscele di gas richiesti. La velocit? di flusso, la pressione e preferibilmente anche la temperatura vengono regolati e vengono impostati a seconda delle composizioni di retentato e di permeato richieste in un modo noto come tale nell?arte. In realt?, i produttori dei tubi a membrana di solito forniscono grafici appropriati che mostrano le variazioni della composizione in funzione almeno della velocit? di flusso e della pressione. Inoltre, le prestazioni dell?assieme tubolare per membrane 2 vengono influenzate dalla temperatura T alla quale opera l?assieme tubolare per membrane 2: l?assieme tubolare per membrane 2 funziona ottimamente ad una temperatura T compresa nell?intervallo da 2?C a 50?C ed un aumento della temperatura risulter? in un superiore consumo di aria pressurizzata.

Inoltre, l?aumento della pressione dentro le fibre cave 200 dell?assieme tubolare per membrane 2 risulta nell?aumento della capacit? del dispositivo: il consumo di aria pressurizzata aumenta proporzionalmente.

Il dispositivo 1 secondo l?invenzione, comprende i mezzi con valvole 21, 22 per la regolazione del flusso della miscela di gas permeata (la miscela di gas iperossica) che fluisce dalla prima uscita 2b al dispositivo di erogazione 5, e del flusso della miscela di gas retentata (la miscela di gas ipossica) che fluisce dalla seconda uscita 2c al dispositivo di erogazione 5.

In una forma di realizzazione possibile, il suddetto mezzo a valvola ? una singola valvola comprendente due differenti percorsi 21, 22 per la miscela di gas permeata e per la miscela di gas retentata, rispettivamente.

I mezzi a valvola 21, 22 vengono fatti funzionare in modo tale che le miscele di gas iperossiche/ipossiche vengano rilasciate alternativamente e separatamente nel suddetto dispositivo di erogazione 5 che viene posizionato a valle del mezzo a valvola 21, 22.

In un?ulteriore forma di realizzazione possibile, i mezzi a valvola comprendono un primo mezzo a valvola 21 per la regolazione della miscela di gas permeata (la miscela di gas iperossica) che fluisce dalla prima uscita 2b nel dispositivo di erogazione 5, ed un secondo mezzo a valvola 22 per la regolazione della miscela di gas retentata (la miscela di gas ipossica) che fluisce dalla seconda uscita 2c nel dispositivo di erogazione 5.

I primi e i secondi mezzi a valvola 21, 22 vengono fatti funzionare alternativamente in modo tale che le miscele di gas iperossiche/ipossiche vengano rilasciate alternativamente nel dispositivo di erogazione 5 che viene posizionato a valle dei mezzi a valvola 21, 22.

In una forma di realizzazione possibile, mostrata nella figura 1, il dispositivo 1 comprende uno sfiato 51 connesso ai mezzi con valvole 21, 22.

Per esempio, in una forma di realizzazione possibile mostrata nelle figure 1 e 7, il mezzo a valvola ? una valvola a cinque vie, per esempio una valvola ad incrocio a 5 porte, comprendente due differenti percorsi (uscite) 21, 22 per la miscela di gas permeata e per la miscela di gas retentata, rispettivamente.

Secondo questa forma di realizzazione, le valvole 21, 22 hanno due ingressi per l?alimentazione delle rispettive miscele di gas dalle uscite 2b, 2c, e tre uscite.

Una delle tre uscite della valvola a cinque vie 21, 22 viene connessa al dispositivo di erogazione 5, e due delle tre uscite della valvola a cinque vie 21, 22 vengono connesse ad uno sfiato 51.

In una configurazione possibile del dispositivo secondo l?invenzione, i mezzi a valvola a cinque vie 21, 22 vengono fatti funzionare alternativamente in modo tale che, quando in azione, un?uscita del mezzo a valvola 21, 22 colleghi fluidicamente la rispettiva uscita 2b, 2c dell?assieme tubolare per membrane 2 con il dispositivo di erogazione 5, mentre un?uscita collega la rispettiva uscita 2c, 2b dell?assieme tubolare per membrane 2 con lo sfiato 51. In questo modo, le miscele ipossiche o quelle iperossiche vengono alimentate alternativamente nel dispositivo di erogazione 5, ed il dispositivo 1 pu? essere utilizzato per un allenamento iperossico/ipossico intermittente (IHHT).

In una forma di realizzazione possibile, mostrata nelle figure 5 e 6, i mezzi a valvola 21, 22 comprendono valvole a tre vie.

Secondo questa forma di realizzazione, ciascuna valvola 21, 22 ha un ingresso per l?alimentazione delle rispettive miscele di gas dalle uscite 2b, 2c, e da due uscite. Una delle due uscite di una valvola a tre vie 21, 22 viene connessa al dispositivo di erogazione 5, ed una delle due uscite della valvola a tre vie 21, 22 viene connessa ad un cuscinetto 51.

In una configurazione preferita del dispositivo secondo l?invenzione, i mezzi a valvola 21, 22 vengono fatti funzionare alternativamente in modo tale che, quando in azione, un mezzo a valvola 21, 22 colleghi fluidicamente la rispettiva uscita 2b, 2c dell?assieme tubolare per membrane 2 con il dispositivo di erogazione 5, mentre l?altro mezzo a valvola 22, 21 collega la rispettiva uscita 2c, 2b dell?assieme tubolare per membrane 2 con il cuscinetto di sfiato 51.

In questo modo, le miscele ipossiche o quelle iperossiche vengono alimentate alternativamente nel dispositivo di erogazione 5, ed il dispositivo 1 pu? essere utilizzato per un allenamento iperossico/ipossico intermittente (IHHT).

In una forma di realizzazione possibile la miscela di gas iperossica rilasciata nel dispositivo di erogazione 5 comprende un contenuto di ossigeno almeno del 35%, preferibilmente tra il 35%?38%, e la miscela di gas ipossica rilasciata nel dispositivo di erogazione 5 comprende un contenuto di ossigeno inferiore al 15%, preferibilmente tra il 10%?13%.

Secondo una forma di realizzazione possibile, i contenuti di ossigeno delle miscele di gas iperossiche ed ipossiche alle uscite 2b e 2c vengono misurati mediante due rispettivi sensori 22b, 22c posizionati a valle delle suddette uscite 2b, 2c ed a monte del suddetto dispositivo di erogazione 5.

Preferibilmente, i suddetti sensori 22b, 22c per la misura delle percentuali di ossigeno delle miscele di gas vengono connessi all?unit? di controllo 100.

Secondo una forma di realizzazione possibile, il dispositivo 1 comprende un umidificatore 23 posizionato a valle dell?uscita 2c della miscela ipossica.

Le suddette percentuali di ossigeno possono essere variate, come discusso sopra, variando diversi parametri, tra i quali il valore della pressione Pi dell?aria pressurizzata all?ingresso 2a dell?assieme tubolare per membrane, la velocit? di flusso F della miscela di gas retentata alla seconda uscita 2c, e la temperatura T dell?aria pressurizzata alimentata nell?ingresso 2a dell?assieme tubolare per membrane 2.

In una forma di realizzazione possibile secondo l?invenzione, il dispositivo 1 comprende un mezzo 4 per il monitoraggio di almeno un parametro corporeo VPm, per esempio un pulsiossimetro 41 e/o un capnografo 42 per il monitoraggio della concentrazione di biossido di carbonio.

Per esempio, i parametri corporei VPm che possono essere monitorati comprendono il livello di saturazione dell?ossigeno (SpO2) e/o la frequenza cardiaca (BPM) e/o la concentrazione o la pressione parziale di biossido di carbonio (CO2) nelle miscele di gas.

In una forma di realizzazione possibile, il dispositivo 1 comprende almeno un?unit? di filtrazione 8? per la purificazione dell?aria prima della sua alimentazione nella fonte per l?aria pressurizzata 3.

In una forma di realizzazione possibile, il dispositivo 1 comprende almeno un?unit? di filtrazione 81 per la purificazione dell?aria pressurizzata prima della sua alimentazione nel suddetto ingresso 2a. Preferibilmente, l?almeno un?unit? di filtrazione 81 viene posizionata lungo la linea di alimentazione dell?aria 30, a valle della fonte per l?aria pressurizzata 3 e ad monte dell?ingresso dell?aria 2a.

In una configurazione possibile, come mostrato nella figura 1 il dispositivo 1 comprende uno o pi? dei seguenti filtri: un filtro a coalescenza grossolano e fine per rimuovere le particelle ed i liquidi dall?aria pressurizzata che deve essere alimentata nella membrana 2, un assorbitore di carbonio del tipo a letto per rimuovere i fumi di idrocarburi e di oli dall?aria pressurizzata, ed un filtro per polveri con un letto di carbone attivo per impedire che venga trasportata la polvere di carbone.

Inoltre, il dispositivo 1 pu? comprendere un ulteriore filtro per virus, per batteri e per batteriofagi 84 come mostrato nella figura 1, posizionato a monte dell?ingresso per l?aria 2a ed a valle del suddetto assemblaggio di filtri 81.

Un filtro esemplificativo 84 comprende uno strato prefiltrante di polipropilene ed una membrana insitamente idrofobica di PTFE espanso, per assicurare la rimozione di tutti i batteri, i virus ed i batteriofagi aerotrasportati.

In una forma di realizzazione possibile, il dispositivo comprende un modulo di essiccazione/evaporazione 11 per creare una fornitura di aria di alimentazione senza condensazione per l?assieme tubolare per membrane . Preferibilmente, il modulo di essiccazione/evaporazione 11 viene posizionato lungo la linea di alimentazione dell?aria 30, a valle della fonte dell?aria pressurizzata 3 ed a monte dell?ingresso dell?aria 2a, preferibilmente a monte dell?unit? di filtrazione 81.

Il modulo di essiccazione/evaporazione ? adatto per abbassare il punto di rugiada della corrente dell?aria compressa alimentata nell?assieme tubolare per membrane 2 in modo tale che il punto di rugiada della pressione delle richieste di aria compressa sia almeno 5?C inferiore alla temperatura ambiente inferiore che ci si attende, e che venga rimosso il condensato che viene formato.

Secondo un aspetto, il dispositivo 1 comprende almeno un modulo di sensori 400, posizionato a valle del mezzo a valvola 21, 22 ed a monte del dispositivo di erogazione 5. Preferibilmente, questo modulo di sensori 400 viene connesso all?unit? di controllo 100. Il modulo di sensori 400 comprende una molteplicit? di sensori per il monitoraggio di diversi parametri della miscela di gas che viene alimentata dal mezzo a valvola 21, 22 fatto funzionare nel dispositivo di erogazione 5. Preferibilmente, la molteplicit? di sensori comprende almeno uno tra un capnografo, un sensore per la misura del contenuto di ossigeno della miscela di gas, un flussometro, un sensore di temperatura ed un igrometro.

Secondo una forma di realizzazione possibile, il dispositivo 1 pu? comprendere altri sensori per il monitoraggio di differenti condizioni di funzionamento, quale un sensore per la qualit? dell?aria dell?ambiente 44.

In una forma di realizzazione possibile, il dispositivo 1 comprende un sacchetto per la respirazione del gas di rilascio 401 posizionato a valle del mezzo a valvola 21, 22 ed a monte del dispositivo di erogazione 5, in cui la miscela iperossica/ipossica viene immagazzinata prima di essere rilasciata all?utilizzatore.

Secondo una forma di realizzazione, il sacchetto per la respirazione del gas di rilascio 401 comprende un?unit? di filtrazione UV 85, o un?ulteriore unit? di filtrazione simile all?unit? di filtrazione 81 descritta sopra.

Il sacchetto per la respirazione del gas di rilascio 401 pu? comprendere inoltre un sensore di livello/volume 43 connesso all?unit? di controllo 100, per il monitoraggio del volume della miscela dentro il sacchetto di respirazione 401.

Secondo una forma di realizzazione possibile, rappresentata nella figura 6, il dispositivo 1 pu? comprendere due assemblaggi di tubi a membrana 2, 2?, connessi in parallelo tra la linea di alimentazione dell?aria pressurizzata 30 ed il sacchetto di respirazione 401. Questa configurazione del dispositivo 1 pu? essere utilizzata in applicazioni per allenamenti sportivi IHHT.

Entrambi gli assemblaggi dei tubi a membrana 2, 2? hanno un ingresso per l?aria pressurizzata 2a, 2a? ed una prima ed una seconda uscita per le miscele di gas 2b, 2c; 2b?, 2c? come descritto sopra. Secondo questa configurazione, rappresentata nella figura 6, il dispositivo 1 comprende una valvola per le modalit? di riscaldamento/allenamento 24, posizionata sulla linea di alimentazione dell?aria pressurizzata, a monte degli ingressi dell?aria 2a, 2a? dei due assemblaggi dei tubi a membrana 2, 2?.

La valvola 24 pu? essere fatta funzionare per passare da una prima modalit? di funzionamento che ? una modalit? di riscaldamento, in cui l?aria pressurizzata viene rilasciata nel primo assieme tubolare per membrane 2, ed una seconda modalit? che ? una modalit? di allenamento, in cui l?aria pressurizzata viene rilasciata sia al primo che al secondo assemblaggio per il tubo a membrana 2, 2?.

Questo risulta nel fatto che nella modalit? di allenamento un volume superiore di aria pressurizzata viene alimentato nel dispositivo 1 rispetto a quello nella modalit? di riscaldamento, in modo tale che un volume superiore della miscela di gas iperossica/ipossica possa essere prodotto in questa modalit? di allenamento, per essere rilasciato ad un utilizzatore.

La presente invenzione riguarda inoltre un metodo per il funzionamento di un dispositivo 1 secondo l?invenzione comprendente un mezzo 4 per il monitoraggio di almeno un parametro corporeo, per l?esecuzione di un allenamento iperossico/ipossico intermittente (IHHT).

Il metodo secondo l?invenzione comprende un alimentazione in continuo di aria pressurizzata nell?ingresso dell?aria 2a dell?assemblaggio dell?assieme tubolare per membrane 2. La membrana tubolare 2 separa in continuo l?aria pressurizzata alimentata nell?ingresso 2a, per cui vengono fornite in continuo due correnti di miscele di gas ipossiche ed iperossiche.

Il metodo comprende inoltre il passaggio di rilevamento di almeno un parametro corporeo VPm utilizzando il mezzo di monitoraggio 4 per il monitoraggio di almeno un parametro corporeo, preferibilmente almeno del livello di saturazione dell?ossigeno SpO2 e/o della frequenza cardiaca BPM e/o della concentrazione o la pressione parziale di biossido di carbonio CO2 nelle miscele di gas.

Come menzionato sopra, il mezzo 4 per il monitoraggio dei parametri corporei VPm pu? comprendere un ossimetro 41, ed un capnografo 42. In seguito al rilevamento dell?almeno un parametro corporeo VPm, il metodo comprende il passaggio del calcolo diretto o indiretto del livello di saturazione dell?ossigeno SpO2 dal parametro corporeo rilevato VPm ed il suo confronto con un livello di riferimento massimo SpO2 r,max e con un livello di riferimento minimo SpO2 r,min.

Secondo una forma di realizzazione possibile, il livello di riferimento massimo SpO2 r,max ed il livello di riferimento minimo SpO2 r,min possono essere immagazzinati nell?unit? di controllo 100, ed il valore misurato del livello di saturazione dell?ossigeno SpO2 viene confrontato con i suddetti livelli massimo e minimo.

Preferibilmente, il livello di riferimento massimo di saturazione dell?ossigeno SpO2

r,max ? un valore percentuale compreso tra il 98% ed il 100%, ed il livello di riferimento minimo di saturazione dell?ossigeno SpO2 r,min ? un valore percentuale compreso tra l?84% e l?86%.

Il metodo comprende inoltre il passaggio di commutazione del mezzo a valvola azionato 21, 22 in modo tale che il primo mezzo a valvola 21 venga fatto funzionare per fornire la miscela di gas iperossica al dispositivo di erogazione 5 nel caso in cui il livello di saturazione dell?ossigeno SpO2 sia inferiore al livello di riferimento minimo SpO2 r,min, e che il secondo mezzo a valvola 22 venga fatto funzionare per fornire la miscela di gas ipossica al dispositivo di erogazione 5 nel caso in cui il suddetto livello di saturazione dell?ossigeno SpO2 sia superiore al livello di riferimento massimo SpO2 r,max.

In questo modo, il passaggio di transizione del mezzo a valvola azionato 21, 22 risulta in una fornitura alternata di una miscela di gas ipossica o di una iperossica al dispositivo di erogazione 5.

Si deve far notare che quando in azione, un mezzo a valvola 21, 22 collega fluidicamente la rispettiva uscita 2b, 2c dell?assieme tubolare per membrane 2 con il dispositivo di erogazione 5, mentre l?altro mezzo a valvola 22, 21 collega la rispettiva uscita 2c, 2b dell?assieme tubolare per membrane 2 con uno sfiato 51, che scarica la miscela di gas nell?atmosfera.

In una forma di realizzazione possibile, la transizione della condizione operativa della valvola 21, 22 viene azionata mediante il confronto del valore misurato del livello di saturazione dell?ossigeno SpO2 con i livelli di riferimento massimo e minimo SpO2 r,max e SpO2 r,min che possono essere immagazzinati nell?unit? di controllo 100.

In particolare, in una forma di realizzazione possibile, quando l?utilizzatore respira una miscela di gas iperossica avente il 35%-38% di ossigeno, rilasciato attraverso il suddetto primo mezzo a valvola 21 nel suddetto dispositivo di erogazione 5, il valore SpO2 ? normalmente compreso tra il 98%-100%, cio? ? approssimativamente un livello di riferimento massimo di saturazione dell?ossigeno SpO2 r,max.

Questa condizione in cui il livello di saturazione dell?ossigeno SpO2 raggiunge il suddetto livello di riferimento massimo SpO2 r,max determina la commutazione del mezzo a valvola azionato.

Questo risulta nel fatto che il mezzo a valvola 21, 22 viene fatto funzionare per il rilascio della miscela di gas iperossica nello sfiato 51, e per il rilascio della miscela di gas ipossica nel dispositivo di erogazione 5.

In seguito a questa transizione, l?utilizzatore respira una miscela di gas ipossica avente il 10%-13% di ossigeno rilasciato attraverso il suddetto mezzo della seconda valvola 22 nel suddetto dispositivo di rilascio 5, ed il valore di SpO2 misurato decade gradualmente.

Come mostrato nella figura 4, questo procedimento fornisce un?isteresi: gli effetti della respirazione di una miscela di gas ipossica avente un ridotto livello di ossigeno, risulta nel fatto che l?SpO2 dell?utilizzatore decade fino all?85%, cio? ? approssimativamente un livello di riferimento minimo di saturazione dell?ossigeno SpO2

r,min.

Questa condizione in cui il livello di saturazione dell?ossigeno SpO2 raggiunge il suddetto livello di riferimento minimo SpO2 r,min determina la commutazione del mezzo a valvola azionato.

Questo risulta nel fatto che il mezzo a valvola 21, 22 viene fatto funzionare per il rilascio della miscela di gas iperossica nel dispositivo di erogazione 5, e per il rilascio della miscela di gas ipossica nello sfiato 51.

In seguito a questo cambiamento della valvola di azionamento, l?utilizzatore respira una miscela di gas iperossica avente il 35%-38% di ossigeno rilasciato attraverso il mezzo a valvola 21, 22 nel suddetto dispositivo di erogazione 5, ed il valore di SpO2 misurato aumenta di nuovo gradualmente. Come l?aria arricchita di ossigeno viene respirata dall?utilizzatore, l?SpO2 ritorner? velocemente al 98%-100%. Due o tre minuti di tempo di recupero vengono quindi seguiti da un?altra transizione ad un ciclo con un basso contenuto di ossigeno.

Secondo una forma di realizzazione possibile, il dispositivo 1 viene munito di un?interfaccia per l?utente 300, che ? accessibile all?utilizzatore. In particolare, per mezzo di questa interfaccia per l?utente 300, l?utilizzatore pu? impostare diversi parametri per il rilascio delle miscele di gas, incluse la durata di un ciclo con un basso contenuto di ossigeno e/o di un ciclo con un aumentato contenuto di ossigeno, e/o la durata complessiva di un allenamento iperossico/ipossico intermittente (IHHT).

L?interfaccia per l?utente 300 pu? comprendere differenti schermate selezionabili. Le forme di realizzazione esemplificative vengono mostrate nelle figure 8A, 8B e 8C:

- schermata per la panoramica del sistema (la figura 8A), che mostra i valori in tempo reale per i parametri del sistema e per i parametri corporei rilevati mediante i sensori, quali la frequenza delle pulsazioni e l?SpO2;

- schermata della grafica per l?utilizzatore (la figura 8B), che mostra i grafici in tempo reale del registratore dei parametri corporei per i valori critici di SpO2, della frequenza delle pulsazioni, e del valore percentuale di ossigeno rilasciato;

- schermata di progettazione (figura 8C) che mostra in tempo reale i grafici per i parametri del sistema, quali le pressioni, i livelli dei gas ed i punti di rugiada.

In una forma di realizzazione possibile, il contenuto di ossigeno (la percentuale) nelle miscele di gas iperossiche/ipossiche ? una funzione di almeno la pressione (Pi) applicata all?aria pressurizzata iniettata nel detto assieme tubolare per membrane 2 e/o di almeno della velocit? di flusso della miscela di gas retentata F definita alla seconda uscita 2c dell?assieme tubolare per membrane 2 e/o di almeno la temperatura T applicata all?aria pressurizzata iniettata nel detto assieme tubolare per membrane 2.

Per queste ragioni, in una forma di realizzazione possibile del metodo secondo l?invenzione la percentuale di ossigeno nelle miscele iperossiche/ipossiche pu? essere controllata per mezzo almeno del mezzo 6 per il controllo della velocit? di flusso della miscela di gas retentata (F) alla seconda uscita 2c, che comprende un regolatore della contropressione 60 e/o un regolatore della pressione di alimentazione 70.

Inoltre, il contenuto di ossigeno nelle miscele iperossiche/ipossiche pu? essere controllato per mezzo almeno del mezzo 7 per il controllo della pressione Pi dell?aria pressurizzata alimentata nell?ingresso 2a, che comprende un regolatore della pressione di alimentazione 70. Inoltre, la percentuale di ossigeno nelle miscele iperossiche/ipossiche pu? essere controllata per mezzo di almeno il mezzo 9 per il controllo della temperatura T dell?aria pressurizzata alimentata all?ingresso 2a.

Claims

RIVENDICAZIONI

1. Un dispositivo (1) per fornire miscele di gas respirabili iperossiche/ipossiche comprendente

- almeno un assieme tubolare per membrane (2) per la separazione dell?aria in una miscela di gas permeato ed in una miscela di gas retentato, il detto assieme tubolare per membrane (2) comprendendo un ingresso per l?aria pressurizzata (2a), una prima uscita per miscela di gas, per la miscela di gas iperossica permeata (2b) ed una seconda uscita per miscela di gas per la miscela di gas ipossica retentata (2c),

- una fonte di aria in pressione (3) per l?alimentazione di aria in pressione nel detto ingresso per l?aria (2a),

- mezzi (6) per il controllo della velocit? di flusso (F) della detta miscela di gas retentata che esce dalla detta seconda uscita (2c) e mezzi (7) per il controllo della pressione (Pi) dell?aria pressurizzata alimentata nel detto ingresso (2a),

- un?unit? di controllo (100) connessa almeno a detti mezzi (6) per il controllo della velocit? di flusso (F) della detta miscela di gas retentata che esce dalla detta seconda uscita (2c) ed ai mezzi (7) per il controllo della pressione (Pi) dell?aria pressurizzata alimentata nel detto ingresso (2a),

- mezzi a valvola (21, 22) per la regolazione delle dette miscele di gas permeato e retentato che fluiscono dalle dette uscite (2b, 2c).

2. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre un dispositivo di erogazione (5) per l?erogazione alternata di detta prima o seconda miscela di gas, in cui i detti mezzi a valvola (21, 22) sono connessi al detto dispositivo di erogazione azionato per la fornitura alternata della detta miscela di gas permeato o della detta miscela di gas retentato che fluiscono dalle dette uscite (2b, 2c) nel detto dispositivo di erogazione (5).

3. Dispositivo secondo le rivendicazioni 1 o 2, in cui la detta miscela di gas iperossica comprende una percentuale di ossigeno almeno del 35%, preferibilmente tra il 35%-38%, e la detta miscela di gas ipossica comprende una percentuale di ossigeno inferiore al 15%, preferibilmente tra il 10%?13%.

4. Dispositivo (1) secondo le rivendicazioni 1 o 2, in cui il detto mezzo (6) per il controllo della velocit? di flusso della miscela di gas retentato (F) in corrispondenza della detta seconda uscita (2c) comprende un regolatore della contropressione (60) e/o un regolatore della pressione di ingresso (70).

5. Dispositivo (1) secondo qualsiasi rivendicazione precedente, in cui il detto mezzo (7) per il controllo della pressione (Pi) dell?aria pressurizzata fornita al detto ingresso (2a) comprende un regolatore della pressione di ingresso (70).

6. Dispositivo (1) secondo qualsiasi rivendicazione precedente comprendente mezzi (9) per il controllo della temperatura (T) dell?aria in pressione fornita al detto ingresso (2a) del detto assieme tubolare per membrane(2), il detto mezzo per il controllo della temperatura comprendendo un refrigeratore per l?aria (90).

7. Dispositivo (1) secondo qualsiasi rivendicazione precedente, in cui la detta unit? di controllo elettronica (100) ? connessa a mezzi (4) per il monitoraggio di almeno un parametro corporeo (VPm).

8. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 7, in cui detti mezzi (4) per il monitoraggio di almeno un parametro corporeo comprendono almeno un pulsiossimetro (41).

9. Dispositivo (1) secondo qualsiasi rivendicazione precedente, comprendente almeno un?unit? di filtrazione (81) per la purificazione della detta aria in pressione prima della sua alimentazione al suddetto ingresso (2a).

10. Un metodo per la produzione di miscele di gas ipossiche ed iperossiche respirabili con un dispositivo (1) secondo qualsiasi rivendicazione da 1 a 9, comprendente le fasi di alimentare aria in pressione ad un assieme tubolare per membrane (2) contenente almeno una fibra cava (200), preferibilmente una molteplicit? di fibre cave (200), il suddetto assieme tubolare per membrane (2) essendo configurato per fornire un primo flusso di una miscela di gas iperossica ed un secondo flusso di una miscela di gas ipossica, in cui la miscela di gas ipossica ? la miscela di gas retentato che esce dal detto assieme tubolare per membrane (2), comprendente inoltre la fase di regolare il contenuto di ossigeno della detta miscela di gas iperossica e della detta miscela di gas ipossica mediante il controllo della pressione e/o della velocit? di flusso della detta miscela di gas ipossica che esce dal detto assieme tubolare per membrane (2) attraverso un?uscita del retentato (2c).

11. Metodo secondo la rivendicazione 10, in cui ciascuna miscela di gas che esce dal detto assieme tubolare per membrane (2) viene alimentata ad un dispositivo di erogazione (5) senza essere miscelata con l?aria ambiente o con l?altro gas che esce dall?assieme tubolare per membrane (2).

12. Metodo secondo le rivendicazioni 10 o 11 in cui il contenuto di ossigeno nelle dette miscele di gas iperossiche/ipossiche ? funzione di almeno una tra la pressione (Pi) applicata all?aria in pressione iniettata nel detto assieme tubolare per membrane (2), la velocit? di flusso della miscela di gas retentata (F) definita nella seconda uscita (2c) del detto assieme tubolare per membrane (2) e la temperatura (T) dell?aria pressurizzata alimentata nel detto assieme tubolare per membrane (2).

13. Metodo secondo qualsiasi rivendicazione da 10 a 12, in cui il contenuto di ossigeno nelle dette miscele ipossiche ed iperossiche viene controllato per mezzo di almeno detti mezzi (6) per il controllo della velocit? di flusso della miscela di gas retentata (F) nella detta seconda uscita (2c), che comprende un regolatore della contropressione (60) e/o un regolatore della pressione di ingresso (70).

14. Metodo secondo qualsiasi rivendicazione da 10 a 13, in cui la percentuale di ossigeno nelle dette miscele iperossiche/ipossiche viene controllata per mezzo di almeno detti mezzi (7) per il controllo della pressione (Pi) dell?aria in pressione alimentata al detto ingresso (2a), che comprende un regolatore della pressione di ingresso (70).

15. Metodo secondo qualsiasi rivendicazione da 10 a 14, in cui la percentuale di ossigeno nelle dette miscele iperossiche/ipossiche viene controllata mediante almeno i mezzi (9) per il controllo della temperatura (T) dell?aria in pressione alimentata al detto ingresso (2a).

16. Un metodo per il funzionamento di un dispositivo (1) secondo una delle rivendicazioni da 1 a 9 comprendente un dispositivo di erogazione (5) e comprendente mezzi (4) per il monitoraggio di almeno un parametro corporeo (VPm), per l?esecuzione di un allenamento iperossico/ipossico intermittente (IHHT), il metodo comprendendo le fasi di:

? alimentazione in continuo di aria in pressione al detto ingresso per l?aria (2a) del detto assieme tubolare per membrane (2)

? rilevamento di almeno un parametro corporeo (VPm) con i detti mezzi (4) per il monitoraggio di almeno un parametro corporeo,

? calcolo diretto o indiretto del livello di saturazione dell?ossigeno (SpO2) dal detto parametro corporeo rilevato (VPm) ed il suo confronto con un livello di riferimento massimo (SpO2 r,max) e con un livello di riferimento minimo (SpO2 r,min) immagazzinati nella detta unit? di controllo (100),

? commutazione dei detti mezzi a valvola (21, 22) per fornire alternativamente al detto dispositivo di erogazione (5) detta miscela di gas iperossica nel caso in cui il detto livello di saturazione dell?ossigeno (SpO2) ? inferiore al detto livello di riferimento minimo (SpO2 r,min), o della detta miscela di gas ipossica nel caso in cui il detto livello di saturazione dell?ossigeno (SpO2) ? superiore al detto livello di riferimento massimo (SpO2 r,max)

in cui la detta fase di commutazione dei detti mezzi a valvola (21, 22) risulta in una fornitura alternata di una miscela di gas ipossica o di una iperossica nel detto dispositivo di erogazione (5).

17. Metodo secondo la rivendicazione 16 in cui il detto livello di riferimento massimo di saturazione dell?ossigeno (SpO2 r,max) ? un valore percentuale compreso tra il 98% ed il 100%, ed in cui il detto livello di riferimento minimo di saturazione dell?ossigeno (SpO2 r,min) ? un valore percentuale compreso tra l?84% e l?86%.

18. Metodo secondo le rivendicazioni 16 o 17 in cui il detto almeno un parametro corporeo (VPm) comprende il livello di saturazione dell?ossigeno (SpO2) e/o la frequenza cardiaca (BPM).

19. Una miscela respirabile come ottenuta mediante un metodo secondo qualsiasi rivendicazione da 10 a 15 con un dispositivo secondo qualsiasi rivendicazione da 1 a 9, per l?uso in un trattamento medico.

20. Un metodo per il trattamento di disturbi metabolici e correlati allo stress che comprende la somministrazione di una quantit? efficace di una miscela di gas ipossica e/o iperossica che pu? essere ottenuta mediante un metodo secondo qualsiasi rivendicazione da 10 a 18.