專利名稱：用于導(dǎo)痰的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及振動病人肺從而降低肺所含黏液的粘度。尤其是，涉及一種通過低頻聲沖擊波振動病人肺的裝置和方法。
背景技術(shù)：
人肺包括一個用于清洗黏液的天然機(jī)構(gòu)。人肺具有在大約18Hz下振動的細(xì)小清洗纖毛。在該頻率下，黏液具有從粘稠的到流動的到較稀的分泌物的一個顯著相變。因此，纖毛進(jìn)行工作通過使黏液相變的更加易于流動，從而使黏液松散。一旦黏液變得更加易于流動，就可以更容易地排出。
一些帶有較弱的肺、肺病、或者其它疾病的病人具有不能在粘稠的黏液中產(chǎn)生一個足夠相變的肺。此外，一個醫(yī)生需要從病人中導(dǎo)出痰樣本。此外，一個人工的大約在18Hz下振動肺的裝置可以用于補(bǔ)充病人天然的黏液系統(tǒng)。在一些情況下，一個用于振動肺的人造裝置可以在黏液中產(chǎn)生與肺的天然纖毛在黏液中所產(chǎn)生的相同相變。
一種傳統(tǒng)的用于人工振動病人肺的方法是通過由嘴導(dǎo)入到肺中的氣壓的脈動來實(shí)現(xiàn)。然而，這樣的方法可能在較高的氣壓下產(chǎn)生危險，可能損壞肺中易碎的空氣液囊。
另一個用于人工振動病人肺的傳統(tǒng)方法是通過使用大約為18Hz的低頻聲音從而使肺分泌物變稀。低頻聲音不會在肺中產(chǎn)生具有潛在危險的與上述空氣脈動相聯(lián)系的高氣壓。然而，傳統(tǒng)的方法需要非常高的聲音動力從而在低頻下產(chǎn)生振動。通常的擴(kuò)音器部件被作為一個用于振動肺的高動力聲音源。然而，高動力聲音驅(qū)動器的使用壽命是較低的，并且高動力聲音驅(qū)動器的成本很高。此外，動力低音揚(yáng)聲器和擴(kuò)音器通常不是一次性的或者可攜帶的。
一個病人肺和聲帶在聲音的范圍內(nèi)產(chǎn)生一個特殊效果的擴(kuò)音器。然而，因為聲帶和肺都非常小低頻不能有效地產(chǎn)生。如果肺足夠大，它們可以支撐低頻聲音的產(chǎn)生，并且它們還可以有效地連接在一個低頻聲源上。
因此，現(xiàn)有技術(shù)中存在對一種系統(tǒng)和方法的需要，該系統(tǒng)和方法可以提供一種用于振動病人肺的低成本、一次性、和/或可攜帶的、人工的使肺所包含的黏液產(chǎn)生粘度變化的裝置。在現(xiàn)有技術(shù)中同樣也存在一種需要，即一個把病人肺同一個聲源連接起來從而在肺中產(chǎn)生一個低頻振動的有效裝置。此外，在現(xiàn)有技術(shù)中還存在對用于人工振動病人肺的無動力，低頻聲源的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于人工振動病人肺從而在肺所包含的黏液中產(chǎn)生粘度變化的裝置和方法。該裝置和方法用于從肺中清除黏液或者從肺中導(dǎo)出用于診斷目的的痰樣本。
根據(jù)本發(fā)明的肺振動裝置和方法允許肺產(chǎn)生低頻聲音，該聲音可以在所需的頻率下振動肺從而改變黏液的粘度。通常，人肺由于太小而不能產(chǎn)生低頻聲音。根據(jù)本發(fā)明的肺振動裝置和方法包括一個可以增大肺的外觀容量的聲阻，因此允許肺在所需的范圍內(nèi)產(chǎn)生低頻聲音。聲阻允許肺有效地連接在一個聲源上從而允許產(chǎn)生低頻沖擊波。聲阻可以使聲源好像是在一個非常大的空間中工作而不是在單獨(dú)的主體腔中，因此允許低頻聲音產(chǎn)生并且顯著地提高能量轉(zhuǎn)移的效率。本發(fā)明通過使用一個建立在Thiele-Small擴(kuò)音器參數(shù)上的聲音連接技術(shù)可以有效地產(chǎn)生相對的低頻。
根據(jù)本發(fā)明的裝置可以使用聲阻改善聲音能量到主體腔例如肺的轉(zhuǎn)移。裝置可以產(chǎn)生低頻聲音并且作為一個擴(kuò)音器封閉件使用主體腔。聲阻可以有效地把主體腔與低頻聲音連接。此外，聲阻可以有效地把聲音/聲頻/沖擊波連接在主體腔上從而在所需的頻率下振動肺。因此，較小和便宜的聲源可以在主體腔中有效地產(chǎn)生低頻聲音。
在本發(fā)明的一個示例的實(shí)施例中，一個肺振動裝置可以包括一個設(shè)置在腔室中的簧片。病人可以通過腔室吹出空氣，這導(dǎo)致簧片振動并產(chǎn)生一個聲沖擊波。裝置的一個聲阻可以把由簧片產(chǎn)生的聲沖擊波與肺連接從而產(chǎn)生低頻振動。因此，聲阻可以提供一個反壓，該反壓把低頻振動傳入到肺中從而黏液中產(chǎn)生一個粘度的變化。
本發(fā)明的這些和其它方面，目的，以及特征將從下面的對示例的實(shí)施例的詳細(xì)描述以及聯(lián)系和參照附圖變得清楚。


圖1A示出了根據(jù)本發(fā)明的一個示例的實(shí)施例的肺振動裝置的透視，切開視圖。
圖1B示出了圖1中所示的示例的肺振動裝置的剖視側(cè)視圖。
圖2為一個示例的腔室插入件的剖視圖，示出了設(shè)置在腔室中的一個示例的簧片實(shí)施例。
圖3為根據(jù)本發(fā)明的一個可選擇的示例的實(shí)施例的肺振動裝置的側(cè)視圖。
圖4為圖3中所示的示例的肺振動裝置的剖視圖。
圖5為根據(jù)本發(fā)明的一個示例的實(shí)施例的肺振動裝置的一個工作的剖視圖。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個可選擇的示例的實(shí)施例的肺振動裝置的剖視圖。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的又一個示例的實(shí)施例的肺振動裝置的剖視圖。
圖8為根據(jù)本發(fā)明的一個示例的實(shí)施例的肺振動裝置的一個出口端的視圖。
圖9A示出了根據(jù)本發(fā)明的一個示例的實(shí)施例的簧片配重的一個位置。
圖9B為根據(jù)本發(fā)明的一個示例的實(shí)施例的簧片配重的側(cè)視圖。
圖9C為圖9B中所示簧片配重的端視圖。
圖9D示出了根據(jù)本發(fā)明的一個示例的實(shí)施例的一個可選擇的簧片配重。
圖9E示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個可選擇的示例的實(shí)施例的簧片配重。
圖9F示出了根據(jù)本發(fā)明的又一個可選擇的示例的實(shí)施例的簧片配重。
圖10為根據(jù)本發(fā)明的一個可選擇的示例的實(shí)施例的肺振動裝置的剖視圖。
圖11為根據(jù)本發(fā)明的另一個可選擇的實(shí)施例的肺振動裝置的剖視圖。
圖12為一個模塊圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個示例的實(shí)施例的肺振動裝置的一個示例的動力補(bǔ)充裝置。
具體實(shí)施例的詳細(xì)描述本發(fā)明的示例的實(shí)施例將參照圖1-12進(jìn)行描述，其中相同的附圖標(biāo)記表示相似的部件。
圖1A示出了根據(jù)本發(fā)明的一個示例的實(shí)施例的肺振動裝置100的透視、切開的視圖。圖1B示出了圖1中所示的示例的肺振動裝置100的剖視側(cè)視圖。裝置100包括一個無動力的，一次性聲音噪聲源。如圖1A和1B所示，裝置100包括一個在腔室102中的口琴型，自由簧片104。裝置100還包括一個設(shè)置在腔室102中的聲阻106。
腔室102包括一個標(biāo)準(zhǔn)呼吸管或者其它適合的材料。如圖所示，簧片104可以在點(diǎn)P處連接到設(shè)置在腔室102中的一個插入件102a上。可選擇地，簧片104可以以一種獨(dú)立地連接在腔室102的一個端部上的端蓋(沒有顯示)型式出現(xiàn)?；善?04可以通過任何適當(dāng)?shù)姆椒ㄟB接在腔室102上，或者腔室插入件102a上。例如，簧片104可以膠合或者超聲焊接在腔室102或者插入件102a上。
簧片104可以由任何適當(dāng)?shù)牟牧现瞥?，例如塑料，木材，或者金屬，或者這些材料的組合。在一個示例的實(shí)施例中，簧片104可以由固體黃銅制成。在另一個示例的實(shí)施例中，簧片104可以由聚酯樹脂制成。在又一個示例的實(shí)施例中，簧片104可以為幾種材料的組合。例如，簧片104可以由帶有一種內(nèi)加強(qiáng)材料的兩個聚酯樹脂層制成。加強(qiáng)材料可以為任何適當(dāng)?shù)牟牧?，例如，錫箔。
簧片104的效率可以通過在它的自由端提供一個配重(沒有顯示)來提高。對于簧片自由端上的配重的更加完全的討論，可以參見下面的圖9A-9F中的討論。配重可以在空氣流過簧片時支撐振動中的簧片?？蛇x擇地或者附加地，簧片104的效率可以通過在它的自由端上提供一個機(jī)翼(沒有顯示)來提高。當(dāng)空氣流過簧片104時，機(jī)翼提供升力，該升力導(dǎo)致簧片104的自由端上升。當(dāng)機(jī)翼提升自由端時，機(jī)翼下落，導(dǎo)致簧片104下落。
因為許多病人肺清洗纖毛大約在18Hz下進(jìn)行工作，裝置100不需要產(chǎn)生較寬頻率范圍內(nèi)的聲音。因此，在一個示例的實(shí)施例中，裝置100可以調(diào)節(jié)到一個大約為18Hz的工作頻率下，或者可以調(diào)節(jié)到與一個特殊病人的纖毛的工作頻率相匹配。使裝置的聲阻和病人的肺容量相匹配可以使裝置的效率更高并且降低成本。在一個可選擇的示例的實(shí)施例中，裝置可以調(diào)節(jié)到大約12Hz-24Hz的頻率范圍內(nèi)工作。在又一個可選擇的示例的實(shí)施例中，裝置可以調(diào)節(jié)到大約16Hz-20Hz的頻率范圍內(nèi)工作。
關(guān)于裝置的振動頻率，簧片可以調(diào)節(jié)到所需的頻率下振動?？蛇x擇地，一個被稱之為次諧波倍頻的過程被應(yīng)用。在該過程中，簧片可以調(diào)節(jié)到在一個頻率下振動，該頻率大約為所需頻率的兩倍。然而，在次諧波倍頻中，一個附加的大約為振動頻率一半的沖擊波產(chǎn)生。因此，附加的沖擊波在大約所需頻率處產(chǎn)生。例如，簧片可以調(diào)節(jié)到大約在36Hz下振動，從而產(chǎn)生一個大約為18Hz的所需頻率的附加沖擊波。
在本發(fā)明的一個示例的實(shí)施例中，聲阻106包括一小塊泡沫塑料，一個所需聲阻的醫(yī)藥HEPTA過濾器，或者一個直徑向下逐漸變小的圓錐體。在另一個可選擇的示例的實(shí)施例中，一個可變的聲阻可以作為一個特殊病人的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。例如，聲阻106可以為一個可變壓縮的泡沫塑料，具有不同阻力的可互換的HEPTA過濾器，或者一個具有一個可調(diào)出口直徑的可變的開閉器或者閥?？蛇x擇地，聲阻106可以用一個設(shè)置在腔室102出口端上的可移動活塞(沒有顯示)代替。可移動活塞可以控制提供到腔室102的空氣出口的阻力大小。
為了使用肺清洗或者痰樣導(dǎo)出裝置100，一個病人通過裝置100的腔室102大約每分鐘3次或者更少呼氣。當(dāng)病人通過腔室102呼氣時，空氣通過腔室102的開口端102d從方向A進(jìn)入到腔室中然后從腔室102和端部102e排出。經(jīng)過簧片104的空氣導(dǎo)致簧片104振動?；善?04可以調(diào)整到大約在18Hz下振動(或者在一個相應(yīng)于病人纖毛的頻率下)。裝置可以產(chǎn)生一個大約為10dBa-75dBa的容量。在可選擇的示例的實(shí)施例中，裝置可以調(diào)節(jié)到產(chǎn)生一個大約為10dBA-20dBa或者大約為65dBA-75dBa的容量。產(chǎn)生的壓力阻力大約為在100Lpm下2.5cm的水。就壓力或者動力而言，70dBa大約比通常的活動例如叫喊或者大聲的持續(xù)咳嗽的數(shù)值的三次方小。
當(dāng)裝置100在氣路中僅僅應(yīng)用在大約75至100dBa之間時，它能夠足夠地驅(qū)動胸腔從而通過厚衣服感覺到肺的振動。通過大約在18Hz下使肺振動，肺的分泌物會變稀，允許肺黏液的自然清洗作用泵壓排出分泌物。在使用裝置100之后，分泌物在病人喉部后大約存集3至12小時。然后病人可以咽下這些分泌物或者從口中排出它們。
圖2為一個示例的腔室插入件102a的剖視圖，示出了設(shè)置在腔室102中的簧片104的一個示例的實(shí)施例。為了阻止簧片104斷裂以及被病人咽下(對于使用裝置100合適的端部但是通過裝置吸氣非常困難的病人而言)，簧片104的一個自由端104a可以被制成足夠大從而使簧片不會通過腔室插入件102的端部進(jìn)入到肺中。
如果裝置100被反向使用并且當(dāng)一個病人吸氣時簧片振動，肺分泌物會被深深地驅(qū)入到肺中。在一個示例的實(shí)施例中，為了阻止病人吸氣時反向使用裝置100以及振動簧片104，一個或者多個孔(沒有顯示)可以提供在腔室102上，位于聲阻106和腔室102的出口端102e之間?？自试S足夠的空氣進(jìn)入到腔室102中從而阻止簧片104的振動。如果孔提供在腔室102的簧片端，可以設(shè)置在簧片104和聲阻106之間。
一個使用無動力一次性裝置100的動力系統(tǒng)(沒有顯示)同樣可以通過本發(fā)明獲得。一個示例的動力系統(tǒng)可以包括一個用于驅(qū)動簧片104的外部聲頻線圈，帶有一個設(shè)置在簧片104尖端上的小型鐵制元件。線圈可以間歇地制動從而振動簧片104。如果病人不能通過裝置呼氣，一些可能的申請例如一個加強(qiáng)護(hù)理單元(“ICU”)或者新生兒的肺清洗會需要一個外部的動力系統(tǒng)。此外，一個動力系統(tǒng)對于沒有知覺的病人或者具有過多肺分泌物或者過多創(chuàng)傷的病人是有用的。根據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)點(diǎn)在于與病人相接觸的所有部件是一次性的。
一個動力系統(tǒng)不應(yīng)該在吸氣時使用，這會導(dǎo)致肺分泌物更深入地進(jìn)入到肺中。為了阻止吸氣時系統(tǒng)的工作，動力系統(tǒng)包括一個在腔室102中的壓力敏感口蓋，在吸氣時該口蓋打開，因此減小了聲連接以及使低頻效率低于簧片104振動的必須效率之下。
無動力肺振動裝置100還包括上述的吸入舌片。然而，舌片對于無動力肺裝置不是必須的，因為簧片在吸氣時不會振動并且簧片的密封使得吸氣變得困難(如果用戶通過裝置的右端進(jìn)行吹氣)。
圖3為根據(jù)本發(fā)明的一個可選擇的示例的實(shí)施例的肺振動裝置300的側(cè)視圖。圖4為圖3中所示的示例的肺振動裝置300的剖視圖。如圖所示，肺振動裝置300包括一個連接在腔室304上的第一端蓋302。腔室304包括大體相一致的截面，用大體相同的高度H1表示。
第一端蓋包括一個口部，通過該口部病人把空氣沿著方向A吹入到腔室304中?；善?02設(shè)置在腔室304中?；善?02包括一個固定端402a和一個自由端402b。如圖4中的示例的實(shí)施例所示，固定端402a可以被緊壓或者摩擦安裝在第一端蓋302和腔室304之間。在一個示例的實(shí)施例中，腔室304和端蓋302中的其中一個包括一個定位通道(沒有顯示)，該通道沿著腔室304的中心定位簧片402。在另一個示例的實(shí)施例中，腔室304和端蓋302中的其中一個包括與簧片402的固定端402a相接觸的多個肋(沒有顯示)從而把簧片402保持在一定的位置上。在另一個示例的實(shí)施例中，簧片402的固定端部402a包括一個延伸出端蓋302的T型(沒有顯示)。該T型保持簧片402位于腔室304的適當(dāng)位置上從而阻止簧片滑入到腔室304中。
在一個可選擇的示例的實(shí)施例中(沒有顯示)，簧片402的固定端402a可以膠合，超聲焊接，或者螺紋連接在端蓋302或者腔室304上。任何適合的用于把簧片連接到裝置上的方法落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。在一個示例的實(shí)施例中，端蓋302的一個進(jìn)口可以足夠小從而阻止簧片從裝置中排出并且被病人吸入。在另一個可選擇的示例的實(shí)施例中，端蓋302包括減小端蓋的開口面積從而阻止簧片通過的葉片(沒有顯示)。
腔室304包括一個矩形的或者正方形的形狀從而使圍繞簧片402的氣流最小化。然而本發(fā)明不僅僅只限于這些形狀可以包括其它的形狀。例如，腔室204可以為圓形，橢圓形，或者任何其它適合的形狀。這些形狀會導(dǎo)致一個輕微的效率降低，這可以通過調(diào)整裝置的聲阻進(jìn)行補(bǔ)償。
簧片402包括任何具有適當(dāng)硬度的材料，該材料不會吸收振動的過多能量。例如，簧片402可以包括塑料，木材，骨，金屬，或者這些材料的組合。在一個示例的實(shí)施例中，簧片402可以包括聚酯樹脂。聚酯樹脂的厚度可以在大約3.75密耳至10密耳的范圍內(nèi)。在圖4所示的示例的實(shí)施例中，簧片包括聚酯樹脂，該聚酯樹脂具有大約5密耳的厚度以及大約12.25英寸的長度。
端蓋302可以外部成形從而允許一個病人的口部可以圍繞端蓋302獲得一個適當(dāng)?shù)拿芊狻＠?，端蓋302可以具有一個圓形的或者橢圓形的外部形狀?？梢垣@得一個適當(dāng)密封的其它外部形狀在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。例如，外形可以為正方形或者矩形。
端蓋302可以通過各種方法連接在腔室304上。在一個示例的實(shí)施例中，端蓋302可以膠合或者超聲焊接在腔室302上。在另一個可選擇的示例的實(shí)施例中，端蓋302可以被緊壓或者摩擦安裝在腔室304上。在另一個可選擇的示例的實(shí)施例中，端蓋302可以通過使用一個鉤形物和插銷或者其它類型的夾裝置與腔室304鎖定。在任何情況下，端蓋302可以連接在腔室304上，以至于沿著方向A移動的足夠量的空氣不會在端蓋302和腔室304之間泄漏從而導(dǎo)致裝置300的效率降低。
在一個可選擇的實(shí)施例中(沒有顯示)，腔室304可以在它的入口處適當(dāng)?shù)爻尚螐亩鴮?shí)現(xiàn)一個嘴部的功能。在該實(shí)施例中，端蓋302可以被忽略。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個示例的實(shí)施例的工作中的肺振動裝置300的剖視圖。在工作中，病人在方向A上把空氣吹入第一端蓋302中。當(dāng)空氣以方向A經(jīng)過簧片402時，簧片402的自由端部402b上下振動，如箭頭B所示。振動在腔室304中產(chǎn)生一個聲沖擊波。
一個在裝置300中的聲阻把病人肺連接到聲沖擊波上從而允許低頻聲沖擊波的產(chǎn)生。聲阻通過端蓋302提供一個聲沖擊波反壓并進(jìn)入到病人肺中。在圖4和圖5所示的示例的實(shí)施例中，聲阻包括提供在腔室304中的一個氣團(tuán)。在該示例的實(shí)施例中，腔室304的長度L和高度H1包括一個足夠的體積從而提供一個足夠大的氣團(tuán)用來產(chǎn)生所需的聲阻(以及反壓)。
附加的或者可選擇的，簧片402的尺寸或者柔量提供了聲阻。例如，簧片402的尺寸或者柔量可以增大，直到用于振動簧片402的所需的空氣量足夠提供所需的聲阻和反壓到病人肺中。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一個可選擇的示例的實(shí)施例的肺振動裝置600的剖視圖。如圖所示，裝置600包括第一端蓋302和腔室604?；善?02設(shè)置在腔室604中。腔室604具有一個角形狀，從而一個第一部具有高度H1，一個第二部具有比H1大的高度H2。因此，第一部的剖面面積比第二部的剖面面積小。在工作中，簧片402的自由端402b在腔室604的第二部中上下振動，因此，自由端402b具有附加的空間上下振動。并且自由端402b不會與腔室604相接觸。角形狀還增大了通過裝置的氣流。增大的氣流具有多個好處。例如，增大的氣流可以通過干燥形成在腔室中的凝結(jié)從而提供附加的空氣降低腔室的霧化。此外，增大的容量可以增大裝置的聲阻。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個可選擇的示例的實(shí)施例的肺振動裝置700的剖視圖。如圖所示，裝置700包括一個端蓋702和一個腔室704。裝置700還包括設(shè)置在腔室704中的簧片402。端蓋702和腔室704具有相應(yīng)的漸細(xì)端部706a，706b。漸細(xì)端部可以在端蓋702和腔室704之間提供改善的緊壓安裝。此外，漸細(xì)端部706a，706b可以當(dāng)端蓋702和腔室704被推到一起時阻止簧片402的固定端402a從腔室704中抽出。
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的一個示例的實(shí)施例的肺振動裝置的出口端視圖。如圖所示，腔室304包括四個單獨(dú)的連接在一起的部件。部件可以通過膠合，超聲焊接，帶系(taping)，或者其它適合的方式連接在一起?？蛇x擇地，腔室304可以作為一個單個的部件模制(沒有顯示)。腔室304可以由塑料，木材，金屬，或者其它合適的材料制成。
在一個示例的實(shí)施例中，腔室304的內(nèi)表面包括一個基本上光滑的表面(沒有顯示)。在圖8所示的可選擇的示例的實(shí)施例中，腔室304的一個下部內(nèi)表面802和一個上部內(nèi)表面804包括一個或者多個凹槽806。凹槽806減少了腔室304的內(nèi)表面802，806與簧片402相接觸的表面面積。因此，任何集聚在腔室304的上部和下部內(nèi)表面802，804上的凝結(jié)可以在收集在凹槽806中?；善?02的自由端402b與腔室304的一小部分表面面積相接觸。因此，通過如圖所示的在上部內(nèi)表面804上的凹槽，凹槽可以為圓形來進(jìn)一步降低與簧片402接觸的表面面積。在一個可選擇的示例的實(shí)施例中(沒有顯示)，凹槽可以提供一個與簧片402接觸的最小表面積。因此，減小的表面積降低了簧片402在腔室304的內(nèi)表面802，804上凝結(jié)的粘附力。
凹槽806同樣具有其它的好處。例如，凹槽806可以提供一個空氣路徑，該路徑用于提升簧片離開腔室的內(nèi)表面。此外，在一個示例的實(shí)施例中，凹槽的表面可以是粗糙的(沒有顯示)。霧氣在凹槽806的粗糙表面上比在與簧片402接觸的光滑表面上更容易凝結(jié)。因此，與簧片402相接觸的腔室表面上的霧氣可以被降低。
本發(fā)明不限于圖8中所示的凹槽806的形狀。任何可以降低與簧片自由端402b相接觸的腔室304的表面積的適當(dāng)?shù)男螤钤诒景l(fā)明的范圍之內(nèi)。例如，凹槽806包括一個半圓形，一個V形或者其它合適的形狀。此外，凹槽806可以沿著腔室304的整個長度提供?？蛇x擇地，凹槽806可以僅僅沿著腔室304的一部分提供，或者沿著腔室304間斷的部分提供。對于間斷的部分，凹槽806可以更像是在腔室304的內(nèi)表面上的單個的正方形，矩形，或者其它形狀。
圖9A，9B，9C，9D，9E和9F示出了提供在簧片902的自由端904上的配重的可選擇的，示例的實(shí)施例。在圖9A中，示出了一個簧片902?；善?02包括一個上面所述的簧片。一個配重可以提供在簧片的自由端上，如附圖標(biāo)記904所示。
圖9B示出了根據(jù)本發(fā)明的一個示例的實(shí)施例的簧片配重906的側(cè)視圖。圖9C為圖9B中示出的簧片配重906的端視圖。如圖9B和9C所示，配重906包括一個連接在簧片902上的配重。在一個示例的實(shí)施例中，配重906包括設(shè)置在簧片902端部的舌片。
圖9D示出了根據(jù)本發(fā)明的又一個示例的實(shí)施例的可選擇的簧片配重908。如圖所示，簧片配重908包圍簧片902的端部。此外，簧片配重908具有一個逐漸變細(xì)的尖端908a。在一個示例的實(shí)施例中，尖端908a可以比簧片902的厚度更薄。在尖端908a上減小的厚度可以增大簧片902的效率從而降低簧片902可獲得的頻率。在一個示例的實(shí)施例中，簧片配重908的較薄的尖端可以通過一種具有所需厚度的舌片材料提供?？蛇x擇的，簧片配重908的自由端可以磨細(xì)，或者切口可以提供在簧片配重908的自由端上從而降低簧片配重908的端部的表面面積。在一個示例的實(shí)施例中，簧片配重可以包括具有厚度大約為0.5至1.5密耳的舌片。在一個示例的實(shí)施例中，舌片包括醫(yī)藥舌片。
圖9E示出了根據(jù)本發(fā)明的又一個示例的實(shí)施例的簧片配重910?；善渲?10包括一個設(shè)置在簧片902端部的配重。并且在該示例的實(shí)施例中，簧片配重可以在簧片902的自由端簡單地增加簧片902的厚度和配重。在一個示例的實(shí)施例中，簧片配重910包括一種與簧片902相同的材料。在另一個可選擇的示例的實(shí)施例中，簧片配重910包括一種與簧片902不同的材料，例如舌片。在又一個示例的可選擇的實(shí)施例中，簧片/配重組合的自由端可以如上所述逐漸變細(xì)或者切口。
圖9F示出了根據(jù)本發(fā)明的又一個可選擇的示例的實(shí)施例的簧片配重?；善渲?12包括簧片902的一個雙層部。在該實(shí)施例中，簧片902的端部可以在它自己上重疊從而產(chǎn)生簧片配重912。在一個示例的實(shí)施例中，簧片/配重組合的自由端可以如上所述逐漸變細(xì)或者切口。
任何簧片/配重組合的端部的面積可以減小從而提高簧片902的效率。面積可以減小通過打磨使簧片配重的端部變薄?？蛇x擇地，面積可以通過在配重和簧片組合的自由端提供凹槽或孔減小。凹槽或孔去除了配重端部的表面面積，因此減小了面積。
在一個示例的實(shí)施例中，簧片配重可以包括一種第一材料，簧片可以包括一種第二材料。第一材料的聲順性可以大約在第二材料的聲順性的八分之一或者五分之一的范圍內(nèi)。在另一個示例的實(shí)施例中，第一材料的聲順性可以為第二材料的聲順性的大約四分之一。不同的聲順性可以提高簧片的效率。
在一個示例的實(shí)施例中，簧片可以互換從而允許在簧片達(dá)到它的使用壽命后替換。因此，肺振動裝置可以通過替換簧片重新構(gòu)造。
在另一個示例的實(shí)施例中，簧片可以包括，單獨(dú)一個或者帶有一個配重，一個摩擦指示器在它的自由端上。指示器可以在簧片到達(dá)它的使用壽命以及不能提供適當(dāng)?shù)墓ぷ黝l率時指示用戶。在一個實(shí)施例中，簧片包括一個當(dāng)簧片超過使用壽命時振動的墨水指示器。
圖10為根據(jù)本發(fā)明的另一個可選擇的示例的實(shí)施例的肺振動裝置1000的剖視圖。如圖所示，肺振動裝置1000包括一個聲阻塞1002。聲阻塞1002包括一個HEPTA過濾器或者一個泡沫塑料塞。此外，裝置1000包括附加的聲阻。例如，裝置1000包括一個由簧片402的一個尺寸產(chǎn)生的聲阻，如前所述并參考圖4。此外，或者可選擇地，裝置1000包括一個由提供在腔室304中的氣團(tuán)組成的聲阻，如前所述并參考圖4。
圖11為根據(jù)本發(fā)明的又一個可選擇的示例的實(shí)施例的肺振動裝置1100的剖視圖。如圖所示，肺振動裝置1100包括一個提供在腔室304上的第二端蓋1102。第二端蓋1102通過約束從腔室304來的空氣流發(fā)揮一個聲阻的功能。此外，第二端蓋1102提供了一個把裝置1100連接到一個呼吸器上的裝置。在一個可選擇的示例的實(shí)施例中，第二端蓋1102提供一個把裝置1100連接到呼吸器上但不是作為一個聲阻的裝置。當(dāng)連接到一個呼吸器上時，呼吸器通過腔室304吸取空氣驅(qū)動簧片402從而在病人肺中產(chǎn)生聲沖擊波。
圖12為根據(jù)本發(fā)明一個示例的實(shí)施例的肺振動裝置的一個示例的動力補(bǔ)充裝置1200的模塊圖。如圖所示，一個風(fēng)扇1202可以推動空氣以箭頭A的方向經(jīng)過導(dǎo)管1204。管1204包括一孔1006。肺振動裝置的一個出口1208設(shè)置在孔1206的附近。在導(dǎo)管1204中以方向A移動的空氣可以通過肺振動裝置1208在方向B上抽吸空氣。因此，通過肺振動裝置1208在箭頭B方向上抽吸空氣，動力補(bǔ)充裝置1200可以在肺振動裝置1208中至少產(chǎn)生一部分真空。在一個示例的實(shí)施例中，裝置1200可以在肺振動裝置1208中產(chǎn)生大約1.5英寸的負(fù)水壓。
對本領(lǐng)域的技術(shù)人員清楚的是，根據(jù)本發(fā)明的肺振動裝置可以具有許多附圖中沒有圖示的特征。例如，示例的實(shí)施例包括一個節(jié)約空間的設(shè)計，并具有一個可折疊的，絞接的，或者可收縮的腔室。另一個實(shí)施例包括一個由一種薄的可以折疊和一次性材料制成的裝置。
肺振動裝置用于實(shí)現(xiàn)許多功能。例如，裝置可以用于導(dǎo)痰從而清洗肺或者提供一個診斷樣本，改善肌肉(muscillary)，阻止肺塌陷(肺膨脹不全)，提高氧化作用，在運(yùn)動前提高運(yùn)動員的肺容量或者肺間隙，或者對煙吸入進(jìn)行治療。
聲源和主體腔的有效連接來產(chǎn)生低頻聲音可以用于其它的申請。聲阻可以進(jìn)行調(diào)節(jié)從而提供建立在特殊應(yīng)用上的適當(dāng)?shù)念l率。此外，簧片可以被調(diào)節(jié)通過改變它的尺寸，形狀，或者材料從而提供適當(dāng)?shù)念l率。例如，其它的申請可以包括下述的內(nèi)容冠動脈斑一個應(yīng)用為通過振動去除冠動脈斑。動力系統(tǒng)的采用可以通過內(nèi)胸的振動去除冠動脈斑，這將是一個有用的臨床應(yīng)用。
瘺和耳朵動力和無動力肺清洗系統(tǒng)的多種振動可以用于瘺的排出以及中耳的清洗。操作需要通過對聲阻的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)對肺清洗系統(tǒng)的一個簡單的頻率調(diào)節(jié)。在瘺的排出以及中耳清洗的應(yīng)用中，系統(tǒng)可以在大約15Hz至60Hz之間的一個范圍內(nèi)工作并具有一個大約為75dBa至100dBa的輸出。系統(tǒng)還可以大約在40Hz和60Hz之間工作，以及大約在44Hz。
診斷根據(jù)本發(fā)明的肺振動裝置可以為肺疾病提供一個精密的診斷工具的基礎(chǔ)，例如肺炎，COPD，哮喘，以及肺癌。診斷系統(tǒng)可以檢測擴(kuò)音器電機(jī)當(dāng)前階段的電壓然后在不同的頻率和壓力和真空下驅(qū)動肺的動態(tài)柔量。肺柔量根據(jù)不同的分泌物負(fù)載變化并且顯示了由于長期的肺組織的惡化導(dǎo)致地有彈性的變化。因此，結(jié)果與存在的情況相聯(lián)系。早期的無癥狀結(jié)果也可以與后期的疾病狀態(tài)相聯(lián)系。
腸/結(jié)腸另一個應(yīng)用是有效地把一個病人的結(jié)腸連接到一個聲源上從而清洗病人的腸或者結(jié)腸。該申請去除了腸的堵塞，這可以阻止該阻塞導(dǎo)致一個嚴(yán)重的感染。
雖然本發(fā)明具體的實(shí)施例在上面進(jìn)行了詳細(xì)的描述，該描述僅僅用于說明的目的。各種修改、以及與等效的步驟對應(yīng)的、示例的實(shí)施例的公開內(nèi)容、除上述的這些描述外，可以通過本領(lǐng)域的技術(shù)人員得出而不會偏離由附屬的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍，本發(fā)明的范圍根據(jù)最廣的解釋從而包括這樣的修改和等效的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種用于使肺分泌物變稀的裝置，包括一個腔室；一個設(shè)置在所述腔室中的簧片，所述簧片用于在振動時產(chǎn)生一個低頻的沖擊波；以及一個用于在病人肺中產(chǎn)生低頻沖擊波反壓的聲阻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述聲阻包括一個設(shè)置在所述腔室中的過濾器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述聲阻包括一個設(shè)置在所述腔室中的泡沫塑料塞。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述聲阻包括一個所述腔室的用于限制空氣從所述腔室流出的漸細(xì)端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述聲阻包括一個設(shè)置在所述腔室的一個端部上用于限制空氣從所述腔室流出的端蓋。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述聲阻包括一個容納在所述腔室中的氣團(tuán)，以及其中所述腔室包括一個足夠產(chǎn)生氣團(tuán)的空氣體積。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述聲阻包括一個所述簧片的尺寸，該尺寸形成對所述腔室中的氣流的阻擋。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述裝置包括多個聲阻，用于在病人肺中產(chǎn)生低頻沖擊波反壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述多個聲阻包括所述簧片的一個尺寸以及容納在所述腔室中的氣團(tuán)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述沖擊波包括一個大約在12Hz至24Hz范圍內(nèi)的頻率。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述沖擊波包括一個大約在16Hz至20Hz范圍內(nèi)的頻率。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述沖擊波包括一個大約為18Hz的頻率。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括一個連接在所述腔室上的嘴部。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述簧片通過連接在所述嘴部上被連接在所述腔室上，所述嘴部連接在所述腔室上。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述腔室的一個端部設(shè)置在所述嘴部中從而把所述嘴部連接在所述腔室上，以及其中通過具有一個緊壓在所述腔室和所述嘴部之間的所述簧片的端部，所述簧片連接在所述腔室上。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中所述腔室和所述嘴部中的其中一個包括一個用于在所述腔室中定位所述簧片的定位通道。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述腔室包括一個具有第一截面面積的第一部分以及一個具有第二截面面積的第二部分，以及其中所述第二截面面積比所述第一截面面積大。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中所述簧片包括一個自由端，以及其中所述自由端在所述腔室的第二部分中振動。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述腔室包括一個在腔室內(nèi)表面上的凹槽。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中所述腔室包括一個頂部內(nèi)表面和一個底部內(nèi)表面，以及其中所述凹槽設(shè)置在頂部和底部內(nèi)表面的其中之一上。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其中所述腔室包括多個設(shè)置在頂部和底部內(nèi)表面中的至少一個上的多個凹槽。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述簧片包括一個自由端，以及其中所述自由端包括一個截面面積，該面積比所述簧片的另一部分的截面面積小。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述簧片包括一個自由端，以及其中所述裝置還包括一個設(shè)置在所述簧片自由端上的配重。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其中所述配重包括一個自由端，該自由端具有一個比所述簧片的一部分的截面面積小的截面面積。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其中所述配重和所述簧片的一部分包括一個截面面積，該截面面積比所述配重和所述簧片的另一部分的截面面積小。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其中所述配重包括一種第一材料，所述簧片包括一種第二材料，并且其中第一材料的聲順性大約在第二材料的聲順性的八分之一至五分之一的范圍內(nèi)。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其中所述配重包括一個所述簧片的重疊部。
28.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其中所述配重包括連接在所述簧片自由端上的舌片。
29.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括一個連接在所述腔室上的動力補(bǔ)充裝置，用于在所述腔室中產(chǎn)生至少一部分真空。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的裝置，其中所述腔室包括一個出口，并且其中所述動力補(bǔ)充裝置包括一個經(jīng)過所述腔室出口的氣流。
31.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括一個連接在所述腔室的第一端和第二端上的呼吸管，用于把所述裝置連接在一個呼吸器上。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的裝置，還包括連接在所述腔室的對置端上的一對端蓋，其中所述呼吸管連接在所述端蓋上。
33.一種用于使肺分泌物變稀的方法，包括下述步驟把空氣吹入肺裝置的腔室中；使設(shè)置在腔室中的簧片振動從而產(chǎn)生一個低頻沖擊波；以及在病人肺中產(chǎn)生低頻沖擊波反壓。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中所述產(chǎn)生反壓的步驟包括在腔室中提供一個聲阻。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的裝置，其中所述提供的步驟包括在腔室中提供過濾器和泡沫塑料塞中的其中一個。
36.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中所述提供的步驟包括使腔室的一個端部漸細(xì)從而限制空氣從腔室中流出。
37.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中所述提供的步驟包括提供一個設(shè)置在腔室的一個端部上的端蓋，用于限制空氣從腔室中流出。
38.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中所述提供的步驟包括在腔室中提供一定量的空氣，從而足夠產(chǎn)生一個可以得到反壓的氣團(tuán)。
39.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中所述提供的步驟包括提供具有一個足夠產(chǎn)生反壓的尺寸的簧片。
40.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，還包括當(dāng)簧片在腔室中振動時阻止簧片粘附到腔室的一個頂部內(nèi)表面和一個底部內(nèi)表面上的步驟。
41.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，還包括通過在簧片的自由端提供一個配重從而提高所述振動效率的步驟。
42.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，還包括在腔室中產(chǎn)生至少一部分真空從而協(xié)助所述振動的步驟。
43.一種用于使肺分泌物變稀的裝置，包括一個腔室；一個包括一連接在所述腔室上的固定端以及一個在所述腔室中的自由端的簧片，所述簧片還包括一個設(shè)置在所述自由端上的配重，當(dāng)振動時所述簧片產(chǎn)生一個低頻聲沖擊波；以及至少一個在病人肺中產(chǎn)生低頻沖擊波反壓的聲阻。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的裝置，其中所述聲阻包括一個設(shè)置在所述腔室中的過濾器。
45.根據(jù)權(quán)利要求43所述的裝置，其中所述聲阻還包括一個設(shè)置在所述腔室中的泡沫塑料塞。
46.根據(jù)權(quán)利要求43所述的裝置，其中所述聲阻包括所述腔室的一個漸細(xì)端。
47.根據(jù)權(quán)利要求43所述的裝置，其中所述聲阻包括一個設(shè)置在所述腔室的一個端部上的端蓋，該端蓋限制空氣從所述腔室流出。
48.根據(jù)權(quán)利要求43所述的裝置，其中所述聲阻包括一個容納在所述腔室中的氣團(tuán)，以及其中所述腔室包括一個足夠產(chǎn)生氣團(tuán)的空氣量。
49.根據(jù)權(quán)利要求43所述的裝置，其中所述聲阻包括所述簧片的一個足夠產(chǎn)生反壓的尺寸。
50.根據(jù)權(quán)利要求43所述的裝置，其中所述沖擊波包括一個大約在16Hz至20Hz范圍內(nèi)的頻率。
51.根據(jù)權(quán)利要求43所述的裝置，還包括一個連接在所述腔室上的嘴部，其中通過具有緊壓在所述腔室和所述嘴部之間的所述固定端，所述簧片連接在所述腔室上。
52.根據(jù)權(quán)利要求43所述的裝置，還包括一個連接在所述腔室上的嘴部，其中所述簧片，通過連接到連接在所述腔室上的所述嘴部上，連接在所述腔室上。
53.根據(jù)權(quán)利要求43所述的裝置，其中所述簧片的所述固定端在所述腔室的第一部分上連接在所述腔室上，其中所述簧片的所述自由端在所述腔室的一個第二部分中振動，以及其中第二部分包括一個比第一部分大的截面面積。
54.根據(jù)權(quán)利要求43所述的裝置，其中所述腔室包括至少一個設(shè)置在所述腔室內(nèi)表面上的凹槽。
55.根據(jù)權(quán)利要求43所述的裝置，其中所述配重包括一個自由端，并且其中所述配重的自由端比所述簧片的厚度薄。
56.根據(jù)權(quán)利要求55所述的裝置，其中所述配重包括一種第一材料，所述簧片包括一種第二材料，以及其中第一材料的聲順性大約在第二材料的聲順性的八分之一至五分之一的范圍內(nèi)。
57.根據(jù)權(quán)利要求43所述的裝置，還包括一個連接在所述腔室上的用于在所述腔室中產(chǎn)生至少一部分真空的動力補(bǔ)充裝置。
58.一種用于降低人的分泌物的粘度的裝置，包括一個腔室；一個設(shè)置在所述腔室中的簧片，當(dāng)通過空氣振動時所述簧片用于產(chǎn)生一個低頻沖擊波；以及一個用于在病人的主體腔中產(chǎn)生低頻沖擊波反壓的聲阻。
59.根據(jù)權(quán)利要求58所述的裝置，其中所述沖擊波包括一個大約在16Hz至20Hz范圍內(nèi)的頻率。
60.根據(jù)權(quán)利要求58所述的裝置，其中所述沖擊波包括一個大約在15Hz至60Hz范圍內(nèi)的頻率。
61.根據(jù)權(quán)利要求60所述的裝置，其中所述沖擊波包括一個大約為44Hz的頻率。
62.根據(jù)權(quán)利要求58所述的裝置，其中主體腔包括一個竇腔。
全文摘要
一種用于使肺的分泌物變稀的裝置(100)，包括一個腔室(102)，一個設(shè)置在該腔室中的簧片(104)，以及一個聲阻(106)。當(dāng)振動時簧片(104)產(chǎn)生一個低頻率聲沖擊波。聲阻(106)把一個病人的肺連接到聲沖擊波上并且在病人肺中產(chǎn)生一個低頻沖擊波反壓。
文檔編號A61H23/02GK1622795SQ02828441
公開日2005年6月1日 申請日期2002年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月7日
發(fā)明者桑福德·E·福勒－霍金斯 申請人:醫(yī)科聲學(xué)有限責(zé)任公司