Виброакустическое устройство и способ лечения рестриктивных заболеваний легких и улучшения дренажной функции легких

Группа изобретений относится к медицине, а именно к физиотерапии, и может быть использована для лечения рестриктивных заболеваний лёгких. Генерируют электрические сигналы, которые модулируют для получения синусоидальных сигналов диапазона частот от 20 Гц до 300 Гц. Преобразуют модулированные сигналы в виброакустические волны. Воздействуют виброакустическими волнами на паренхиму лёгких синхронно с дыханием пациента с максимальной интенсивностью в момент вдоха и минимальной интенсивностью в момент выдоха. Система содержит основной блок с генератором формы сигналов, панель управления, блок питания, защитный модуль и модуль синхронизации виброакустических волн с дыханием пациента, а также вибропреобразователь, соединённый с основным блоком, который преобразует электрические сигналы в виброакустические волны. Защитный модуль препятствует поступлению электрических сигналов в вибропреобразователь в случае неисправности. Способ и система обеспечивают улучшение дренажной функции лёгких пациента за счет воздействия виброакустическими волнами. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Настоящее изобретение относится к терапевтическому устройству и методологии лечения рестриктивных заболеваний лёгких (таких как острое повреждение лёгкого и острый респираторный дистресс-синдром) использующему виброакустические эффекты, которые применяют к грудной клетке пациента.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Пациенты с обструктивными заболеваниями лёгких, такими как муковисцидоз, бронхоэктаз, бронхиальная астма и хроническое обструктивное заболевание лёгких («COPD») часто испытывают трудности с дыханием и одышку. Это может быть связано с плохой дренажной функцией бронхов пациента. Точно также, пациенты с рестриктивными заболеваниями лёгких, например, послеоперационные пациенты, и особенно пациенты на механической вентиляции, также страдают от ослабленного дыхания из-за сниженного и/или отсутствующего кашлевого рефлекса.

[0003] Более столетия постуральный дренаж и перкуссию широко используют в качестве формы физиотерапии грудной клетки для улучшения дренажа бронхов и откачивания мокроты. Однако такие мануальные технологии являются неудобными, трудоёмкими, времязатратными, и могут не подходить пациентам, перенёсшим торакальную или сердечно-сосудистую операцию.

[0004] С тех пор различные устройства, такие как «Percussionaire», пневматические жилеты «CoughAssist» и вибрационные устройства, были разработаны для лечения таких обструктивных заболеваний лёгких.

[0005] Например, пневматическое устройство, описанное в патенте США № 7115104, авторы N. P. VanBrunt и D. J. Gagne, производит высокочастотные колебания стенки грудной клетки с целью улучшения очистки дыхательных путей лёгких. Устройство используют в совокупности с надувным жилетом, прикреплённым к грудной клетке пациента. С другой стороны, устройство, раскрытое в патенте США № 8443796, автор A. Hughes, доставляет акустические колебания в дыхательные пути, в то время как пациент дышит через мундштук. Тем не менее, эффективность этих устройств и технологии была ограничена, поскольку эти устройства не могли эффективно использоваться для интубированных пациентов и пациентов с травмами и ранами стенки грудной клетки. Дополнительно, они также требуют относительно длительной продолжительности лечения по меньшей мере 10-20 минут за сеанс. Такие длительные сеансы лечения могут вызывать дискомфорт у пациентов, особенно y тех, кто чувствует усталость и/или напряжённость дыхания из-за имеющихся у них заболеваний легких и/или недомоганий.

[0006] Более важно, что в настоящее время также нет терапевтического устройства, которое использует виброакустическое воздействие для лечения рестриктивных заболеваний лёгких, таких как острое повреждение лёгких («ALI») или острый респираторный дистресс-синдром («ARDS»). В настоящее время схема лечения для пациентов с ALI и ARDS, как правило, состоит из «Приёмов Открытия Объёма Лёгких», использующих аппарат искусственной вентиляции лёгких для предотвращения коллапса и/или спадения альвеол. Однако эта форма лечения является опасной и поэтому не может использоваться для всех типов пациентов.

[0007] Это связано с тем, что такие приёмы открытия объёма лёгких включают в себя периодическое повышение положительного давления в конце выдоха («PEEP»), создающее высокое пиковое давление дыхательных путей, для того, чтобы распространять и расширять альвеолы в лёгких. Остаточное давление затем используют для предотвращения альвеолярного спадения и/или коллапса. Из-за высоких уровней PEEP, применяемых для открытия альвеол, пациенты неминуемо подвергаются воздействию рисков повреждения паренхимы лёгких, развития множественного микро-апневматоза, и даже потенциальной лёгочной баротравмы (разрыв легочной ткани).

[0008] Поэтому, существует острая необходимость в безопасном и эффективном способе лечения рестриктивных заболеваний лёгких. Дополнительно, также имеется необходимость в улучшенной технологии дренажа бронхов, которая является эффективной, при этом уменьшающей любой дискомфорт или беспокойство, причиняемых пациенту. Также желательно иметь многоцелевое устройство, которое может использоваться в лечении как рестриктивных, так и обструктивных заболеваний лёгких для всех типов пациентов, одновременно предотвращая дополнительные осложнения.

[0009] Соответственно, настоящее изобретение стремится устранять или смягчать все вышеупомянутые ограничения известного уровня техники обеспечением эффективных решений для преодоления различных недостатков в современных схемах лечения.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0010] Устройство в соответствии с настоящим изобретением отвечает вышеупомянутым потребностям. Таким образом, задачей изобретения является обеспечение способа эффективного оказания виброакустического воздействия для того, чтобы способствовать открытию ателектазных альвеол при лечении рестриктивных заболеваний лёгких.

[0011] Согласно одному аспекту изобретения, предложен способ лечения рестриктивных заболеваний лёгких, таких как пневмония, интерстициальное лёгочное заболевание, ALI и ARDS, которые возникают, когда они представляют собой накопление апневматоза в лёгочной ткани. Применение виброакустических эффектов на лёгких привело к хорошим результатам в предотвращении апневматоза, и позволяет альвеолам поддерживаться в открытом состоянии без необходимости агрессивных приёмов открытия объёма лёгких. При использовании на фоне остаточного давления (т.е. постоянного низкого положительного давления в дыхательных путях, подходящего для поддержания альвеол в открытом состоянии), вибрации и резонансный эффект способствуют раскрытию альвеол. Поэтому использование высокого пикового давления в дыхательных путях не требуется. Эта технология может быть описана как «Приём виброрезонанс-раскрытие».

[0012] Дополнительно, приём виброрезонанс-раскрытие может объединяться с использованием искусственной вентиляцией лёгких или неинвазивной вентиляции, в зависимости от тяжести состояния пациента. Например, когда пациент дышит через маску на фоне постоянного положительного давления в дыхательных путях («CPAP»). В лёгких случаях, может быть достаточным применять технологию приёма виброрезонанс-раскрытие для дыхательной гимнастики и/или использовать дыхательные тренажёры для поддержания альвеол в открытом состоянии и предотвращать альвеолярное спадение и/или коллапс.

[0013] Другой положительный эффект технологии приёма виброрезонанс-раскрытие заключается в повышении гидростатического перераспределения текучей среды у пациентов. В результате длительного лежания в положении на спине, текучие среды постепенно накапливаются в задне-нижних отделах лёгких пациента и интерстициальной ткани из-за гравитации. Для улучшения вентиляции нижних отделов лёгких и перераспределения текучих сред, пациенты часто проходят кинетическую терапию. Время от времени пациента переворачивают с одной стороны на другую, и даже заставляют лежать лицом вниз в течение длительных периодов времени. Однако этот способ является времязатратным и может быть крайне неудобным для пациентов, особенно при наличии значительного респираторного дистресса.

[0014] При использовании в совокупности с кинетической терапией, применение виброакустических эффектов на тех отделах легких, которые расположены в более высоком положении, позволяет ускорять перераспределение текучих сред гравитацией. Дополнительно, виброакустическое воздействие также способствует открытию ателектазных альвеол и дренажу вдоль приводящих бронхов. Это дополнительно улучшает дренаж текучих сред в лёгких и интерстициальной ткани в пределах более короткого периода времени.

[0015] Как описано выше, настоящее изобретение не только повышает объем дыхания лёгких у пациентов, страдающих от рестриктивных заболеваний лёгких, а также предотвращает гипостатическую пневмонию и осложнения у пациентов с COPD из-за накопления текучих сред у интубированных пациентов.

[0016] Другой задачей настоящего изобретения является обеспечение виброакустического устройства для улучшения дренажной функции бронхов, использующего достаточно широкий диапазон частот от 20 Гц до 300 Гц. Используя измерения акустического спектра, резонансную частоту лёгких наблюдали в диапазоне от 20 Гц до 300 Гц в общем. В связи с этим, широкий диапазон частот, производимых устройством, позволил бы виброакустическим эффектам эффективно распространяться к различным компонентам лёгких, и тем самым повышать эффективность лечения.

[0017] Для улучшения дренажа бронхов, виброакустическое воздействие применяют на грудной клетке пациента. Сложный модулирующий сигнал, создаваемый устройством, имеет ряд эффектов, включающих в себя вибрацию, реверберацию, возбуждение и резонанс, что способствует выделению и перемещению мокроты. Вибрации распространяются на паренхиму лёгких, вызывая выделение бронхиальной слизи из стенок бронхов. Под воздействием вибраций, больше секций паренхимы лёгких подвергаются более частым колебаниям, что способствует перемещению мокроты из бронхов малых и средних размеров в более крупные бронхи, а впоследствии из лёгких.

[0018] Таким образом, настоящее изобретение заменяет ручной массаж грудной клетки другими перкуссионно-ориентированными способами и/или устройствами, и значительно повышает эффективность откачивания мокроты. В результате длительность каждого сеанса лечения может снижаться до менее 5 минут за сеанс.

[0019] В зависимости от тяжести состояния пациента, виброакустическое воздействие может синхронизироваться с дыхательными циклами пациента для большей эффективности, при этом уменьшая воздействие вибрационных эффектов на другие поврежденные органы. Например, лечение может адаптироваться также для пациентов с отёком головного мозга, в частности.

[0020] В идеальном варианте осуществления изобретения, устройство содержит основной модуль, соединённый с набором взаимозаменяемых преобразователей. Электрические сигналы, создаваемые основным модулем, затем модулируют по частоте и амплитуде, и преобразуют в акустические волны и вибрации. Синусоидальная форма основного несущего сигнала обеспечивает максимальный физиологический эффект, в то время как сложная форма модулирующего сигнала обеспечивает ряд эффектов, включающих в себя резонанс, перкуссию и пилообразную модуляцию. Модулирующие сигналы в пределах широкого диапазона частот позволяют достигать различных компонентов лёгочных тканей при разных частотах и амплитудах, тем самым максимизируя эффективность лечения.

[0021] Согласно одному варианту осуществления, пациент будет поддерживаться в положении, позволяющем подниматься пораженным участкам легких, в то время как виброакустический эффект применяют, вручную помещая виброакустический преобразователь над поверхностью грудной клетки. Динамическая головка компрессионного типа виброакустического преобразователя содержится в пластиковом корпусе с отверстиями для вентиляции, а вибрирующая мембрана в динамической головке не имеет непосредственного контакта с облучаемой поверхностью. Блок динамической головки обрамлен мягким эластичным защитным покрытием, что значительно снижает уровень звука и вибрации, передаваемого в руки оператора. Передняя часть выполнена из силикона для комфортного прилегания к грудной клетке.

[0022] Когда виброакустический преобразователь активирован, вибрирующая мембрана производит колебания давления воздуха. Уплотняющее сопло между мембраной и облучаемой поверхностью образует камеру высокого акустического давления. Благодаря относительно высокой частоте и достаточно высокой амплитуде вибраций мембраны, вибрации могут эффективно передаваться к грудной клетке пациента и внутрь неё даже при отсутствии герметичного уплотнения. В связи с этим, виброакустический преобразователь может применяться через тканевые прокладки, медицинские простыни, салфетки и одежду.

[0023] В дополнительном варианте осуществления, изобретение может включать в себя приспособление, которое состоит из двух рычагов, соединённых шарнирным механизмом, в котором преобразователи расположены в двух рычагах («Виброобёртка»). Специальные головки закрытого типа используют в качестве преобразователей, которые имеют конструкцию, аналогичную вибропреобразователям или низкочастотным вибраторам. Виброобёртку прикрепляют к верхним участкам грудной клетки пациента, и могут поэтому также использовать для лежачих пациентов или пациентов с травмами стенок грудной клетки. Конфигурация виброобёртки такова, что она покрывает менее половины грудной клетки пациента. Внутренняя поверхность виброобёртки покрыта слоем силикона, чтобы обеспечивать плотное и комфортное прилегание к поверхности грудной клетки. Для снижения риска бактериального загрязнения, все поверхности виброобертки выполняют из материалов, которые легко очищать и можно дезинфицировать. В зависимости от возраста и телосложения пациента, количество преобразователей и их соответствующая выходная мощность могут корректироваться соответственно.

[0024] В другом варианте осуществления, виброобёртка может быть сконфигурирована таким образом, чтобы позволять применять виброакустические эффекты к одному легкому, когда пациент помещён в положение на боку.

[0025] В другом варианте осуществления виброобёртка может прикрепляться к спине пациента, а виброакустические эффекты могут применяться к обоим легким в той же самой плоскости, когда пациент отдыхает в лежачем положении.

[0026] Для уменьшения шума окружающей среды и управления качеством виброакустических эффектов, изобретение дополнительно содержит встроенные оптические датчики. Эти датчики могут устанавливаться в виброакустических преобразователях или в рычагах виброобертки. Автоматическую паузу активируют, когда оптические датчики обнаруживают отсутствие контакта с телом пациента. Этот признак дополнительно предотвращает преждевременный износ преобразователей, когда устройство находится в состоянии холостого хода.

[0027] В другом варианте осуществления изобретения, виброакустические преобразователи используют в совокупности с виброобёрткой для повышения площади воздействия и/или обеспечения большей амплитуды колебаний давления в лёгких. Большая площадь контакта с грудной клеткой пациента снижает любой дискомфорт, вызванный высокой концентрацией давления.

[0028] В предпочтительном варианте осуществления изобретения, устройство оснащают по меньшей мере тремя типами профилей пациентов и по меньшей мере десятью предварительно установленными программами лечения или предварительно заданными установками или режимами для лечения различных легочных заболеваний и/или состояний, как могло быть описано выше или иным образом.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0029] Следующие описания, рассмотренные вместе с сопроводительными чертежами, будут обеспечивать более подробное объяснение изобретения. Компоненты на чертежах не обязательно нарисованы в масштабе, вместо этого акцент сделан на чёткой иллюстрации принципов настоящего изобретения, на которых:

[0030] фиг. 1 представляет обзор общего принципа работы устройства,

[0031] фиг. 2 представляет блок-схему альтернативного варианта осуществления устройства на фиг. 1. Эта диаграмма может расширяться или упрощаться, согласно различным выбранным возможностям,

[0032] фиг. 3 показывает обзор приблизительных частотных акцентов особой программы лечения для предотвращения лёгочных осложнений,

[0033] фиг. 4 показывает изменения частоты модулирующего сигнала по времени,

[0034] фиг. 5 представляет вид в сечении одного варианта осуществления виброакустического преобразователя в соответствии с настоящим раскрытием,

[0035] фиг. 6 представляет вид в сечении варианта осуществления виброобёртки в соответствии с настоящим изобретением, показывающий использование 3 тактильных преобразователей в каждом рычаге виброобертки,

[0036] фиг. 7 представляет вид в сечении одного варианта осуществления виброакустического преобразователя, который показывает поверхность съёмного уплотняющего сопла, имеющего углубление для размещения на стороне грудной клетки пациента.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0037] Настоящее изобретение обеспечивает виброакустическое устройство, которое создаёт электрические сигналы переменной или плавающей частоты от 20 Гц до 300 Гц, которые преобразуют преобразователями в акустические волны (т.е. звук) и вибрации. Амплитуда, форма волны, диапазон и частота сигналов может варьироваться согласно требованиям пациента. Устройство определяет тип виброакустического преобразователя, соединённого с основным блоком, и автоматически корректирует свойства сигнала, выходную мощность и интенсивность воздействия в соответствии с требованиями.

[0038] Настоящее изобретение дополнительно позволяет структурную конфигурацию настроек, чтобы позволять устройству использоваться эффективно в каждом случае пациента, как это описано ниже. В начале сеанса лечения, оператор может выбирать возрастную категорию и тип телосложения пациента. В зависимости от выбранной возрастной категории, устройство автоматически ограничивает максимальную выходную мощность, таким образом обеспечивая дополнительные гарантии от чрезмерного виброакустического воздействия на маленьких детей или пациентов старше 60 лет. Интенсивность воздействия также автоматически корректируют в зависимости от телосложения пациента. Например, интенсивность снижают для пациентов с гипостеническим типом телосложения, тогда как интенсивность воздействия повышается соответственно для пациентов с более высоким индексом массы тела.

[0039] После того, как была выбрана соответствующая программа лечения, устройство позволяет оператору дополнительно управлять и регулировать интенсивность воздействия в рамках предварительно установленных пределов, которые были определены возрастом и типом телосложения.

[0040] Вариант осуществления устройства, как показано на фиг. 1, состоит из основного блока 10, который дополнительно содержит панель 11 управления, архив 12 программ, генератор 13 формы сигналов, и два управляемых усилителя 17, 18 мощности (AMP A) и (APM B). Основной блок соединён с набором 21 и 22 преобразователей. Возможно, в устройстве может использоваться модуль 29 синхронизации, который синхронизирует программу лечения с дыханием пациента. Синхронизация некоторых программ лечения с дыханием пациента может повышать эффективность лечения.

[0041] При использовании, микропроцессорный блок 14 управления (MCU) генерирует последовательность электрических и аналоговых сигналов, основанных на программе, выбранной на панели 11 управления. Эти сигналы затем синтезируют DDS (канал B) 15 и DDS (канал A) 16 и модулируют для получения синусоидальных сигналов требуемой формы и частоты. Сигналы поступают на входные терминалы усилителей 17, 18 мощности (AMP A) и (AMP B) и их усиливают в соответствии с коэффициентом усиления конкретной программы. Это обеспечивает то, что сигналы достаточно усиливаются до уровней, требуемых для эффективной работы преобразователей. Усиленные сигналы затем проходят через защитные модули 19 и 20 перед поступлением в преобразователи 21 и 22. Защитные модули предназначены для разъединения выводов основного блока 10 в случае неисправности. Преобразователи 21 и 22 затем преобразуют сигналы в акустические волны и вибрации 23 и 24.

[0042] Устройство имеет два независимых канала, а сигналы, поступающие в преобразователи 21 и 22, могут отличаться друг от друга в зависимости от профиля пациента, патологии и выбранной программы лечения.

[0043] Работа устройства управляется центральным вычислительным блоком (CPU) 26, расположенным на панели 11 управления. Входные сигналы пользователя подают в CPU, а рабочее состояние отображают оператору через сенсорный дисплей 25.

[0044] Фиг. 2 представляет блок-схему, которая показывает основные компоненты на панели управления, обозначенные как позиция 11 на фиг. 1. Сенсорный дисплей 25 позволяет оператору выбирать требуемую программу из предварительно установленных программ, хранящихся в архиве 12 программ, перемещаться по основному меню, и вводить команды для управления и работы устройства. Например, уровень максимальной выходной мощности может понижаться или иным образом корректироваться для детей и пожилых пациентов, или пациентов, которые восстанавливаются после операции. Этот признак безопасности снижает возможные неблагоприятные эффекты вибраций на грудную клетку и органы для таких пациентов. Дополнительно, записи пациентов и информация о лечении может храниться в твердотельном накопителе (SSD) 27 для создания базы данных пациентов. Для начала лечения, соответствующую программу выбирают из одной из предварительно установленных программ, хранящихся в архиве 12 программ, используя сенсорный дисплей 25.

[0045] Возможно наличие модуля 29 синхронизации, который обеспечивает синхронизацию с дыханием пациента и состоит из детектора 30 дыхания, который обнаруживает фазу дыхания сигналами от измерителя 31 импеданса и измерителя 32 давления воздуха. Измеритель 31 импеданса соединён с датчиками 34, которые измеряют импеданс мышц грудной клетки, что определяет фазы дыхания. Датчик 33 давления соединён с измерителем 32 давления воздуха, который дополнительно соединён с дыхательным контуром аппарата искусственной вентиляции лёгких (не показан). Этот датчик используют только для пациентов, соединённых с аппаратом искусственной вентиляции лёгких.

[0046] График на фиг. 3 показывает примерный частотный акцент, когда выбрана программа для предотвращения лёгочных осложнений. Ось y на фиг. 3 указывает процент от общей длительности лечения, в то время как ось x измеряет частоты волны, излучаемой устройством. Фиг. 3 показывает, что во время лечения частоты волн от 20 до 40 Гц чаще всего производят по сравнению с частотами волн выше 60 Гц.

[0047] Акустические волны с низкими частотами от 20 до 60 Гц способны проникать в лёгкие более глубоко, и обеспечивать то, что альвеолы и трахеобронхиальное дерево остаются открытыми. Поэтому, такие частоты волн от 20 до 60 Гц эффективны для лечения ARDS, ALI и тяжелой пневмонии.

[0048] Акустические волны с более высокими частотами от 61 до 240 Гц используют для лечения хронических обструктивных заболеваний лёгких, поскольку диапазон частот совпадает с резонансной частотой стенок бронхов и трахеобронхиального дерева. В результате, производимые виброакустические эффекты способны проникать глубоко в лёгкие, чтобы вызывать интенсивную вибрацию бронхов, и тем самым способствовать дренажу текучих сред в лёгких и в интерстициальных тканях.

[0049] Устройство дополнительно способно создавать высокочастотные акустические волны от 241 до 300 Гц, которые не проникают на большую глубину торакального сегмента. Такие высокочастотные волны создают реже, чем другие типы волновых частот. Тем не менее, они по-прежнему эффективны для мукоцилиарного клиренса более мелких бронхов, особенно для пациентов с тяжёлыми состояниями в отделении интенсивной терапии.

[0050] Фиг. 4 показывает изменение частоты в фрагменте модулирующих сигналов, при работе программы для предотвращения лёгочных осложнений. Эта особая программа использует совокупность быстрых и медленных модуляций для пациентов, которым необходима реанимация. График на фиг. 4 иллюстрирует интервалы быстрых изменений частоты в течение периода времени 25 секунд.

[0051] Для волн более низкой частоты от 20 до 60 Гц, медленные модуляции являются эффективными для лечения тяжёлой лёгочной недостаточности, ARDS и тяжёлых форм пневмонии, тогда как умеренные модуляции этих более низкочастотных волн используют для лечения лёгочного отёка и дыхательной недостаточности перфузионного типа.

[0052] Что касается более высокочастотных волн от 61 до 200 Гц, более медленные модуляции используют для лечения острого бронхо-обструктивного заболевания и бронхиальной астмы. С другой стороны, быстрые модуляции таких более высокочастотных волн являются более эффективными для лечения легкой пневмонии.

[0053] Фиг. 5 представляет вид в сечении одного варианта осуществления виброакустического преобразователя 500 в соответствии с настоящим раскрытием.

[0054] Ручной виброакустический преобразователь 500 содержит динамическую головку компрессионного типа, содержащуюся в пластиковом корпусе 512 и обрамлённую мягкой эластичной защитной крышкой 511. Множество отверстий в пластиковом корпусе 517 на задней части виброакустического преобразователя обеспечивают отверстие для выхода воздуха и вентиляции. Вибрирующая мембрана 513 в динамической головке выполнена из пластика и не имеет непосредственного контакта с облучаемой поверхностью. Защитная решётка 514, установленная перед мембраной, дополнительно предотвращает случайный контакт с вибрирующей мембраной. Передняя часть преобразователя состоит из силиконового уплотнителя 515, который может удаляться с целью очистки и дезинфекции устройства.

[0055] Оптический датчик 516 обнаруживает, находится ли виброакустический преобразователь в контакте с телом пациента. Когда оптические датчики обнаруживают, что контакт между пациентом и обоими преобразователями отсутствует, в CPU 26 передают сообщение, которое временно деактивирует преобразователи, препятствуя сигналам достигать преобразователей. Это приводит к автоматической паузе, которую указывают на сенсорном дисплее 25. Процедура возобновляется, когда имеется контакт с по меньшей мере одним из преобразователей.

[0056] Виброакустический преобразователь 500 соединён с основным блоком 10 через изолированные гибкие кабели внутри (не показаны), что обеспечивает широкий диапазон движения без необходимости перемещать основной блок. Виброакустический преобразователь удерживают оператором и вручную применяют к поверхности грудной клетки пациента. Предпочтительно защищать переднюю часть виброакустического преобразователя защитными одноразовыми крышками, выполненными из материалов, таких как полиэтилен, перед каждым лечением, для снижения любого риска бактериального загрязнения между пациентами.

[0057] Существует несколько типов виброакустических преобразователей, доступных для разных возрастных категорий пациентов. Например, детские виброакустические преобразователи специально конфигурируют для младенцев и маленьких детей, в то время как универсальные виброакустические преобразователи предназначены для использования на взрослых и детях старше трёх лет.

[0058] Универсальный виброакустический преобразователь, предназначенный для взрослого пациента, имеет диаметр приблизительно 10 см, а амплитуда колебаний давления при нажатии на поверхность грудной клетки максимальной мощности, может достигать до 70-75 мбар. Поскольку эта амплитуда может быть недостаточной для эффективного лечения в большинстве случаев, поэтому предпочтительно использовать оба преобразователя одновременно для повышения площади воздействия и общей выходной мощности, при этом минимизируя любой дискомфорт, причиняемый пациенту.

[0059] Детский виброакустический преобразователь имеет меньший размер, имеет меньшую эффективную площадь поверхности и более низкую выходную мощность, чем универсальный виброакустический преобразователь. Диаметр детского виброакустического преобразователя в общем составляет приблизительно 7-8 см. Несмотря на меньшую площадь поверхности, детский виброакустический преобразователь, тем не менее, все ещё способен создавать достаточное давление до около 60 мбар, когда он работает при максимальной мощности. Детские виброакустические преобразователи, специально предназначенные для маленьких детей возрастом до одного года, имеют даже меньший диаметр приблизительно 4-6 см и создают более низкое давление не более 35 мбар.

[0060] В некоторых вариантах осуществления изобретения, виброакустический преобразователь может содержать быстроразъединяющееся съёмное и заменяемое уплотняющее сопло. Форма и эластичность передней поверхности уплотняющего сопла могут отличаться, чтобы обеспечивать лёгкое размещение на поверхности грудной клетки пациента. Например, углубление, созданное на передней поверхности уплотняющего сопла 702, позволяет виброакустическому преобразователю применяться к сторонам грудной клетки пациента. Быстроразъединяющийся механизм 701 может быть выполнен из пластиковых защёлок или неодимовых магнитов, которые позволяют уплотняющему соплу 702 легко отделяться от пластикового корпуса виброакустического преобразователя и заменяться.

[0061] В альтернативном варианте осуществления изобретения, виброобертка 600 может соединяться с основным блоком 10 устройства через кабель, установленный вместо виброакустического преобразователя (преобразователей). В отличие от виброакустического преобразователя, виброобертка 600 производит более узкий диапазон частот, и прикреплена к грудной клетке пациента с использованием эластичных ремешков.

[0062] Фиг. 6 представляет вид в сечении варианта осуществления виброобёртки 600, который состоит из двух рычагов 611 и 612, соединённых шарнирным механизмом 613. Множество тактильных преобразователей 614 заключают в гибком прямоугольном основании, расположенном в обоих рычагах. В зависимости от возраста и телосложения пациентов, количество преобразователей и их общие размеры и мощность могут корректироваться соответственно. Внутренняя поверхность виброобертки 615 покрыта слоем силикона, чтобы обеспечивать плотное и комфортное прилегание к поверхности грудной клетки. Наружная поверхность 616 может быть выполнена из искусственной виниловой кожи или медицинского кожзаменителя. Все поверхности виброобертки выполнены из материала, который легко чистить и можно дезинфицировать, чтобы снижать риск бактериального загрязнения.

[0063] Конфигурация виброобертки такова, что она покрывает менее половины грудной клетки пациента. Виброобёртку прикрепляют к верхним участкам грудной клетки, и могут поэтому также использовать для лежачих пациентов или пациентов с травмами стенок грудной клетки. Благоприятная для детей или детская виброобёртка также доступна для лечения детей.

1. Способ лечения рестриктивных заболеваний лёгких, включающий в себя этапы, на которых:

- генерируют электрические сигналы, которые модулируют для получения синусоидальных сигналов диапазона частот от 20 Гц до 300 Гц;

- преобразуют модулированные сигналы в виброакустические волны, создающие резонансный эффект;

- воздействуют виброакустическими волнами на паренхиму лёгких, причем виброакустические волны синхронизируют с дыханием пациента с максимальной интенсивностью в момент вдоха и минимальной интенсивностью в момент выдоха.

2. Система для лечения рестриктивных заболеваний лёгких, содержащая:

основной блок, который дополнительно содержит генератор формы сигналов для создания электрических сигналов, панель управления, блок питания, по меньшей мере один защитный модуль, и модуль синхронизации виброакустических волн с дыханием пациента, и

по меньшей мере один вибропреобразователь, соединённый с основным блоком, который преобразует электрические сигналы в виброакустические волны,

при этом виброакустическими волнами воздействуют на поверхность грудной клетки пациента,

по меньшей мере один защитный модуль, препятствующий поступлению электрических сигналов по меньшей мере в один вибропреобразователь, разъединяя поток электрических сигналов по меньшей мере в один вибропреобразователь в случае неисправности.

3. Система по п. 2, в которой модуль синхронизации дополнительно содержит:

детектор дыхания,

измеритель импеданса мышц грудной клетки,

измеритель давления воздуха, и

датчики давления и импеданса,

при этом детектор дыхания определяет фазы дыхания при помощи измерителя давления воздуха, соединённого с датчиком давления в дыхательном контуре аппарата искусственной вентиляции лёгких, и измерителя импеданса мышц грудной клетки, соединённого с датчиком импеданса.

4. Система по п. 3, дополнительно содержащая:

микропроцессорный блок управления для создания электрических или аналоговых сигналов на основе программы, выбираемой на панели управления, причём сигналы синтезируют и модулируют для получения синусоидальных сигналов требуемой формы и частоты;

два входных терминала, соединённых с усилителями мощности синусоидальных сигналов в соответствии с программой лечения;

модуль синхронизации, обеспечивающий обратную связь с аппаратом искусственной вентиляции лёгких и микропроцессорным блоком управления.

5. Система по п. 4, в которой электрические сигналы имеют диапазон частот от 20 Гц до 300 Гц в зависимости от программы лечения, причём сигналы модулируют для охвата всех частот в пределах указанного диапазона.

6. Система по п. 2, дополнительно содержащая по меньшей мере один оптический датчик для обнаружения того, находится ли по меньшей мере один вибропреобразователь в контакте с телом пациента, причём по меньшей мере один вибропреобразователь деактивируют, что приводит к автоматической паузе, если отсутствует контакт с телом пациента.

7. Система по пп. 4-6, в которой вибропреобразователи, работающие по принципу низкочастотных вибраторов, расположены в пределах двух гибких прямоугольных оснований, соединённых шарнирным механизмом, которые соединены с и покрывают менее половины грудной клетки пациента, причём количество преобразователей и выходная мощность корректируются согласно возрасту и телосложению пациента.