BR112012000689B1

BR112012000689B1 - Sistema para medir uma frequência de ressonância de um tubo e método de medição de uma frequência de ressonância de um tubo

Info

Publication number: BR112012000689B1
Application number: BR112012000689-4A
Authority: BR
Inventors: Maarten Leonardus Christian Brand; Liang Dong; Juan Du
Original assignee: Koninklijke Philips N.V.
Priority date: 2009-07-16
Filing date: 2010-07-13
Publication date: 2019-10-15
Also published as: EP2454568B1; US9958316B2; JP5655072B2; CN102472661A; BR112012000689A8; CN102472661B; US20180209840A1; EP2454568A2; JP2012533332A; US20120116238A1; WO2011007315A2; WO2011007315A3; BR112012000689A2

Abstract

sistema para medir uma frequência de ressonância de um tubo e método de medição de uma frequência de ressonância de um tubo a invenção provê um sistema para medir a frequência de ressonância de um tubo. o sistema compreende: - uma unidade de oscilação (21) para oscilar o tubo em uma pluralidade de frequências de oscilação, respectivamente; - uma unidade de detecção (22) para detectar um retardamento de tempo de transmissão de um pulso de pressão de uma primeira posição para uma segunda posição no tubo, quando o tubo é oscilado em cada frequência de oscilação, sendo que, quando o tubo é oscilado em cada frequência de oscilação em uma faixa de frequência de oscilação específica da pluralidade de frequências de oscilação, a unidade de detecção (22) detecta uma variação do retardamento de tempo; - uma unidade de determinação (23) para determinar uma variação máxima do retardamento de tempo quando o tubo é oscilado em frequências de oscilação na faixa de frequência de oscilação específica; e - uma unidade indicadora (24) para indicar uma frequência de oscilação que corresponde à variação máxima do retardamento de tempo, que é uma frequência de ressonância do tubo.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO [001] A invenção refere-se a um sistema e método para medir propriedades de um tubo, particularmente a um sistema e método para medir a frequência de ressonância de um tubo.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO [002] Em um corpo humano ou um corpo de animal, os tubos flexíveis mais notáveis são os vasos sanguíneos e as vias aéreas. As vias aéreas podem compreender traqueia, brônquios principais, bronquíolo, etc. Na área de medicina diagnóstica, é útil saber a resposta de um tubo a um estímulo. O estímulo pode ser um estímulo natural, tal como uma contração de um coração, ou um estímulo artificial. O estímulo artificial pode ser um estímulo de pressão a partir de um corpo externo. A resposta de um tubo a um estímulo pode ser utilizada para o diagnóstico de patologias ou utilizada para otimizar o tratamento terapêutico.

[003] A resposta de um tubo a um estímulo pode resultar em ressonância. A ressonância ocorre quando um estímulo externo leva a armazenamento máximo de energia em um tubo e causa a amplitude máxima dos movimentos da parede do tubo. A ressonância de um tubo refere-se aos movimentos causados pelo estímulo aplicado a um tubo. A frequência em que ressonância ocorre depende, entre outros fatores, das propriedades físicas do tubo. Para fins de diagnóstico, já se pratica a medição do movimento de um tubo ocasionado por um estímulo.

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2/21 [004] Por exemplo, as medidas de rigidez arterial são muitas vezes baseadas na medição do retardamento de tempo de um pulso de pressão que se desloca de uma posição para outra posição ao longo da artéria. O retardamento de tempo depende da velocidade de um pulso de pressão que se desloca na artéria, e o retardamento de tempo está correlacionado à elasticidade da parede da artéria. Atualmente, o método de detecção da frequência de ressonância de uma artéria consiste na extração de um segmento da artéria de um animal, na aplicação de um pulso de pressão para estimular o segmento da artéria, e na medição da amplitude dos movimentos da parede do tubo, o que leva a uma observação da ressonância. Quando as pessoas percebem que o segmento da artéria é ressonante, a frequência que corresponde à ressonância é uma frequência de ressonância da artéria. Contudo, o presente método não é útil para a prática clínica, uma vez que as artérias estão no corpo humano ou no corpo do animal, desse modo, na prática clínica normal, as pessoas não podem ver se as artérias são ressonantes, o que torna difícil determinar a frequência de ressonância para as artérias com base no presente método.

[005] Outro exemplo consiste na medição das propriedades das vias aéreas, por exemplo, traqueia, brônquios principais, ou bronquíolos, de forma a medir a frequência de ressonância das vias aéreas para ajudar a tossir pela otimização da frequência de tratamento quando é utilizado o tratamento de oscilação/percussão, ou para auxiliar no diagnóstico ou no manejo da doença. Uma frequência de ressonância é uma frequência de oscilação ótima para ajudar um paciente a aumentar a expectoração de muco.

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3/21 [006] Atualmente, são utilizadas a Técnica de

Oscilação Forçada (TOF) e a Oscilometria de Impulso (OSI) para medir a pressão do ar e o fluxo de ar na boca em uma resposta a variações de pressão periódicas e de pulsos de pressão, respectivamente, ocasionadas pela pressão aplicada a um sistema pulmonar, a fim de diagnosticar patologias. Com base na TOF e na OSI, uma frequência de ressonância é determinada quando não há retardamento de fase entre pulso de pressão aplicado e a resposta detectada na boca. Contudo, a frequência de ressonância determinada pela TOF ou pela OSI é limitada a baixas frequências devido às imprecisões inerentes do sistema.

[007] Além disso, para melhorar a expectoração de muco dos pulmões, normalmente, os pacientes são instruídos a tossir de diferentes maneiras, de forma a mover primeiramente o muco dos bronquíolos para os brônquios principais, e em seguida mover o muco dos brônquios principais para a traqueia, e finalmente tossir e expelir o muco.

[008] Desse modo, é necessário detectar ressonâncias para os bronquíolos, os brônquios principais, e a traqueia separadamente. Especialmente, algumas doenças têm um impacto apenas sobre parte de todo o sistema pulmonar. Por exemplo, principalmente a DPOC (Doença Pulmonar Obstrutiva Crônica) tem um efeito sobre bronquíolos, o que mostra uma necessidade de identificar independentemente a ressonância das vias aéreas inferiores de um sistema pulmonar para o diagnóstico de DPOC. Mas atualmente, com base na TOF ou na OSI, é difícil distinguir as ressonâncias dos bronquíolos, dos brônquios principais, e da traqueia de um sistema

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4/21 pulmonar separadamente.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO [009] Um objetivo dessa invenção consiste na provisão de um sistema para medir de maneira precisa a frequência de ressonância de um tubo.

[010] Um sistema para medir a frequência de ressonância de um tubo compreende:

- uma unidade oscilatória configurada para gerar pressão de oscilação para oscilar respectivamente o tubo em uma pluralidade de frequências de oscilação;

- uma unidade de detecção configurada para detectar um retardamento de tempo de transmissão de um pulso de pressão de uma primeira posição para uma segunda posição no tubo quando o tubo é oscilado em cada frequência de oscilação, em que, quando o tubo é oscilado em cada frequência de oscilação em uma faixa de frequência de oscilação específica da pluralidade de frequências de oscilação, a unidade de detecção detecta uma variação do retardamento de tempo a partir do tempo de retardamento detectado em cada uma da pluralidade de frequências de oscilação;

- uma unidade de determinação configurada para determinar uma variação máxima do retardamento de tempo quando o tubo é oscilado nas frequências de oscilação na faixa de frequência de oscilação específica;

e

- uma unidade indicadora configurada para indicar uma frequência de oscilação que corresponde à variação máxima do retardamento de tempo, que é uma frequência de ressonância do tubo.

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5/21 [011] A vantagem é que o sistema pode medir de maneira mais precisa uma frequência de ressonância de um tubo.

[012] Em uma realização, o sistema compreende uma unidade de comparação configurada para comparar a frequência de ressonância com uma tabela de frequência prédefinida para determinar uma propriedade/uma série de propriedades do tubo.

[013] A vantagem é que uma propriedade mais precisa/uma série de propriedades mais precisas de um tubo podem ser medidas com base na frequência de ressonância precisa.

[014] Em outra realização, o sistema compreende uma unidade de cálculo configurada para calcular uma propriedade/uma série de propriedades do tubo com base na frequência de ressonância.

[015] A vantagem é que uma propriedade mais precisa/uma série de propriedades mais precisas de um tubo podem ser calculadas com base na frequência de ressonância precisa.

[016] Em uma realização adicional, o sistema compreende uma unidade de assistência configurada para ajudar

a tossir com base	na	frequência	de	ressonância, se o tubo	for
uma via aérea.
[017]	A	vantagem	é	que uma tosse pode	ser
realizada mais	efetivamente	com	base na frequência	de
ressonância preci	sa.
[018]	A	invenção	também provê um método	que

corresponde ao sistema de medição de uma frequência de ressonância de um tubo.

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6/21 [019] Explicações detalhadas e outros aspectos da invenção serão fornecidos abaixo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [020] Os objetivos e características da presente invenção mencionados acima e outros irão se tornar mais evidentes a partir da descrição detalhada a seguir considerada em conexão com os desenhos anexos, nos quais:

[021]	a	Figura	1A	retrata	a seção transversal
de um tubo sem ser	oscilado;
[022]	a	Figura	1B	retrata	a variação periódica
a partir do menor	diâmetro para	o maior	diâmetro de um tubo
que é oscilado;
[023]	a	Figura	2	mostra	esquematicamente um

sistema para medição de uma frequência de ressonância de um tubo de acordo com uma realização da invenção;

[024] a Figura 3 é um diagrama que ilustra uma correlação entre frequência de oscilação e amplitude;

[025] a Figura 4 mostra esquematicamente uma correlação entre o retardamento de tempo e uma frequência de oscilação;

[026] a Figura 5 mostra esquematicamente um exemplo de medição de uma frequência de ressonância de um tubo;

[027] a Figura 6 mostra esquematicamente outro exemplo de medição de uma frequência de ressonância de um tubo;

[028] a Figura 7 retrata esquematicamente um método para a medição de uma frequência de ressonância de um tubo de acordo com uma realização da invenção.

[029] As mesmas referências numéricas são

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7/21 utilizadas para denotar partes similares em todas as figuras.

DESCRIÇÃO DETALHADA DOS DESENHOS [030] Uma velocidade de transmissão de um pulso de pressão em um tubo é correlacionada com as propriedades da parede do tubo, as propriedades do conteúdo (por exemplo, gás/líquido) no tubo, o diâmetro do tubo, e uma pressão de oscilação externa que ocasiona uma variação do diâmetro do tubo.

[031] Por exemplo, a velocidade de transmissão de um pulso de pressão em um vaso sanguíneo é correlacionada com a distensão da parede do vaso sanguíneo, a densidade do sangue no vaso sanguíneo, o diâmetro do vaso sanguíneo, e uma pressão de oscilação externa. Uma pressão de oscilação externa faz com que a parede do vaso sanguíneo vibre com divergência positiva e divergência negativa, de forma a fazer com que o diâmetro do vaso sanguíneo aumente e diminua em um padrão cíclico. Uma variação de velocidade de um pulso de pressão no vaso sanguíneo ocorre com base na variação de diâmetro do vaso sanguíneo. A variação de velocidade de um pulso de pressão em um vaso sanguíneo ocasiona uma variação de tempo de transmissão de um pulso de pressão de uma posição para outra posição ao longo do vaso sanguíneo. A pressão de oscilação externa é transmitida para uma parede do vaso sanguíneo e para o sangue através da pele correspondente que cobre o vaso sanguíneo.

[032] Em outro exemplo, a velocidade de transmissão de um pulso de pressão em uma via aérea de um pulmão é correlacionada com o diâmetro do tubo, a densidade de ar contido na via aérea, a distensão da via aérea, e a pressão de oscilação externa aplicada à via aérea. Quando uma

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8/21 via aérea é oscilada em uma pressão de oscilação, a via aérea se expande e contrai em um padrão cíclico e o diâmetro da via aérea também varia em um padrão cíclico. A velocidade de um pulso de pressão na via aérea varia com base na variação do diâmetro, e a variação de velocidade ocasiona variação de tempo de transmissão de um pulso de pressão de uma posição para outra posição ao longo da via aérea.

[033] A Figura 1A retrata uma seção transversal de um tubo que não é oscilado, e a Figura 1B retrata uma variação periódica de um diâmetro menor para um diâmetro maior de um tubo que é oscilado. O diâmetro do tubo varia periodicamente, o que faz com que a velocidade de um pulso de pressão no tubo varie periodicamente. Conforme mostrado na Figura 1B, quando o diâmetro do tubo é máximo, a velocidade de transmissão do pulso de pressão é máxima, e quando o diâmetro do tubo é mínimo, a velocidade de transmissão do pulso de pressão é mínima. A variação máxima da velocidade é ocasionada pela pressão de oscilação, e uma frequência correspondente da pressão de oscilação é uma frequência de ressonância do tubo.

[034] Um retardamento de tempo é o tempo de transmissão de um pulso de pressão de uma primeira posição para uma segunda posição ao longo de um tubo, e o retardamento de tempo é correlacionado com a velocidade do pulso de pressão no tubo. Se a velocidade do pulso de pressão no tubo varia, o retardamento de tempo também varia. Se a variação da velocidade é máxima, a variação do retardamento de tempo é máxima, então a variação máxima do retardamento de tempo também indica a ressonância de um tubo.

[035] A Figura 2 mostra esquematicamente um

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9/21 sistema para medir uma frequência de ressonância de um tubo de acordo com uma realização da invenção. O sistema 20 compreende:

- uma unidade oscilatória 21 para oscilar respectivamente o tubo em uma pluralidade de frequências de oscilação;

- uma unidade de detecção 22 para detectar um retardamento de tempo de transmissão de um pulso de pressão de uma primeira posição para uma segunda posição no tubo quando o tubo é oscilado em cada frequência de oscilação, em que, quando o tubo é oscilado em cada frequência de oscilação em uma faixa de frequência de oscilação específica da pluralidade de frequências de oscilação, a unidade de detecção detecta uma variação do retardamento de tempo;

- uma unidade de determinação 23 para determinar a variação máxima do retardamento de tempo quando o tubo é oscilado nas frequências de oscilação na faixa de frequência de oscilação específica;

e

- uma unidade indicadora 24 para indicar uma frequência de oscilação que corresponde à variação máxima do retardamento de tempo, que é uma frequência de ressonância do tubo.

[036] O tubo é um tubo flexível, tal como um vaso sanguíneo ou uma via aérea de um sistema pulmonar. A via aérea pode ser uma traqueia, um brônquio principal, ou um bronquíolo. Com base nas frequências de oscilação, a parede do tubo é oscilada. O tubo contém conteúdo tal como um gás ou um líquido. O pulso de pressão pode ser ocasionado por um estímulo provido por uma unidade de estímulo (não mostrada na

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10/21

Figura 2), se o tubo for uma via aérea. O pulso de pressão pode ser ocasionado por uma contração de um coração, se o tubo for um vaso sanguíneo.

[037] Depois de receber um sinal de instrução (mostrado como SI na Figura 2), a unidade de oscilação 21 começa a gerar uma pluralidade de pressões de oscilação para oscilar o tubo um por um, e cada pressão de oscilação corresponde a uma frequência de oscilação diferente. O sinal de instrução pode ser inserido por um usuário (um médico, um paciente, etc.).

[038] A pluralidade de frequências de oscilação está em uma faixa de frequência pré-definida, e a faixa de frequência pré-definida pode ser provida por um fabricante do sistema 20 ou por um usuário (um médico, um paciente etc.). Se a faixa de frequência pré-definida não for armazenada no sistema 20, um usuário pode inserir frequências de oscilação da faixa pré-definida para a unidade de oscilação 20 para oscilar do tubo respectivamente. Se a faixa de frequência pré-definida for armazenada no sistema 20, um usuário e/ou a unidade de oscilação 21 pode selecionar frequências de oscilação a partir da faixa de frequência pré-definida para oscilar o tubo respectivamente. A faixa de frequência de oscilação pré-definida pode estar em uma faixa de 1 Hz a 500 Hz, 1 Hz a 100 Hz, etc.

[039] A primeira posição do tubo pode ser uma posição ao longo da direção de transmissão do pulso de pressão no tubo, e a segunda posição do tubo é outra posição ao longo da direção de transmissão do pulso de pressão a partir da primeira posição do tubo. O tempo no qual o pulso de pressão chega à primeira posição é representado por um

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11/21 primeiro momento de chegada (chamado PMC daqui por diante) e o tempo do pulso de pressão que chega na segunda posição é representado por um segundo momento de chegada (chamado SMC daqui por diante). A unidade de detecção 22 compreende dois sensores para coletar o PMC da primeira posição e o SMC da segunda posição, respectivamente. Os sensores podem ser microfones.

[040] Alternativamente, se o tubo for uma via aérea e o pulso de pressão for ocasionado pela unidade de estímulo, a primeira posição do tubo pode ser a posição localizada na unidade de estímulo, e a segunda posição do tubo é outra posição ao longo da direção de transmissão do pulso de pressão no tubo. A unidade de detecção 22 compreende um sensor para coletar o SMC da segunda posição, e o PMC da primeira posição é quase 0. O sensor pode ser um microfone.

[041] A unidade de detecção 22 destina-se a calcular o retardamento de tempo (diferença de tempo) de transmissão do pulso de pressão da primeira posição para a segunda posição com base no PMC da primeira posição e no SMC da segunda posição.

[042] A unidade indicadora 24 destina-se a indicar a frequência de ressonância (mostrada como FR na Figura 2) por informações de características, um gráfico, uma luz, uma voz, um aviso, etc. A unidade indicadora 24 também

pode ser destinada a indicar	armazenar	a frequência	de
ressonância	em uma memória, e a	memória pode	estar	no sistema
20 ou em um	dispositivo externo.
[043] Para uma	aplicação	de	diagnóstico
clínico, o	sistema 20 pode	compreender	uma	unidade	de
comparação	(não mostrada na	Figura 2)	para	comparar	a

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12/21 frequência de ressonância com uma tabela de frequência de ressonância pré-definida para determinar uma propriedade/uma série de propriedades do tubo. A propriedade pode ser uma propriedade mecânica de um vaso sanguíneo ou um sistema pulmonar, tal como a elasticidade da parede de um tubo. A tabela de frequência pré-definida pode compreender uma série de frequências de ressonância, em que cada frequência de ressonância pode corresponder a um estado do corpo humano ou do corpo de animal e cada frequência de ressonância também pode corresponder a uma propriedade ou a uma série de propriedades do tubo.

[044] Para outra aplicação de diagnóstico clínico, o sistema 20 pode compreender uma unidade de cálculo (não mostrada na Figura 2) para calcular uma propriedade/uma série de propriedades do tubo com base na frequência de ressonância. A correlação entre uma frequência de ressonância de um vaso sanguíneo e a elasticidade do vaso sanguíneo pode ser representada pela equação conhecida a seguir:

[045] Na equação, f representa a frequência de ressonância, E representa a elasticidade da parede do vaso sanguíneo, p representa a densidade do sangue no vaso sanguíneo, e R é o raio interno do vaso sanguíneo. Com base na equação e na frequência de ressonância, a elasticidade do vaso sanguíneo pode ser calculada, uma vez que, se for suposta uma densidade relativamente constante do sangue, a frequência de ressonância é diretamente relacionada à elasticidade da parede do vaso sanguíneo.

[046] Para uma aplicação de diagnóstico clínico

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13/21 adicional, o sistema 20 pode compreender adicionalmente uma unidade de assistência para ajudar a tossir de um sistema pulmonar com base na frequência de ressonância, se o tubo for uma via aérea. Por exemplo, a frequência de ressonância é utilizada para oscilar um brônquio do sistema pulmonar para ajudar o sistema pulmonar a tossir. A unidade de assistência pode ser combinada com um dispositivo terapêutico de Pressão Expiratória Positiva (PEP - Positive Expiratory Pressure).

[047] A pluralidade de frequências de oscilação pode compreender uma série de faixas de frequências de oscilação específicas. Na série de faixas de frequências de oscilação específicas, quando cada frequência de oscilação é utilizada para oscilar o tubo, o retardamento de tempo de transmissão do pulso de pressão da primeira posição para a segunda posição no tubo varia. Uma variação máxima do retardamento de tempo é incluída e corresponde a uma frequência de oscilação em cada faixa de oscilação específica. A unidade de detecção 22 pode ser destinada a detectar a variação do retardamento de tempo quando cada frequência de oscilação na série de faixas de frequências de oscilação é utilizada para oscilar o tubo. A unidade de determinação 23 pode ser destinada a detectar uma variação máxima do retardamento de tempo, quando as frequências de oscilação em cada série de faixas de frequências de oscilação específicas são utilizadas para oscilar o tubo, desse modo é determinada uma série de variações máximas do retardamento de tempo que corresponde à série de faixas de frequências de oscilação específicas, respectivamente. A unidade indicadora 24 pode ser destinada a indicar a frequência de oscilação que corresponde a cada variação máxima do retardamento de tempo,

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14/21 que é uma frequência de ressonância do tubo, de modo que é indicada uma série de frequências de ressonância do tubo.

[048] Alternativamente, a unidade de comparação pode comparar a série de frequências de ressonância com uma tabela de frequência de ressonância pré-definida para determinar uma propriedade/uma série de propriedades do tubo. A unidade de cálculo pode calcular uma propriedade/uma série de propriedades do tubo com base numa série de frequências de ressonância. A unidade de assistência pode ser utilizada para ajudar a tossir de um sistema pulmonar com base em uma série de frequências de ressonância, por exemplo, selecionando uma frequência de ressonância que corresponde à maior das

variações	máximas	do	retardamento	de	tempo,	para ajudar a
tossir.	[049]	As	frequências	de	ressonância de vias
aéreas,	por exemplo,	traqueia,	brônquios	principais, e

bronquíolos são diferentes. Com base na realização mencionada da invenção, a frequência de ressonância de diferentes vias aéreas pode ser medida separadamente. Por exemplo, as frequências de ressonância de traqueia, brônquios principais, e bronquíolos podem ser aplicados à traqueia, brônquios principais, e bronquíolos, respectivamente, para ajudar a tossir.

[050] A Figura 3 é um diagrama que ilustra uma correlação entre a frequência de oscilação (mostrada como F) e a amplitude (mostrada como A). Na Figura 3, uma pluralidade de frequências de oscilação é aplicada em três tubos e ocasionam três séries de amplitudes de oscilação máxima (pico) para os três tubos, respectivamente. A frequência de oscilação que tem a amplitude máxima é uma frequência de

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15/21 ressonância. Uma amplitude máxima da parede do tubo ocasiona uma variação máxima da velocidade do pulso de pressão no tubo e, portanto ocasiona uma variação máxima do retardamento de tempo de transmissão do pulso de pressão da primeira posição para a segunda posição no tubo.

[051] Em outra realização, a unidade indicadora (24) do sistema 20 é adicionalmente utilizada para produzir um gráfico para refletir uma correlação entre a pluralidade de frequências de oscilação e os retardamentos de tempo, em que, em pelo menos uma faixa de frequência de oscilação específica da pluralidade de frequências de oscilação, cada frequência de oscilação corresponde a uma variação do retardamento de tempo, e, em pelo menos uma faixa de frequência de oscilação específica, a frequência de oscilação que corresponde a uma variação máxima do retardamento de tempo é pelo menos uma frequência de ressonância do tubo.

[052] A Figura 4 mostra esquematicamente uma correlação entre o retardamento de tempo (mostrado como RT) e a frequência de oscilação (mostrada como F). Cada frequência de ressonância corresponde a uma variação máxima do retardamento de tempo, por exemplo, Fr1 corresponde à variação máxima do retardamento de tempo em uma faixa de frequência de oscilação específica Fr11 a Fr12, e Fr2 corresponde a uma variação máxima do retardamento de tempo em outra faixa de frequência de oscilação específica Fr21 a Fr22. Na Figura 4, a variação máxima que corresponde a Fr1 é a maior. A unidade da frequência de oscilação é Hz e a unidade do retardamento de tempo é ms (milissegundo). Quando o tubo é oscilado em uma frequência de oscilação, o retardamento de tempo correspondente é detectado várias vezes

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16/21 para verificar se o retardamento de tempo varia.

[053] A Figura 5 mostra esquematicamente um exemplo de medição de uma frequência de ressonância de um tubo. O tubo 50 é estimulado por uma pressão de estímulo (mostrada como PE na Figura 5) para fazer com que um pulso de pressão seja transmitido no tubo 50. Uma pressão de oscilação (mostrada como PO na Figura 5) é aplicada ao tubo 50 para fazer com que o tubo 50 oscile. O sensor S1 é utilizado para coletar o PMC da primeira posição e o sensor S2 é utilizado para coletar o SMC da segunda posição, de forma a obter o retardamento de tempo entre a primeira posição e a segunda posição com base no PMC e no SMC. A pressão de estímulo é provida pela unidade de estímulo e a pressão de oscilação é provida pela unidade de oscilação 21.

[054] A Figura 6 mostra esquematicamente outro exemplo de medição da frequência de ressonância de um tubo. Em uma realização, é provido um sistema pulmonar, e o sistema pulmonar compreende várias vias aéreas, tais como uma traqueia 61, brônquios principais 62, e bronquíolos 63. A pressão de estímulo (mostrada como PE na Figura 6) é aplicada à traqueia 61 através de uma boca (não mostrada na Figura 6), o que faz com que um pulso de pressão seja transmitido a partir da traqueia, através brônquios principais, para bronquíolos, e a pressão de oscilação (mostrada como PO na Figura 6) é aplicada para ocasionar a oscilação das vias aéreas.

[055] As frequências de ressonância da traqueia 61, brônquios principais 62, e bronquíolos 63 podem ser medidas separadamente, onde os sensores S1 e S2 são utilizados para medir a frequência de ressonância da traqueia

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17/21 e os sensores S2 e S3 são utilizados para medir a frequência de ressonância de um brônquio principal 62. A pressão de estímulo é provida pela unidade de estímulo e a pressão de oscilação é provida pela unidade de oscilação 21. O estado do sistema pulmonar (em estado exalado ou em estado não exalado) pode influenciar a transmissão do pulso de pressão, de forma que o sistema pulmonar deve ser mantido em um estado idêntico, por exemplo, estado totalmente inalado, por um tempo curto, para completar a medição de frequências de ressonância do sistema pulmonar. O sistema 20 pode compreender adicionalmente um dispositivo para assegurar que as medições sejam feitas em diferentes volumes pulmonares a fim de assegurar que todas as vias aéreas possam ser medidas.

[056] A Figura 7 retrata esquematicamente um método de medição da frequência de ressonância de um tubo. O método compreende as etapas a seguir.

[057] Uma etapa 71 consiste em oscilar o tubo em uma pluralidade de frequências de oscilação, respectivamente. A frequência de oscilação está em uma faixa de frequência pré-definida e a faixa de frequência prédefinida pode ser provida por um fabricante do sistema 20 ou por um usuário.

[058] Uma etapa 72 consiste em detectar um retardamento de tempo de transmissão de um pulso de pressão de uma primeira posição para uma segunda posição no tubo quando o tubo é oscilado em cada frequência de oscilação, em que, quando o tubo é oscilado em cada frequência de oscilação em uma faixa de frequência de oscilação específica da pluralidade de frequências de oscilação, a etapa de detecção 72 detecta uma variação do retardamento de tempo. O pulso de

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18/21 pressão pode ser ocasionado por uma contração do coração, se o tubo for um vaso sanguíneo.

[059] Uma etapa 73 consiste em determinar uma variação máxima do retardamento de tempo quando o tubo é oscilado nas frequências de oscilação na faixa de frequência de oscilação específica.

[060] Uma etapa 74 consiste em indicar a frequência de oscilação que corresponde à variação máxima do retardamento de tempo, que é uma frequência de ressonância do tubo.

[061] A etapa de indicação 74 destina-se a indicar a frequência de ressonância por informações de características, um gráfico, uma luz, uma voz, um aviso etc. A etapa de indicação 74 também pode ser destinada a indicar armazenar a frequência de ressonância em uma memória.

[062] Para uma aplicação de diagnóstico clínico, o método pode compreender uma etapa de comparação da frequência de ressonância com uma tabela de frequência de ressonância pré-definida para determinar uma propriedade/uma série de propriedades do tubo.

[063] Para outra aplicação de diagnóstico clínico, o método pode compreender uma etapa de cálculo de uma propriedade/uma série de propriedades do tubo com base na frequência de ressonância.

[064] Para uma aplicação de diagnóstico clínico adicional, o método pode compreender adicionalmente uma etapa de assistência à tosse de um sistema pulmonar com base na frequência de ressonância, se o tubo for uma via aérea.

[065] A pluralidade de frequências de oscilação pode compreender uma série de faixas de frequências de

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19/21 oscilação específicas. Na série de faixas de frequências de oscilação específicas, quando cada frequência de oscilação é utilizada para oscilar o tubo, o retardamento de tempo de transmissão do pulso de pressão da primeira posição para a segunda posição no tubo varia. Uma variação máxima do retardamento de tempo é incluída e corresponde a uma frequência de oscilação em cada uma das faixas de oscilação específicas. A etapa de detecção 72 pode ser destinada a detectar a variação do retardamento de tempo quando cada frequência de oscilação na série de faixas de frequências de oscilação é utilizada para oscilar o tubo. A etapa de determinação 73 pode ser destinada a detectar uma variação máxima do retardamento de tempo, quando as frequências de oscilação em cada série de faixas de frequências de oscilação específicas são utilizadas para oscilar o tubo, desse modo uma série de variações máximas do retardamento de tempo é determinada em correspondência à série de faixas de frequências de oscilação específicas, respectivamente. A etapa de indicação 74 pode ser destinada a indicar que a frequência de oscilação que corresponde a cada variação máxima do retardamento de tempo, que é uma frequência de ressonância do tubo, e então indicar uma série de frequências de ressonância do tubo.

[066] Alternativamente, uma etapa de comparação pode comparar a série de frequências de ressonância com uma tabela de frequência de ressonância pré-definida para determinar uma propriedade/uma série de propriedades do tubo. Uma etapa de cálculo pode calcular uma propriedade/uma série de propriedades do tubo com base numa série de frequências de ressonância. Uma etapa de assistência pode ser utilizada para

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20/21 ajudar a tossir de um sistema pulmonar, com base numa série de frequências de ressonância, por exemplo, ao selecionar uma frequência de ressonância que corresponde à maior das variações máximas do retardamento de tempo, para ajudar a tossir.

[067] Em outra realização, a etapa de indicação 74 é adicionalmente destinada a produzir um gráfico para refletir uma correlação entre a pluralidade de frequências de oscilação e os retardamentos de tempo, em que, em pelo menos uma faixa de frequência de oscilação específica da pluralidade de frequências de oscilação, cada frequência de oscilação corresponde a uma variação do retardamento de tempo, e, na pelo menos uma faixa de frequência de oscilação específica, a frequência de oscilação que corresponde a uma variação máxima do retardamento de tempo é a pelo menos uma frequência de ressonância do tubo.

[068] Um programa de computador é utilizado no método de medição de uma frequência de ressonância de um tubo.

[069] Deve-se observar que as realizações mencionadas acima ilustram em vez de limitar a invenção e que os técnicos no assunto poderão desenhar realizações alternativas sem se desviar do escopo das reivindicações anexas. Nas reivindicações, quaisquer sinais de referência colocados entre parênteses não devem ser interpretados como limitadores da reivindicação. A palavra compreende não exclui a presença de elementos ou etapas não listadas em uma reivindicação ou na descrição. A palavra um ou uma que precede um elemento não exclui a presença de uma pluralidade de tais elementos. A invenção pode ser implementada por uma

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21/21 unidade de hardware que compreende vários elementos distintos e por uma unidade de um computador programado. Nas reivindicações do sistema que enumeram várias unidades, várias dessas unidades podem ser incorporadas por um e o mesmo item de hardware ou software.

[070] O uso das palavras primeiro, segundo, terceiro, etc., não indica qualquer ordenação. Essas palavras devem ser interpretadas como substantivos.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. SISTEMA PARA MEDIR UMA FREQUÊNCIA DE RESSONÂNCIA DE UM TUBO, em que o sistema é caracterizado por compreender:

- uma unidade de oscilação (21) configurada para gerar pressão de oscilação para oscilar o tubo em uma pluralidade de frequências de oscilação, respectivamente;

- a unidade de detecção (22) configurada para detectar um retardamento de tempo de transmissão de um pulso de pressão de uma primeira posição para uma segunda posição no tubo quando o tubo é oscilado em cada frequência de oscilação, em que, quando o tubo é oscilado em cada frequência de oscilação em uma faixa de frequência de oscilação específica da pluralidade de frequências de oscilação, a unidade de detecção detecta uma variação do retardamento de tempo de retardamento de tempo detectados em cada uma da pluralidade de frequências de oscilação;

- uma unidade de determinação (23) configurada para determinar uma variação máxima do retardamento de tempo quando o tubo é oscilado nas frequências de oscilação na faixa de frequência de oscilação específica;

e

- uma unidade indicadora (24) configurada para indicar uma frequência de oscilação que corresponde à variação máxima do retardamento de tempo, que é uma frequência de ressonância do tubo.
2. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender adicionalmente uma unidade de comparação configurada para comparar a frequência de ressonância com uma tabela de frequência pré-definida para

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2/4 determinar uma propriedade/uma série de propriedades do tubo.
3. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender adicionalmente uma unidade de cálculo configurada para calcular uma propriedade/uma série de propriedades do tubo com base na frequência de ressonância.
4. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender adicionalmente uma unidade de assistência configurada para ajudar a tossir, com base na frequência de ressonância, se o tubo for uma via aérea.
5. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender adicionalmente uma unidade de estímulo configurada para estimular o tubo para gerar o pulso de pressão, se o tubo for uma via aérea.
6. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo pulso de pressão ser gerado pelo estímulo do tubo com base em uma contração de um coração, se o tubo

for um vaso sanguíneo. 7. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela unidade indicadora (24) ser configurada adicionalmente para indicar a frequência de ressonância pelas

informações de características, um gráfico, uma luz, uma voz, ou um aviso, ou para armazenar a frequência de ressonância na memória.
8. MÉTODO DE MEDIÇÃO DE UMA FREQUÊNCIA DE RESSONÂNCIA DE UM TUBO, em que o método é caracterizado por compreender as etapas de:

- oscilação (71) do tubo em uma pluralidade de frequências de oscilação, respectivamente;

- detecção (72) de um retardamento de tempo de

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3/4 transmissão de um pulso de pressão de uma primeira posição para uma segunda posição no tubo quando o tubo é oscilado em cada frequência de oscilação, em que, quando o tubo é oscilado em cada frequência de oscilação em uma faixa de frequência de oscilação específica da pluralidade de frequências de oscilação, a etapa de detecção (72) detecta uma variação do retardamento de tempo;

- determinação (73) de uma variação máxima do retardamento de tempo quando o tubo é oscilado nas frequências de oscilação na faixa de frequência de oscilação específica;

e

- indicação (74) de uma frequência de oscilação que corresponde à variação máxima do retardamento de tempo, que é uma frequência de ressonância do tubo.
9. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por compreender adicionalmente uma etapa de comparação da frequência de ressonância com uma tabela de frequência pré-definida para determinar uma propriedade/uma série de propriedades do tubo.
10. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por compreender adicionalmente uma etapa de cálculo de uma propriedade/uma série de propriedades do tubo com base na frequência de ressonância.
11. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por compreender adicionalmente uma etapa de assistência à tosse com base na frequência de ressonância, se o tubo for uma via aérea.
12. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por compreender adicionalmente uma etapa de

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4/4 estímulo do tubo para gerar o pulso de pressão se o tubo for uma via aérea.
13. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo pulso de pressão ser gerado pelo estímulo do tubo com base em uma contração de um coração, se o tubo for um vaso sanguíneo.