CN111343957A - 用于向受试者提供振动感的设备以及这种设备作为医疗设备用于特别是受试者的癌症治疗的治疗中的用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于向受试者提供受试者身体内的振动感的设备。该设备包括支撑构件，该支撑构件具有用于支撑受试者的至少一部分身体的支撑表面。支撑构件设置有至少一个声换能器，用以产生波并通过支撑表面将该波传输至受试者身体。至少一个声换能器与支撑表面之间的支撑构件包括材料层，该材料层适于吸收物理振动，同时允许声波穿过其中到达受试者身体。
Description
本发明涉及一种用于向受试者提供受试者体内的振动感的设备，该设备包括支撑构件，该支撑构件具有用于支撑受试者的至少一部分身体的支撑表面，并且该支撑构件设置有用于产生波并通过支撑表面将波传输至受试者身体的装置。
已经证明，人体中感觉到的振动感可能对受试者或人产生有益的影响。例如，振动感可能使受试者身体处于松弛状态或兴奋状态。因此，已经开发了向受试者身体提供振动的多种设备。例如，众所周知的是设置有振动元件的床或椅子，其中，振动元件将可察觉的振动传递至躺在或坐在床或椅子的支撑表面上的受试者身体。振动元件可以提供机械振动，正如按摩椅或床中的振动，该振动可以被受试者感知为提供放松或愉悦的感觉。然而，在许多应用中，特别是在治疗应用中，这种机械振动可以被证明对受试者造成不利影响。例如，当受试者在振动的支撑表面上休息时，可能感到晕车(motion sickness)或压力增加。
代替从移动或摇晃的支撑表面产生机械振动，受试者还可以从由声波产生装置传输至身体的声波中感受到受试者体内的振动感。长期以来，一直认为声音对康复和治疗有用。声波对人体的影响已被广泛研究，并且被视为可能以多种方式影响人体的振动能量的潜在来源。研究表明，使用者身体的每个器官和系统都有特定的理想频率。声波疗法基于利用与器官和系统的这些频率共振的声波。利用声波的设备的已知示例是包括一个或多个换能器或扬声器的椅子或床，该换能器或扬声器用于将声波传输到躺在或坐在床或椅子的支撑表面上的人或受试者。可以调整或控制换能器或扬声器，以传输在与受试者的器官和系统的共振频率下的声波。使用这些已知设备进行的实验表明，声波疗法尤其在减轻压力和焦虑、降低血压和改善受试者的整体健康方面具有有效的作用，并且可能能够用于治疗多种特定状况和/或使用者体内的特定器官或系统。
已知设备的缺点在于，当产生主要是低频的所需的声波时，安装在设备中的换能器或扬声器在许多情况下也会在扬声器或换能器的壳体中产生物理振动，该物理振动通过支撑表面传递至使用者的身体。因此，使用者仍然可能感受到这些物理振动，这可能对受试者产生不利影响。
因此，本发明的一个目的是提供一种旨在克服该缺点的设备。
为此，本发明提供了如随附权利要求中的一个或多个所限定的设备。
特别地，根据本发明，提供了一种用于向受试者提供受试者体内的振动感的设备，该设备包括支撑构件，该支撑构件具有用于支撑受试者的至少一部分身体的支撑表面，并且该支撑构件设置有用于产生波并通过支撑表面将波传输至受试者身体的装置，该设备的特征在于，该波产生和传输装置包括能够产生声波并将声波传输至受试者身体的至少一个声换能器，并且在于，在至少一个声换能器与支撑表面之间的支撑构件包括适于吸收物理振动的材料层。通过特别是在至少一个声换能器与支撑构件的支撑表面之间设置这种材料层，将在支撑表面处很大程度上消除由所述换能器产生的物理振动。因此，设备的使用者的任何物理振动感将被减小或不存在，并且这样可以使物理振动对使用者造成的不利影响最小化。至少一个声换能器与支撑表面之间的材料层可以特别地适于吸收至少一个声换能器的任何物理振动，而与所述换能器的输出(例如发出的声波的频率和振幅或音量)无关。这样，可以采用具有恒定或交变的声波频率、振幅、音量等的任何期望声波程序，而不使设备中的支撑表面产生振动，例如颤抖、摇晃或以其他方式移动。因此，本发明的设备可以用于多种应用，特别是用于治疗的医疗设备。
任何具有良好的振动吸收或阻尼特性的材料都可以用于该层。除了材料的种类之外，材料层的厚度可以适合于该层的最佳振动吸收或阻尼特性。在本文的优选实施例中，根据本发明的设备的特征在于，材料层在声换能器和支撑表面之间的厚度适于使由声换能器产生的物理振动向支撑表面的传输最小化至比支撑在支撑表面上的受试者的身体部位的最小感觉水平低的水平，同时允许由声换能器产生的声波穿过该层到达受试者身体。在根据本发明的设备的另一优选实施例中，该层的厚度可以在10-300mm之间变化，并且可以取决于换能器的尺寸和类型以及该层使用的材料的种类。
在另一优选实施例中，根据本发明的设备的特征在于，该材料是泡沫，特别是泡沫橡胶，更特别地是非声学泡沫或密度较低的泡沫或具有较高的开孔结构的泡沫。这种材料可以提供良好的振动或冲击吸收或阻尼特性，同时允许声波从中通过。优选地，穿过该层的声波不被该材料吸收或衰减，从而通过控制至少一个换能器，使得产生和传输的声波在通过该层和支撑表面传输至使用者身体时至少基本上保持期望的特性，例如频率和振幅。优选地，选择该材料，以适合于填充支撑构件，诸如枕头、一部分椅子或者一部分床或床垫。该层的材料可以与用于支撑构件填充物的其余材料相同。可替代地，支撑构件可以主要填充有一种材料，而该层的材料是不同的材料。
根据本发明的设备的另一优选实施例的特征在于，声换能器能够并且适于产生和传输低频频谱中特别是在25-120Hz之间的频率范围内的声波。特别地在大多数声波疗法中使用低频频谱，因为这些频率对应于大多数身体部位、系统和器官的共振频率。该设备可以产生和传输听觉频谱中的声波和/或受试者可以听到的声波，但是在一些情况下和特定的应用中，优选地，使用者的听觉系统检测不到(即，听不到)产生和传输至受试者的声波。
在另一优选实施例中，根据本发明的设备的特征在于，在支撑构件中设置有多个换能器，用以在支撑表面的各位置处产生声波并将声波传输至使用者的身体，每个位置与多个换能器之中的一个相关联。因此，通过激活多个换能器中的任一个或全部，可以根据需要在设备的多个位置处通过支撑表面传输声波。
根据本发明的设备的特定实施例的特征在于，多个换能器中的每一个都可以独立控制，以使得能够在支撑表面的与多个换能器中的一个相关联的每个位置处独立地产生和传输声波。这样，可以控制或调整多个换能器中的每个换能器，以产生声波并将声波传输至支撑在支撑表面的相关联的位置上的使用者身体的相应部位，例如使得能够相互独立地治疗这种身体部位。例如，可以操作或控制换能器，以产生和传输具有不同频率和/或振幅的声波，和/或以改变开始时间、间隔、周期等。多个换能器中的每一个都可以提供声波程序，该声波程序适合于支撑在设备的支撑构件的相关支撑表面上的使用者的身体部位。换能器也可以分为多组换能器，一组中的每个换能器都产生相同的声波并将该声波传输至使用者的身体。该组可以与使用者身体的特定部位相关联，例如，第一组换能器与使用者的头部相关联，第二组换能器与使用者的躯干相关联，第三组换能器与使用者的一个或多个肢体相关联。多个换能器还可以提供单个声波程序，并且多个换能器中的每一个都产生相同的声波并将该声波传输至使用者的身体。
根据本发明的设备的另一特定实施例的特征在于，根据多个换能器中的每一个的相应位置，可以调整用于多个换能器中的每一个的材料层的厚度，该材料层适于吸收物理振动，同时允许声波穿过其中到达受试者身体。特别地，当使用者支撑在支撑构件的支撑表面上时，该层的厚度可以根据由使用者的身体部位施加的压力水平而变化。例如，根据身体在支撑表面上的位置和方向，躺在诸如椅子、沙发或床的枕头或床垫那样的支撑构件上的使用者的身体借助于身体的不同部位将在支撑表面上施加不同的负载。特别地，与身体的其他部位相比，使用者的头部、肩膀、肘部、臀部和/或脚可能在支撑表面上提供较高的负载。这样，与支撑构件的与提供较低负载的身体部位相关联的部分相比，支撑构件的与这些提供较高负载的身体部位相关联的相应部分可以包括较厚的材料层，所述材料层在设置于该部分中的换能器与支撑表面之间。替代地或附加地，对于与多个换能器中的一个相关联的每个层，可以调整构成该层的材料，以使相关联的换能器相对于支撑表面特定地定位。例如，与定位于支撑构件的与提供较低负载的身体部位相关联的其他部分中的层相比，定位于支撑构件的与提供较高负载的身体部位相关联的部分中的层可以包括不同的材料。这是为了补偿由于作用在层上的不同负载产生的各层的压缩差异，以保持通过各层传输至使用者身体的声波的相同声波轮廓。重要的是，该设备使得能够优化传输至使用者身体部位的声波的控制和精度，从而能够向使用者的每个身体部位(例如器官或系统)提供和保持声波的共振频率。
在另一优选实施例中，根据本发明的设备的特征在于，支撑构件是枕头。该枕头可以是诸如用于躺在其上的枕头那样的用于支撑使用者的整个身体的枕头，例如床垫，或者可以用于支撑使用者的身体的一部分，例如用于将头部放置在其上的头枕。特别地，该设备可以是用于将受试者的至少一部分身体支撑在其支撑表面上的家具，例如椅子或床。
根据本发明的设备的另一特定实施例的特征在于，支撑构件支承在刚性框架上，其中，在支撑构件中设置的至少一个声换能器通过适于吸收至少一个声换能器的物理振动的材料层与框架隔开。通过设置与设备中的任何刚性部件分隔开的声换能器，在使用中由换能器产生的任何振动都将被周围的材料层吸收，而不会经由刚性部件传递至支撑表面。
在又一特定实施例中，根据本发明的设备的特征在于，至少一个声换能器在各个方向上由适于吸收至少一个声换能器的物理振动的材料包围。例如，至少一个换能器可以设置在填充支撑构件的多层材料之间的空间中，或者设置在设置于一个材料整体中的腔中。
在另一优选实施例中，根据本发明的设备的特征在于，该设备是椅子、床或用于支撑受试者的至少一部分身体的其他类型的家具。
本发明的设备可以是系统的一部分，在该系统中，通过单独的装置来控制该设备中的至少一个换能器，以产生和传输期望的声波。然而，根据本发明的设备的另一特定实施例的特征在于，该设备包括控制装置，该控制装置适于控制设置在支撑构件中的至少一个换能器的声波输出。因此，控制装置是该设备的一部分，由此，该设备可以用作独立单元(stand alone unit)，该设备例如是完整的医疗设备，例如治疗椅或床，而无需附加的单独的装置。
在另一特定实施例中，根据本发明的设备的特征在于，该设备包括：处理器、数据存储器、电源、通信单元和界面(尤其是显示器)之中的一个或更多个。该设备可以被编程为向使用者提供期望的声波疗法程序。例如，与特定声波程序有关的数据可以存储在设备中的数据存储器中，并由处理器处理，以根据相应的所需程序来激活设备中的一个或更多个换能器。与声波程序有关的数据可以包括：关于特定状况和/或身体部位的特定部分的特定治疗的数据，以及与特定使用者有关的数据，例如患者数据。可以在设备中设置通信单元，以使得能够在设备和网络(例如诸如在医疗机构中使用的内联网或例如互联网)之间进行数据通信，以实现设备中的软件(例如声波程序数据)的自动或非自动更新。界面或显示器可以设置成一种装置，该装置用于由使用者或其他人在设备中提供输入，和/或用于向使用者或任何其他人提供输出(例如与任何激活的声波程序有关的信息)。
根据本发明的设备具有多种合适的应用，并且例如可以用作家具，例如床或椅子，使用者可以通过坐在或躺在支撑表面上来在该家具上休息。该设备可以是可调节的和/或具有可调节的支撑表面，用以使支撑表面适应至例如相对于使用者的身体舒适的支撑位置。本发明特别地涉及根据本发明的一种用作医疗设备的设备。具体地，根据本发明的设备是IIA级医疗设备。更具体地，根据本发明的设备是IIA级认证的治疗椅。根据本发明的治疗椅可以专门在医疗环境或设施中使用，例如在保健中心、医院、(私人)诊所等中使用。
特别地，根据本发明的设备用于化疗(chemotherapy)，其中，该设备支撑接受化疗治疗的受试者，例如的人类患者，并且其中，在治疗期间控制该设备，以通过至少一个换能器向受试者提供声波疗法。由该设备提供的声波疗法可以特别地针对于传输声波，该声波刺激受试者的周围神经，以防止化疗诱发的周围神经病变。
根据本发明的设备特别地用于通过化疗治疗受试者的癌症，其中，该设备支撑接受化疗治疗的受试者，并且其中，在治疗期间控制该设备，以通过至少一个换能器向受试者提供声波疗法。由该设备提供的声波疗法可以特别地针对于传输声波，该声波刺激受试者的周围神经，以防止化疗诱发的周围神经病变。
在根据本发明的用途的设备的优选方面，至少一个换能器适于向受试者提供声波疗法，包括向受试者的至少一部分身体传输范围在25-120Hz之间的低频声波。
在根据本发明的设备的又一优选方面，至少一个换能器适于传输影响受试者身体的神经系统的声波，并且，特别地适于传输刺激受试者的周围神经的声波。这可以在所治疗的受试者中防止或至少减少化疗诱发的周围神经病变。
本发明还涉及一种治疗受试者的癌症的方法，包括：特别地通过向受试者施用化疗药物(chemotherapeutic agents)而对受试者进行化疗，其中，用声波疗法治疗受试者，其中，向受试者身体传输声波，该声波影响受试者身体的神经系统，并且特别是刺激受试者的周围神经。优选地，该方法包括在至少一部分化疗期间使用声波疗法治疗受试者。例如，当在化疗中向受试者施用化疗药物时，可以将受试者支撑在根据本发明的设备上。根据本发明的方法改善了使用化疗的癌症治疗，因为声波疗法防止或至少减少了受试者(患者)经受的神经病变，特别是由于化学治疗导致的神经病变。特别地，通过本发明的方法由此可以防止由于严重的神经病变而可能导致的化疗程序的中断或过早停止。
本发明特别地涉及一种治疗受试者的癌症的方法，该方法包括：特别地通过向受试者施用化疗药物而对受试者进行化疗，同时将受试者支撑在根据本发明的设备上，其中，在至少一部分化疗期间，设备中的至少一个换能器向受试者提供声波疗法，其中，向受试者身体传输声波，该声波影响受试者身体的神经系统，并且特别是刺激受试者的周围神经。
在根据本发明的方法的优选实施例中，由至少一个换能器传输的声波适于防止化疗诱发的周围神经病变。
本发明不限于上述实施例和方面。
为了清楚和简明描述的目的，本文将特征描述为相同或不同的实施例的一部分，然而，应当意识到，本发明的范围可以包括具有在整个申请中描述的所有或一些特征的组合的实施例。对于本领域技术人员显而易见的是，本发明不限于本文描述的任何实施例，并且可以进行能够被认为属于随附权利要求的范围内的修改。在不背离如权利要求所确定的本发明的范围的情况下，通常可以在技术人员的能力范围内进行添加、删除和修改。
实验
在2016年4月14日由乔治亚州中部医疗中心机构审查委员会(The MedicalCenter of Central Georgia Institutional Review Board，IRB)批准的深部声波疗法(Deep Sound Wave Therapy，DSWT)试验中，使用神经毒性化疗开始新疗法的患者是在化疗之间使用深部声波治疗椅(“椅”)治疗的受试者。2017年1月对试验设计进行了更改，以允许可能已经接受过一定剂量化疗的患者入组。该协议于2017年1月19日获得批准。
该试验已接近25个受试者的应计目标。所有受试者均为女性。年龄范围是从34岁至82岁，平均年龄为63岁9个月15天。几乎所有受试者都计划接受卡铂类药物(Carboplatin)和(紫衫醇)Taxol进行化疗。
试验治疗耐受性良好，并且在DSWT期间发生的问题很少。由于既往疾病，已经有2个受试者提前退出治疗。
随着治疗的进展，DSWT程序增加了治疗的强度和持续时间，在早期治疗期间，受试者接受了大约3×30分钟的周期和间歇的休息时间，总治疗时间约为3小时。后期治疗持续5-6小时。要求受试者报告问题的发展，并且使护理人员能够减轻强度或中止该计划。几乎没有中断的治疗，大多数中断是厕所休息时间，并且没有治疗对于强度进行调整。大多数受试者已进阶到较长时间的治疗。
在每次治疗之前，都完成了神经病变问卷。十三个陈述项的等级从“根本不”到“非常”。最高可能得分为52，最低得分为0。最高记录得分为44，并且这是在进行任何化疗或DSWT之前记录的。该受试者在第一轮治疗后选择不接受治疗，因为她的既往疾病使其无法完成治疗。由于不可预见的事件，第二名受试者在几轮治疗后退出治疗。此受试者已恢复治疗。除了这两个明显的例外，每个受试者都已经按计划接受了治疗。治疗已经被很好地耐受。没有由于周围神经病变而延误治疗报告。这可能表明DSWT在化疗期间对预防化疗诱发的周围神经病变具有正相关性。
Claims (21)
1.用于向受试者提供所述受试者身体内的振动感的设备，其包括支撑构件，所述支撑构件具有用于支撑所述受试者的至少一部分身体的支撑表面，所述支撑构件设置有用于产生波并通过所述支撑表面将所述波传输至所述受试者身体的装置，波产生和传输装置包括能够产生声波并将所述声波传输至所述受试者身体的至少一个声换能器，并且，所述至少一个声换能器与所述支撑表面之间的所述支撑构件包括材料层，所述材料层适于吸收物理振动，同时允许所述声波穿过其中到达所述受试者身体。
2.根据权利要求1所述的设备，所述材料层在所述声换能器和所述支撑表面之间的厚度适于使由所述声换能器产生的物理振动向所述支撑表面的传输最小化至比被支撑在所述支撑表面上的所述受试者的身体部位的最小感觉水平低的水平。
3.根据权利要求1或2所述的设备，所述材料是泡沫，特别是泡沫橡胶或聚醚。
4.根据上述权利要求中任一项所述的设备，所述声换能器能够并且适于产生和传输低频频谱中的声波，特别是频率范围在25-120Hz之间的声波。
5.根据上述权利要求中任一项所述的设备，在所述支撑构件中设置有多个换能器，用以在所述支撑表面的相应位置处产生声波并将所述声波传输至使用者的身体，每个所述位置与所述多个换能器中的一个相关联。
6.根据权利要求5所述的设备，所述多个换能器中的每一个都独立控制，以使得能够在所述支撑表面的与所述多个换能器中的一个相关联的每个位置处独立地产生和传输声波。
7.根据权利要求5或6所述的设备，根据所述多个换能器中的每一个的所述相应位置，为所述多个换能器中的每一个调整所述材料层的厚度，所述材料层适于吸收物理振动，同时允许所述声波穿过其中到达所述受试者身体。
8.根据上述权利要求中任一项所述的设备，所述支撑构件是枕头。
9.根据权利要求8所述的设备，所述支撑构件支承在刚性框架上，其中，在所述支撑构件中设置的所述至少一个声换能器通过适于吸收所述至少一个声换能器的物理振动的材料层与所述框架分隔开。
10.根据权利要求9所述的设备，所述至少一个声换能器在各个方向上由适于吸收所述至少一个声换能器的物理振动的所述材料包围。
11.根据上述权利要求中任一项所述的设备，所述设备是椅子、床或用于支撑受试者的至少一部分身体的其他类型的家具。
12.根据权利要求11所述的设备，所述设备包括控制装置，所述控制装置适于控制设置在所述支撑构件中的所述至少一个换能器的声波输出。
13.根据权利要求11或12所述的设备，所述设备包括处理器、数据存储器、电源、通信单元、界面和显示器之中的一个或更多个。
14.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其用作医疗设备。
15.根据权利要求1-13中任一项或特别地根据权利要求14所述的设备，其用于化疗，其中，所述设备支撑接受化疗治疗的受试者，并且其中，在治疗期间控制所述设备，以通过所述至少一个换能器向所述受试者提供声波疗法。
16.根据权利要求1-13中任一项或特别地根据权利要求14所述的设备，其用于通过化疗治疗受试者的癌症，其中，所述设备支撑接受化疗治疗的受试者，并且其中，在所述治疗期间控制所述设备，以通过所述至少一个换能器向所述受试者提供声波疗法。
17.根据权利要求15或16所述使用的设备，其中，所述至少一个换能器适于向所述受试者提供声波疗法，包括向所述受试者的至少一部分身体传输范围在25-120Hz之间的低频声波。
18.根据权利要求17所述使用的设备，其中，所述至少一个换能器适于传输影响所述受试者身体的神经系统的声波，并且特别地适于传输刺激所述受试者的周围神经的声波。
19.治疗受试者的癌症的方法，其包括：特别地通过向所述受试者施用化疗药物而对所述受试者进行化学治疗，其中，用声波疗法治疗所述受试者，其中，向所述受试者身体传输声波，所述声波影响所述受试者身体的神经系统，并且特别是刺激所述受试者的周围神经。
20.治疗受试者的癌症的方法，其包括：特别地通过向所述受试者施用化疗药物而对所述受试者进行化学治疗，同时将所述受试者支撑在根据权利要求1-14中任一项所述的设备上，其中，在至少一部分所述化疗期间，所述设备中的所述至少一个换能器向所述受试者提供声波疗法，其中，向所述受试者身体传输声波，所述声波影响所述受试者身体的神经系统，并且特别是刺激所述受试者的周围神经。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，由所述至少一个换能器传输的所述声波适于防止化疗诱发的周围神经病变。
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