CN113164319A - 用于治疗呼吸相关睡眠障碍的装置和方法及装置控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明教义涉及一种用于治疗受试者的装置和方法，其中致动器被配置用于与所述受试者进行外部机械接触，其中控制单元被配置来控制所述致动器以提供主振动的至少一个突发，并且其中所述主振动具有在包含在5Hz至1000Hz范围内的操作频率范围内的一个或若干个频率或在所述操作频率范围内变化的频率，以便所述装置产生在所述受试者的身体内部传播的剪切波。此外，本发明教义涉及本发明教义的装置用于治疗呼吸相关的睡眠障碍的用途，所述呼吸相关的睡眠障碍包括打鼾、OSA、UARS或OHS。

Description

用于治疗呼吸相关睡眠障碍的装置和方法及装置控制方法

睡眠期间，人体的大多数系统处于合成代谢状态，从而有助于恢复免疫、神经、骨骼和肌肉系统；这些是维持情绪、记忆和认知功能的生命过程，并且在内分泌和免疫系统的功能中起着重要作用。内部生物钟促进每天晚上的睡眠。睡眠的各种目的和机制是正在进行的大量研究的主题。人造光的出现大大改变了工业化国家的睡眠时间。

人类可能患有各种睡眠障碍，包括睡眠异常，诸如失眠、嗜睡症、发作性睡病和睡眠呼吸暂停；类睡症，诸如梦游症和REM行为障碍；磨牙症；以及昼夜节律睡眠障碍。

阻塞性睡眠呼吸暂停是在睡眠期间发生严重呼吸暂停从而破坏睡眠的正常进程并且通常导致其他更严重的健康问题的病状。在睡眠期间当患者呼吸道周围的肌肉松弛从而致使呼吸道塌陷并阻止摄入氧气时，发生呼吸暂停。阻塞性睡眠呼吸暂停比中枢性睡眠呼吸暂停更常见。当血液中的氧气水平下降时，患者就从深度睡眠中出来以便恢复呼吸。当这些发作每小时发生若干次时，睡眠呼吸暂停上升到可能需要治疗的严重水平。

OSA的症状可包括上呼吸道由于喉咙的肌肉和软组织异常松弛而塌陷。塌陷可能堵塞呼吸道并中断呼吸。几秒后，大脑检测到发生了什么并引发微觉醒。这称为呼吸暂停。另外的发作可包括非常缓慢且浅的呼吸。这称为低通气，并且在喉咙部分堵塞时发生。

患有OSA的人每晚可经历数百次呼吸暂停和低通气发作。这些人通过将深度睡眠模式分成许多较小的较浅睡眠区间部分而打断深度睡眠模式，这可能使他们的身体在早晨感到不满足，因为大脑已经缺氧。

打鼾是患有此综合征的人的常见症状。打鼾是空气移动通过口腔后部、鼻子和喉咙而发出的湍急声音。尽管并非每个打鼾的人都患有呼吸困难，但已发现打鼾与其他危险因素结合可高度预测OSA。然而，打鼾的响度并不指示阻塞的严重性。如果上呼吸道严重阻塞，则可能没有足够的空气移动来发出很大的声音。即使是最大声的打鼾也并不意味着个体患有睡眠呼吸暂停综合症。最能提示睡眠呼吸暂停的体征发生在打鼾停止时。受影响的受试者通常在醒来时感觉到提不起精神。在白天期间他们感到疲倦，这会引发烦躁和集中力问题。在一些情况下，受试者会患有头痛和健忘，这进而可与焦虑和抑郁相关联。

严重程度可通过AHI(呼吸暂停低通气指数)来测量。此指数反映每小时呼吸暂停和低通气的次数。考虑到OSA病状的类型，可考虑不同的治疗选择。估计大约7.5％的人口患有中度至重度OSA，其中AHI>15。

OSA不仅破坏受试者和伴侣的日常生活，而且还具有许多其他健康或安全隐患，包括心血管疾病、高血压、以及醒着时出现睡意和集中力降低的更高风险。如果不治疗，高血压会增加其他严重问题(诸如2型糖尿病、肥胖症、心脏病发作或/和中风)的风险。而且在驾驶时出现睡意和集中力降低将对受试者和/或其他人带来安全风险。

睡眠中的关键生理指标包括脑波的EEG、眼动的眼电图(EOG)和骨骼肌活动的肌电图(EMG)。这些测量值的同时收集称为多导睡眠描记术，并且可在专门的睡眠实验室中执行。OSA的诊断可能是复杂的。在排除其他病状之后，可要求受试者进行夜间睡眠测试，所述夜间睡眠测试将在睡眠测试中心进行或在家庭睡眠研究中在家进行。可在受试者睡觉时在受试者的皮肤上放置测量不同身体功能(包括呼吸、心率、胸部和腹部运动、肌张力、脑波以及口腔和鼻子中的气流量)的许多电极。

睡眠呼吸暂停可通过症状、危险因素和观察的评估(例如，白天过度嗜睡和疲倦)来诊断，但诊断的黄金标准是正式的睡眠研究(多导睡眠描记术，或有时简约信道基于家庭测试生理记录法)。研究可建立根据每小时睡眠事件的数目和类型(呼吸暂停低通气指数(AHI)或呼吸紊乱指数(RDI))得到的疾病的可靠指标，所述指标与正式阈值相关联，高于所述阈值，患者被认为患有睡眠呼吸暂停，然后可量化他们睡眠呼吸暂停的严重性。轻度OSA(阻塞性睡眠呼吸暂停)的范围为每小时5至14.9个事件，中度OSA的范围为每小时15-29.9个事件，并且重度OSA将是患者每小时发生超过30个事件。治疗的实例包括连续气道正压通气(CPAP)机、生活方式改变、口腔防护器、外科手术、膈神经刺激装置或其他不常用的治疗。

CPAP是当前治疗轻度和重度病状OSA受试者的黄金标准。CPAP是20世纪80年代开发的，并且通常可涉及不断地将空气推入上呼吸道以保持其畅通。所述系统可由在恒定或自动压力下推动空气的机器以及受试者需要戴在脸上并整夜佩戴的(口部或面部)面罩制成。受试者必须学会戴着面罩并且以特定位置睡觉。

此治疗选择存在许多缺点，这使得对此疗法的良好依从性相当低。除了对亲密行为的潜在影响外，许多受试者还抱怨晚上使用机器时的不舒服。这是由于持续不断的振动噪声以及另外的并发症，诸如系统泄漏、干燥鼻、红眼、鼻塞和脸上的面罩痕迹。这导致较差的依从性，高达20％的被诊断受试者完全拒绝所述疗法，并且高达50％的受试者不依从他们的CPAP疗法。

在严重性较低的情况下，通过减轻体重、避免过度饮酒和以适当的卧床位置睡觉以增加空气摄入量来改变受试者的生活方式可能就足够了。

可开出专用的口腔防护器(称为下颌前移装置(MAD))以将下颌和舌头保持在前向位置，这可在喉咙的后部形成更多的空间。然而，许多受试者抱怨，一直带着口腔防护器睡觉不舒服，并且随时间的推移粘附性可能下降。另外，不是所有的受试者都对此疗法有反应，并且适应症是有限的。

在重度OSA的情况下或在身体存在异常(诸如扁桃体过大，这堵塞呼吸)的情况下，可能需要进行手术干预。存在许多外科手术，其中一些是激进的。除了有创伤性之外，不能保证外科手术(诸如重塑软腭和咽部)从长远角度来看将具有有益的效果。

在膈神经刺激治疗中，系统向膈神经中的一条递送小的电脉冲，所述膈神经从大脑向膈肌发送信号。膈肌对这些信号做出响应，并且目的在于恢复更正常的呼吸模式。这种自然的呼吸模式可使氧合作用更好、减少交感神经系统的激活并改善睡眠，所有这些都可改善心血管健康。通常，系统在睡眠期间自动激活。医生可通过便携式平板电脑编程器监测信息，并且可根据需要以非侵入方式改变设置。尽管如此，这也是侵入性系统，并且经过一些试验和反馈，且未得到受试者的很好接受。

OSA是最常见的呼吸相关的睡眠障碍之一，并且存在没有足够的方法诊断和/或治疗的其他呼吸相关的睡眠障碍。因此，存在通过使用新技术来诊断和治疗呼吸相关的睡眠障碍的需要。

US-2017/0165101公开一种通过使用振动来缓解阻塞性睡眠呼吸暂停和/或打鼾和/或失眠的装置和方法。所述装置可以若干种配置中的一种来佩戴以刺激舌下和/或舌咽神经、颏舌肌以及颈部和喉咙的其他肌肉，以防止呼吸道在睡眠期间阻塞。

US-2013/0030257涉及一种非接触式生理运动传感器和监测器装置，其可结合多普勒效应的使用来提取与一个或多个受试者体内的心肺运动相关的信息。所提取的信息可用于例如确定呼吸暂停事件和/或打鼾事件和/或在结合呼吸暂停或打鼾治疗装置使用时向受试者提供呼吸暂停或打鼾疗法。

发明内容

本发明涉及一种装置，所述装置包括至少第一致动器和控制单元。所述第一致动器被配置用于与受试者进行外部机械接触。所述控制单元被配置来控制所述第一致动器以提供第一主振动的至少一个突发。所述第一主振动具有在包含在5Hz至1000Hz范围内的操作频率范围内的一个或若干个频率或在所述操作频率范围内变化的频率，以便所述装置在所述受试者的身体内部产生剪切波。这种装置因此可用于治疗受试者。

本发明还涉及一种用于装置的控制方法，所述装置包括至少第一致动器和控制单元，其中所述第一致动器被配置用于与受试者进行外部机械接触。所述控制方法被配置来控制所述第一致动器以提供第一主振动的至少一个突发。所述第一主振动具有在包含在5Hz至1000Hz范围内的操作频率范围内的一个或若干个频率或在所述操作频率范围内变化的频率，以便所述装置在所述受试者的身体内部产生剪切波。这种控制方法因此可用于利用所述装置治疗受试者。

根据这种装置或这种控制方法的任选特征，单独地或组合地：

-所述装置可包括若干个致动器，所述若干个致动器包括所述第一致动器和被配置用于与所述受试者进行外部机械接触的至少第二致动器；所述控制单元和/或控制方法可被配置来控制所述第二致动器以提供第二主振动的至少一个突发；并且所述第二主振动可具有在包含在5Hz至1000Hz范围内的所述操作频率范围内的一个或若干个频率或在所述作频率范围内变化的频率。

-所述第一主振动和所述第二主振动可以是同步的，或者可表现出相移。

-所述第一主振动和所述第二主振动可具有相同的振幅和相同的频率含量，或者可具有不同的振幅和/或不同的频率含量。

-所述主振动可以是周期性振动，所述周期性振动在给定突发期间具有单个恒定主频率，所述单个恒定主频率包含在包含在5Hz至1000Hz范围内的所述操作频率范围内。

-所述主振动可具有跨越包含在包含在5Hz至1000Hz范围内的所述操作频率范围内或与其重叠的所递送频段的频率含量。

-所述主振动可以是或可包含以下振动，所述振动在给定突发期间是至少若干个相异周期性子振动的总和，所述至少若干个相异周期性子振动中的若干个各自具有相异主频率，所述若干个单个主频率包含在所述操作频率范围内并且跨越所递送频带。

-所述主振动可以是或可包含以下振动，所述振动在若干个相异时间间隔中的每一个内是在给定间隔期间具有单个主频率的周期性振动，所述若干个单个主频率在两个连续时间间隔之间是相异的、包含在所述操作频率范围内并且跨越所递送频带。

-所述主振动可以是或可包含扫描振动，所述扫描振动具有在给定时间间隔期间具有跨越所递送频带的非恒定频率的变化频率。

-所述扫描振动可具有在给定时间间隔期间作为时间函数变化的频率。

-所述扫描振动可具有在给定时间间隔期间作为连续时间函数变化的频率。

-所递送频带可跨越至少10Hz，或至少20Hz，或至少40Hz，或至少40Hz至80Hz，或至少30Hz至100Hz或至少15Hz至200Hz，或至少15Hz至800Hz。

-所述操作频率范围可包含在15Hz至200Hz范围内。

-所述控制单元和/或所述控制方法被配置来控制所述一个或多个致动器以：提供所述主振动的至少一个突发，其中所述突发具有突发持续时间；以及提供主振动的一系列若干个连续突发，直到突发系列持续时间到期为止。

-所述剪切波可在等于或多达所述受试者的所述身体内部的至少15毫米的深度处生成和/或传播。

-所述剪切波可在等于或多达所述受试者的所述身体内部的至少15毫米的深度处具有至少10微米的振幅。

-所述控制单元和/或所述控制方法被配置来基于手动激活的开关的状态来打开或关闭所述一个或多个致动器。

-所述控制单元和/或所述控制方法可被配置来基于手动激活的开关的状态来打开或关闭所述一个或多个致动器。

-所述装置可包括监测器，所述监测器被配置来测量所述受试者的至少一个生理参数。

-所述装置可包括：有线通信链路，所述有线通信链路被配置来链接所述装置与被配置来测量所述受试者的所述至少一个生理参数的监测器；和/或无线通信链路，所述无线通信链路被配置来从远程监测器接收所述受试者的所述至少一个生理参数。

-所述监测器可选自医疗监测器、生活方式监测器或电话。

本发明进一步涉及一种治疗有需要的受试者的方法，所述方法包括：通过至少一个致动器与所述受试者的外部接触向所述受试者提供至少一个主振动的至少一个突发，以便在所述受试者体内产生剪切波并且响应于所述剪切波而诱发所述受试者体内的生理变化。

附图说明

根据以下结合以下附图对实施方案的描述，这些和/或其他方面将变得显而易见并且更容易理解：

图1是例示根据本发明教义的一些实施方案的示例性装置的配置的图；

图2是例示根据本发明教义的一些实施方案的另一个示例性装置的配置的图；

图3是例示根据本发明教义的一些实施方案的另一个示例性装置的配置的图；

图4是根据图2或图3的装置的示意图；

图5A是示出根据本发明教义的一些实施方案的主振动的实例的图，所述主振动由其在突发期间的振幅PV(t)与时间(t)表示。图5A例示简单的余弦函数作为实例。图5B例示图5A的主振动的归一化能量谱密度(ESD)，其表示为图5A的主振动的频域(f)中的FFT的平方。图5C例示根据本发明教义的一些实施方案的图5A的主振动在时域中的功率谱密度；

图6A、图6B和图6C类似于图5A、图5B和图5C，但是与根据本发明教义的一些实施方案的主振动的另一个实例相关，所述另一个实例是各自表现出不同频率的若干个正弦或余弦函数的总和；

图7A、图7B和图7C类似于图5A、图5B和图5C，但是与根据本发明教义的一些实施方案的主振动的另一个实例相关，所述另一个实例具有在突发期间跨越所递送频带的逐步变化的频率；

图8A、图8B和图8C类似于图5A、图5B和图5C，但是与根据本发明教义的一些实施方案的主振动的另一个实例相关，所述另一个实例具有在突发期间跨越所递送频带的连续变化的频率；

图9A、图9B和图9C类似于图5A、图5B和图5C，但是与根据本发明教义的一些实施方案的主振动的另一个实例相关，所述另一个实例具有在突发期间跨越所递送频带的连续变化的频率，并且还具有在突发期间变化的振幅(例如通过在突发期间对振幅应用汉明窗函数)；

图10、图11和图12类似于图9C，但是与主振动的其他实例相关，所述其他实例具有在突发期间跨越所递送频带的连续变化的频率，并且还具有针对对振幅应用的其他窗口函数(即凹二次函数、凸二次函数和指数函数)在突发期间变化的振幅。

图13A、图13B和图13C类似于图5A、图5B和图5C，但是与根据本发明教义的一些实施方案的主振动的另一个实例相关，所述另一个实例具有在突发期间跨越所递送频带的连续变化的频率，并且还具有噪声，这里噪声表示为叠加的白噪声。

图14是根据本发明教义的简化方法的图。

图15和图16各自分别是使用聚乙烯醇(PVA)仿组织体模的第一实验设置的示意性纵向视图和横向视图。

图17和图18示出响应于应用使用本发明教义的一些实施方案的方法治疗动物模型的示例性气流量和SpO2。

具体实施方式

考虑到本发明教义的功能，本公开中使用的术语已被选择作为本领域普通技术人员所使用的一般术语，但是这些术语可根据本领域普通技术人员的意图、常规惯例或新技术的引进来更改。而且，如果有在特定情况下任意选择的术语，则所述术语的含义将在本发明教义的对应描述部分中详细描述。因此，应当基于本公开的全部内容而不是每个术语的简单名称来限定或理解术语。

在本发明教义中，当描述一者包括(或包含或具有)一些元件时，则应当理解，如果不存在具体限制，所述一者可包括(或包含或具有)仅那些元件，或者可包括(或包含或具有)其他元件以及那些元件。

如本文所使用，术语“约”通常是指在给定值或范围的10％、5％、1％或0.5％之内。替代地，术语“约”意指当由本领域普通技术一员考虑时在平均值的可接受标准误差内。在本发明教义中，应当根据所报告有效位数的数目并且通过应用普通的舍入技术来解释每个数值参数。

术语“受试者”是指活的人类或动物，包括所有哺乳动物，诸如灵长类动物(特别是高等灵长类动物)、绵羊、狗、啮齿动物(例如小鼠或大鼠)、豚鼠、山羊、猪、猫、兔子和奶牛。

如本文所使用，术语“治理”、“治疗”、“减轻”和“鼓励”在本文中可互换使用。这些术语是指获得有益或期望结果的方法，包括但不限于疗法益处和/或预防益处。疗法益处意指根除或减轻所治疗的潜在疾病。此外，通过根除或减轻与潜在疾病相关联的一种或多种生理症状来实现疗法益处，使得在受试者体内观察到改善，尽管受试者仍然会受到潜在疾病的折磨。为了预防益处，可对有患特定疾病风险的受试者或报告疾病的一种或多种生理症状的受试者使用所述装置或应用所述过程，即使可能尚未做出对此疾病的诊断。

术语“呼吸相关的睡眠障碍”是指一系列的呼吸异常，其可包括(良性)打鼾、习惯性打鼾、慢性打鼾、上呼吸道阻力综合症(UARS)、阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)和肥胖肺换气不足综合症(OHS)。在一些实施方案中，它包括慢性打鼾。在一些实施方案中，它包括习惯性打鼾。在一些实施方案中，它包括上呼吸道阻力综合症(UARS)。在一些实施方案中，它包括阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)。在一些实施方案中，它包括肥胖肺换气不足综合症(OHS)。

在患有UARS的受试者中，睡眠质量通常会被破坏到引起临床后果的程度，诸如睡眠起始困难或睡眠保持困难(失眠)、非提神睡眠或白天过度嗜睡。由于打鼾引发的许多觉醒的非常短暂的性质，患有UARS的受试者可能没有意识到这些唤醒，或者如果没有来自床伴或家庭成员的目击报告，他们可能不知道自己可能在打鼾。

OSA可通过睡眠期间浅呼吸或暂停呼吸(有时称为“呼吸暂停”)的反复发作来表征。在一些实施方案中，尽管受试者努力呼吸，反复发作仍发生。在一些实施方案中，OSA与血氧饱和度的降低相关联。在一些实施方案中，呼吸暂停持续至少10秒。在一些实施方案中，呼吸暂停持续在10秒与90秒之间。在一些实施方案中，呼吸暂停持续少于20秒。在一些实施方案中，呼吸暂停持续少于40秒。在一些实施方案中，呼吸暂停持续在10秒与15秒之间，在15秒与20秒之间，在20秒与25秒之间，在25秒与30秒之间，在30秒与35秒之间，在35秒与40秒之间，在40秒与45秒之间，在45秒与50秒之间，在50秒与55秒之间，在55秒与60秒之间，在60秒与65秒之间，在65秒与70秒之间，在70秒与75秒之间，在75秒与80秒之间，在80秒与85秒之间，或在85秒与90秒之间。

术语“血氧饱和度”、“血氧水平”、“血氧饱和度水平”或“SO₂”是指血液中氧饱和血红蛋白相对于总血红蛋白(不饱和+饱和)的分数。血氧饱和度可通过使用各种方法在各种组织中测量。在一些实施方案中，血氧饱和度包括动脉氧饱和度或SaO₂。在一些实施方案中，血氧饱和度包括静脉氧饱和度或SvO₂。在一些实施方案中，血氧饱和度包括组织氧饱和度或StO₂。在一些实施方案中，血氧饱和度包括末梢氧饱和度或SpO₂。在一些实施方案中，血氧饱和度通过动脉血气测试测量。在一些实施方案中，血氧饱和度通过使用近红外光谱技术测量。在一些实施方案中，血氧饱和度通过脉搏血氧仪装置测量。

在一些实施方案中，正常脉搏血氧饱和度为95％或更高。在一些实施方案中，正常脉搏血氧饱和度为约98％或更高。在一些实施方案中，正常血氧脉冲饱和度为约99％或更高。

术语“呼吸气流速率”是肺每单位时间吸入的空气量，并且其测量值可用于诊断目的。呼吸气流速率可通过覆盖受试者的嘴巴和鼻子的面罩来测量。当呼吸气流速率以负数表达时，它指示肺每单位时间呼出的空气量。

在一些实施方案中，患有低氧血症睡眠障碍的受试者具有降低的血氧饱和度。在一些实施方案中，降低的脉搏血氧饱和度为约92％或更低。在一些实施方案中，降低的脉搏血氧饱和度为约90％或更低。在一些实施方案中，降低的脉搏血氧饱和度为约88％或更低。在一些实施方案中，降低的脉搏血氧饱和度为约86％或更低。在一些实施方案中，降低的脉搏血氧饱和度为约84％或更低。在一些实施方案中，降低的脉搏血氧饱和度为约82％或更低。在一些实施方案中，降低的脉搏血氧饱和度为约80％或更低。在一些实施方案中，降低的脉搏血氧饱和度为约78％或更低。在一些实施方案中，降低的脉搏血氧饱和度为约75％或更低。在一些实施方案中，降低的脉搏血氧饱和度为约70％或更低。在一些实施方案中，降低的脉搏血氧饱和度为约65％或更低。在一些实施方案中，降低的脉搏血氧饱和度为约95％、约94％、约92％、约90％、约88％、约86％、约84％、约83％、约80％、约78％、约76％、约74％、约72％、约70％、约68％、约65％、约63％或约60％。

在一些实施方案中，患有睡眠障碍的受试者在预定时间量内的最大呼吸气流速率相较于同一受试者的参考气流速率有所降低。在一些实施方案中，降低的气流速率为约50％或更低。在一些实施方案中，降低的气流速率为约45％或更低。在一些实施方案中，降低的气流速率为约40％或更低。在一些实施方案中，降低的气流速率为约35％或更低。在一些实施方案中，降低的气流速率为约30％或更低。在一些实施方案中，降低的气流速率为约25％或更低。在一些实施方案中，降低的气流速率为约20％或更低。在一些实施方案中，降低的气流速率为约15％或更低。在一些实施方案中，降低的气流速率为约10％或更低。在一些实施方案中，降低的气流速率为约5％或更低。

如本文所使用，术语“致动器”是指具有例如呈接触垫形式的输出构件的装置，致动器使输出构件移动，这里是振动。在一些实施方案中，所述装置是机电或电磁装置。在一些实施方案中，所述装置是压电装置。在一些实施方案中，所述装置是液压装置。在一些实施方案中，所述装置是气动装置。在一些实施方案中，所述装置是热装置。

如本文所使用，术语“振动”通常是指身体或介质的一个或若干个点围绕平衡点发生震荡的机械现象。振荡可以是周期性的或随机的。在一些实施方案中，振动由本发明教义的致动器提供。由致动器向受试者的身体提供的振动(通常在致动器的接触垫处发生的振动)称为主振动。

在一些实施方案中，主振动在受试者的身体内部产生机械剪切波。在本发明教义的范围不受任何特定理论或假设限制的情况下，当机械能传播穿过介质时，它可具有两种主要模式，在其中一种模式下，介质粒子在垂直于波传播方向的方向上振荡。在一些实施方案中，此传播模式称为“剪切波”。

装置

在一方面，本发明教义涉及用于治疗受试者的医疗装置。在一些实施方案中，受试者可能患有呼吸病状。在一些实施方案中，所述装置包括一个或多个致动器，每个致动器在本文中限定。例如，一个或多个致动器可便利地以适合受试者的解剖形状的形式布置。在一些实施方案中，一个或多个致动器围绕身体部位(下文中称为外部解剖部位)布置。在一些实施方案中，一个或多个致动器围绕受试者的颈部区域布置。在一些实施方案中，本发明教义的至少一个致动器布置在受试者的颈部处。在一些实施方案中，一个或多个致动器附接到保持器，优选地，例如呈颈带形式的柔性保持器。在一些实施方案中，一个或多个致动器围绕受试者的胸部布置。例如，一个或多个致动器可围绕受试者的上胸部布置。在一些实施方案中，本发明教义的至少一个致动器布置在受试者的胸部处。在一些实施方案中，一个或多个致动器附接到保持器，优选地，例如呈胸带形式的柔性保持器。在一些实施方案中，一个或多个致动器以背心形式提供。

在一些实施方案中，所述装置包括异步振动的若干个致动器。在一些实施方案中，所述装置包括同步振动的若干个致动器。在一些实施方案中，若干个致动器以多个不同频率振动。在一些实施方案中，一个或多个致动器以一个频率振动。

在一些实施方案中，所述装置包括一个或若干个监测器，或者所述装置可被配置来例如通过有线或无线

通信链路与一个或若干个监测器一起操作，所述通信链路被配置来链接装置与监测器。一个或多个监测器可被配置来测量受试者的至少一个生理参数。例如，监测器可以是或可包括血氧监测器、二氧化碳监测器、呼吸气流速率监测器、呼吸率监测器、心率监测器、身体移动监测器、心电图(ECG)监测器、脑电图(EEG)监测器、肌电图(EMG)监测器和/或还有睡眠阶段研究监测器。

在一些实施方案中，监测器包括血氧饱和度监测器。在一些实施方案中，所述装置包括SaO₂监测器。在一些实施方案中，监测器包括SvO₂监测器。在一些实施方案中，监测器包括StO₂监测器。在一些实施方案中，监测器包括SpO₂监测器。在一些实施方案中，监测器包括脉搏血氧仪。

在一些实施方案中，监测器包括血CO₂监测器。在一些实施方案中，监测器包括口鼻热气流速率监测器。在一些实施方案中，监测器包括热流传感器。在一些实施方案中，监测器包括鼻压传感器。在一些实施方案中，监测器包括血压传感器。在一些实施方案中，监测器包括心率监测器。在一些实施方案中，监测器包括呼吸率监测器。在一些实施方案中，监测器包括体位传感器。在一些实施方案中，监测器包括打鼾传感器。

在一些实施方案中，监测器被配置来监测振动。在一些实施方案中，振动来自身体的内部区域。例如，振动可通过打鼾产生。

在一些实施方案中，所述装置包括控制单元。例如，控制单元可接收来自手动激活的开关的输入以自动打开或/和关闭装置的一个致动器或装置的若干个致动器，或者/并且可被配置来例如基于所接收的监测器的测量值自动打开或/和关闭装置的一个致动器或装置的若干个致动器。实际上，在一些实施方案中，所述装置包括被配置来从本发明教义的监测器接收测量值的控制单元。在一些实施方案中，所述装置包括配置来提供参考测量值的控制单元。在一些实施方案中，所述装置包括被配置来将测量值与参考测量值进行比较的控制单元。在一些实施方案中，所述装置包括被配置来打开或关闭致动器的手动激活的开关。

因此，在一些实施方案中，本发明教义的装置包括至少第一致动器和控制单元，并且其中控制单元被配置来通过以下方式控制第一致动器：打开第一致动器以提供第一主振动的至少一个突发，使得所述装置向受试者提供包括第一主振动的主振动；以及关闭第一致动器。

图1上示出根据本发明教义的用于治疗受试者的装置的实例的一些元件。更精确地，图1示出包括致动器12(在这种情况下是单个致动器)的装置10。致动器12包括能够产生振动移动的振动器14以及施加器16，施加器16具有被配置用于与受试者进行外部机械接触的一个或若干个接触垫18。

在此实例中并且也在以下实例中，接触垫18可包括旨在用于直接接触受试者(通常与受试者的身体直接接触，通常与受试者的皮肤直接接触)的界面材料。

如以上所讨论，振动器14是可由控制单元20控制的机械振动移动的源。振动器14可包括马达，例如电动马达。马达可以是例如线性马达或旋转马达，其提供原始移动，所述原始移动可以是振动的，例如在线性马达的情况下，或者可以是连续的，例如在旋转马达的情况下。振动器14可包括可将原始移动转换成振动移动的机械传动装置。机械传动装置可包括曲柄/杆机构或凸轮机构，或者可包括偏心配重，以用于将连续的旋转原始移动转换成交替的线性振动移动。然而，在一个实施方案中，振动器可包括电磁摇动器，诸如具有集成功率放大器的SmartShaker^TM型号K2004E01，其可购自The Modal Shop有限公司，3149 EKemper Road,Cincinnati,OH 45241,USA。这种电动励磁机是在基座中集成有功率放大器的小型便携式永磁摇动器。在此实例中，施加器16将由振动器14产生的振动移动传输到接触垫18。施加器16可包括框架，例如刚性框架，所述框架在这里包括主杆22，所述主杆22在这里是直线的。在所述实例中，主杆22的一个端部机械地连接到振动器14，并且其另一个端部机械地连接到携载一个或若干个接触垫18的托架24。

在所示实例中，托架24被配置来匹配受试者的外部解剖部位的轮廓。在所示实例中，托架24在形状上是弓形的，以便匹配受试者的颈部的轮廓。在此实例中，振动器14将线性振动移动递送到主杆22，其中线性振动移动的轴线与直线主杆22的轴线对准。弓形托架24例如在包含直线主杆22的轴线的平面中延伸。弓形托架24呈例如半圆形状。尽管仅表示出两个接触垫18，但是弓形托架可包括更多接触垫，例如3个、4个、5个、6个、7个、8个或更多个接触垫。这些接触垫可在托架24的延伸度内以规则的间隔或以不规则的间隔散布。这种间隔可以是随机的。接触垫可沿着一个维度散布，例如在弧之上散布；或者沿着托架的两个维度散布，例如在若干个平行弧之上散布；或者随机分布在托架的2D或3D表面上。

在一些实施方案中，给定致动器的所有接触垫(在此实例中由弓形托架24携载)可被认为具有由振动器14向施加器16施予的相同振动移动。在这种情况下，施加器16被认为是刚性的。然而，在一些实施方案中，施加器16可表现出一定柔性，同时仍能够将振动移动从振动器传送到接触垫。例如，这种柔性可允许施加器的形状适应于实际受试者。在这种情况下，位于施加器上不同位置处的不同接触垫的振动移动可不同，通常具有不同的振幅和/或方向和/或不同的相位。例如，在图1的配置中，主杆22可被认为是刚性的，即，主杆22的一个端部与另一个端部之间的移动没有显著差异，而托架24可表现出一定柔性。

在所示实例中，接触垫18各自根据接触垫在托架24上的位置而具有不同的取向。然而，在一种变型中，致动器的若干个接触垫或甚至所有接触垫可彼此平行。每个接触垫可被设计和配置成在接触垫18与受试者的身体之间的接触位置处具有平行于受试者的身体的接触表面。然而，一个或若干个或所有接触垫可具有修圆接触表面。可理解地，接触垫因此能够通过其接触表面与受试者的皮肤的外部机械接触而将主振动递送给受试者。

在一些实施方案中，诸如图2和图3的实例中所示，通常当振动器14是压电振动器时，致动器的接触垫18是振动器的外部表面。

控制单元20被配置来以致动器12向受试者提供主振动的这种方式控制致动器。因此，控制单元20可被配置来控制振动器14。控制单元20可包括例如呈可控发电机26形式的控制信号发生器，所述控制信号发生器被配置来向振动器14递送控制信号28。控制信号28通常是电控制信号。控制单元20可包括用于控制所述控制信号发生器26的电子控制电路30，电子控制电路30通常包括处理器、一个或若干个电子存储器、具有一个或若干个输入端口和/或输出端口的一个或若干个通信电路等。在任何情况下，链路31(诸如通信链路和/或电链路)可设置在电子控制电路30与控制信号发生器26之间。在一些实施方案中，控制单元20可与致动器12堆叠，例如与振动器14堆叠。在一些实施方案中，可规定，控制单元20的一部分(例如控制信号发生器26)可与致动器堆叠(例如与振动器14堆叠)，而控制单元的另一部分(例如一个或多个电子控制电路30)可远离保持器。在一些实施方案中，控制单元20远离致动器12。

根据振动器14的类型，控制信号28可以是由致动器12向受试者递送的主振动的图像。

根据本发明教义的装置可包括单个致动器。然而，它也可包括若干个致动器，包括例如至少第一致动器和至少第二致动器，如在图2和图3的实例中。在包括若干个致动器的装置中，致动器可以是完全相同的或者可以是不同类型的。在图2和图3的实例中，所述装置包括四个完全相同的致动器，优选地是机电类型的致动器，最优选地是压电致动器。

如在图2的实例中，根据本发明教义的装置可使其所有致动器利用同一控制信号28来控制，所述同一控制信号28可由同一控制信号发生器26递送。另一方面，如在图3的实例中，根据本发明教义的装置可具有利用不同控制信号28控制的若干个致动器，所述不同控制信号28可如图所示由不同控制信号发生器26递送，或者可由同一控制信号发生器的不同输出端递送。

如图2和图3所示，在根据本发明教义的装置中，控制信号放大器27可设置在控制信号发生器26与一个或若干个振动器之间。这种控制信号放大器27可以是控制单元20的一部分，或者可以是致动器的一部分，或者可以是两者之间的单独实体。在图2的示例性实施方案中，单个控制信号放大器27用于所有致动器12，而在图3的示例性实施方案中，存在若干个控制信号放大器27，它们各自向所述装置的致动器12中的一个或其子集递送控制信号28。在若干个控制信号发生器的情况下，控制单元可包括驱动所有控制信号发生器26的单个电子控制电路30，或者可包括若干个电子控制电路30，它们各自驱动一个或若干个控制信号发生器，但是被认为形成同一控制单元的一部分。

在两个实例中，一个实例可使用任何类型的致动器，包括任何类型的振动器。然而，紧凑的致动器是所期望的。致动器可包括压电振动器14，其可被认为是一种类型的线性马达，所述线性马达被馈送交替的电控制信号28、递送线性振动原始移动。作为一个实例，可实现来自法国CEDRAT TECHNOLOGIES,59 Chemin du Vieux Chêne,Inovallée,38246MEYLAN Cedex的APA系列的致动器作为致动器12。此类致动器中的每一个是低压压电陶瓷的机械放大预加载叠堆。例如，可使用APA600MML致动器。

通常，根据本发明教义的装置可包括能量源32或与能量源32连接，以用于致动器的操作以及用于控制单元的操作。在机电或电磁振动器的情况下，能量源可以是电源，电源可包括国内电网、可连接到国内电网的电转换器或变压器、电池等中的任一者。能量源可专用于所述装置。

根据本发明教义的装置可包括如以上所讨论的一个或若干个监测器以用于测量受试者的至少一个生理参数。在图2的实例中，示出一个监测器36，所述监测器36通过通信链路37(其是例如有线链路，诸如电缆)链接到控制单元20。在同一实例中，另一个监测器38通过另一个通信链路39(其是例如无线链路，诸如

通信链路)链接到控制单元。通信链路允许控制单元20从监测器接收所测量的生理参数。通信链路可与控制单元20的电子控制电路30对接。

在根据本发明教义的装置中，一个或若干个致动器可布置在保持器34上。这种保持器34可被配置来允许或有利于一个或多个致动器附接到受试者。例如但不受限制地，保持器可呈颈带、胸带、背心、膈肌带或腹带的形式。优选地，保持器(特别是在其保持若干个致动器的情况下)顺应要向其施加致动器的受试者的身体区域。通常，保持器可以是柔性的，例如包括织物结构和/或柔性聚合物结构，并且/或者可至少部分地是半刚性的，即弹性的，并且/或者可以是铰接的。致动器可在保持器的延伸度内以规则的间隔或不规则的间隔部散布。它们可沿着一个维度散布，例如在线之上散布；或沿保持器的两个维度或三个维度散布。应注意，控制单元20或其至少一部分也可布置在保持器上。在一些实施方案中，可规定，控制单元20的一部分(例如一个或多个控制信号发生器)可布置在保持器34上，而控制单元的另一部分(例如一个或多个电子控制电路)可远离保持器34。

在一些实施方案中，诸如图2和图3的实例中所例示，一个或若干个致动器12可全部或部分地封装在保持器中。在这种情况下，保持器可包括覆盖接触垫18的衬里。在这种情况下，衬里优选地被配置以便对接触垫18的振动移动提供尽可能小的衰减，使得即使此外部机械接触可能是通过衬里间接的，而不是在没有任何衬里的情况下直接的，接触垫18仍可被认为是与受试者进行外部机械接触。

图4是可根据图2或图3的图的装置的实施方案的示意图。在此实例中，若干个致动器12布置在呈带(例如颈带)形式的保持器34上。保持器34具有容纳致动器12的中央套管40。中央套管40可具有细长形状以遵循受试者的颈部的轮廓的至少一部分，例如以匹配受试者的颈部的前部。中央套管40可以是柔性的或刚性的，或者可处于介于刚性与柔性之间的状态。保持器34还可包括一个或若干个侧翼42，所述一个或若干个侧翼42可以是弓形的，在细长的弓形中央套管40的两侧上延伸，使得保持器可通过绕过超过用户颈部周长的一半而围绕颈部附接。在此实例中，保持器34呈延伸小于整圆的弧形的形状，并且因此在侧翼42的自由端部之间敞开。

在包括若干个致动器(即至少一个第一致动器和至少一个第二致动器，其中两者均被配置用于与受试者进行外部机械接触)的装置中，控制单元可被配置来控制第一致动器以提供第一主振动的至少一个突发，并且被配置来控制第二致动器以提供第二主振动的至少一个突发。在这种情况下，所述装置整体上通过其若干个致动器提供主振动或整体装置主振动，所述主振动或整体装置主振动包括由所述装置的每个致动器提供的主振动，包括第一主振动和第二主振动。因此，控制单元可被配置来打开或关闭第一致动器，并且还被配置来打开或关闭第二致动器。在一些实施方案中，第一主振动和第二主振动可以是同步的。实际上，它们可以是由于向第一致动器和第二致动器两者提供同一控制信号28导致的，在这种情况下，它们将具有相同的振幅和相同的频率含量。然而，它们可表现出不同的振幅。在其他实施方案中，第一主振动和第二主振动可表现出相移。当它们在受试者的身体内传播时，它们可导致所谓的振动聚焦。当然，相同的原理可适用于多于两个的致动器。在这种情况下，可控制所述装置的所有致动器以提供同步主振动，或者可控制所述装置的致动器的不同子集以提供在给定子集内同步但在不同子集之间表现出相移的主振动，其中致动器的子集包括一个或若干个致动器。

主振动

在本发明教义中，在由根据本发明教义的装置中或在装置的控制方法中由致动器提供的、或在这种装置的使用中或在根据本发明教义的治疗方法中实现的主振动是在致动器与受试者的接触表面(即以上实例中的一个或多个接触垫18)处递送的振动移动。主振动在突发持续时间期间作为突发提供，所述突发持续时间在打开致动器时开始并且在关闭致动器时停止。在给定治疗期间，所述装置可被配置来递送主振动的一系列若干个连续突发，直到突发系列持续时间到期为止。在这种一系列突发中，两个连续突发可以是直接连续的，或可间隔其间致动器关闭的推移持续时间。由同一致动器提供的不同突发可对应于导致具有相同频率含量、振幅等的相同主振动的相同控制信号。在一些实施方案中，突发系列是以突发重复频率重复的一连串突发。然而，由同一致动器提供的不同突发可对应于在不同突发期间导致不同主振动的不同控制信号。

在一些实施方案中，由装置的致动器12提供的主振动是周期性振动，其在给定突发期间具有单个恒定主频率。优选地，单个恒定主频率包含在操作频率范围内，所述操作频率范围本身包含在5Hz至1000Hz范围内。

操作频率范围是在其内选择至少一个主频率来操作以便在受试者内部产生剪切波以及使治疗有效的频率范围。认为操作频率范围至多包括在5HZ至1000HZ范围内。然而，特别是对于针对一些受试者的一些治疗，认为操作频率范围至多包括在15HZ至200HZ范围内。

图5A中例示这种主振动的实例，其中主振动呈余弦波形式，余弦波在突发持续时间期间沿着时间的值可写为以下时间函数：

其中

A：振动振幅；

f：振动频率；

t：时间；

振动相位。

在图5A的实例中，主振动的频率为5Hz。应注意，虽然图5A例示在1秒持续时间内的振动，但这可以是突发的持续时间或者突发可持续更长时间。图5B例示在频域中表达的主振动的归一化平方快速傅里叶变换，其中归一化意指计算值已经除以在频率含量内的最大计算值。此函数表示在给定突发的持续时间内振动中所包括的每个频率的能量之比。因为在此实例中存在单个主频率，所以非常明显的是，所有振动能量都在单个主频率处发生，在此实例中，所述主频率为5Hz。图5C表示一个突发内的时频功率谱密度，其中沿X轴以秒为单位表达时间，沿Y轴以千赫兹为单位表达频率，并且其中图中每个点都具有灰度级，所述灰度级与振动在于X轴上读取的给定时间点处的功率成比例并且与在Y轴上读取的那一点的给定频率对应。在灰度图中，黑色表示给定频率和给定时间点处无功率，而白色表示最大功率。因此，这里清楚的是，在突发的长度期间，功率保持恒定并且集中在单个主频率处。

为了使所述装置可操作用于预期治疗，已经发现所述装置应优选地被配置来在受试者的身体内部产生剪切波，所述剪切波向身体内传播以到达位于皮肤下一定深度处且在待治疗疾病中可操作的某些身体组织。因此，已经发现所期望的是，通过所述装置的操作诱发的剪切波在等于或多达受试者的身体内部的至少10毫米、优选地至少15毫米的深度处产生和/或传播。在一些实施方案中，通过所述装置的操作诱发的剪切波在等于或多达受试者的身体内部的至少30毫米、优选地至少50毫米的深度处产生和/或传播。在实验中，已经表明，通过所述装置的操作诱发的剪切波在至多达受试者的身体内部的至少30毫米的深度处传播。

为此，从申请人的测试中得知，由所述装置的一个或多个致动器产生的一个或多个主振动应优选地是具有包含在5Hz至1000Hz范围内的至少一个主频率的类型的。

为了有效治疗，在治疗方法期间由所述装置递送的频谱不一定需要跨越整个操作频率范围。相反，如将在下面讨论的，在治疗方法期间由所述装置递送的频谱可包括单个主频率或多个主频率，和/或并非包括操作频率范围全部的所递送频率范围。在治疗方法期间由所述装置递送的频谱可对应于操作频率范围的仅一部分。

有用的是应注意，在所述装置的一个或多个致动器的接触垫处(在与受试者的身体的外部接触处)发生的主振动不一定需要是相对于在其上施加主振动的身体表面的剪切振动。实际上，尽管可考虑所述装置的其中接触垫将具有在平行于身体表面(即，在大多数情况下平行于皮肤)的方向上交替的主振动的配置，但是这种情况不是必需的。实际上已经证明：包括沿着垂直于身体表面的方向的交替振动的主振动(即相对于主振动所施加到的身体表面的压缩振动)可在身体内部产生剪切波，这种剪切波在一定深度处传播。事实上已经证明：可以这种方式产生多个剪切波，每个剪切波在身体内部具有不同的传播方向。主振动可以是或可包括旋转移动，优选地例如围绕垂直于主振动所施加到的身体表面的轴线的交替旋转移动。主振动可以是或可包括沿着单个维度、沿着两个维度(即沿着表面)、或沿着三个维度(即在体积中)的交替移动。主振动可以是或可包括沿着至少一个维度的交替移动，所述至少一个维度平行于受试者在施加主振动的位置处的身体表面。主振动可以是或可包括沿着至少一个维度的交替移动，所述至少一个维度垂直于受试者在施加主振动的位置处的身体表面。

已经表明，频率高于1000Hz频率的剪切波在身体组织中强烈消散，并且因此不能很好地朝向身体的深处传播，从而不能以足够的能量到达所期望的操作组织以影响待治疗的疾病。

尽管考虑到高达1000Hz的主频率，例如对于某些受试者高达800Hz，但是还已经发现，特别是对于一些应用，主频率优选地包含在15Hz至200Hz范围内。实际上已经确定，在低于15Hz的情况下，可产生的任何剪切波都没有足够的功率。此外，维持主频率低于200Hz增强剪切波在身体内部(包括在至多达允许剪切波到达并非位于表面的组织或器官的深度处)的传播。

在一些实施方案中，主振动包括约15Hz、约20Hz、约25HZ、约30Hz、约35Hz、约40Hz、约45Hz、约50Hz、约55Hz、约60Hz、约65Hz、约70Hz、约75Hz、约80Hz、约85Hz、约90Hz、约95Hz、约100Hz、约105Hz、约110Hz、约115Hz、约120Hz、约125Hz、约130Hz、约135Hz或约140Hz的主频率。在一些实施方案中，主振动包括约70Hz、约75Hz、约80Hz、约85Hz、约90Hz、约95Hz、约100Hz、约105Hz、约110Hz、约115Hz、约120Hz、约125Hz、约130Hz、约135Hz或约140Hz的主频率。在一些实施方案中，主振动包括约90Hz、约95Hz、约100Hz、约105Hz、约110Hz、约115Hz、约120Hz、约125Hz、约130Hz、约135Hz或约140Hz的主频率。在一些实施方案中，主振动包括约90Hz的第一频率。在一些实施方案中，主振动波包括约95Hz的主频率。在一些实施方案中，主振动包括约100Hz的主频率。在一些实施方案中，主振动包括约105Hz的主频率。在一些实施方案中，主振动包括约110Hz的主频率。在一些实施方案中，主振动包括约115Hz的主频率。在一些实施方案中，主振动包括约120Hz的主频率。在一些实施方案中，主振动包括约125Hz的主频率。

然而，测试已经表明，实验应用被证明对一个或多个主振动的主频率的选择是敏感的。初步的理解是，对于获得所期望治疗最有效的主频率可能因受试者而变化，此外还可能取决于其他因素，诸如待治疗的疾病、涉及所述疾病的身体组织等。

因此，申请人不是使用在单个主要频率下提供一个或多个主振动的装置，而是设计以下装置，所述装置向受试者的身体提供具有跨越包含在操作频率范围内或与其重叠的所递送频带的频率含量或频谱的主振动，所述操作频率包含在5Hz至1000Hz范围内。参考图6A至图13C给出此类主振动的实例。

如从以下实例将理解的，给定主振动(无论是由给定致动器递送的主振动，还是由所述装置的若干个致动器整体递送的整体装置主振动)的频率含量可通过对主振动在突发持续时间内的时间函数执行快速傅里叶变换来推导。这种快速傅里叶变换将允许在任何一个主振动内标识具有显著振幅和/或能量和/或功率以在身体内部产生具有所期望治疗效果的剪切波的一个或若干个主频率和/或所递送主频带。如从以下实例将理解的，给定主振动的频率含量可包含以下频率，所述频率因以下原因而是非操作性的：它们超出5Hz至1000Hz范围或者超出15Hz至200Hz范围，或者它们所具有的振幅和/或能量和/或功率不足以在身体内部产生具有所期望治疗效果的剪切波。通常，操作频率将被认为是产生在目标组织位置处所具有的振幅等于或高于通过受试者的自发打鼾产生的波的振幅的剪切波。

在本发明教义中，在具有跨越所递送频带的频率含量的主振动的情况下，所递送频带被限定为具有上限频率和不同于并且低于上限频率的下限频率的频率范围。

在本发明教义中，具有跨越所递送频带的频率含量的主振动意指：主振动具有包含若干个频率的频率含量，所述若干个频率包括所递送频带的上限频率和下限频率。优选地，这种主振动具有在所递送频带的上限与下限之间包含至少一个另外的频率并且优选地若干个另外的频率的频率含量。

根据一个实施方案，在所述装置包括若干个致动器的情况下，所述装置可被配置成使得所述致动器中的若干个各自向受试者的身体提供具有单个恒定主频率的主振动，其中单个恒定主频率并不全都相等，但是包括在操作频率范围内的若干个不同单个恒定主频率，所述操作频率范围包含在5Hz至1000Hz、优选地15Hz至200Hz范围内。

根据其他实施方案，所述装置被配置成使得控制单元控制至少一个致动器(包括仅一个致动器)以提供具有跨越包含在操作频率范围内或与其重叠的所递送频带的频率含量的主振动，所述频率范围包含在5Hz至1000Hz范围内。

在一些实施方案中，所递送频带可在其上限频率与下限频率之间跨越至少10Hz，或至少20Hz，或至少40Hz，或至少100Hz，或至少150Hz，或至少200Hz，或至少250Hz，或至少300Hz，或至少350Hz，或至少400Hz，或至少450Hz，或至少500Hz。

在一些实施方案中，所递送频带可在其上限频率与下限频率之间跨越小于500Hz，或小于450Hz，或小于400Hz，或小于350Hz，或小于300Hz，或小于250Hz，或小于200Hz，或小于150Hz，或小于100Hz，或小于40Hz，或小于20Hz，或小于15Hz，或小于10Hz。

在一些实施方案中，所递送频带可跨越至少15Hz至80Hz，或至少15Hz至200Hz，或至少30Hz至100Hz，或至少80Hz至250Hz，或至少200Hz至500Hz，或至少15Hz至500Hz。

图6A示出主振动的实例，所述主振动在给定突发期间是若干个不同周期性子振动的总和，周期性子振动中的若干个各自具有不同主频率，若干个单个主频率包含在操作频率范围内并且跨越所递送频带。在此实例中，主振动是3个子振动的总和，每个子振动是余弦振动，使得可按照以下时间函数写出主振动：

其中，例如：

f1＝100Hz

f2＝500Hz，

并且f3＝900Hz。

在此实例中，每个子振动的振幅A是相等的，但是对于不同子振动，不同振幅可以是可能的。此外，在此实例中，子振动具有相同相位，但是对于不同子振动，不同相位可以是可能的。在此实例中，子振动同时发生。在此实例中，考虑到图6A所示的主振动是由一个致动器提供的，所述致动器由具有如图6A所示的形状的控制信号控制。然而，如以上所描述的具有各自提供具有单个不同主频率的主振动的若干个致动器的装置事实上从装置整体角度来看将提供具有类似频率含量的主振动，其被理解为整体装置主振动。应注意，图6A示出具有例如1秒的突发持续时间的主振动的仅一部分。

图6B示出：这种主振动具有能量谱密度，其中所有能量集中在与3个子振动中的每一个相对应的3个频率处。图6C示出：针对这3个频率中的每一个，功率在突发期间保持恒定，在此实例中，所述突发可具有1秒的突发持续时间。

图7A示出具有跨越包含在操作频率范围内的所递送频带的频率含量的主振动的另一个实例，所述操作频率范围包含在5Hz至1000Hz范围内。此主振动在若干个不同时间间隔[ti；ti+1]中的每一个内是具有单个主频率fi的周期性振动Pvi(t)，若干个单个主频率在两个连续时间间隔之间是相异的、包含在操作频率范围内、并且跨越所递送频带。在这种给定间隔期间，周期性振动可例如呈以下形式：

在所述实例中，给定突发内存在三个这样的连续时间间隔，每个时间间隔对应于给定主频率：

f1＝50Hz

f2＝250Hz，

并且f3＝500Hz。

在此实例中，每个周期性振动Pvi(t)的振幅是相等的，但是对于不同时间间隔，不同振幅可以是可能的。此外，在此实例中，不同时间间隔的周期性振动Pvi(t)具有相同相位，但是对于不同时间间隔，不同相位可以是可能的。在此实例中，考虑到图7A所示的主振动是由一个致动器提供的，所述致动器由具有如图7A所示的形状的控制信号控制。然而，如以上所描述的具有各自在给定脉冲期间的一个或若干个不同时间间隔期间提供周期性振动Pvi(t)的若干个致动器的装置事实上从装置整体角度来看将提供在突发的持续时间内具有类似频率含量的主振动，其被理解为整体装置主振动。

图7B示出：这种主振动具有能量谱密度，其中所有能量集中在与3个周期性振动Pvi(t)中的每一个相对应的3个频率处。图7C示出：针对这3个频率中的每一个，主振动的功率在时间间隔中的每一个期间随时间是恒定的，并且对于不同间隔也随时间是恒定的，但是功率可归因于随时间以逐步方式变化的频率，每步变化对应于所述时间间隔中的一个的结束或开始。时间间隔[ti；ti+1]在此实例中具有相等的持续时间，但是可表现出不同的持续时间。图7A和图7C示出具有例如1.5秒的突发持续时间的主振动。

图8A示出主振动的实例，所述主振动是具有变化频率的扫描振动，所述变化频率在给定时间间隔期间具有跨越所递送频带的频率。这种类型的信号有时称为啾声信号。在所示实例中，时间间隔是一个突发，但是它可以是小于突发的持续时间并且包含在一个突发中的时间间隔。通常，扫描振动可具有在这种情况下被理解为瞬时频率的频率，所述频率在给定时间间隔期间作为时间函数(例如作为连续时间函数)变化。在所示实例中，在给定时间间隔(这里对应于一个突发)期间，主振动的振幅可写为以下时间函数：

其中

A：振动振幅；

t：时间；

振动相位

在这种函数中，可将瞬时频率f(t)限定为与函数F(t)的时间导数F'(t)相关，在此实例中更确切地与f(t)＝(1/2*π)*F’(t)相关。在一个时间间隔内的扫描信号中，瞬时频率f(t)是非恒定时间函数。

在所述实例中，扫描信号是线性扫描信号或线性啾声信号，其中瞬时频率f(t)是线性变化时间函数，其可写为f(t)＝f0+kt。

可选择k＝(f1-f0)/Ti，其中

Ti是时间间隔的持续时间；

f0是时间间隔开始时的瞬时频率；并且

f1是时间间隔结束时的瞬时频率。

在这种情况下，F(t)的类型为

F(t)＝k/2t^2+f0 t。

在这种扫描振动中，所递送频带是从时间间隔开始时的瞬时频率f0开始到时间间隔结束时的瞬时频率f1的频带。

图8B示出具有范围是从5Hz的开始频率f0到1000Hz的结束频率f1的所递送频带的这种扫描振动(或啾声信号)的能量谱分布。在所述图中，开始频率和结束频率周围的振荡对应于这种振动信号中固有地存在的谐波的影响。图8C示出：在线性扫描振动的情况下，主振动的功率随时间均匀地分布，但是功率可归因于这里随时间线性变化的频率。应注意，图8A示出如图8C所示具有例如2秒的突发持续时间的主振动的仅一部分。

图9A示出其中对如针对具有扫描频率的先前实例所描述的时间函数应用汉明窗的变体。因此，主振动的最大振幅在给定时间间隔期间(这可以是突发的持续时间)随时间变化。在所述实例中，变型呈钟形形状。图9B示出：在频域中，突发期间的主振动的能量变化，而且其中钟形变型在中值频率(在所述实例中为500Hz)处具有最大值。图9C示出：主振动的功率随时间变化，并且功率可归因于这里随时间线性变化的频率。图9A和图9C示出具有例如2秒的突发持续时间的主振动。

图10、图11和图12示出图8C的实例的另外变体，其中主振动具有扫描振动，所述扫描振动具有变化频率。代替使频率作为线性时间函数变化(如在图8A至图8C中的实例中)，频率变型可遵循图10的实例中的凹二次时间函数、图11的实例中的凸二次时间函数、或图12的实例中的作为时间函数的指数型变型。在后一种情况下，扫描振动可具有以下类型的指数变化瞬时频率f(t)：

f(t)＝f0 k^t，其中

k＝(f1/f0)^(1/Ti)

F(t)＝f0[(k^t)-1]/ln(k)。

图13A所示的实例是具有扫描振动、因此具有变化频率的主振动的实例，但是其中有意或无意地添加了噪声函数，这里是白噪声函数。图13B示出上面添加白噪声信号的范围是从5Hz的开始频率f0到1000Hz的结束频率f1的所递送频带的这种基本扫描振动(或啾声信号)的能量谱分布。在图13B的图中，震荡主要对应于噪声的影响，但是也对应于这种振动信号固有地存在的谐波的影响。图13B示出：能量水平在范围是从基本扫描振动的开始频率到结束频率的频带内是显著的。然而，图13B还示出：振动的噪声部分在超过1000Hz的频率处也贡献能量。然而，这种频率高于1000Hz的能量被认为是非操作性的，因为已知对应的波不能在受试者的身体内部传播很远。这种频率高于1000Hz的能量只能在皮肤表面处或距皮肤表面不到10毫米的深度处具有显著影响。图13C示出：在与白噪声叠加的线性扫描振动的情况下，主振动的功率随时间均匀地分布，但是在每个时间点处，功率可主要归因于这里随时间线性变化的瞬时频率。应注意，图13A示出如图13C所示可具有例如2秒的突发持续时间的主振动的仅一部分。

所述装置和方法可实现具有再其他频率含量(包括以上所描述的频率含量的组合)的主振动。

与跟接触垫接触的身体表面组织的最大位移相对应的主振动的振幅可包括在1微米至1000微米、优选地10微米至500微米的范围内。

在以上主振动的情况下，实验已经表明：剪切波可在受试者内部产生，并且可传播到感兴趣的内部解剖部位，在所述内部解剖部位处，所述剪切波具有大于5微米、优选地大于10微米、更优选地大于50微米、再更优选地大于100微米、再更优选地大于200微米、最优选地大于500微米的振幅。

在一些实施方案中，治疗可包含一个突发。在一些实施方案中，一个突发具有等于治疗时间的突发持续时间。在一些实施方案中，突发持续时间可以是0.5秒至60秒。在一些实施方案中，突发持续时间可以是1秒至10秒。

在一些实施方案中，治疗持续时间可以是1分钟至300分钟。在一些实施方案中，治疗持续时间可以是5分钟至20分钟。在一些实施方案中，治疗可包括一个突发系列。在一些实施方案中，治疗可包括若干个突发系列，包括至少两个突发系列。在一些实施方案中，至少两个突发系列是立即连续的，或间隔推移时段。

用途

在另一方面，本发明教义涉及使用本发明教义的装置的方法，并且更具体地涉及可使用这种装置或使用不同装置实现的治疗方法。在一些实施方案中，所述方法包括治疗患有呼吸相关的睡眠障碍的受试者。在一些实施方案中，所述方法包括治疗在上呼吸道、气管、肺或膈肌上患有呼吸衰竭的受试者。在一些实施方案中，所述方法包括治疗患有慢性肺疾病、睡眠障碍、ALS、COPD、囊性纤维化、神经肌肉疾病、哮喘、肥胖症、打鼾、II型糖尿病或充血性心力衰竭中的一种或多种的受试者。在一些实施方案中，所述方法包括治疗患有打鼾的受试者。在一些实施方案中，所述方法包括治疗患有OSA的受试者。在一些实施方案中，所述方法包括治疗患有UARS的受试者。在一些实施方案中，所述方法包括治疗患有OHS的受试者。

除了以上用途之外，本发明教义还可具有多种多样的其他应用(例如，肺和心力衰竭与左心射血分数之间的任何联系、与灌注和肺弥散相关的任何联系、或者与剪切波产生共振或由剪切波刺激的总体上任何类型的肌肉、组织)。在实质上和精神上不背离本发明教义的情况下，本领域普通技术人员将能够将所提出的技术用于各种应用。而且这些应用都在本发明教义的范围内。

在一些实施方案中，所述方法包括提供主振动。在一些实施方案中，所述方法包括：向包括至少第一外部解剖部位的外部解剖部位施加主振动，以便在受试者内部在等于或多达包括至少第一内部解剖部位的内部解剖部位处产生剪切波。

下面详述的实验已经表明：所述方法响应于剪切波而诱发受试者体内的生理变化。生理变化包括减轻待治疗的疾病。通常，在呼吸相关的睡眠障碍的情况下，生理变化包括改善以下中的至少一者：

-呼吸气流速率，

-血氧饱和度，

-血二氧化碳分压(PCO2)

-呼吸率，

-心率，

-潮气量。

从下面描述的实验中可明显看出，令人惊讶的是，在已经停止提供任何主振动之后，生理变化持续剩余效应持续时间。

如以上所详述，所述方法已经被证明在主振动具有包含在5Hz至1000Hz范围内的操作频率范围内的一个或若干个频率或在所述操作频率范围内变化的频率时是最有效的。在一些情况下，操作频率范围准确地说包含在15Hz至200Hz范围内。

因此，所述方法涉及提供具有以上关于所述装置描述和讨论的各种频率含量中的一个或另一个的主振动。尤其如以上所讨论，在所述方法的一些实施方案中，主振动具有跨越包含在所述操作频率范围内或与其重叠的所递送频带的频率含量。

在一些实施方案中，所述方法包括：向第一外部解剖部位的一个位置施加主振动。在一些实施方案中，所述方法包括：例如通过使用具有若干个致动器的装置在第一外部解剖部位的若干个位置处施加主振动，每个致动器被施加到第一外部部位的所述若干个位置中的一个。

例如，所述方法可通过至少一个致动器与受试者的第一外部解剖部位的第一位置的外部接触来向受试者提供至少一个第一主振动的至少一个突发，并且同时通过至少一个致动器与受试者的所述第一外部解剖部位的第二位置的外部接触来向受试者提供至少一个第二主振动的至少一个突发。在这种情况下，第一主振动和第二主振动可表现出相移。这种相移可使用若干个致动器以及在由不同致动器向不同接触垫施予的振动移动之间应用时间延迟来实现。在不将本发明教义限制于任何特定假设或理论的情况下，这种相移可导致主振动的能量聚焦在给定第一内部解剖部位处。

在一些实施方案中，所述方法包括：向不同于第一解剖部位的第二外部解剖部位施加主振动，以便在受试者内部、在内部解剖部位、包括至少第二内部解剖部位处产生剪切波。在一些实施方案中，所述方法包括：向第二外部解剖部位的一个位置施加主振动。在一些实施方案中，所述方法包括：例如通过使用具有若干个致动器的装置在第二外部解剖部位的若干个位置处施加主振动，每个致动器被施加到第二外部解剖部位的所述若干个位置中的一个。

在一些实施方案中，可向其施加主振动的外部解剖部位是由以下组成的组中的一者或若干者：头、鼻子、嘴巴、颈、胸、背、胸壁和腹。

在一些实施方案中，所述方法包括：将剪切波聚焦到包括第一内部解剖部位和/或第二内部解剖部位的内部解剖部位。

在一些实施方案中，产生剪切波或剪切波所传播到的内部解剖部位可包括在由以下组成的组中：

-软腭；

-咀嚼肌

-咽肌

-喉肌

-气管；

-舌头；

-上呼吸道；

-会厌；

-肺泡；

-膈肌；

-神经，诸如

-膈神经，

-肋间神经

-迷走神经

-松弛神经；

-舌下神经

-肺；

-静脉

-动脉(颈动脉等)

-血液系统。

-心脏系统

在一些实施方案中，第二内部解剖部位与第一内部解剖部位基本上类似。在一些实施方案中，第二内部解剖部位不同于第一内部解剖部位。

在一些实施方案中，根据本发明教义的方法包括：提供第一振动，其中第一振动的提供是手动地、自动地或以其组合方式开始。在一些实施方案中，第一振动的提供在接收到来自开关的输入(例如，电/电子信号)时由控制单元开始，所述开关可由所述系统的用户(例如，受试者/患者或其他人诸如执业医生)手动地激活。在一些实施方案中，第一振动的提供通过控制单元自动地打开所述装置的一个或若干个致动器来开始。在一些实施方案中，所述方法包括：在第一测量值不同于参考值的情况下提供第一振动。在一些实施方案中，所述方法包括：在其间第一测量值不同于参考值的第一持续时间之后提供第一振动。在一些实施方案中，第一测量值低于参考值。在一些实施方案中，第一测量值高于参考值。在一些实施方案中，第一持续时间是在已经检测到任何类型的呼吸异常事件(打鼾或气流限制或低通气，或呼吸暂停或去饱和或呼吸频率或心率或Paco2升高……)之后的数秒。

在一些实施方案中，第一测量值包括氧饱和度或SO₂。在一些实施方案中，第一测量值包括血氧饱和度。在一些实施方案中，第一测量值是或包括SaO₂。在一些实施方案中，第一测量值是或包括SvO₂。在一些实施方案中，第一测量值是或包括StO₂。在一些实施方案中，第一测量值是或包括SpO₂。在一些实施方案中，第一测量值是或包括血二氧化碳分压(PCO₂)。在一些实施方案中，第一测量值包括呼吸气流速率。在一些实施方案中，第一测量值是或包括口鼻热气流速率测量值。在一些实施方案中，第一测量值是或包括鼻压。在一些实施方案中，第一测量值是或包括呼吸率。在一些实施方案中，第一测量值是或包括潮气量。

在一些实施方案中，所述方法包括：停止第一振动。在一些实施方案中，所述方法包括：停止第一振动，其中第一振动是手动地、自动地或以其组合方式停止。在一些实施方案中，第一振动在接收到来自开关的输入(例如，电/电子信号)时由控制单元停止，所述开关可由所述系统的用户(例如，受试者/患者或其他人诸如执业医生)手动地激活。在一些实施方案中，第一振动通过控制单元自动地关闭一个或若干个致动器来停止。在一些实施方案中，所述方法包括：在第二测量值不同于参考值的情况下停止第一振动。在一些实施方案中，所述方法包括：在第二测量值不同于参考值时的第二持续时间之后停止第一振动。在一些实施方案中，第二测量值低于参考值。在一些实施方案中，第二测量值高于参考值。在一些实施方案中，第二测量值与参考值类似。在一些实施方案中，第二持续时间是在已经检测到任何类型的正常呼吸事件(打鼾或气流限制或低通气，或呼吸暂停或去饱和或呼吸频率或心率或Paco2升高……)之后的约数秒。

在一些实施方案中，第二测量值包括氧饱和度或SO₂。在一些实施方案中，第二测量值是或包括血氧饱和度。在一些实施方案中，第二测量值是或包括SaO₂。在一些实施方案中，第二测量值是或包括SvO₂。在一些实施方案中，第二测量值是或包括StO₂。在一些实施方案中，第二测量值是或包括SpO₂。在一些实施方案中，第二测量值是或包括血二氧化碳分压或PCO₂。在一些实施方案中，第二测量值是或包括呼吸气流速率。在一些实施方案中，第二测量值是或包括口鼻热气流速率测量值。在一些实施方案中，第二测量值是或包括鼻压。在一些实施方案中，第二测量值是或包括呼吸率。在一些实施方案中，第二测量值是或包括潮气量。

在一些实施方案中，参考值是或包括参考氧饱和度或参考SO₂。在一些实施方案中，参考值是或包括参考血氧饱和度。在一些实施方案中，参考值是或包括参考SaO₂。在一些实施方案中，参考值是或包括参考SvO₂。在一些实施方案中，参考值是或包括参考StO₂。在一些实施方案中，参考值是或包括参考SpO₂。在一些实施方案中，参考值是或包括参考血二氧化碳分压(参考PCO₂)。在一些实施方案中，参考值是或包括参考呼吸气流速率。在一些实施方案中，参考值是或包括参考口鼻热气流速率测量值。在一些实施方案中，参考值是或包括参考鼻压。在一些实施方案中，参考值是或包括参考呼吸率。在一些实施方案中，参考值是或包括参考潮气量。

在另一方面，本发明教义包括根据本发明教义的装置的用途，其中所述用途的特征在于提供第一振动，其中第一振动在第一持续时间之后开始，在第一持续时间期间发生以下中的至少一者：

(i)SO₂低于参考SO₂，优选地，

(a)SaO₂低于参考SaO₂，

(b)SvO₂低于参考SvO₂，

(c)StO₂低于参考StO₂，和/或

(d)SpO₂低于参考SpO₂；

(ii)PCO₂高于参考PCO₂；

(iii)呼吸气流速率低于参考呼吸气流速率，优选地，口鼻热气流速率测量值低于参考口鼻热气流速率；

(iv)鼻压低于参考鼻压；

(v)呼吸率低于参考呼吸率；和/或

(vi)潮气量低于参考潮气量；并且

第一持续时间在0秒至5分钟之间。

在另一方面，本发明教义包括根据本发明教义的装置的用途，其中所述用途的特征在于在第二持续时间之后停止第一振动，在第二持续时间中，满足以下条件中的至少一者：

(i)SO₂不低于参考SO₂，优选地，

(a)SaO₂不低于参考SaO₂，

(b)SvO₂不低于参考SvO₂，

(c)StO₂不低于参考StO₂，和/或

(d)SpO₂不低于参考SpO₂；

(ii)PCO₂不高于参考PCO₂；

(iii)呼吸气流速率不低于参考呼吸气流速率，优选地，口鼻热气流速率测量值不低于参考口鼻热气流速率；

(iv)鼻压不低于参考鼻压；

(v)呼吸率不低于参考呼吸率；和/或

(vi)潮气量不低于参考潮气量；并且

第二持续时间在0秒至约5小时之间。

在一些实施方案中，根据本发明教义的装置的用途包括提高呼吸气流速率。在一些实施方案中，所述提高包括将呼吸气流速率提高约20％或更高。在一些实施方案中，所述提高包括将呼吸气流速率提高约25％或更高。在一些实施方案中，所述提高包括将呼吸气流速率提高约30％或更高。在一些实施方案中，所述提高包括将呼吸气流速率提高约35％或更高。在一些实施方案中，所述提高包括将呼吸气流速率提高约40％或更高。在一些实施方案中，所述提高包括将呼吸气流速率提高约45％或更高。在一些实施方案中，所述提高包括将呼吸气流速率提高约50％或更高。在一些实施方案中，所述提高包括将呼吸气流速率提高约55％或更高。在一些实施方案中，所述提高包括将呼吸气流速率提高约60％或更高。在一些实施方案中，所述提高包括将呼吸气流速率提高约65％或更高。在一些实施方案中，所述提高包括将呼吸气流速率提高约70％或更高。在一些实施方案中，所述提高包括将呼吸气流速率提高约75％或更高。

可结合本发明实例和附图进一步详细讨论本发明教义。然而，本领域普通技术人员将理解，实例和附图意图例示某些实施方案，而不意图表示可构造或利用本发明教义的唯一形式。

图14是根据本发明教义的简化方法的实例的图。在这种方法中，在步骤301处打开本发明教义的装置或所述装置处于操作中之后，在步骤302处对受试者的生理参数进行测量。在步骤304处控制单元接收测量值，在控制单元中将测量值与所期望参考值进行比较。如果测量值在所期望参考值之外，则在步骤306处控制单元确定致动器是接通的还是关断的。如果在步骤306处致动器是关断的，则在步骤310处控制单元打开致动器以提供主振动(从而在受试者内部产生剪切波)，并且重新回到步骤302。如果在步骤306处致动器是接通的，则控制单元维持致动器处于接通位置，并且重新回到步骤302。如果在步骤304处测量值在所期望参考值之内，则在步骤308处控制单元确定是接通的还是关断的。如果致动器是接通的，则在步骤312处控制单元关闭致动器，并且重新回到步骤302。如果致动器是关断的，则在步骤312处控制单元维持致动器处于关断位置，并且重新回到步骤302。此循环持续进行，使得所述装置由监测器触发的控制单元控制。

实验

实验1.仿上呼吸道体模

如图15和图16所示，在此实验期间使用的PVA体模100由5％至10％聚乙烯醇的水溶液(PVA Sigma Aldrich,St.Louis,Missouri)制成。为了获得弹性体模，根据所期望的最终弹性，使溶液经历2至5次冻融循环。体模100是管状的，具有由弹性材料的厚壁104包围的内部纵向通道102，以模仿人类或动物受试者的上呼吸道。

实验的目的是将PVA体模100置于外部约束下，以便对其内部纵向通道102造成阻塞，然后表明：可如在以上所描述的方法中通过向体模100施加主振动来使用剪切波打开体模100。

如此将管状体模100放置在气密壳体106中。通过第一连接管107将体模的内部纵向通道的一个末端连接到壳体外部的仿肺空气源108。仿肺空气源能够模拟吸气和呼气。

通过第二连接管110将体模的内部纵向通道的另一末端连接到壳体外部的气流速率监测器112。使用可购自申请人BREAS MEDICAL AB,FORESTASVAGEN 1,43533 MOLNLYCKE,SWEDEN的

系统(通常是Vivo 60)作为气流速率监测器。在壳体中的大气压下，仿肺空气源108因此能够致使参考气流量在体模的内部纵向通道102中循环。

然后将加压气体引入114到壳体中，以便在不影响内部纵向通道102内部的压力的情况下增大壳体106中体模100周围的压力。增大压力直到阻塞压力水平，所述阻塞压力水平致使厚壁104体模100塌陷并限制内部纵向通道102中的可用横截面，并且因此致使内部纵向通道102中的气流受到阻塞。

将致动器12设置在壳体106内部，与厚壁104的外壁表面进行外部机械接触。实际上，两个致动器12直径上对置地安装在体模100的外周上，在纵向上位于体模的中心。致动器是来自法国CEDRAT TECHNOLOGIES,59Chemin du Vieux Chêne,Inovallée,38246MEYLANCedex的APA系列的压电致动器。通过致动器向体模施加120Hz的主振动。

利用超声扫描仪(

Vantage和5MHz超声探头)监测剪切波在体模中的传播以及由于剪切波在阻塞区域中的传播而引起的整体机械变化。利用气流速率监测器112监测内部纵向通道102中的气流速率变化。

利用超声扫描仪对PVA体模中的塌陷区域进行成像，使得观察到在施加阻塞压力水平之前和之后内部纵向通道102的机械变化。超声图像和所测量的气流速率表明：施加主振动从而在体模内部产生剪切波能够重新打开PVA体模中的内部纵向通道102。

在受控环境中在纯物理模型上获得的此第一结果展示可与本发明方法比较的方法打开由于外部约束而塌陷的PVA体模的有效性。可注意到，在此纯物理实验中，生理或生物学机制可不起作用。

实验2.猪活体测试

在此实验的不同测试中，提供猪，使猪腹部朝上仰卧。在猪的颈部区域处施加如以上所描述的装置，并且在尾巴上设置SPO₂监测器。利用不同装置(包括诸如图1和图2的那些的装置)并且利用不同大小和重量的不同猪进行不同的测试。针对每个测试，将猪放置在诱发打鼾和/或气流限制和/或低通气和/或呼吸暂停的位置。所述位置是使猪头略微倾斜，以便诱发气流限制或阻塞。在诱发打鼾和/或气流限制和/或低通气和/或呼吸暂停之后，应用如以上所描述的方法并监测呼吸气流速率和SPO₂。

图17和图18示出此实验所特有的测试的结果。图18例示随时间的受试者的呼吸气流速率(以升/分钟表达)。图18例示同一测试期间的受试者的测量SPO2。从自时间T0延伸到时间T1的第一时间段，首先验证受试者是否能够在由于所诱发呼吸障碍造成的重度去饱和发作后进行自发再呼吸。在此第一时间段期间，施加常规通气治疗并停止4次。如在图17和图18上可见，施加通气治疗自然导致高水平的呼吸气流速率和高于90％的SPO2水平。然而，每次中断通气治疗时，呼吸气流速率下降到低于50升/分钟，并且SPO2迅速下降到低于75％(包括低于60％)。因此，在自时间T1延伸到时间T2的第二时间段期间，使用根据本发明教义的装置应用根据本发明教义的方法。在此特定测试中，使用根据图2的包括若干个致动器的装置施加主振动。主振动是同步的。它们包括具有2.5秒的突发持续时间的一系列突发，其中扫描频率跨越40Hz至200Hz范围，并且在突发期间频率连续变化，如在图8A的实例中。对应于突发系列持续时间的自时间T1延伸到时间T2的治疗持续时间是8分钟。图17示出主振动的施加对呼吸气流速率的第一几乎立即的影响，所述呼吸气流速率继续增加，在大约2至3分钟之后达到几乎稳定的水平。并行地，SPO2测量值显示：对应于治疗开始的时间T1处的小于70％的值在治疗大约5分钟后稳定增加到超过90％的值，并且在对应于施加主振动结束的第2时间段中的结束T2处达到大约94％。应注意，在治疗期间，即在时间T1与T2之间，没有提供呼吸辅助，尤其是没有施加CPAP治疗。

最值得注意的是，从图17和图18中可看出：由根据本发明教义的方法和装置诱发的生理变化具有剩余效应，这意指在治疗之后并且因此在振动已经停止之后，生理变化持续一定持续时间。在此实例中，剩余效应一直持续到测量结束，到时间T3为止，因此持续了44分钟。在测试的自时间T2延伸到时间T3的第三时间段期间，呼吸气流速率在治疗结束后维持在至少等于或超过在时间T2处的治疗结束时获得的值。类似地，在测试的此第3时间段期间，SPO2水平保持是高的，高于大约85％，并且大多数甚至超过90％。其他测试已经证明相同的剩余效应，然而具有不同的持续时间，但是在许多情况下，持续时间大大超过施加主振动的持续时间。

虽然已经借助于特定实施方案及其应用描述了本发明教义，但是本领域技术人员可在不脱离权利要求所阐述的本发明范围的情况下对本发明教义进行多种修改和改变。

Claims (62)

1.一种装置，其包括至少第一致动器和控制单元，

其中所述第一致动器被配置用于与受试者进行外部机械接触，

其中所述控制单元被配置来控制所述第一致动器以提供第一主振动的至少一个突发，

并且其中所述第一主振动具有在包含在5Hz至1000Hz范围内的操作频率范围内的一个或若干个频率或在所述操作频率范围内变化的频率，以便所述装置在所述受试者的身体内部产生剪切波。

2.如权利要求1所述的装置，其中所述装置包括若干个致动器，所述若干个致动器包括所述第一致动器和被配置用于与所述受试者进行外部机械接触的至少第二致动器，

其中所述控制单元被配置来控制所述第二致动器以提供第二主振动的至少一个突发，

并且其中所述第二主振动具有在包含在5Hz至1000Hz范围内的操作频率范围内的一个或若干个频率或在所述操作频率范围内变化的频率。

3.如权利要求2所述的装置，其中所述第一主振动和所述第二主振动是同步的。

4.如权利要求2所述的装置，其中所述第一主振动和所述第二主振动表现出相移。

5.如权利要求2至4中任一项所述的装置，其中所述第一主振动和所述第二主振动具有相同的振幅和相同的频率含量。

6.如权利要求1至5中任一项所述的装置，其中所述主振动是周期性振动，所述周期性振动在给定突发期间具有单个恒定主频率，所述单个恒定主频率包含在包含在5Hz至1000Hz范围内的所述操作频率范围内。

7.如权利要求1至5中任一项所述的装置，其中所述主振动具有跨越包含在包含在5Hz至1000Hz范围内的所述操作频率范围内或与其重叠的所递送频段的频率含量。

8.如权利要求7所述的装置，其中所述主振动是或包含以下振动，所述振动在给定突发期间是至少若干个相异周期性子振动的总和，所述至少若干个相异周期性子振动中的若干个各自具有相异主频率，所述若干个单个主频率包含在所述操作频率范围内并且跨越所递送频带。

9.如权利要求7所述的装置，其中所述主振动是或包含以下振动，所述振动在若干个相异时间间隔中的每一个内是在给定间隔期间具有单个主频率的周期性振动，所述若干个单个主频率在两个连续时间间隔之间是相异的、包含在所述操作频率范围内并且跨越所递送频带。

10.如权利要求7所述的装置，其中所述主振动是或包含扫描振动，所述扫描振动具有在给定时间间隔期间具有跨越所递送频带的非恒定频率的变化频率。

11.如权利要求10所述的装置，其中所述扫描振动具有在给定时间间隔期间作为时间函数变化的频率。

12.如权利要求11所述的装置，其中所述扫描振动具有在给定时间间隔期间作为连续时间函数变化的频率。

13.如权利要求7至12中任一项所述的装置，其中所递送频带跨越至少10Hz。

14.如权利要求7至12中任一项所述的装置，其中所递送频带跨越至少20Hz。

15.如权利要求7至12中任一项所述的装置，其中所递送频带跨越至少40Hz。

16.如权利要求7至12中任一项所述的装置，其中所递送频带跨越至少40Hz至80Hz。

17.如权利要求7至12中任一项所述的装置，其中所递送频带跨越至少30Hz至100Hz。

18.如权利要求7至12中任一项所述的装置，其中所递送频带跨越至少15Hz至800Hz。

19.如权利要求1至18中任一项所述的装置，其中所述操作频率范围包含在15Hz至200Hz范围内。

20.如权利要求1至19中任一项所述的装置，其中所述控制单元被配置来控制所述一个或多个致动器以：提供所述主振动的至少一个突发，其中所述突发具有突发持续时间；以及提供主振动的一系列若干个连续突发，直到突发系列持续时间到期为止。

21.如任一前述权利要求所述的装置，其中所述剪切波在等于或多达所述受试者的所述身体内部的至少15毫米的深度处产生和/或传播。

22.如权利要求21所述的装置，其中所述剪切波在等于或多达所述受试者的所述身体内部的至少15毫米的深度处具有至少10微米的振幅。

23.如权利要求1至22中任一项所述的装置，其中所述控制单元被配置来基于手动激活的开关的状态来打开或关闭所述一个或多个致动器。

24.如权利要求1至22中任一项所述的装置，其中所述控制单元被配置来基于受试者的至少一个生理参数的测量值来打开或关闭所述一个或多个致动器。

25.如权利要求24所述的装置，其中所述装置包括监测器，所述监测器被配置来测量所述受试者的至少一个生理参数。

26.如权利要求24所述的装置，其中所述装置包括有线通信链路，所述有线通信链路被配置来链接所述装置与被配置来测量所述受试者的所述至少一个生理参数的监测器。

27.如权利要求24所述的装置，其中所述装置包括无线通信链路，所述无线通信链路被配置来从远程监测器接收所述受试者的所述至少一个生理参数。

28.如权利要求25至27中任一项所述的装置，其中所述监测器选自医疗监测器、生活方式监测器或电话。

29.如权利要求24至28中任一项所述的装置，其中所述受试者的所述至少一个生理参数是以下中的一者：

-呼吸气流速率，

-血氧饱和度，

-血二氧化碳分压(PCO2)

-呼吸率，

-心率，

-潮气量，

或表示其的参数，

或例如通过脑电图(EEG)测量的大脑活动参数，

或例如通过肌电图(EMG)测量的肌肉活动参数，

或表示所述受试者打鼾的参数。

30.如权利要求24至28中任一项所述的装置，其中所述受试者的被看作测量值的所述至少一个生理参数是血氧饱和度。

31.如权利要求1至30中任一项所述的装置，其中所述致动器布置在保持器上，所述保持器呈以下中的至少一者的形式：

-颈带，

-胸带或背心，

-膈肌带，

-腹带。

32.如权利要求31所述的装置，其中所述保持器保持若干个致动器并且顺应所述受试者的身体区域。

33.一种治疗有需要的受试者的方法，所述方法包括：通过至少一个致动器与所述受试者的外部接触向所述受试者提供至少一个主振动的至少一个突发，以便在所述受试者体内产生剪切波并且响应于所述剪切波而诱发所述受试者体内的生理变化。

34.如权利要求33所述的方法，其中所述主振动具有在包含在5Hz至1000Hz范围内的操作频率范围内的一个或若干个频率或在所述操作频率范围内变化的频率。

35.如权利要求34所述的方法，其中所述主振动是周期性振动，所述周期性振动在给定突发期间具有单个恒定主频率，所述单个恒定主频率包含在所述操作频率范围内。

36.如权利要求34所述的方法，其中所述主振动具有跨越包含在所述操作频率范围内或与其重叠的所递送频段的频率含量。

37.如权利要求36所述的方法，其中所述主振动是或包含以下振动，所述振动在给定突发期间是至少若干个相异周期性子振动的总和，所述至少若干个相异周期性子振动中的若干个各自具有相异主频率，所述若干个单个主频率包含在所述操作频率范围内并且跨越所递送频带。

38.如权利要求36所述的方法，其中所述主振动是或包含以下振动，所述振动在若干个相异时间间隔中的每一个内是具有单个主频率的周期性振动，所述若干个单个主频率在两个连续时间间隔之间是相异的、包含在所述操作频率范围内并且跨越所递送频带。

39.如权利要求38所述的方法，其中所述主振动是或包含扫描振动，所述扫描振动具有在给定时间间隔期间具有跨越所递送频带的非恒定频率的变化频率。

40.如权利要求41所述的方法，其中所述扫描振动具有在给定时间间隔期间作为时间函数变化的频率。

41.如权利要求40所述的方法，其中所述扫描振动具有在给定时间间隔期间作为连续时间函数变化的频率。

42.如权利要求36所述的方法，其中所递送频带跨越至少10Hz。

43.如权利要求36所述的方法，其中所递送频带跨越至少20Hz。

44.如权利要求36所述的方法，其中所递送频带跨越至少40Hz。

45.如权利要求36所述的方法，其中所递送频带跨越至少40Hz至80Hz。

46.如权利要求36所述的方法，其中所递送频带跨越至少30Hz至100Hz。

47.如权利要求36所述的方法，其中所递送频带跨越至少15Hz至800Hz。

48.如权利要求33所述的方法，其中所述方法包括：提供各自具有突发持续时间的主振动的一系列若干个连续突发，直到突发系列持续时间到期为止。

49.如权利要求34所述的方法，其中所述操作频率范围包含在15Hz至200Hz范围内。

50.如权利要求33所述的方法，其包括：向所述受试者的所述身体的第一解剖部位提供所述主振动。

51.如权利要求50所述的方法，其包括：通过与所述受试者的所述身体的所述第一外部解剖部位的相异位置的外部接触提供若干个主振动，以便在所述受试者的所述身体内部产生剪切波。

52.如权利要求50所述的方法，其中所述第一外部解剖部位是颈、胸、背和腹部中的一者。

53.如权利要求51所述的方法，其包括：通过至少一个致动器与所述受试者的第一外部解剖部位的第一位置的外部接触来向所述受试者提供至少一个第一主振动的至少一个突发，并且同时通过至少一个致动器与所述受试者的所述第一外部解剖部位的第二位置的外部接触来向所述受试者提供至少一个第二主振动的至少一个突发。

54.如权利要求53中任一项所述的方法，其中所述第一主振动和所述第二主振动表现出相移。

55.如权利要求33所述的方法，其中所述方法包括：提供主振动的一系列若干个连续突发，直到突发系列持续时间到期为止，其中所述突发中的每一个具有突发持续时间。

56.如权利要求33所述的方法，其中在已经停止提供任何主振动之后，所述生理变化保持剩余效应持续时间。

57.如权利要求33所述的方法，其中所述受试者患有呼吸相关的睡眠障碍。

58.如权利要求57所述的方法，其中所述呼吸相关的睡眠障碍是上呼吸道、气管、肺或膈肌上的呼吸衰竭，诸如膈肌疾病、纤维化、粘液清除。

59.如权利要求57所述的方法，其中所述呼吸相关的睡眠障碍是慢性肺疾病、ALS、COPD、囊性纤维化、打鼾、OSA、UARS、神经肌肉疾病、哮喘中的一者。

60.权利要求1至32中任一项所述的装置的用途，其特征在于提供主振动，其中所述第一振动在第一持续时间之后开始，在所述第一持续时间期间，发生以下中的至少一者：(i)SO₂低于参考SO₂，优选地，

(a)SaO₂低于参考SaO₂，

(b)SvO₂低于参考SvO₂，

(c)StO₂低于参考StO₂，或

(d)SpO₂低于参考SpO₂；

(ii)PCO₂高于参考PCO₂；

(iii)气流速率低于参考气流速率，优选地，口鼻热气流速率测量值低于参考口鼻热气流速率；

(iv)鼻压低于参考鼻压；

(v)呼吸率低于参考呼吸率；或

(vi)潮气量低于参考潮气量；并且

其中所述第一持续时间在0秒至5分钟之间。

61.如权利要求60所述的用途，其特征在于在第二持续时间之后停止所述第一振动，在所述第二持续时间期间，发生以下中的至少一者：

(i)SO2不低于参考SO₂，优选地，

(a)SaO2不低于参考SaO₂，

(b)SvO2不低于参考SvO₂，

(c)StO2不低于参考StO₂，或

(d)SpO2不低于参考SpO₂；

(ii)PCO2不高于参考PCO₂；

(iii)空气流不低于参考空气流，优选地，所述口鼻热气流速率测量值不低于参考口鼻热气流速率；

(iv)鼻压不低于参考鼻压；

(v)呼吸率不低于参考呼吸率；或

(vi)潮气量不低于参考潮气量；并且

所述第二持续时间在0秒至约5小时之间。

62.一种用于包括至少第一致动器的装置的控制方法，

其中所述第一致动器被配置用于与受试者进行外部机械接触，

其中所述控制方法被配置来控制所述第一致动器以提供第一主振动的至少一个突发，

并且其中所述第一主振动具有在包含在5Hz至1000Hz范围内的操作频率范围内的一个或若干个频率或在所述操作频率范围内变化的频率，以便所述装置在所述受试者的身体内部产生剪切波。

Images