DE60037733T2 - Vorrichtung zum zusammenpressen des brustkorbes - Google Patents

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    • A61H2205/00Devices for specific parts of the body
    • A61H2205/08Trunk

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf oszillierende Vorrichtungen zum Zusammenpressen des Brustkorbs und insbesondere auf Vorrichtungen, wie sie zum Entfernen von Schleim aus den Lungen verwendet werden, beispielsweise bei Patienten mit einer cystischen Fibrose oder Mukoviszidose.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Die cystische Fibrose ist eine tödliche vererbliche Erkrankung. Wenn eine von 20 Personen das rezessive Gen in sich trägt, tritt die Empfängnis eines Kindes, das die cystische Fibrose hat, ungefähr in einer von jeweils 400 Ehen mit Kindern auf. Es wurde noch keine Heilung für die Erkrankung entdeckt. Die cystische Fibrose beeinflusst die schleimsekretierenden Drüsen des Körpers, was zu einer Überproduktion an Schleim führt. Die Lungen füllen sich dauernd mit dem überschüssigen Schleim, der dann täglich entfernt werden muss, um die Ansammlung und die Gefahr einer Infektion zu verringern. Derzeit beinhaltet die Behandlung allgemein eine Aerosol-Therapie drei oder vier Mal am Tag, um eine Bronchialdrainage zu erzielen, und ein tägliches Drücken auf die Brustkorb-Wand, um den Schleim für einen Auswurf zu lockern. Die tägliche Behandlung kann von vier bis mehr als 6 Stunden reichen und einen Beatmungs-Therapeuten oder zumindest eine geübte Person erfordern, um das Eintrommeln auf dem Brustkorb durchzuführen.
  • Die Technik auf dem Gebiet der Ausübung mechanischer Schwingungen auf dem Körper zeigt Dinge, wie zum Beispiel aufblasbare Jacken oder Bekleidungsstücke, die eine Person anziehen kann, um die Atmung zu unterstützen, wie zum Beispiel die künstliche Beatmung. Die US Patente 3 043 292 , 2 354 397 und 2 588 192 zeigen Beispiele hiervon. Weiterhin ist ein Bekleidungsstück, das Schwingungen zum Zweck des Massierens des Körpers erzeugt, in dem US Patent 3 310 050 gezeigt.
  • In den letzten Jahren wurde eine Vielzahl von eine hohe Frequenz aufweisenden Systemen zur Brustkorb-Kompression oder Zusammendrückung („HFCC"-Systeme) entwickelt, um das Entfernen des Schleims aus der Lunge zu unterstützen. Derartige Systeme beinhalten typischerweise die Verwendung einer Luftzuführungs-Vorrichtung in Kombination mit einer von einem Patienten zu tragenden Weste, wobei diese beiden Teile über ein Ventil oder ein anderes Gerät verbunden sind, das die impulsförmige Strömung von Luft an die Weste ermöglicht. Derartige Westen wurden für Patienten mit der cystischen Fibrose entwickelt, und sie sind so ausgelegt, dass sie eine Luftwege-Freimachungs-Therapie ergeben. Der Patient trägt eine aufblasbare Weste, die mit einem Luftimpuls-Generator verbunden ist, der die Weste während des Einatmens und/oder des Ausatmens sehr schnell aufbläst und entleert. Die Zusammendrückungs- oder Kompressions-Impulse erzeugen kurzzeitige vom Kopf hin gerichtete Luftströmungsspitzen in den Atemwegen, durch die der Schleim in Richtung auf die größeren Atemwege bewegt wird, von denen aus er durch Husten entfernt werden kann. Die bekannten Westen-Systeme unterscheiden sich voneinander in zumindest einer Hinsicht durch die Ventile, die sie verwenden (falls vorhanden) und andererseits durch Merkmale wie zum Beispiel ihr Gesamtgewicht und die Wellenform der erzeugten Luft.
  • Verwandte Patente beschreiben Systeme mit einer Vielzahl von Merkmalen, beispielsweise solche, bei denen ein Luftstrom unterbrochen wird, wie zum Beispiel durch die Verwendung eines regenerativen Gebläses mit einem rotierenden Unterbrechungsventil. Derartige Systeme weisen typischerweise ein ein hohes Volumen aufweisendes „Schnellablass"-Drehschieberventil auf (das auch als ein „Schlauchventil" oder „Zerhackerventil” bekannt ist). Diese Arten von Ventilen erzeugten typischerweise eine Impulsform, die am weitestgehendsten Rechteckschwingungs-Impulsen mit ungefähr 10 bis 20 Hz angenähert ist (d. h. keine echten Sinusschwingungen), von denen jedoch gesagt wurde, dass sie stärker sinusförmig werden, wenn die Frequenz auf 5 Hz abgesenkt wird.
  • Das US-Patent 4 838 263 (Warwick et al.) beschreibt eine Vorrichtung, bei der die Anwendung der Druckimpulse und die Impulsrate jeweils durch den Patienten steuerbar ist. Die Vorrichtung berücksichtigt den Wunsch mancher Patienten nach einer Vorrichtung, die einen geringeren „Schlag" während des Einatmens ergibt. Die Vorrichtung ermöglicht es andererseits dem Benutzer, den Schlag-Druck in steuerbarer Weise zu verringern. Im Betrieb liefert der Tank Luft an die Blase, und der Patient verwendet entweder ein Pedal, um mehr Luft zuzuführen, und/oder einen Daumen, der über einen Schlauch angeordnet wird, um den Druck abzulassen.
  • Das US Patent 5 056 505 mit dem Titel „Chest compression apparatus" von Warwick und Hansen bezieht sich auf eine oszillierende Brustkorb-Kompressionsvorrichtung zur Unterstützung des Lockerns und Entfernens von Schleim aus den Lungen eines an cystischer Fibrose erkrankten Patienten. Das '505-Patent beschreibt eine Vorrichtung unter Einschluss eines Ventils, das zur Zuführung eines eine scharfe Spitze aufweisenden Luftimpulses derart verwendet werden kann, dass die Steigung (Anstiegszeit) des Impulses so definiert ist, dass sie zumindest doppelt so schnell ist, wie die einer Sinusschwingung mit der gleichen Frequenz und Amplitude. Das Ventil selbst beinhaltet die Verwendung von voreilenden und nacheilenden Kanten, die zum abrupten Starten und Stoppen der Luftströmung dienen. Während der Einatmung, der atmosphärischen Phase, kann die Überdruck-Seite des Systems blockiert werden. Die Druckimpuls-Wellenform ist eine Funktion der Form und Größe der Öffnungen des Drehschieberventils und des dem Ventil zugeführten Druckes. Die Schnellablass-Konstruktion der Ventilanschlüsse ermöglicht eine maximale Öffnung in kurzer Zeit. Ein Luftstrom mit konstantem Druck wird in Impulse zerhackt und an die aufblasbare Weste gelenkt.
  • Das US Patent 5 569 170 von Hansen (übertragen auf Electromed, Inc., Minnetonka, MN) ist auf eine weitere Alternative gerichtet, bei der eine Lautsprecher-artige Membran verwendet wird, um die Impulse in Form von sich wiederholenden Druckimpulsen zu liefern, sehr ähnlich der Art eines pulsierenden Lautsprechers.
  • Das US Patent 4 977 889 (Budd) beschreibt andererseits einen Algorithmus zur Verwendung bei der Abstimmung einer derartigen Vorrichtung auf einen bestimmten Patienten. Der Algorithmus kann zur Verbesserung der Wirksamkeit (Schleimerzeugung und Luftströmungs-Spitzen) irgendeiner Westen-Kompressions-Vorrichtung verwendet werden. Derzeit können Ärzte, die diese Software haben, den Algorithmus dazu verwenden, irgendeine spezielle Vorrichtung auf irgendeinen speziellen Patienten einzustellen.
  • Das US Patent 5 769 797 von Van Brunt et al. mit dem Titel „Oscillatory chest compression device" beschreibt eine Kompressionsvorrichtung, die einen eine oszillierende Luftströmung erzeugenden Generator und einen Druckluft-Generator einschließt. Ein erstes Rückführungs-System steuert die Oszillations-Rate des einer oszillierende Luftströmung liefernden Generators, und ein zweites Rückführungssystem steuert den Spitzendruck, der von dem Druckluft-Generator erzeugt wird.
  • Die WO98/49993 beschreibt eine Vorrichtung zur Zuführung von Druckimpulsen an eine Umschließung zur Aufnahme des Rumpfes eines Patienten, wobei die Vorrichtung ein Ventil zur Steuerung der Gasströmung an die Umschließung einschließt, wobei das Ventil die Form eines Scheibenventils aufweist, das gegenüber ersten und zweiten Einlassöffnungen und einer Auslassöffnung drehbar ist, um abwechselnd die erste Einlassöffnung und die zweite Einlassöffnung mit der Auslassöffnung zu verbinden.
  • Einige der vorstehend beschriebenen Lösungen wurden in verschiedenen Prototypen und/oder im Handel erhältlichen Vorrichtungen verwendet, die bisher entwickelt wurden.
  • Das ursprüngliche „Model 101" und spätere „Model 102" des Anmelders selbst wurden bereits entwickelt und vorher verwendet, wobei beide ein Drehschieber(„Zerhacker"-)Ventil von der Art verwendeten, wie es in dem oben erwähnten '505 Patent beschrieben ist. Diese Vorrichtungen ergaben Schwingungsformen mit einer nahezu rechteckigen Schwingungsform.
  • Derzeit vertreibt die Firma American Biosystems, Inc. eine Vorrichtung („Model 103") unter dem Markennamen „ThAlRapy Vest" als eine Vorrichtung, die für die Selbst-Verabreichung einer physikalischen Brust-Therapie für Patienten mit einer cystischen Fibrose und anderen chronischen Lungenerkrankungen ausgelegt ist.
  • Die Weste soll eine tragbare Vorrichtung sein, die eine Technologie verwendet, die als Hochfrequenz-Brustwand-Oszillation bezeichnet wird, um eine Atemweg-Freimachungs-Therapie zu schaffen. Die Weste schließt eine aufblasbare Weste ein, die mit einem Luftimpuls-Generator verbunden ist, der die Weste von 5 bis 25 mal pro Sekunde aufbläst und die Luft abläßt. Dies erzeugt eine hohe Ausatmungs-Strömung in den Lungen, wodurch Schleim in Richtung auf die größeren Atemwege bewegt wird, aus denen es durch Husten entfernt werden kann. Die Vorrichtung scheint die Verwendung einer Membran einzuschließen, die durch einen Elektromagneten angetrieben wird, der eine sinusförmige Impulsform zu liefern scheint.
  • Die derzeit in kommerziellen Betrieb verwendeten Einheiten sind jedoch weiterhin sehr aufwendig und sehr groß und schwer und werden daher nicht als besonders transportabel betrachtet. Die Gemeinschaft der Patienten, die an diesen Erkrankungen leidet, sucht daher weiterhin nach preisgünstigen Vorrichtungen, die vergleichbare oder verbesserte Merkmale und Betriebsleistungen ergeben können, und dies in einer Weise, die eine besser transportabel ist.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung der Luftströmung für eine Vorrichtung gemäß der Erfindung;
  • 2 einen Prototyp eines Fächer-Ventils zur Verwendung in einer Vorrichtung gemäß der Erfindung;
  • 3 eine vergleichende Kurvendarstellung einer Wellenform (a), die von einer rotierenden Schaufel gemäß der Erfindung erzeugt wird, verglichen mit einer Wellenform (b), die von einer sich hin und her bewegenden Membran der vorstehend beschriebenen Art geliefert wird;
  • 4 eine schematische Darstellung einer geeigneten Druckregeleinheit zur Verwendung in einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Zusammendrückung oder Kompression der Brustkorbes gemäß dem Anspruch 1 geschaffen. Die vorliegende Vorrichtung und andererseits die Impulsform, die diese liefert, ergeben verschiedene Vorteile gegenüber früheren Vorrichtungen, beispielsweise denen nach dem '505-Patent, das vorstehend beschrieben wurde (bei dem ein Drehschieberventil verwendet wird, um eine Impulsform zu liefern, von der gesagt wird, dass sie eine Anstiegszeit aufweist, die zumindest doppelt so schnell wie die Anstiegszeit eines sinusförmigen Impulses mit äquivalenter Amplitude und Frequenz ist). Zusätzlich zu der Betriebsleistung, die mit der bekannter Vorrichtungen vergleichbar, wenn nicht besser ist, kann die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung mit beträchtlichen niedrigeren Kosten hergestellt und vertrieben werden, als derzeitige Vorrichtungen, und sie kann in einer Form bereitgestellt werden, die wesentlich stärker modular und transportabel ist, als vorhandene Vorrichtungen.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine Mehrzahl von Komponenten, unter Einschluss einer Luftströmungs-Generator-Komponente, einer Impulsfrequenz-Steuerungs-Komponente, einer Druck-Steuerungs-Komponente und einer Patienten-Weste, wobei die Impulsfrequenz-Steuerungs- und Druck-Steuerungs-Komponenten von dem Patienten unabhängig verwendet und/oder voreingestellt und durch den Hersteller oder den Arzt so festgelegt sein können, dass Zusammendrückungs- oder Kompressions-Impulse mit im Wesentlichen sinusförmigen Wellenformen geliefert werden.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ergibt die Erfindung eine Vorrichtung zum Zusammendrücken des Brustkorbs, die Folgendes umfasst:
    • a) eine Luftströmungs-Generator-Komponente, die zur Lieferung einer kontinuierlichen Druckluft-Strömung ausgebildet ist,
    • b) eine Impulsfrequenz-Steuerungs-Komponente in Strömungsverbindung mit dem Luftströmungs-Generator, die ein Gebäseventil umfasst, das zur periodischen Unterbrechung des Luftstromes zur Lieferung von Impulsen ausgebildet ist, die eine im Wesentlichen sinusförmige Schwingungsform aufweisen,
    • c) wahlweise eine Druck-Steuerungs-Komponente in Strömungsverbindung mit der Impulsfrequenz-Steuerungs-Komponente, die so ausgebildet ist, dass sie es einem Benutzer ermöglicht, den Druck der Impulse zu steuern; und
    • d) eine Patienten-Weste, die von einem Benutzer getragen werden kann, um die Impulse in Form einer entsprechenden Kraft zu empfangen, die auf dem Brustkorb-Bereich ausgeübt wird.
  • Die Komponenten einer derartigen Vorrichtung können in Form einer Anzahl von tragbaren Modulen geliefert werden, die ein kombiniertes Gewicht von 9,1 kg (20 englische Pfund) oder weniger haben, vorzugsweise ungefähr 6,8 kg (15 Pfund) oder weniger, und die Vorrichtung ergibt einen maximalen Druck von ungefähr 60 mm Hg oder weniger. Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung kann zum Ausüben scharfer Kompressions-Impulse auf dem gesamten Brustkorb über eine aufblasbare Weste verwendet werden, die von dem Patienten getragen wird. Die Kompressions-Impulse ergeben vorübergehende, auf dem Kopf gerichtete Luftströmungs-Spitzen in den Atemwegen. Die Luftströmungen in den Lungen sind ähnlich denen einer ruckartigen Bewegung mit der zugehörigen Schleim-Scherströmung. Diese höheren Luftströmungs-Spitzen erzeugen die wünschenswerteren Scherkräfte, die für eine wirkungsvolle Schleimentfernung erforderlich sind.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Fächerventil zur Festlegung und Bestimmung der Rate und Dauer der Luftimpulse verwendet, die in die Blase von der Druckseite aus eintreten, und das Ventil ermöglicht es der Luft, die Blase auf der Druckentlastungs-Seite zu verlassen. Ein Luftgenerator (beispielsweise ein Gebläse) wird auf der mit Druck beaufschlagten Seite des Fächerventils verwendet. Das Fächerventil ergibt in vorteilhafter Weise einen im Wesentlichen sinusförmigen Impuls, der über eine Anschlussöffnung geliefert werden kann, die geöffnet wird, um eine Verbindung zwischen dem Gebläse und der Blase herzustellen. Obwohl dies nicht erforderlich ist, schließt die bevorzugte Ausführungsform weiterhin eine Druckregeleinheit ein, die einen Steuerschalter einschließt. Der Steuerschalter kann ein Magnetspulen-Ventil auf der mit Druck beaufschlagten Seite des Fächerventils betätigen, um die Druckbeaufschlagung während des Einatmungs-Teils des Atmungszyklus des Patienten in Abhängigkeit von den Wünschen des Patienten zu stoppen.
  • Die vorliegende Vorrichtung ergibt eine Vielzahl von Lösungen und Optionen für das Behandlungsproblem, dem sich Personen gegenübersehen, die eine cystische Fibrose oder Mukoviszidose haben. Die Vorteile der Erfindung beziehen sich auf den Nutzen, der sich aus einem Behandlungprogramm unter Verwendung der vorliegenden Erfindung anstelle einer herkömmlichen Vorrichtung mit einem Drehschieberventil und entsprechenden Impulsen ergibt. In dieser Hinsicht ergibt ein Behandlungsprogramm mit der vorliegenden Erfindung für einen Patienten, der an einer cystischen Fibrose erkrankt ist, eine Unabhängigkeit dahingehend, dass die Person die Maschine selbst manipulieren, bewegen und betreiben kann. Er/Sie muss nicht mehr länger eine Behandlung mit einer trainierten Person abstimmen. Dies führt zu einer vergrößerten psychologischen und physikalischen Freiheit und Selbstachtung. Die Person wird hinsichtlich ihrer Behandlung flexibel und kann zusätzliche Behandlungen hinzufügen, falls erwünscht, beispielsweise um eine übliche Erkältung zu bekämpfen. Ein zusätzlicher Vorteil besteht in der entsprechenden Verringerung der Behandlungskosten sowie in einer beträchtlichen Verringerung des Gewichtes (und damit andererseits einer vergrößerten Transportmöglichkeit) der Vorrichtung selbst.
  • Die wahlweise modulare Art der vorliegenden Vorrichtung ergibt besondere Vorteile bei der Herstellung und Verwendung der vorliegenden Vorrichtung. Die modulare Art ergibt dem Ergebnis eine noch größere Transportmöglichkeit, weil ein oder mehrere Module einzeln ersetzt oder repariert werden können, falls erforderlich, so dass die Gesamtkosten und die Unbequemlichkeiten für den Patienten verringert werden. Weiterhin kann der Patient zusätzliche oder unterschiedliche Versionen von einem oder mehreren Modulen an unterschiedlichen Orten haben, beispielsweise an der Arbeitsstelle oder zu Hause, was bedeutet, dass er oder sie lediglich die verbleibenden Module transportieren muss, um die Vorrichtung zu verwenden.
  • Ausführliche Beschreibung
  • Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen zeigt 1 einen Prototypen eines Luftströmungs-Diagramms, das mit einer Vorrichtung 10 der vorliegenden Erfindung verbunden ist. Die Vorrichtung schließt eine Luftströmungs-Generator-Komponente 12 ein, die in Strömungsverbindung mit einem Impulsfrequenz-Steuerungs-Modul 14 steht, das seinerseits strömungsmäßig mit einer Druck-Steuerungs-Einheit 16 und schließlich mit einer von dem Patienten getragenen Weste 18 verbunden ist. Im Betrieb liefert der Luftströmungs-Generator (beispielsweise ein motorgetriebenes Gebläse) Druckluft über eine Impulsfrequenz-Steuereinheit, die vorzugsweise ein oder mehrere rotierende (beispielsweise fächerartige) Schaufeln einschließt, an die Weste.
  • Eine derartige Schaufel ist in 2 gezeigt, in der die Einheit 14 im Querschnitt (2a) und in einer Endansicht (2b) gezeigt ist. Der gezeigte Prototyp schließt eine allgemein kreisförmige Ventil-Schaufel-Baugruppe 20 ein, die um eine Mittelachse drehbar ist und ein oder mehrere Ausschnitt-Teile 22 aufweist. Die Schaufeln werden von eine in der Mitte liegenden motorgetriebenen Welle 24 getragen, die zum Drehantrieb der Schaufeln dient, und sie ergeben ihrerseits einen Luftströmungs-Zugang an und durch den oder die Ausschnitt-Teile) vor den Endplatten von Luft-Anschlüssen 26a beziehungsweise 26b. Wahlweise und in der gezeigten Weise sind die Schaufeln mit der Antriebswelle mit Hilfe eines Schaufel-Tragringes 28 und einer Madenschraube 30 verbunden.
  • Bei einer einen Prototyp darstellenden Ausführungsform wird der Luftstrom-Generator in Form einer kompakten Luftimpuls-Zuführungsvorrichtung bereitgestellt, die beträchtlich kleiner als die ist, die derzeit oder früher auf dem Markt waren (beispielsweise in der Größenordnung von einem Fünftel und einem Zehntel der Größe und des Gewichtes des ursprünglichen „Model 101)", wobei keine einzige modulare Komponente der vorliegenden Vorrichtung mehr als ungefähr 4,5 kg (10 Pfund) wiegt. Daher kann das Gesamtgewicht der vorliegenden Vorrichtung in der Größenordnung von 9,1 kg (20 Pfund) oder weniger und vorzugsweise in der Größenordnung von 6,8 kg (15 Pfund) oder weniger liegen, so dass sie beträchtlich leichter und einfacher transportabel ist, als Vorrichtungen, die derzeit auf dem Markt sind. Bei einem anfänglichen Prototypen wird das Luftströmungs-Generator-Modul in Form einer üblichen Motor- und Gebläse-Baugruppe bereitgestellt und ist in einem Gehäuse enthalten, das Luft-Einlass- und Auslass-Öffnungen aufweist. Der Luft-Einlass-Anschluss kann zur Atmosphäre hin offen sein, während der Auslass-Anschluss in Strömungsverbindung mit dem Impulsfrequenz-Modul gekoppelt werden kann.
  • Trotz der kompakten und wahlweise modularen Art und ihres relativ geringen Gewichtes kann die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung Druckimpulse in der Größenordnung von 60 mm Hg oder weniger liefern, verglichen mit der derzeitigen Version des oben erwähnten „Model 103", das auf Impulse in der Größenordnung von 40 mm Hg oder weniger beschränkt zu sein scheint. Die Fähigkeit, Impulse mit einem höheren Druck zu liefern, während gleichzeitig die Gesamtgröße und das Gesamtgewicht der Einheit zu einem Minimum gemacht wird, ist ebenfalls ein besonderer Vorteil der vorliegenden Vorrichtung. Impulse oberhalb von ungefähr 60 mm Hg sind allgemein nicht wünschenswert, weil sie zu Prellungen führen können.
  • Wie dies in der entsprechenden 2b gezeigt ist, sind zwei Endplatten 32a und 32b auf einer Achse konzentrisch zu der der Motor-Antriebswelle befestigt, und sie schichten effektiv die Schaufelanordnung zwischen sich ein. Die Endplatten sind mit entsprechenden Luft-Anschlüssen 34a und 36a (in der Platte 32a) und 34b und 36b (in der Platte 32b) versehen. Die Luft-Anschlüsse überlappen einander, so dass von der Aussenoberfläche einer der Endplatten zugeführte Luft frei aus dem entsprechenden Luft-Anschluss in der gegenüberliegenden Platte zu denjenigen Zeiten austreten kann, zu denen sich der Schaufel-Ausschnitt-Teil der Ventilschaufel selbst in einer überlappenden Beziehung zwischen diesen Anschlüssen befindet. Aufgrund der Drehung der Ausschnitt-Teile an den überlappenden Luft-Anschlüssen vorbei wirkt im Verlauf der konstanten Luftzuführung von einem Luft-Anschluss zu dem anderen die rotierende Fächer-Schaufel effektiv als ein Ventil, um es Luft zu ermöglichen, in den entsprechenden Luft-Anschluss in einer semi-kontinuierlichen und steuerbaren Weise zu gelangen. Die resultierende Zuführung neigt dazu, eine Sinusschwingungs-Form aufgrund der Form und Anordnung der Fächer-Schaufel-Ausschnitt-Teile anzunehmen.
  • Das Impulsfrequenz-Modul wird in der bevorzugten Ausführungsform in Form einer motorgetriebenen rotierenden Schaufel („Fächerventil") bereitgestellt, die so ausgebildet ist, dass sie periodisch den Luftstrom von dem Luftströmungs-Modul (2) unterbricht. Während dieser kurzen Unterbrechungen baut sich der Luftdruck hinter der Schaufel auf. Wenn sie freigegeben wird, wie durch den Durchlauf der Schaufel, bewegt sich die Luft als ein Druckimpuls an die von dem Patienten getragene Weste. Die resultierenden Impulse haben die Form von einen schnellen Anstieg aufweisenden sinusförmigen Druckimpulsen. Diese Impulse können ihrerseits eine beträchtlich schnellere Luftbewegung in den Lungen, in dem therapeutischen Frequenzbereich von ungefähr 6 Hz bis 15 Hz, gemessen am Mund, erzeugen. Dies kann mit den sinusförmigen Impulsen verglichen werden, wie sie durch die sich hin- und herbewegende Membran erzeugt werden (3). In Kombination mit den höheren Strömungsraten in die Lungen, wie sie unter Verwendung der vorliegenden Vorrichtung erzielt werden, führen diese Faktoren zu einer stärkeren Schleim-Scherwirkung und somit zu einer wirksameren Therapie in einer kürzeren Zeitperiode.
  • Der Fachmann wird die Art und Weise erkennen, in der ein Fächerventil der vorliegenden Erfindung angepasst werden kann (beispielsweise durch Konfigurieren der Abmessungen, der Steigung usw. von einer oder mehreren Fächer-Schaufeln), um Schwingungsimpulse in einer Vielzahl von Formen unter Einschluss von Sinusschwingungen, nahezu Sinusschwingungen (beispielsweise Schwingungen, die steile Anstiegs- und/oder Abfallteile haben, wie dies beispielsweise durch das Drehschieberventil des obengenannten '505-Patentes erzeugt wird) und komplexe Schwingungen zu liefern. Wie der Begriff hier verwendet wird, kann eine Sinusschwingung allgemein als eine gleichförmige Schwingung definiert werden, die mit einer einzigen Frequenz erzeugt wird, und insbesondere als eine Schwingung, deren Amplitude der Sinus einer linearen Funktion der Zeit ist, wenn sie auf einer Kurvendarstellung dargestellt wird, die die Amplitude gegenüber der Zeit darstellt. Die Impulse können weiterhin ein oder mehr relativ kleine Störungen oder Schwankungen innerhalb von und/oder zwischen einzelnen Schwingungen derart einschließen, dass die Gesamt-Schwingungsform im Wesentlichen so ist, wie dies vorstehend beschrieben wurde. Derartige Störungen können beispielsweise wünschenswert sein, um eine wirkungsvollere Schleim-Erzeugung in einer Weise hervorzurufen, die ähnlich zu traditionellen Brustkorb-Massagen von Hand ist. Weiterhin kann das Impulsfrequenz-Modul der vorliegenden Erfindung so programmiert und elektronisch gesteuert werden, dass eine automatisch zeitgesteuerte Änderung der Frequenzen hervorgerufen wird, mit der Option einer manuellen Übersteuerung bei irgendeiner Frequenz.
  • Als weitere Komponente schließt die Vorrichtung eine Druck-Steuerungs-Eeinheit ein, die beispielsweise die Merkmale und Funktionen des Prototyps 50 haben kann, der in 4 gezeigt ist. Die Komponente schließt einen Luft-Einlass-Anschluss 52 ein, der zum Empfang von Luft von dem Auslass-Anschluss des Impulsfrequenz-Steuerungs-Moduls ausgebildet ist, und sie ergibt effektiv einen Verteiler zur steuerbaren Zuführung dieser Luft an die Weste oder die Atmosphäre mit Hilfe irgendeiner geeigneten Kombination von Westen-Austritts-Anschlüssen 54, 56 und 58 und zu der Atmosphäre hin mit Hilfe eines Auslass-Anschlusses 60. Schließlich kann eine Impuls-Druck-Steuerung zwischen dem Frequenz-Steuerungs-Modul und der von dem Patienten getragenen Weste angeordnet sein (4). Ein geringes Gewicht aufweisende flexible Schläuche verbinden die Weste, das Druck-Steuerungs- und das Impulsfrequenz-Modul. Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Druck-Steuerungs-Einheit aus einem fünf Anschlüsse aufweisenden Verteiler, von dem zwei mit der Weste selbst verbunden sind und zwei mit dem Impulsfrequenz-Steuerungs-Modul verbunden sind. Der fünfte Anschluss ist der Impuls-Druck-Anschluss, der durch eine frei bewegliche Gummikugel abgedeckt ist, die an ihrem Platz über dem Anschluss über ein Feder-Seil gehalten wird, das eine einstellbare Spannung hat. Die Einstellung der Spannung der Feder ermöglicht eine Steuerung der Amplitude der Impulse unter Aufrechterhaltung einer scharfen Impulsform. Die Spannung kann weiterhin elektronisch gesteuert werden, um einen zwei Pegel aufweisenden Impuls-Druck zu ermöglichen (4). In dieser Betriebsart kann eine Atmungs-Messeinrichtung verwendet werden, um der Druck-Steuerungs-Einheit ein Signal für ein Umschalten auf eine niedrigere Impuls-Druck-Amplitude beim Einatmen und auf eine höhere Amplitude bei der Ausatmung zu geben. Dennoch kann die scharfe Impuls-Wellenform unabhängig von dem Druckbereich aufrechterhalten werden, wobei eine manuelle Übersteuerung eine Option zu jedem Zeitpunkt über den gesamten Zyklus hinweg sein kann.
  • Während des Einatmens des Patienten kann der Impuls-Druck der Vorrichtung durch Öffnen der Kugel 70 zur Atmosphäre hin verringert werden. Dies kann entweder manuell oder elektronisch erreicht werden. Während des Ausatmens durch den Patienten befindet sich das Kugelventil 70 für einen maximalen Spitzenimpuls-Druck in der geschlossenen Stellung, oder es kann als ein Maximaldruck-Entlastungsventil betrieben werden, das durch die Einstellfeder 76 gesteuert ist. Der Verteiler empfängt HFCC-Impuls-Druckschwingungen über den Anschluss 52 von dem Frequenz-Steuer-Anschluss 26a. Der Anschluss 24 ist als mit dem Anschluss 26b des Frequenz-Steuerungs-Moduls verbunden dargestellt und wird zur Atmosphäre hin geschlossen, wenn 26a offen ist, und er öffnet sich, wenn 26a geschlossen wird. Die Anschlüsse 56 und 58 sind mit der aufblasbaren Weste über flexible Schläuche verbunden, wobei die Weste als solche von dem Patienten getragen wird.
  • Die HFCC-Therapie wird entweder als ein Zusatz oder als vollständiger Ersatz für die manuelle Brustkorb-Physiotherapie verschrieben. Die Gesamt-Therapie-Zeit pro Tag ändert sich zwischen ungefähr 30 Minuten und ungefähr 240 Minuten, verteilt auf eine bis vier Behandlungen pro Tag. Patienten können in eine der kontinuierlichen intermittierenden Betriebsarten der HFCC-Therapie eingewiesen werden, was die kontinuierliche Verwendung von Aerosol einschließen kann. Während der HFCC-Therapie sitzt der Patient aufrecht, obwohl das Anlehnen gegen eine Stuhl-Rückenlehne annehmbar ist, solange wie die Luftströmung in der Weste nicht beschränkt wird. In der kontinuierlichen Betriebsart betreibt der Patient die Weste über 5 Minuten bei jeder von sechs vorgeschriebenen Frequenzen (die durch eine „Abstimmung" bestimmt werden, die während eines Klinik-Besuchs durchgeführt wird). Der Patient verwendet die Hand-Steuerung, um die Impulssteuerung so oft wie möglich zu stoppen, wie dies zum Husten erforderlich ist, üblicherweise jeweils nach mehreren Minuten.
  • In der intermittierenden Betriebsart verwendet der Patient die Handsteuerung zum Stoppen des Impulsbetriebs während des Einatmens, um es einfacher zu machen, maximal einzuatmen. Die Impulssteuerung wird während jedes Ausatmens wieder aktiviert. Längere Pausen zum Husten werden eingefügt, wie erforderlich. Der Patient durchläuft den Zyklus der vorgeschriebenen Frequenzen, der während der Abstimmung während des Klinikbesuchs bestimmt wurde.
  • Eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann in der folgenden Weise verwendet werden. Eine mit Vinyl beschichtete aufblasbare Polyester-Weste wird für jeden Patienten hergestellt, um den gesamten Rumpf von den Schultern bis zum Beckenkamm zu bedecken und eng zu passen, wenn der Patient bis zur Gesamt-Lungenkapazität einatmet. Die optimale Konstruktion, Funktion und das Betriebsverhalten einer derartigen Weste kann für den Fachmann auf der Grundlage der vorliegenden Beschreibung bestimmt werden.
  • Die Weste wird auf jeder einzelne Person „abgestimmt", um das Volumen der aus der Lunge ausgedrückten Luft und die Rate der Strömung dieser Luft für jede Brustkorb-Kompressionsfrequenz zu bestimmen (beispielsweise von ungefähr 5 Hz bis ungefähr 22 Hz). Die Strömungsraten und das Volumen werden mit Hilfe eines Computerprogramms aus Strömungsdaten berechnet, die während der tidalen Atmung unter Verwendung eines Hans Rudolph Pulmonal-Pneumotachometers mit zugehaltener Nase gewonnen werden. Die Frequenzen, die den höchsten Strömungsraten zugeordnet sind, sind üblicherweise größer als 13 Hz, während die dem größten Volumen zugeordneten Frequenzen üblicherweise kleiner als ungefähr 10 Hz sind. Diese besten Frequenzen ändern sich von Patient zu Patient. Weil die höchsten induzierten Strömungsraten üblicherweise nicht den größten induzierten Volumina entsprechen, und weil 2 bis 3 üblicherweise sehr nahe in ihrem Wert beieinander liegen, werden die drei höchsten Strömungsraten und die drei größten Volumina für die Therapie jedes Patienten ausgewählt. Gelegentlich wird eine Frequenz zweimal ausgewählt, weil sie eine der drei höchsten Strömungsraten und eine der drei größten Volumina erzeugt. Jede dieser sechs Frequenzen wird für fünf Minuten für eine Gesamtzeit von 30 Minuten bei jeder Therapie-Sitzung verschrieben. Weil sich die besten Frequenzen über die Zeit bei der Verwendung der Weste ändern, sollte eine Neuabstimmung alle 3 bis 6 Monate durchgeführt werden. Eine Erläuterung der Art und Weise, wie die HFCC den Schleim bewegt, wird aus Beobachtungen der Störungen der Luftströmung während des tidalen Atmens und während der maximalen Einatmung und Ausatmung auf ein Restvolumen abgeleitet. Jede Brust-Zusammendrückung erzeugt einen vorübergehenden Strömungsimpuls, der sehr ähnlich zu der Strömung ist, die bei einem spontanen Husten beobachtet wird. Die Abstimmung identifiziert diejenigen vorübergehenden Strömungen mit den größten Strömungen und Volumina, im Ergebnis den stärksten Husten, und analog mit der größten Leistung zur Bewegung von Schleim in den Luftwegen.

Claims (5)

  1. Vorrichtung zum Zusammenpressen der Brust, umfassend: einen Mechanismus zum Ausüben einer Kraft auf den Brustkorbbereich einer Person, wobei der Mechanismus eine Blase (18) zur Aufnahme von Druckluft und eine Einrichtung (14, 16) aufweist, die ein Drehschieber-Ventil zum Zuführen von Druckimpulsen von Druckluft zur Blase enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehschieber-Ventil ein Fächerventil mit vier Öffnungen (34A, 34B, 36A, 36B) ist, das zur Zuführung der Druckimpulse mit einer im Wesentlichen sinusförmigen Wellenform bereibbar ist, und dass die Einrichtung mit der Blase durch zwei flexible Schläuche verbunden ist und dass eine der Öffnungen des Lüfterventils mit einer Quelle (12) von Druckluft verbunden ist und dass eine weitere der Öffnungen der Atmosphäre ausgesetzt ist und dass das Fächerventil betreibbar ist, um abwechselnd die Blase (18) mit der Quelle (12) der Druckluft zu verbinden und die Druckluft aus der Blase abzulassen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (14, 16) ferner eine Drucksteuerkomponente (16) aufweist, die mit dem Fächerventil in Strömungsverbindung steht und so ausgebildet ist, dass einem Benutzer die Steuerung des Drucks der Impulse möglich ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung in Form einer Vielzahl von tragbaren Modulen mit einem Gesamtgewicht von 9,1 kg (20 Pfund) oder weniger bereitgestellt ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Module der Vorrichtung ein Gesamtgewicht 6,8 kg (15 Pfund) oder weniger aufweisen.
  5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen maximalen Druck von ca. 60 mm Hg oder weniger liefert
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2354397A (en) 1941-12-26 1944-07-25 Gen Motors Corp Jacket type respirator
US2588192A (en) 1947-02-01 1952-03-04 Akerman Artificial respiration apparatus
US3043292A (en) 1959-06-26 1962-07-10 Emanuel S Mendelson Inflatable, double-walled resuscitation garment
US3307533A (en) * 1963-11-26 1967-03-07 Meredith Apparatus for generating and controlling pressure
US3310050A (en) 1964-04-02 1967-03-21 Goldfarb Herman Massaging garment with vibrators located in back and chest sections
US5056505A (en) 1987-05-01 1991-10-15 Regents Of The University Of Minnesota Chest compression apparatus
US4838263A (en) 1987-05-01 1989-06-13 Regents Of The University Of Minnesota Chest compression apparatus
US4977889A (en) 1989-10-12 1990-12-18 Regents Of The University Of Minnesota Fitting and tuning chest compression device
US5569170A (en) 1993-07-12 1996-10-29 Electromed, Inc. Pulsator
GB9410935D0 (en) * 1994-06-01 1994-07-20 Dranez Anstalt Ventilator apparatus
GB9709275D0 (en) * 1997-05-07 1997-06-25 Hayek Zamir Fluid control valve and oscillator for producing a pressure waveform

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