身体脉动的方法和装置的制作方法

专利名称：身体脉动的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及向人的身体反复施加压缩力以辅助血液循环、从人的肺部 释放和排出粘液、以及缓解肌肉和神经紧张的医学设备和方法。
背景技术：
健康个体从呼吸道清除粘液主要是通过身体的正常黏膜纤毛作用和 咳嗽完成的。在正常条件下，这些机制是非常有效的。正常黏膜纤毛运输 系统受损或呼吸道粘液分泌过多会导致粘液和碎屑在肺内的堆积，并能引 起严重的医学并发症，如低氧血症、高碳酸血症、慢性支气管炎和肺炎。 这些并发症可导致减低生活质量或甚至成为死亡的原因。异常的呼吸粘液 清除是多种医学状况的表现，如百日咳、囊性纤维化、肺膨胀不全、支气管扩张、空洞肺疾病、维生素A缺乏、肺慢性阻塞性疾病、哮喘、和纤毛 不能移动综合征。暴露于吸烟、空气污染和病毒感染的环境下也对粘液纤 毛功能产生不利影响。手术后的病人、瘫痪者、和有呼吸窘迫综合症的新 生儿也表现出粘液纤毛转运减低。胸部理疗己具有临床疗效的长期历史，并典型地成为增强呼吸粘液转 运的标准医疗方式的一部分。胸部理疗可包括胸部的机械推拿、带有振动 的体位引流、引导性的咳嗽、呼吸的积极循环和自然发生的引流。外部胸 部推拿和呼吸行为训练是已被接受的由美国呼吸治疗指南协会1991 (the American Association for Respiratory Care Guidelines, 1991)确定的j乍法。 常常为了获得最佳效能而结合各种用于增强粘液清除的胸部理疗方法，以 及由主治医生针对每一患者将各种用于增强粘液清楚的胸部理疗方法进 行个体化。囊性纤维化(CF)是高加索人中最常见的遗传性的危胁生命的基因疾 病。基因缺陷破坏氯化物转移到细胞中和从细胞中转移出来，导致来自外
分泌腺的正常粘液变得非常粘稠，最终堵塞胰腺、肺和肝内的腺管。对胰 腺的破坏阻止了重要消化酶的分泌并引起可导致营养不良的肠道问题。此 外，稠厚的粘液堆积在肺的呼吸道内，引起慢性感染、瘢痕形成、和肺活量减低。正常的咳嗽不能有效排除这些粘液沉积。CF通常出现在生命的 头十年期间，常常在婴儿期间。直到最近，患有CF的孩子预期不能活到 十几岁。然而，随着消化酶补充给药法、抗炎治疗、胸部物理治疗和抗生 素的发展，平均寿命增长到30岁，某些患者甚至活到50岁以上。CF通 过隐性基因遗传，这意味着如果父母亲都携带该基因，那么后代有25%的 机会患此病，50%的机会成为携带者和25%的机会基因不受影响。某些 从双亲遗传了突变基因的个体不发展为该病。CF的通常发展过程包括胃 肠道问题、成长发育不足、反复和多发肺部感染、以及由于呼吸功能不全 导致死亡。尽管某些患者经历了严重胃肠道症状，然而，大部分CF患者 (卯％)最终死于呼吸道疾病。即使在患者未经历急性问题时，也需要高要求的日常疗法保持CF患 者的健康。CF患者的CF日常治疗可能包含 呼吸治疗以使粘液通畅和流动； 抗感染药物、支气管扩张剂和针对感染的抗生素的吸入治疗； 口服和静脉应用抗生素以控制感染； 服用阿法链道酶以稀释呼吸粘液； 每餐服用20到30片胰酶片以帮助消化；，低脂、高蛋白饮食；*供给维生素和营养；以及 运动肺移植可能是晚期囊性纤维化患者的唯一希望。最终所有CF患者需要呼吸治疗作为他们治疗方案的日常部分。肺内 的粘稠粘液阻塞呼吸道并集合细菌，成为呼吸道感染和慢性炎症的理想环 境。这种感染导致肺组织永久性瘢痕、减少肺吸入氧气和最终维持生命的 能力。即使在患者感觉良好时，也必须实施呼吸治疗，以防止感染并维持 肺活量。传统上，卫生保健人员每天实施一到四次胸部理疗(CPT)。 CPT 包括患者躺在十二个位置中的一个，同时治疗者在肺的每一叶上"拍打"
或敲击胸和背。为了在全部十二个位置治疗肺的所有区域，需要敲击半小时到四十五分钟并使用吸入治疗。CPT利用胸部叩击法、通过振动通畅呼 吸道分泌物来清除粘液，并向口腔排出松散的粘液。需要主动咳嗽以最终 排除松散的粘液。CPT需要治疗者的辅助，治疗者通常是家庭成员，无家 庭成员时可以是护士或呼吸治疗人员。它对于CF患者和治疗者都是使身 体筋疲力尽的过程。患者和治疗者不能够依照处方方案是众所周知的问 题，这使这种方法无效。CPT的效果也是对技巧高度敏感的，并且当治疗 者开始疲劳时该效果下降。需要提供第二个人实施治疗，这严重限制了 CF患者的独立性。用于施加和减轻人胸部压力的人工呼吸设备已被用于辅助肺呼吸功 能、和从CF患者肺部通畅和排除粘液。使患者的胸部和肺接受压力脉动 或振动会减少肺和气道粘液的粘性，因此增强液体流动性和从肺的清除。 这些设备使用具有包绕患者胸部的空气容纳囊的背心。现有技术披露了例 如螺线管或发动机操作的空气阀、风箱和活塞等机械机构，用于以规律模 式或脉冲向隔膜或囊供给压力下的空气。对于每一患者的治疗和在治疗过 程中使用人工操作的控制来调整空气的压力和空气的脉冲频率。戴在CF 患者胸廓周围的囊以高至每秒25个循环的频率反复压迫和松弛胸廓。每 次压迫产生通过肺叶的空气急流，该空气急流从气道的侧面剪切分泌物并 将其向口腔推进，在那它们可被正常的咳嗽清除。1966年报道了使用高 频率胸壁振动的外部胸部推拿。BeckGJ. Chronic Bronchial Asthma and Emphysema. Rehabilitation and Use of Thoracic Vibrocompression， Geriatrics (1966); 21: 139-158.GA. Williams在美国专利第1,898,652号中披露了用于刺激血液循环 和治疗皮下组织和肌肉的空气脉动器。使用往复式活塞产生空气压力脉 冲，该空气压力脉冲经软管传递到具有柔韧膈膜的涂药器。由活动的活塞 产生的脉冲空气向膈膜施加相对迅速的活动，该膈膜使患者的身体接受脉 冲力。J.D.Ackerman等人在美国专利第2,588,192号中披露了具有胸部背心 的人工呼吸装置，该胸部背心由空气泵提供压力下的空气。螺线管操作的 阀以受控方式控制气流进出背心以脉动背心，从而使病人的胸部接受反复
压力脉冲。
J.H. Emerson在美国专利第2,918,917号中披露了用于锻炼和推拿气 道和相关器官、以及从那里通畅和清除粘液的装置。发动机驱动的送风机 对套在患者鼻子和口腔上的设备产生空气压力。被电动发动机往复驱动的 膈膜将气流脉动至设备和患者的气道。发动机的速度被控制、以调节每分 钟的振动次数。
R.F. Gray在美国专利第3,078,842号中披露了用于循环地向人胸部施 加外部压力的囊。压力振荡器向该囊施加空气压力。脉冲发生器向该囊施 加空气压力，以向人胸部施加压力脉冲。
R.S. Dillkm在美国专利第4,590,925号中使用可膨胀套，用于覆盖人 的四肢(例如胳膊或腿)的一部分。该套连接至可操作的液体控制器和脉 冲监控器，以选择性地施加和去除加在人四肢上的压力。
WJ. Warwick和LG. Hansen在美国专利第4，838，263号和第5,056,505号中披露了具有胸部背心的胸部压縮装置，该背心围绕人的胸部。发动机 驱动的回转阀使空气能够流入背心，以及从中流通空气而向人的胸部施加 加压的脉冲。代替的脉冲泵吸系统具有一对风箱，该对风箱连接至由直流 电动发动机操作的具有连杆的曲轴。发动机的速度由控制器调节、以控制 施加至背心的压力脉冲的频率。患者通过打开和关闭空气通风管的末端来 控制背心中空气的压力。
CN. Hansen在美国专利第5,453,081号和第5，569，170号中披露了用于 向封闭容器(例如围绕人胸部放置的背心)供应空气脉冲的空气脉动装置。 该装置具有带有内腔的外套，该内腔包含膈膜。连接至该膈膜的电操作设 备由脉冲发生器操作以振动膈膜，使腔内空气产生脉冲。软管将腔与背心 连接，以将空气和空气脉冲传动至背心，其中所述背心向人胸部施加压力 脉冲。
N.P. Van Brunt和DJ. Gagne在美国专利第5,769,797号和第 6，036，662号中披露了振荡胸部压缩设备，该设备具有带有空气腔的壁和 安装在壁上且暴露于空气腔的膈膜。枢轴连接至膈膜并可旋转地连接至曲 轴的连杆在曲轴转动过程中将力传送到膈膜。电动发动机以选择的控制速 度驱动该曲轴，以调节活动膈膜产生的空气脉冲的频率。作为鼓风机示出
的气流发生器将空气输送至空气腔、以保持腔内空气的压力。使膈膜活动 和转动鼓风机的发动机的控制器响应空气压力脉冲和空气腔内的空气的 压力。这些控制器具有空气脉冲和空气压力响应反馈系统，该反馈系统调 节发动机的运行速度、以控制背心内的脉冲频率和空气压力。CN. Hansen在美国专利第6,488,641号中披露了脉动器，该脉动器是 可操作的以产生重复的空气压力脉冲，该空气压力脉冲用于向人的身体施 加压力脉冲。脉动器具有用于使膈膜往复运动的止转棒轭运动传动机构， 以产生反复的空气压力脉冲。使用连接至刷式电发动机的人工调节的模拟 控制器控制发动机的速度和膈膜往复的频率。对于脉动器的每次使用和不 同的使用者必须根据处方的或理想的治疗人工调节控制器。在使用脉动器 的过程中可进行发动机速度的人工调节、以改变压力脉冲的频率。CN. Hansen在美国专利第6,547,749号中披露了具有两个膈膜的脉动 器，该两个膈膜连接至止转棒轭，止转棒轭将刷式直流电发动机的转动运 动转变为膈膜的往复运动、以产生空气压力和空气脉冲。止转棒轭易于因 长期的张力和摩擦而产生表面磨损，导致振动和噪音。使用第一人工操作 的控制器、以通过控制发动机的速度选择空气脉冲的频率。使用第二人工 操作的控制器调整脉动器产生的空气压力。对于每次使用以及在脉动器使 用过程中，必须依据处方的或记述的治疗人工调整这些控制器。控制器具 有人工转动的把手、以调整由脉动器产生的脉动频率和空气压力。使用者 必须记住频率和之前的空气压力，或具有用于这些背景下的一致治疗方法 的书面建议。发明内容本发明是用于传递高频胸壁振动、以在人类中促进气道清除和改善支 气管排出的医疗设备。该设备的主要组成包括空气脉冲发生器、可被空气 膨胀的背心、和将发生器连接至背心且用于传送空气压力和从发生器到背 心的压力脉冲的柔性软管。背心包括由软管连接至发生器的空气芯或囊。 施加给空气芯的空气压力脉冲产生反复的高频压力脉冲，该高频压力脉冲 传送给穿着该背心的人的胸廓，由此高频胸壁振动提高人呼吸系统内的粘 液清除。空气压力脉冲由位于空气泵吸腔室和空气脉动腔室之间的可运动
膈膜产生。止转棒轭运动传动机构将来自无刷直流电动机的转动运动变成 膈膜的往复运动。往复运动的膈膜泵送空气，以增加空气压力并通过增加 和减少与软管相通的腔室内的空气压力而产生空气脉冲。每一止转棒轭运 动传动机构包括直接固定至膈膜的轭、可滑动地安装在轭上的梭和偏心 轮，该偏心轮位于可转动地安装在梭内的轴上。抗冲击组件具有抵靠着梭 偏置的冲击板，以补偿制造公差、热生长、以及梭和轭的磨损，从而减少 应力和冲击力并防止振动和噪音。抗冲击组件具有由弹簧偏置为与梭持续 接合的冲击板。安装在轭上的导销保持冲击板与梭对齐。无刷直流发动机 的电源包括数字频率控制构件，该构件也控制设备运行的时间或持续时 间。控制构件具有储存时间和频率数据的记忆微芯片，用于简便和可靠的 使用。控制面板具有屏幕，该屏幕具有与时间和频率键相连的人工显示， 时间和频率键被人工操作以改变时间和频率程序或改变设备的人工时间 和频率操作。背心内的空气压力由可调节气流限流器调节，该限流器限制 气流进入空气泵吸腔室，从而控制空气泵吸腔室、空气脉动腔室和背心的 囊内的空气压力。身体脉动装置的优选实施例具有包围空气脉动腔室的带有壁的箱。延 长的软管将空气和空气脉冲运送至背心内的空气芯，其中所述背心位于人 的上部身体周围。该箱具有分隔空气脉冲腔室和空气歧管腔室的内壁。安 装在内壁上的一个或更多单向阀允许空气从空气歧管腔室流入空气脉动 腔室，并防止空气从空气脉动腔室逆流回空气歧管腔室。该箱具有由膈膜 覆盖的顶部和底部开口以封闭空气脉动腔室，膈膜由柔性外周构件连接至 箱。位于空气脉动腔室内的是一对用于在直线上沿相对方向线性地使膈膜 运动、以使空气脉动腔室内的空气产生脉冲的线性往复运动传动机构。运 动传动机构是为膈膜提供直线谐波运动的止转棒轭。电动无刷直流发动机 转动具有一对偏心轮的公共轴，偏心轮关于轭侧向移动梭，并关于轭导轨 使轭往复运动。轭直接固定在膈膜上。每一止转棒轭包括抗冲击组件以补 偿梭和轭的磨损、允许热生长并缓和制造误差、以及防止梭垂直于其相对 于轭的侧向运动的运动，以减少作用在梭上的应力和冲击力并抑制振动和 噪音。抗冲击组件具有位于与梭的顶部表面表面接合的扁平冲击板。 一对 安装在轭上的压縮巻簧使冲击板靠着梭偏置。固定至轭的圆柱状导销延伸进入冲击板内的孔，以保持冲击板与梭对齐并允许冲击板补偿梭、轭和冲 击板的磨损。发动机的运行速度由发动机控制器控制，该控制器连线到屏 幕和时间及频率调节键。控制器是可程控的、以改变与空气脉动腔室内的 空气脉冲频率成比例的发动机速度。位于附着于箱的膈膜上方的盖具有与 歧管腔室连通的空气泵吸腔室。膈膜向内的往复运动经过气流控制将空气 抽吸进空气歧管腔室和泵吸腔室，以及然后膈膜向外的往复运动压縮空气 歧管腔室和泵吸腔室内的空气。空气歧管腔室内的空气压力由人工可调气 流控制阀调节。限制气流进入歧管腔室能够减少空气歧管腔室内的空气压 力。当空气歧管腔室内的空气压力超过空气脉动腔室内的空气压力时，单 向阀打开以允许空气流入空气脉动腔室。膈膜的往复运动以由驱动止转棒 轭的电动无刷直流发动机的速度决定的频率而使受压空气脉动。


图1是本发明的空气压力和脉冲发生器的概略图，该发生器连接至围 绕人胸廓放置的背心内的空气芯；图2是图1所示的空气芯、背心和人的部分节段的概略图；图3是图1中空气压力和脉冲发生器的时间和频率控制面板的俯视图；图4是图1中空气压力和脉冲发生器的空气压力人工控制器的俯视图；图5是图1中空气压力和脉动装置的示图；图6是图1中空气压力和脉冲发生器的横截面示图；图7是图1中空气压力和脉冲发生器的压力时间图表；图8是放大的沿图5中线8-8取的截面图。图9是沿图8的线9-9取的截面图；图10是沿图9中的线10-10取的截面图；图11是沿图8中的线11-11取的截面图；图12是沿图11中的线12-12取的截面图； 图13是沿图11中的线13-13取的截面图；图14是类似于图8的截面图，示出空气泵吸模式中的膈膜组件；
图15是类似于图8的截面图，示出空气脉动模式中的膈膜组件；图16是放大的沿图15中的线16-16取的止转棒轭机构的截面图。图17是沿图16中的线17-17取的截面图；图18是沿图16中的线18-18取的截面图；图19是发生器的时间和频率控制器的手动操作顺序；图20是在发生器的人工操作过程中的时间倒计时屏幕的示意图。图21是在发生器的人工操作暂停过程中的屏幕的示意图；以及图22是发生器的时间和频率控制器的操作程序次序的示意图。
具体实施方式
身体脉动装置，在图I中一般指示为IO，具有背心ll以及空气压力 和脉冲发生器12，所述空气压力和脉冲发生器可操作地施加重复性压力脉 冲至背心，其中所述背心围绕人的身体放置，以提供分泌物和粘液清除治 疗。呼吸粘液清除可用于许多医疗状况，例如百日咳、囊肿性纤维化、肺 膨胀不全、支气管扩张、、空洞肺疾病、维生素A缺乏、肺慢性阻塞性疾 病、哮喘、和纤毛不能移动综合征。手术后患者、瘫痪的人、和患有呼吸 窘迫综合症的新生儿粘膜纤毛转运减少。装置IO提供高频率胸壁振动或 脉动，以加强粘膜纤毛转运减少的人13的粘液和气道清除。围绕人的上部身体或胸廓14放置的背心11被支撑在人的肩部16和 17上。如图2所示，膨胀为实质上与上部身体14的外部表面接触的背心 11起到向身体14施加重复压縮或压力脉冲的作用，如箭头18所示。当压 力脉冲处于压力循环的低压力阶段时，身体14对压力脉冲的反应引起身 体的重复膨胀。肺19和21以及气管22经历的压力脉冲提供分泌物和粘 液清除治疗。胸腔仅占据胸廓的上部并且包括右和左肺19和21、心脏23、 动脉24和26、和肋骨架27。施加到胸廓14的重复压力脉冲刺激心脏23 以及动脉24、 26和胸腔内静脉中的血流。肌肉和神经的紧张也被加到胸 廓14的前面、侧面、和后面部分上的重复压力脉冲减缓。胸廓的下部包 括腹腔29，腹腔29向上达到与胸骨的下方尖端一样高，以便为大的和易 受损伤的腹腔器官，例如肝、脾、胃和肾等提供相当大的保护。两个腔由 圆顶形的膈膜28分隔。肋骨架27在躯干的每一侧具有十二根肋骨。肋骨
包含一系列薄、弯曲、相当有弹性的骨，其在后方与胸椎以关节相连。相连续的肋骨间的空隙由肋间肌连接。肋骨架29帮助分散加到肺19和21 以及气管22上的压力。背心11具有外部套31，外部套31包含非弹性材料，例如尼龙织物。 其它类型材料也可用于套31。套31固定至毗邻和围绕身体14放置的柔 性内衬32。内衬32为柔性织物，例如多孔的棉织物，其允许空气穿过织 物吹向身体14。作为拉链示出的封闭装置33，将内衬32的底部固定至套 31的方向向上的末端部分34。具有内部腔室37和歧管通道38的空气芯 或囊36位于套31和内衬32之间。通道38和腔室37之间的多个空气通 道允许空气向上流入腔室37。在歧管通道38内空气芯36的下部内的延 长的巻簧41保持歧管通道38的开通。其它类型的保持歧管通道38开通 并且允许空气经通道38流动的结构可被用在空气芯36的下部内。非弹性 套31的末端部分33和巻簧41相当多地减少了背心在腹腔29和其内器官 上的向内压力，并减少了消化系统上的压力。空气芯36具有多个垂直对 齐的气流控制孔42，其限制从空气芯腔室37进入套31和内衬32之间的 空间的气流。穿过多孔内衬32流动的空气使被背心11包围的身体14通 风和冷却。返回图l，背心11具有一对竖直肩带43和44，该对肩带由凹入的上 方背部边缘侧向分隔。竖直的前方胸部部分46和47通过凹入的弯曲上边 缘与带43和44分隔，其中所述凹入的弯曲上边缘允许背心11适配于人 胳膊的下方。固定至胸部部分46和47外表面的可释放的紧固件，例如环 状垫48和49，与固定在肩带43和44内部的钩形垫(未示出)相配合， 以可释放地将肩带43和44连接至胸部部分46和47。肩带43和44在肩 部16和17上向前延伸并且向下在胸部部分46和47上延伸。钩形和环 状垫43和44是可释放的VELCRO紧固件，其将肩带43和44连接至胸 部部分46和47并保持胸部部分46和47邻接身体14的前部。背心11具有在背心左侧向外延伸的第一侧向末端前襟51。固定至末 端前襟51外面的矩形环状垫52与背心11右侧的第二侧向末端前襟53上 的构形垫相配合，以保持背心11围绕身体14。钩形和环状垫是VELCRO 紧固件，其允许背心11紧紧包绕身体14。 如图1所示，连接至背心末端前襟的可释放保持件54使前襟51和53 保持交迭的位置，并防止可释放钩形和环状紧固件52在向人13的身体14 施加重复脉冲的过程中脱开。保持件54包括在其一个末端处固定至胸部 部分53的延长带56。带56的相对末端具有钩形和环状可释放紧固件57， 其允许带56被紧固至D-环中。 一对连接至胸部部分46的D-环58和59 与带56排成一行。带56通过D-环58形成圈并与紧固件57连接，以保 持背心的末端前襟51和53以及使背心11围绕人的身体14。带56的自由 末端可被迅速拉动，以释放紧固件57并使保持件54脱开。CN. Hansen和 LJ， Helgeson在美国专利第6,676,614号中披露了可操作地使人的胸廓经受 压力脉冲的背心。使用中，背心ll围绕人身体14设置，如图1所示，并由肩带43和 44保持在适当位置。可释放紧固件48和49将肩带43和44固定至胸部 部分46和47。背心11在身体14上的垂直位置通过改变肩带43和44在 可释放紧固件48和49上的连接关系而被调节。背心11的圆周形位置由 可释放紧固件52保持围绕人身体13的松配合。保持件54保持紧固件52 彼此接合并防止它们在背心11脉动过程中脱开。保持件54的带56通过 D环58、 59中之一形成圈并与钩形和环状紧固件57连接在一起。然后， 使空气脉动器12与一端通至管62的软管61连接，以向人13的身体14 施加重复的压力脉冲。空气压力和脉冲发生器12安装在具有开放顶部和盖63的箱62内， 盖63铰链连接至箱62，可被操作以关闭箱62。枢轴安装在箱62上的柄 64被用作把手，以方便发生器12的运送。箱62和盖63具有使该箱能够 成为可登机物品的总体尺寸。空气压力和脉冲发生器12具有安装在箱62上、封闭发生器的操作构 件的顶部构件66。顶部构件66不易从箱62移除，以禁止空气压力和脉 冲发生器12的未经授权的调整和修理。顶部构件66支撑着主要电力开关 67和具有时间控制键69、信息显示屏70、频率控制键71和空气压力人 工控制旋钮72的前面板68。时间控制键69是包括上升+键和下降一键、 以选择性地在0到30分钟之间程控治疗周期的增加或减少的电子开关。 选择的时间周期记录在屏幕70上。屏幕70是电子的观察显示设备，例如
液晶显示器或发光有机材料显示器。频率控制键71是包括上升+键和下降 一键、以选择性地在每秒5和25周期或赫兹之间程控脉冲频率的增加或 减少的电子开关。如图l所示，为了便于用户使用，时间控制键69、信息 显示屏70、频率控制键71和空气压力控制旋钮72位于前面板68上。空 气芯36内的空气压力的调节通过人工旋转旋钮72而被控制。空气芯36 内的平均空气压力被控制在大气压和lpsi (磅/平方英寸)之间，如图4 中由具有10到100数字的压力标尺73示出的。振荡的压力脉冲在选择的 平均压力上下循环。如图5、 6、 7和11所示，空气压力和空气脉冲发生器12具有联合的 空气脉动器和泵单元78，其为可操作的以产生由箭头79示出、由软管61 传送至空气芯36的空气压力脉冲。单元78具有矩形箱81，该箱具有连 接至末端壁84和85的竖直侧壁82和83。在侧壁82和83之间延伸并连 接至侧壁82和83的内壁86将歧管或通道腔室88与空气脉动腔室87分 隔。歧管腔室88在末端壁85和内壁86之间。箱81的顶部和底部是开放 的。 一对安装在箱81上的膈膜89和91闭合箱开口，以封闭位于膈膜89 和91之间的空气脉动腔室87。由紧固件93固定在箱81顶部的第一盘形 盖92位于膈膜89的外面。盖92和膈膜89之间的空间是第一泵吸腔室 94，其与歧管腔室88流体连通、以使空气能够流入和流出腔室94。由紧 固件97固定在箱81底部的第二盘形盖96位于膈膜91的外面。盖96和 膈膜91之间的空间是第二空气泵吸腔室98，其与歧管腔室88流体连通、 以使空气能够在腔室88和98之间流动。空气从泵吸腔室94和98流入歧 管腔室88和从歧管腔室88通过单向阀或止回阀99流入脉动腔室87，由 图14中的箭头100示出。当阀99关闭时，如图8中所示，阀99阻止空 气从脉动腔室87流回歧管腔室88。图8中示出的阀99具有安装在壁86 上的圆柱状外壳101。外壳101具有向腔室87和88开放的通道102，通 道102容纳可在开放和关闭位置之间移动的阀门构件或圆盘103。安装在 外壳101上的横向销104将圆盘103保持在通道102内，并为圆盘103 提供支点、以使圆盘103能够枢转至它的打开位置。安装在壁86上的一 个或更多单向阀可被用于允许空气从歧管腔室流入脉动腔室87以及防止 空气从脉动腔室87逆流回歧管腔室88。
膈膜89具有连接至橡胶或塑料的外周柔性凸缘107的矩形刚性金属 板106。凸缘107的内部部分被分为两部分并结合至板106的相对侧。凸 缘107的外部部分由紧固件93夹在盖92和箱81之间。如图8、 9、 14和 15中所示，凸缘107具有开口 108，其允许空气在第一泵吸腔室94和歧 管腔88之间流动。柔性凸缘107具有柔性螺旋折叠部分109，其包括方 向向上和方向向下的肋条，所述肋条使板106能够线性侧向移动而不伸展 或加压于凸缘107的柔性材料。膈膜91具有位于腔室87底侧上且平行于 板106的刚性金属板11。连接至板106的柔性凸缘112由紧固件97夹在 箱81和盖96之间。凸缘112具有开口 113，其允许空气在歧管腔室88 和第二泵吸腔室98之间流动。围绕板111的凸缘112的中间部分具有柔 性螺旋折叠部分，其使板111能够线性侧向移动而不伸展或加压于凸缘 112的柔性材料。膈膜89和91在相对的侧向方向上直线地运动，而总体上指示为116 和117的线性运动传动组件由变速无刷直流电动机118驱动。带和带轮动 力传动装置119可驱动地将发动机118连接至运动传动组件116和117。 如图11和13中所示，运动传动组件116具有由紧固件122和123固定至 箱的侧壁82和83的横向构件121。横向构件121具有一对平行的竖立引 导表面124和126。轭127由一对螺栓128和129固定至板106，该轭127 具有与引导表面124和126滑动接合的相对侧。通过板107内的孔131和 132延伸的螺栓128和129阻止轭127和板106之间的包含枢轴运动的相 对运动。轭127只有线性往复运动，其防止膈膜89在它的往复运动过程 中的摇动和成角运动。如图13中所示，轭127具有容纳滑块或梭134的 侧向开口或窗133。梭134具有容纳安装在轴137上的偏心轮136的孔。 偏心轮136由位于梭134的孔内的滚柱轴承138环绕。轭127、梭134、 偏心轮136和轴137作为止转棒轭动力传动组件是公知的。如图16到18所示，螺栓128和129将轭127的顶部固定至膈膜板 106。抗冲击组件200压靠着梭134的平坦顶部表面209，以保持梭134 的底部表面205与轭127的平坦表面210之间的滑动表面接触。抗冲击组 件200补偿制造误差、热生长、以及梭表面205、 209和相邻轭表面的磨 损，并保持表面205、 210和208、 209的滑动接触，以减少应力和冲击力，
并抑制振动和噪音。冲击板201具有与梭的平坦表面209滑动接触的平坦表面208。盘201是具有中心圆柱状孔202的钢构件，该孔202容纳圆柱状导销203。孔202可通过板201延伸。销203被按压装配或固定进入轭 127顶部的圆柱状孔204内。销203的下末端滑动装配在孔202内，以使 冲击板201能够向下移动，以保持与梭134的顶部表面209的表面接合。 冲击板201的相对末端206和207由销203保持与相邻的轭127内壁隔开。 一对压縮巻簧211和212偏置冲击板201使其与梭134的表面209连续表 面接触。位于轭127顶部内的圆柱状孔213和214内的弹簧211和212向 下延伸进入冲击板201内的圆柱状凹陷216和217内。其它类型的偏置构 件，例如弹性橡胶或塑料芯等，也可被用于靠着梭134连续向下偏置冲击 板201。
可操作地连接至膈膜91的板111的第二止转棒轭动力传动组件包括轭139，轭139由一对螺栓140和141固定至板111。螺栓140和141防止轭139相对于板111的相对运动(包括枢轴运动)，由此膈膜91仅有直线往复运动。轭139具有与第二横向构件144的竖直引导表面142和143 滑动接合的外侧竖直侧面，其限制轭139的往复直线运动。返回图11，紧固件146和147将横向构件144固定至箱侧壁82和83。第二横向构件144 在第一横向构件121附近，并可转动地容纳轴137的外末端，如图8、 14 和15所示。轭139具有可滑动地容纳滑块或梭149的开口或窗148，所 述滑块或梭149具有用于固定至轴137的滚柱轴承152和偏心轮151的圆 柱状孔。偏心轮151被放置为与偏心轮136完全相对，如图14中所示， 以向止转棒轭动力传动组件提供转动平衡。
在图8、 12、 14和15中示出的抗冲击组件218，将冲击板偏置为与 由螺栓140和141固定至膈膜板111的止转棒轭的梭149连续表面接合。 抗冲击组件218具有与图16到18示出的抗冲击组件相同的结构和功能。
返回图ll，带和带轮动力传动装置119具有连接至发动机118的驱动 轴154的小驱动带轮153。围绕带轮153和固定至传动中间轴(jackshaft) 158的大带轮157设置的第一环状带156通过传动中间轴158上的小带轮 162和将带轮162连接至固定到轴137的大带轮164的环状带163向轴137 传动动力。小带轮153、 157和大带轮162、 164为动力传动装置119提供 轴137的速度减低操作。如图6、 8和11中所示，发动机传动组件116和 117，以及带和带轮动力传动装置119位于脉动腔室87内并被箱81和膈 膜89和91包围。发动机传动组件116和117隔离在腔87内会减少噪音， 并防止这些组件以及带和带轮动力传动装置119被外界环境污染。如图5中所示，安装在空气脉动器和泵单元78 —侧上的无刷直流电 动机118被连线到可程控电源165，其用于控制该单元的运行时间和产生 的空气脉冲的频率。电源166适合于被连接至110伏60周波或220伏50 周波电源。人工操作的开关67连接电源与电路板166，电路板166用以 向数字控制器170提供直流电，数字控制器170被连线至发动机118和控 制面板键69、 71、 74、 75和76以及屏幕70。控制器170具有可程控电 子设备，包括用于控制运行时间和发动机118速度的动态随机存取存储器 微芯片。增减时间键69被用于在0到30分钟之间以30秒的间隔设置脉 动器12的运行时间。通过调整发动机118的运行速度、以在5和25脉冲 每秒或赫兹间隔之间调节脉冲频率，由此，增减频率键71被用于设置空 气脉冲的频率。人工和可程控数据显示屏幕70上，如稍后所述一样。歧管腔室88内的空气压力由可变孔成比例自由流动阀167控制，以 限制或阻塞空气流入和流出歧管腔室88。阀167具有带有通道169的主 体168。以有螺纹构件示出的、安装在主体168上并延伸进入通道169的 气流限流器171调节空气流经过通道169进入管172。其它类型的气流限 流器，例如可转动的带槽球或可移动圆盘，可被用于调节通过阀167的气 流。管172的远端连接至安装在箱壁85上的弯管173。弯管173具有向 歧管腔室88开放的通道174，以使空气能够流入歧管腔室88。主体168 内的通道175使有限量的空气流入通道174进入歧管腔室88。通道175 是主体168内的固定气流通道，该通道使空气能够在用户控制的可变气流 通道169内绕过气流限流器171,这样最小治疗不会降低到零。安装在主 体168上的柱状多孔构件176过滤并使空气能够流入和流出通道169，并 衰减流过通道169的空气噪音。把手72机械连接至限流器171，从而把 手72的转动改变气流通道169的限制尺寸和通过通道169的气流速率。 通过通道169的气流的速率控制流入和流出歧管腔室88的空气的体积。 歧管腔室88和泵吸腔室94和98内的空气体积与歧管腔室88内由膈膜 89和91的线性侧向运动产生的空气压力成比例，由图6中的箭头177和 178示出。阀167的调节调整歧管腔室88内空气的压力，在图7中183 处示出。歧管腔室88内的空气压力与由于膈膜89和91的谐波线性往复 运动而产生的正弦波一致。脉动腔室87内空气的压力，在184处示出， 具有与空气压力183的正弦波相反的正弦波。当歧管腔室88内的空气压 力超过脉动腔室87内的空气压力时，空气从歧管腔室88、通过单向阀99 流入脉冲腔室87并从脉动腔室流入空气芯36的空气腔室37。如图5和6中所示，具有纵向通道182的气流控制构件181安装在弯 管173的空气入口侧。构件181调节流入和流出歧管腔室88的空气，以 补偿管172、阀167和多孔构件176内的气流的变化。使用时，背心11围绕人的上部身体或胸部14设置，如图1和2中所 示。连接至环状垫48和49的肩带43和44在人13上竖直支撑背心11。 围绕身体14的背心11的圆周部分由可释放连接器52和54保持为舒适的 贴适配合。空气压力和脉冲发生器12由柔性管61连接至背心11内的空 气芯。管61的远端连接至空气芯36的空气歧管通道38的空气入口端60。 人13或护理人员设置把手72，以选择空气芯36内的空气压力。空气压 力和脉冲发生器12的人工操作由使用者或另外的人选择性控制。电力开 关67被接通，以向发生器供电。如图19中所示，WELCOME屏幕70将 显示WELCOME 5秒钟，然后自动进行至显示PROGRAMS 1-3和操作的 MANUAL模式的HOME屏幕70。如果未接收到输入，屏幕变成以10赫 兹显示10分钟的MANUAL屏幕。使用者可以按压显示器上与词语 "MANUAL"相关的开关，以进行至MANUAL屏幕而不等待。通过使用 增减键69可在从30秒到30分钟的范围内以30秒的增量重置时间运转。 通过使用增减键71可在从5到20赫兹的范围内以1赫兹的增量设置频率。 时间和频率变化的增量速率对于最初5个增量以0.5秒每增量的缓慢滚动 速率开始，然后是0.25秒每增量的快速滚动速率。START键74的致动使 得发生器开始运转，并且存储时间和频率设置以备后续的重置操作。启动 HOME键76返回HOME屏幕。在发生器12的运行过程中，MANUAL屏幕以一秒的增量显示倒计时 时间，如图20中所示。当发生器12运行时不能重置时间。无论运行或停
止，可以在从5到20赫兹的范围内以1赫兹的增量重置频率。当发生器 运行时，MANUAL屏幕70还显示信息TO STOP PRESS PAUSE。按压 PAUSE键停止运行发生器12并冻结时间显示，同时时间保持被显示。 MANUAL屏幕如图21中所示显示PAUSED和剩余时间以及设置的赫兹。 启动START键74以显示的时间和频率设置重新运行发生器12。在到00:00 的停止时间后，发生器12关闭，发出两声哔哔声，并在重新显示如此处 描述的被使用和储存的最后设置前显示00:00 5秒钟。空气压力和脉冲发生器12的程序模式使使用者或实施治疗者能够设 置三个可被用于每次实施治疗时的分离的方案，PROGRAM 1， 2或3。这 使多个使用者能够保存个人的处方或使一个使用者能够设置三种不同的 治疗方案。由医生指定进入发生器12的预设治疗方案永久存储治疗设置， 该治疗设置允许实施治疗的简单的单触摸式用户控制。年幼的孩子们将不 能够跳过治疗的部分。年长的人们将不需要关注方案，从而允许进行其它 的工作，例如阅读或计算机工作。参考图22，示出设置PROGRAMS 1的 顺序。当开关67打开时，屏幕70将显示WELCOME 5秒钟，然后变为 HOME屏幕10秒钟。如果未接受到输入或触摸MANUAL显示下方右键 71，屏幕70变为MANUAL屏幕。在10秒的输入时期期间，按压与 PROGRAM 1、 PROGRAM 2、或PROGRAM 3相邻的时间或频率键使控 制进入INITIAL PROGRAM屏幕。 一旦到达这个屏幕，顶行将显示所选 择的程序编号，如所示为PROGRAM 1。这个程序编号，例如PROGRAM 1，将保持直到用户己选择执行或重置程序。然后按压SET键75，以开始 预设指定的方案。按压START键74以执行之前存在的程序。启动HOME 键76以返回HOME屏幕。当SET键75被启动时，时间和频率数据可被改变。治疗序列的程序 从A行开始，整个A行被加亮反相显示。时间键69用于在从00:00到30:00 分钟的范围内以30秒的增量重新设置。频率键76用于在从5到25赫兹 的范围内以1赫兹的增量设置频率。按压SET键69存储对应A行的所显 示的时间和频率值，并且滚动到B行。如果使用者不想改变B行的时间 或频率，按压SET键将滚动到C行。通过使用时间键69和频率键71可 改变B行、C行、D行、E行或F行的时间和频率值。按压SET键75从末行回复至A行并循环经过所有行，直到按压START键74或HOME键 76 。在任何时间按压START键74开始运行发生器12 。依据关于PROGRAM 1所描述的方法改变PROGRAM 2和PROGRAM 3。图23到26图示了用于不同程序、定义为PROGRAM 3的用户界面。 HOME屏幕用于启动PROGRAM 3。 SET控制键75用于程控治疗序列， 以A行开始。如图23中所示，被激活用于改变值的行整行被加亮反相显 示。可以使用时间控制键69在从00:00到30:00分钟的范围内以30秒的 增量重新设置时间。使用频率控制键71用于在从5到20赫兹的范围内以 1赫兹的增量设置频率。时间和频率变化的增量速率对于最初5个增量以 0.5秒每增量的缓慢滚动速率开始，然后是0.25秒每增量的快速滚动速率。 在任何时间按压START开始运行发生器12。按压SET存储对应所显示行 的所显示的时间值和频率值并滚动到下一行。如果用户不想改变时间或频 率，按压SET将滚动到下一行。按压SET从末行回复到A行，并从A行 到F行循环直到按压START或HOME。在任何时间按压HOME返回到图 19中示出的HOME屏幕。按压START开始执行所显示的程序。程序执行 将迅速滚过任何时间输入为00:00的行。时间和频率值在运行或停止执行 模式中的任何时间不能被改变。运行时显示剩余时间值并连续倒计时。使 用者可在发生器12运行中的任何时间按压PAUSE,使发生器12停止并 显示词语PAUSE,代替行的字母，如图26中所示。停止时显示剩余时间。 当发生器12运行时，HOME是非活性键。当计时器向下运转至00:00时， 发生器12停止并哔哔响两次。当发生器12停止时，屏幕70上显示信息 TREATMENT COMPLETE。然后显示器向上滚动至图22中所示的 WELCOME屏幕。发生器12准备执行新的START, SET或HOME指令。使用者或实施治疗者可根据积累的运行时间检测发生器12的运行， 可在带背心、无背心和发动机温度限制的情况下检测。通过在HOME屏 幕的任何显示期间按压和按住SET键75，可以将累积运行时间在屏幕70 上显示。只要按压SET键75，累积运行时间以4-位数小时显示。在供电 前或供电期间按压和按住HOME键76使系统激活于检测运行模式，最初 是在带會心屏幕检测中。按压START键74开始检测。空气压力把手72 设置在50。如果达到特定的空气压力，系统通过检测。当未达到特定的空
气压力时，实行不带背心的第二个检测。软管61的背心端被塞紧并且压力调节至IO。通过按动START键75开始检测。如果达到特定的压力， 背心需要维修。在未达到特定压力的情况中，系统需要维修。按压HOME 键76以跳过检测。当任何发动机运行温度限制超出发动机过热或过冷的 可允许限度时，发动机118启动被阻止。发动机运行温度限制由制造厂设 置为温度下限50华氏度及温度上限200华氏度。发动机运行温度限制可 被制造厂调整至其它下限和上限温度。发生器12可替换的运行模式除此处描述的人工和程控运行模式外还 具有随机程序。随机程序在设置的时间间期内具有在5和25赫兹之间的 无确定模式的频率。控制器170具有随机改变发动机118的速度的记忆电 子部件，从而改变施加到人身体的空气脉冲和压力脉冲的频率。压力脉冲 的改变缓解令人厌倦的均一和单调性。如图6、 8、 11、 14和15所示，发动机118通过动力传动装置119转 动轴137并围绕轴137的轴线转动偏心轮136和151。偏心轮136和151 相对于轭127和139侧向移动滑块134或梭149，并使轭127和139直线 往复运动。由螺栓128、 129、 140和141直接固定至轭127和139的膈膜 89和91被沿直线向外移动，由图12、 13和15中的箭头186和187示出， 以及被向内移动，由图6和15中的箭头117和178示出。与止转棒轭运 动传动机构相关的抗冲击组件200和218消除梭134、 149相对于轭127、 139的垂直运动，以防止振动和噪音。如图15中所示，当膈膜89和91 向内朝向彼此直线运动时，空气从歧管腔室88流入泵吸腔室94和98。 有限量的空气流过阀167和气流控制构件181而进入歧管腔室88。调整 把手72以控制气流通过阀167，从而控制歧管腔室88内空气的量和压力。 膈膜89和91向内的运动增加脉动腔室87内空气的压力，关闭单向阀99 并通过软管61将压力下的空气传至空气芯36。空气芯36向内膨胀以保 持背心11的弹性内衬32牢固接合人13的胸部和背部。膈膜89和91的 直线向内和向外运动在腔室87和空气芯36内产生空气压力脉冲，该压力 脉冲向人13的胸部和背部施加反复的力，由箭头18示出，以同时向所有 肺叶和气道通道施加高频振动治疗，以增强粘液、分泌物、和类似物质从 那里的清除。
如图12到14中所示，膈膜89和91向外的直线运动迫使空气流出泵 吸腔室进入歧管腔室88，从而增加歧管腔室88内空气的压力。当歧管腔 室88内空气的压力超出泵吸腔室87内空气的压力，单向阀99打开以允 许空气从歧管腔室88流入脉动腔室87，由图14中的箭头100示出，从 而增加脉动腔室87和空气芯36内空气的压力。单向阀99响应歧管腔室 88内空气压力的下降而关闭，并防止空气从脉动腔室87回流入歧管腔室 88内。通道182的尺寸限制能流入歧管腔室88内的空气的量，从而防止 在阀167变得不起作用时歧管腔室88内空气压力过度。阀主体168内的 孔175允许有限量的空气流入和流出歧管腔室88，以保持在阀167关闭 的情况下脉动腔室87内和空气芯36内的最小空气压力。当被线性运动传动组件116和117在相反方向上线性移动时，膈膜89 和91反复实施产生空气压力以及使脉动腔室87和空气芯36内的空气产 生脉动的双重功能。通过改变无刷直流发动机118的速度，空气脉冲的频 率被控制在每秒5和25循环之间。人13或实施治疗者使用的控制面板键 71程控发动机118的速度，以改变脉动腔室87和空气芯36内空气脉冲的 频率。脉动器12的运行时期由时间键69程控。阀167限制进出歧管腔室 88的气流，以调整歧管腔室88内空气的压力，其响应膈膜89和91的直 线运动经过止回阀99传送至脉动腔室87。软管61引导压力作用下的空气和空气脉冲至空气芯36底部内的空气 歧管通道38。空气芯36内的延长巻簧41保持通道38开放，以允许空气 经过开口 39向上流入空气腔室37。腔室37内的空气脉冲向人的肋骨架 27施加方向向内和向上的脉冲力量，肋骨架27将该脉冲力量传送给肺和 气道通道。作为非弹性材料的背心11外部套31限制空气芯36向外膨胀。 外部套31围绕空气芯36的下部延伸，空气芯36的下部包含限制空气芯 36对人腹部的内向压力的巻簧36。脉冲频率在每秒5到25循环的范围内。 脉冲力量从肺和气道通道将粘液和分泌物释放到口腔，在口腔它们可通过 正常晐嗽被清除。空气芯36具有多个小开口或洞42，其允许有限量的空 气流出腔室37进入背心11。该空气使被背心11包围的上部身体14通风 和凉爽，以及当空气压力和脉冲发生器12关闭时给空气芯36放气。已叙述了身体脉动装置和方法可用于患有囊性纤维化的人。身体脉动
装置和方法可用于支气管扩张的人、外科手术后肺膨胀不全、以及阶段神 经肌肉疾病、频繁发生肺炎的通气机依赖患者、以及运动性降低或对特伦 德伦伯卧位耐受性差的人。因宽范围疾病和状况引起分泌物清除问题的人 可选择使用本发明的身体脉动装置和方法治疗。本说明书是身体脉动装置和方法的优选实施例。应理解，该身体脉动 装置不局限于所示出和描述的特殊材料、结构、排列和运行方法。应理解 为，在不背离本发明的情况下，可进行各部分、材料、排列和结构位置的 改变。
权利要求
1. 一种用于在套中产生空气压力和空气压力脉冲的装置，包含具有 空气脉动腔室和开口的箱，安装在箱上且封闭开口的膈膜，具有通道且适 于连接箱和套并且用于向套运载空气和空气压力脉沖的装置，位于膈膜上 方与膈膜隔开且具有泵吸腔室的盖，将盖和膈膜固定至箱的装置，所述箱 具有分隔脉动腔室和歧管腔室的内壁，所述歧管腔室与所述泵吸腔室空气 连通，安装在内壁上、可操作以允许空气从歧管腔室流入脉动腔室并防止 空气从脉动腔室返流回歧管腔室的至少一个阀，用于限制气流流入和流出 歧管腔室、以控制歧管腔室内空气压力的气流调节装置，连接至膈膜、可 操作以相对于泵吸腔室往复运动膈膜的驱动装置，所述驱动装置包括止转 棒轭运动传动机构，该运动传动机构包括轭、可移动地安装在轭上的梭、 可操作以保持梭与轭连续接合的抗冲击组件、以及可转动地安装在梭上的 偏心轮，连接至偏心轮的变速无刷直流发动机，从而当发动机运行时该驱 动装置使隔膜往复运动，以使脉动腔室内的空气脉动并使空气从歧管腔室 流入和流出泵吸腔室并增加歧管腔室内空气的压力，当歧管腔室内空气的 压力大于脉动腔室内空气的压力时，所述阀允许空气从歧管腔室流入脉动 腔室，以及连接至发动机、可操作以改变发动机速度以调节膈膜的往复运 动、从而调节脉动腔室和套内的空气脉动频率的可程控控制器。
2. 如权利要求l的装置，其中气流调节装置包括具有通道的阀，该 通道允许空气经过阀流动，位于通道内以调节通过所述通道的气流的气流 限流器，以及控制器，所述控制器连接至限流器以调整限流器相对于通道 的位置、从而调节通过所述通道的气流。
3. 如权利要求2的装置，其中控制器包括可被人使用的人工操作构 件，以调节限流器相对于通道的位置，从而调节歧管腔室内空气的压力。
4. 如权利要求1的装置，包括连接至阔的多孔构件，以允许空气经 过多孔构件流入阀的通道。
5. 如权利要求l的装置，其中驱动装置具有位于固定至箱的脉动腔 室内的横向构件，所述横向构件具有隔开的垂直于隔膜延伸的平行引导表面，位于与所述引导表面滑动接合并且能够垂直于所述膈膜在相对的方向 上活动的轭，直接将轭固定至膈膜的紧固件装置，所述轭具有开口、位于 所述开口内垂直于轭的运动而运动的滑块，所述滑块具有圆柱形孔、位于 所述孔内的偏心轮，固定至偏心轮上且可驱动地连接至动力传动装置的 轴，从而当发动机运行时，该轴被转动以转动偏心轮，并在相对的线性方 向上线性移动轭，并且使隔膜沿相对的线性方向往复运动。
6. 如权利要求l的装置，其中止转棒轭运动传动机构包括具有侧向 隔开的平行引导第一表面的构件，可滑动地安装在所述引导第一表面且用 于沿所述引导第一表面运动的轭，所述轭具有开口、垂直于所述引导第一 表面的第二表面和平行于第二表面的第三表面，位于所述开口内与所述第 二表面滑动接合的梭，安装在轭上可与梭的第三表面接合以保持梭与轭的 第二表面连续接合的抗冲击组件，可转动地安装在梭上并可驱动地连接至 发动机的偏心轮，从而发动机的运行以环状路径转动偏心轮，以相对于轭 移动梭并且沿着引导第一表面移动轭。
7. 如权利要求6的装置，其中所述抗冲击组件包括与梭的第三表面 接合的冲击板，安装在可与冲击板接合的轭上、以保持冲击板与梭的第三 表面接合以及包括梭的第二表面与轭的第二表面连续接合的偏置装置，以 及安装在可与冲击板接合的轭上、以保持冲击板与轭和梭处于组装关系的 引导装置。
8. 如权利要求7的装置，其中偏置装置包括一对巻簧。
9. 如权利要求8的装置，其中轭具有容纳巻簧的第一末端部分的孔， 以及冲击板具有容纳巻簧的第二末端部分的凹陷。
10. 如权利要求7的装置，其中冲击板具有与轭隔开的相对末端。
11. 如权利要求7的装置，其中引导装置包括圆柱状销，其固定至 延伸进入冲击板内的孔中的轭。
12. —种止转棒轭运动传动机构，包括具有侧向隔开的平行引导第 一表面的构件，可滑动地安装在所述引导第一表面上且用于沿所述引导第 一表面运动的轭，所述轭具有开口、垂直于所述引导第一表面的第二表面、 以及平行第二表面的第三表面，位于所述开口内与所述第二表面滑动接合 的梭，安装在轭上且可与梭的第三表面接合、以保持梭与轭的第二表面连续接合的抗-冲击组件，可转动地安装在梭上的偏心轮，以及以环状路径 转动偏心轮、以相对于轭移动梭和沿着引导第一表面移动轭的装置。
13. 如权利要求12的止转棒轭，其中所述抗冲击组件包括与梭的第三表面接合的冲击板，安装在可与冲击板接合的轭上、以保持冲击板与梭 的第三表面接合以及保持梭的第二表面与轭的第二表面连续接合的偏置 装置，以及安装在可与冲击板接合的轭上、以保持冲击板与轭和梭处于组 装关系的引导装置。
14. 如权利要求13的止转棒轭，其中，偏置装置包括一对巻簧。
15. 如权利要求14的止转棒轭，其中，轭具有容纳巻簧的第一末端部 分的孔，以及冲击板具有容纳巻簧的第二末端部分的凹陷。
16. 如权利要求12的装置，其中，冲击板具有与轭隔开的相对末端。
17. 如权利要求12的装置，其中，引导装置包括圆柱状销，其固定至 延伸进入冲击板内的孔中的轭。
18. —种用于在空气芯内产生空气压力和空气压力脉冲的装置，该空 气芯具有弹性的壁和包围人的上部身体、以向人的上部身体施加重复压力 脉冲的内部空气腔室，包括包围空气脉动腔室的箱、连接至空气脉动腔 室且用于从空气脉动腔室运载空气和空气压力脉冲至空气芯的内部腔室 的装置，从而空气压力脉冲施加反复压力脉冲力至人的上部身体，所述箱 具有第一开口和与第一开口相对的第二开口，跨越箱的第一开口延伸的第一膈膜，位于第一膈膜上方与第一膈膜隔开且具有与第一膈膜连通的第一 泵吸腔室的第一盖，将第一盖和第一膈膜固定至箱的第一装置，跨越箱的 第二开口延伸的第二膈膜，位于第二膈膜上方与第二膈膜隔开且具有与第 二膈膜连通的第二泵吸腔室的第二盖，将第二盖和第二膈膜固定至箱的第 二装置，所述箱具有分隔脉动腔室和歧管腔室的内壁，所述歧管腔室与所 述第一和第二泵吸腔室空气连通，安装在内壁上、可操作以允许空气从歧 管腔室流入脉动腔室并防止空气从脉动腔室返流回歧管腔室的单向阀，用 于限制气流流入和流出歧管腔室、以控制歧管腔室内空气压力的气流调节 装置，所述气流调节装置包括可操作以调节气流流入和流出歧管腔室的速 率、从而调节歧管腔室内空气压力的调节构件，连接至第一膈膜、可操作 以相对于脉动和第一泵吸腔室使第一膈膜线性运动的第一运动传动组件，连接至第二膈膜、可操作以相对于脉动和第二泵吸腔室使第二膈膜线性运 动的第二运动传动组件，每一所述运动传动组件包括止转棒轭运动传动组 件，该运动传动组件包括轭、可移动地安装在轭上的梭、安装在轭上且可 与梭接合并可操作以保持梭与轭连续接合的抗冲击组件，可转动地安装在 梭上的偏心轮，变速发动机，动力传动装置将发动机连接至每一止转棒轭 运动传动组件的偏心轮，从而当发动机运行时第一和第二运动传动组件使 第一和第二膈膜线性往复运动、以使脉动腔室内的空气脉动并使空气从歧 管腔室流入和流出第一和第二泵吸腔室并增加歧管腔室内空气的压力，当 歧管腔室内空气的压力大于脉动腔室内空气的压力时，所述单向阀允许空 气从歧管腔室流入脉动腔室以及从脉动腔室流入空气芯的空气腔室，以及 控制器，所述控制器连接至发动机、可操作以改变发动机速度以调节膈膜 的往复运动，从而调节脉动腔室和空气芯的空气腔室内的空气脉动频率， 从而调节施加至人的上部身体的反复压力脉冲力的频率。
19. 如权利要求18的装置，其中，控制器包括可程控计时装置，用于 调节发动机运行持续时间，以及可程控装置，用于改变发动机的运行速度、 从而改变空气脉冲的频率。
20. 如权利要求18的装置，其中，气流调节装置的可调节构件包括具 有通道的阀，该通道允许空气经过阀流动，位于通道内以调节通过所述通 道的气流的气流限流器，以及控制器，所述控制器连接至限流器，以调整 限流器相对于通道的位置，从而调节通过所述通道的气流。
21. 如权利要求20的装置，其中控制器包括可被人使用的人工操作 构件，以调节限流器相对于通道的位置，从而调节歧管腔室内空气的压力。
22. 如权利要求20的装置，其中所述阀具有允许空气通过阀连续流 动的第二通道。
23. 如权利要求18的装置，其中每一止转棒轭运动传动机构包括具 有侧向隔开的平行引导第一表面的构件，可滑动地安装在所述引导第一表 面且用于沿所述引导第一表面运动的轭，所述轭具有开口、垂直于所述引 导第一表面的第二表面和平行于第二表面的第三表面，位于所述开口内与 所述第二表面滑动接合的梭，安装在轭上且可与梭的第三表面接合、以保 持梭与轭的第二表面连续接合的抗-冲击组件，可转动地安装在梭上并由 动力传动装置可驱动地连接至发动机的偏心轮，从而发动机的运行以环状 路径转动偏心轮、以相对于轭移动梭和沿着引导第一表面移动轭。
24. 如权利要求23的装置，其中所述抗冲击组件包括与梭的第三表 面接合的冲击板，安装在可与冲击板接合的轭上、以保持冲击板与梭的第 三表面接合以及保持梭的第二表面与轭的第二表面连续接合的偏置装置， 以及安装在可与冲击板接合的轭上、以保持冲击板与轭和梭处于组装关系 的引导装置。
25. 如权利要求24的装置，其中偏置装置包括一对巻簧。
26. 如权利要求25的装置，其中轭具有容纳巻簧的第一末端部分的 孔，以及冲击板具有容纳巻簧的第二末端部分的凹陷。
27. 如权利要求24的装置，其中冲击板具有与轭隔开的相对末端。
28. 如权利要求24的装置，其中引导装置包括圆柱状销，其固定至 延伸进入冲击板内的孔中的轭。
29. —种用于向人的上部身体施加高频压力脉冲的装置，包括具有 用于容纳空气并适于围绕人的上部身体放置的囊的背心，空气压力和高频 空气压力脉冲发生器，可驱动地连接至发生器且用于运行发生器、以产生 空气压力和高频空气压力脉冲的电发动机，将发动机连接至囊且用于向囊 传送空气压力和高频空气压力脉冲、从而向人的上部身体施加高频空气压 力脉冲的装置，以及具有用于控制发动机运行时间的第一可程控装置和用 于控制发动机运行速度、从而改变压力脉冲频率的第二可程控装置的发动 机控制器。
30. 如权利要求29的装置，其中第一可程控装置是可操作的以用 30秒到30分钟的间隔改变持续时间。
31. 如权利要求29的装置，其中第二可程控装置是可操作的以改变 发动机的速度，从而以每秒1个脉冲到每秒25个脉冲改变压力脉冲频率。
32. 如权利要求29的装置，包括用于随机控制发动机速度的第三可 程控装置，从而随机改变压力脉冲的频率。
33. 如权利要求29的装置，包括用于限制进入发生器的气流、以控 制发生器释放到囊的空气压力的气流调节装置。
34. 如权利要求33的装置，其中气流调节装置包括具有通道的阀， 该通道允许空气经过阀流动，位于通道内以调节通过所述通道的气流的气 流限流器，以及连接至限流器以调整限流器相对于通道的位置、从而调节 通过所述通道的气流的控制器。
35.如权利要求34的装置，其中控制器包括可被人使用的人工操作 构件，以调节限流器相对于通道的位置，从而调节发生器内空气的压力。
全文摘要
用于人身体的背心(11)具有连接至脉冲器(12)的空气芯(36)，脉冲器是可操作的以使背心(11)接受空气脉动，该空气脉动向身体(14)施加高频压力和解除身体(14)的高频压力。脉冲器(12)具有连接至转动的无刷直流发动机(118)的两个膈膜(89、91)，以使线性运动传动机构(116、117)往复运动，运动传动机构包含具有抗冲击组件(200、218)的止转棒轭，其可操作以在空气脉动腔室(87)内产生空气脉冲。膈膜(89、91)也增加歧管腔室(88)内的空气压力。止回阀(99)连接歧管腔室(88)和脉动腔室(87)，以允许受压的空气从歧管腔室(88)流入脉动腔室(87)。与歧管腔室(88)连通的气流控制阀(167)用于调整歧管腔室(88)和脉动腔室(87)内的空气压力。可程控发动机控制器(165)调节运行持续时间和发动机(118)的速度，以改变空气脉冲的运作时间和频率。
文档编号A61H9/00GK101123935SQ200580019156
公开日2008年2月13日 申请日期2005年4月20日 优先权日2004年4月22日
发明者保罗·C·克罗斯, 克雷格·N·汉森, 朗尼·J·海尔格森 申请人:电子医疗公司