Aparato de aplicación de impulsos a un cuerpo.

Un aparato para generar presión de aire e impulsos de presión de aire en una cavidad que comprende:

una carcasa (81) que tiene una cámara neumática pulsante (87) y una primera abertura,

un primer diafragma (89) montado en la carcasa (81) que cierra la primera abertura,

un medio (116, 119) de accionamiento conectado al primer diafragma (89) operable para mover de forma oscilante el primer diafragma (89) con respecto a la cámara (94) de bombeo,

un medio (61) que tiene un pasadizo adaptado para conectar la cámara neumática pulsante (87) de la carcasa (81) a la cavidad para llevar aire e impulsos de presión de aire a la cavidad,

una primera tapa (92) situada sobre el primer diafragma (89) y separada del mismo que tiene una primera cámara (94) de bombeo,

primeros medios (93) que fijan la primera tapa (92) y el primer diafragma (89) a la carcasa (81), caracterizado porque comprende una cámara colectora (88) separada de la cámara pulsante (87) por una pared interna (86) de la carcasa (81),

estando dicha cámara colectora (88) en comunicación de aire con dicha primera cámara (94) de bombeo, siendo operable al menos una válvula (99) montada en la pared interna (86) para permitir el flujo de aire desde la cámara colectora (88) a la cámara pulsante (87) y evitar que el aire vuelva a fluir desde la cámara pulsante (87) a la cámara colectora (88),

un medio (167, 181) de regulación del flujo de aire para restringir el flujo de aire al interior y al exterior de la cámara colectora (88) para controlar la presión del aire en la cámara colectora (88),

un motor (118) de velocidad variable conectado al medio (119) de accionamiento, por lo que, al operar el motor (118), el medio (119) de accionamiento mueve de forma oscilante el primer diafragma (89) para impulsar aire al interior de la cámara pulsante (87) y hacer que el aire fluya desde la cámara colectora (88) hacia la primera cámara (94) de bombeo y fuera de la misma y aumentar la presión del aire en la cámara colectora (88),

permitiendo dicha válvula (99) que el aire fluya desde la cámara colectora (88) al interior de la cámara pulsante (87) cuando la presión del aire en la cámara colectora (88) es mayor que la presión del aire en la cámara pulsante (87), y

un controlador (166) conectado al motor (118) operable para variar la velocidad del motor (118) para regular el movimiento oscilante del primer diafragma (89), regulando con ello la frecuencia de los impulsos de aire en la cámara pulsante (87) y la cavidad.

Aparato de aplicación de impulsos a un cuerpo Campo de la invención La presente invención versa acerca de un aparato para generar presión de aire e impulsos de presión de aire en una cavidad. La invención está dirigida a un dispositivo médico para aplicar fuerzas repetitivas de compresión al cuerpo de una persona para contribuir a la circulación sanguínea, al desprendimiento y la eliminación de moco de los pulmones de una persona y al alivio de tensiones musculares y nerviosas.

Antecedentes de la invención La eliminación de moco del tracto respiratorio en individuos sanos se logra fundamentalmente por medio de la acción mucociliar normal del cuerpo y de la tos. En condiciones normales, estos mecanismos son muy eficientes. El trastorno del sistema de transporte mucociliar normal o la hipersecreción del moco respiratorio dan como resultado la acumulación de moco y desechos en los pulmones, que pueden causar graves complicaciones médicas como hipoxemia, hipercapnia, bronquitis crónica y neumonía. Estas complicaciones pueden dar como resultado una menor calidad de vida o convertirse incluso en causa de muerte. La eliminación anormal del moco respiratorio es una manifestación de muchas afecciones médicas, como tos ferina, fibrosis quística, atelectasia, bronquiectasia, enfermedad de cavitación pulmonar, deficiencia de vitamina A, enfermedad pulmonar obstructiva crónica, asma y síndrome de inmovilidad ciliar. La exposición al humo del cigarrillo, a contaminantes atmosféricos e infecciones virales también afectan adversamente a la función mucociliar. Los pacientes posoperatorios, las personas paralizadas y los recién nacidos con síndrome de dificultad respiratoria también presentan un transporte mucociliar reducido.

La fisioterapia torácica tiene un largo historial de eficacia clínica y, típicamente, forma parte de los regímenes médicos estándar para mejorar el transporte del moco respiratorio. La fisioterapia torácica puede incluir la manipulación mecánica del tórax, el drenaje postural con vibración, la tos dirigida, un ciclo activo de respiración y drenaje autogénico. La manipulación externa del tórax y el entrenamiento respiratorio conductual son prácticas aceptadas según definen las Directrices de 1991 de la American Association for Respirator y Care. Los diversos procedimientos de fisioterapia torácica para mejorar la eliminación de moco son frecuentemente combinados para lograr una eficacia óptima y son individualizados en las prescripciones para cada paciente por el médico encargado.

La fibrosis quística (FQ) es la enfermedad genética hereditaria más común que supone una amenaza para la vida entre los caucásicos. El defecto genético trastoca la transferencia de cloruro al interior y el exterior de las células, lo que hace que el moco normal procedente de las glándulas exocrinas se vuelva muy espeso y pegajoso, que acaba obstruyendo los conductos de las glándulas en el páncreas, los pulmones y el hígado. El trastorno de las glándulas pancreáticas impide la secreción de enzimas digestivas importantes y causa problemas intestinales que pueden llevar a la desnutrición. Además, el moco espeso se acumula en los tractos respiratorios del pulmón, provocando infecciones crónicas, fibrosis y una capacidad vital disminuida. La tos normal no es suficiente para desprender estos depósitos de moco. La FQ normalmente aparece durante los 10 primeros años de vida, a menudo en la infancia. Hasta hace poco, no se esperaba de los niños con FQ que llegaran a la adolescencia. Sin embargo, con los progresos en la suplementación de enzimas digestivas, la terapia antiinflamatoria, la fisioterapia torácica y los antibióticos, la esperanza de vida media ha aumentado hasta los 30 años, llegando a vivir algunos pacientes hasta los cincuenta y pico años y más allá. La FQ se hereda a través de un gen recesivo, lo que significa que, si ambos padres son portadores del gen, hay una probabilidad del 25 por ciento de que un hijo tenga la enfermedad, un 50 por ciento de probabilidad de que sea portador y un 25 por ciento de probabilidad de que no esté afectado genéticamente. Algunos individuos que heredan genes mutados de ambos padres no desarrollan la enfermedad. El avance normal de la FQ incluye problemas gastrointestinales, déficit de crecimiento, infecciones pulmonares reiteradas y múltiples y muerte debida a insuficiencia respiratoria. Aunque algunos pacientes experimentan graves síntomas gastrointestinales, la mayoría (90 por ciento) de los pacientes con FQ acaba sucumbiendo a problemas respiratorios.

Se requiere un exigente régimen diario para mantener la salud del paciente con FQ, aunque el paciente no experimente problemas agudos. Los tratamientos diarios para la FQ de un paciente con FQ pueden incluir:

• terapia respiratoria para desprender y movilizar el moco;

• terapia inhalatoria con fármacos antiinflamatorios, broncodilatadores y antibióticos para las infecciones;

• antibióticos orales e intravenosos para controlar la infección;

• dosis de Pulmozyme para diluir el moco respiratorio;

• de 20 a 30 píldoras de enzimas pancreáticas tomadas con cada comida para contribuir a la digestión;

• una dieta pobre en grasa y rica en proteína;

• vitaminas y suplementos nutricionales; y

• ejercicio.

Un trasplante de pulmón puede ser la única esperanza de pacientes con fibrosis quística en etapa terminal.

Casi todos los pacientes de FQ requieren terapia respiratoria como parte cotidiana de su régimen de cuidados. La acumulación de moco espeso y pegajoso en los pulmones obstruye las vías aéreas y atrapa bacterias, proporcionando un entorno ideal para las infecciones respiratorias y la inflamación crónica. Esta inflamación causa fibrosis permanente del tejido pulmonar, reduciendo la capacidad de los pulmones de absorber oxígeno y, en último término, de sostener la vida. Debe efectuarse la terapia respiratoria incluso cuando el paciente se está sintiendo bien, para evitar infecciones y mantener capacidad vital. Tradicionalmente, los profesionales sanitarios llevan a cabo fisioterapia torácica (FTT) de una a cuatro veces al día. La FTT consiste en que un paciente se tumbe en una de doce posiciones mientras un cuidador da "palmadas" o golpea sobre el pecho y la espalda sobre cada lóbulo del pulmón. Tratar todas las zonas del pulmón en las doce posiciones requiere golpear entre media y tres cuartos de hora acompañado de terapia inhalatoria. La FTT elimina el moco desprendiendo las secreciones de las vías aéreas mediantes percusiones en el tórax y drenando el moco desprendido hacia la boca. Se requiere un tosido activo para acabar de eliminar el moco desprendido. La FTT requiere la asistencia de un cuidador, a menudo un familiar, o una enfermera o un técnico en terapia respiratoria si no se dispone de familiar. Es un procedimiento físicamente agotador tanto para el paciente de FQ como para el cuidador. El incumplimiento de los protocolos establecidos por parte del paciente y del cuidador es un problema muy reconocido que vuelve ineficaz este procedimiento. La eficacia de la FTT es también sumamente sensible a la técnica y se degrada a medida que el cuidador se va cansando. El requisito de que haya disponible una segunda persona para llevar a cabo la terapia limita gravemente la independencia del paciente de FQ.

Se vienen usando dispositivos de respiración artificial para aplicar presión al tórax de una persona o aliviar este de presión para asistir en las funciones respiratorias del pulmón y para desprender y eliminar moco de los pulmones de personas con FQ. Someter el tórax y los pulmones de una persona al impulsos de presión o a vibraciones disminuye la viscosidad del moco de los pulmones y las vías aéreas, mejorando con ello la movilidad y la eliminación del fluido de los pulmones. Estos dispositivos usan chalecos que tienen vejigas que se llenan de aire que rodean el tórax de la persona. En la técnica anterior se dan a conocer mecanismos mecánicos, tales como válvulas neumáticas operadas por solenoide o motor, fuelles y pistones para suministrar aire a presión a diafragmas y vejigas con un patrón regular o a impulsos. La vejiga llevada en torno del tórax de una persona con FQ comprime el tórax reiteradamente, y lo libera, a frecuencias de hasta 25 ciclos por segundo. Cada compresión hace que una ráfaga de aire atraviese los lóbulos de los pulmones que arranca las secreciones de los lados de las vías aéreas y las impulsa hacia la boca, de la que pueden ser eliminados con la tos normal. La manipulación externa del tórax y una oscilación de alta frecuencia de la pared torácica fueron documentadas... [Seguir leyendo]

1. Un aparato para generar presión de aire e impulsos de presión de aire en una cavidad que comprende:

una carcasa (81) que tiene una cámara neumática pulsante (87) y una primera abertura, un primer diafragma (89) montado en la carcasa (81) que cierra la primera abertura, un medio (116, 119) de accionamiento conectado al primer diafragma (89) operable para mover de forma oscilante el primer diafragma (89) con respecto a la cámara (94) de bombeo, un medio (61) que tiene un pasadizo adaptado para conectar la cámara neumática pulsante (87) de la carcasa (81) a la cavidad para llevar aire e impulsos de presión de aire a la cavidad, una primera tapa (92) situada sobre el primer diafragma (89) y separada del mismo que tiene una primera 10 cámara (94) de bombeo, primeros medios (93) que fijan la primera tapa (92) y el primer diafragma (89) a la carcasa (81) , caracterizado porque comprende una cámara colectora (88) separada de la cámara pulsante (87) por una pared interna (86) de la carcasa (81) , estando dicha cámara colectora (88) en comunicación de aire con dicha primera cámara (94) de bombeo, siendo operable al menos una válvula (99) montada en la pared interna (86) para permitir el flujo de aire desde la cámara colectora (88) a la cámara pulsante (87) y evitar que el aire vuelva a fluir desde la cámara pulsante (87) a la cámara colectora (88) , un medio (167, 181) de regulación del flujo de aire para restringir el flujo de aire al interior y al exterior de la cámara colectora (88) para controlar la presión del aire en la cámara colectora (88) , un motor (118) de velocidad variable conectado al medio (119) de accionamiento, por lo que, al operar el motor (118) , el medio (119) de accionamiento mueve de forma oscilante el primer diafragma (89) para impulsar aire al interior de la cámara pulsante (87) y hacer que el aire fluya desde la cámara colectora (88) hacia la primera cámara (94) de bombeo y fuera de la misma y aumentar la presión del aire en la cámara colectora (88) , permitiendo dicha válvula (99) que el aire fluya desde la cámara colectora (88) al interior de la cámara pulsante (87) cuando la presión del aire en la cámara colectora (88) es mayor que la presión del aire en la cámara pulsante (87) , y un controlador (166) conectado al motor (118) operable para variar la velocidad del motor (118) para regular el movimiento oscilante del primer diafragma (89) , regulando con ello la frecuencia de los impulsos de aire en la cámara pulsante (87) y la cavidad.

2. El aparato de la reivindicación 1 caracterizado por incluir: un temporizador (69) conectado al controlador (166) para controlar la duración del suministro eléctrico a dicho controlador (166) para regular la duración de la operación del motor (118) , incluyendo dicho temporizador (69) un interruptor (77) de encendido-apagado operable para poner en marcha el temporizador (69) y cortar el suministro eléctrico al controlador (166) , deteniendo con ello la operación del motor (118) .

3. El aparato de la reivindicación 1 caracterizado porque el primer diafragma (89) tiene una placa rígida (106) y un miembro flexible (107) rodeando la placa (106) y fijado a la misma, estando fijado dicho miembro flexible (107) a dicha carcasa (81) con los medios (93) que fijan la primera tapa (92) y el primer diafragma (89) a la carcasa (81) , y medios de sujeción que fijan directamente la placa (106) a dicho medio (119) de accionamiento.

4. El aparato de la reivindicación 3 caracterizado porque el miembro flexible (107) tiene una sección continua (109) en pliegue de acordeón que rodea la placa (106) para minimizar el estiramiento del miembro flexible (107) durante los movimientos oscilantes del primer diafragma (89) .

5. El aparato de la reivindicación 1 caracterizado porque el medio (167, 181) de regulación del flujo de aire incluye una válvula (167) que tiene un pasadizo (169) para permitir que el aire fluya a través de la válvula (167) , 45 un estrangulador (171) del flujo de aire situado en el pasadizo (169) para regular el flujo de aire a través de dicho pasadizo (169) , y un control (72) conectado al estrangulador (171) para ajustar la posición del estrangulador (171) con respecto al pasadizo (169) , ajustando con ello el flujo de aire a través de dicho pasadizo (169) .

6. El aparato de la reivindicación 5 caracterizado porque el control (72) incluye un miembro (72) operado de forma manual utilizable por una persona para ajustar la posición del estrangulador (171) con respecto al pasadizo (169) , ajustado con ello la presión del aire en la cámara colectora (88) .

7. El aparato de la reivindicación 5 caracterizado por incluir un miembro poroso (176) conectado a la válvula

(167) para permitir que fluya aire a través del miembro poroso (176) al interior del pasadizo (169) de la válvula (167) .

8. El aparato de la reivindicación 1 caracterizado porque el medio (167, 181) de regulación del flujo de aire incluye un modulador (181) del flujo de aire situado corriente abajo del miembro ajustable (167) , teniendo dicho modulador (181) un pasadizo (182) que permite que fluya aire al interior de la cámara colectora (88) y fuera de la misma.

9. El aparato de la reivindicación 1 caracterizado por incluir un miembro (181) montado sobre la carcasa (81) que tiene un pasadizo (174) abierto a la cámara colectora (88) y medios de regulación del flujo de aire, un modulador (181) del flujo de aire montado en el miembro que tiene un pasadizo (182) que permite que fluya aire desde el medio (167) de regulación del flujo de aire al interior de la cámara colectora (88) y fuera de la misma.

10. El aparato de la reivindicación 9 caracterizado porque dicho miembro (181) tiene un agujero (175) que permite que fluya una cantidad limitada de aire al interior de la cámara colectora (88) y fuera de la misma.

11. El aparato de la reivindicación 1 caracterizado porque dicha válvula unidireccional (99) tiene un alojamiento

(101) montado en la pared interna (86) , teniendo dicho alojamiento (101) un pasadizo (102) abierto a la cámara pulsante (87) y a la cámara colectora (88) , y un miembro (103) de válvula situado en dicho pasadizo (102) operable para permitir que fluya aire desde la cámara colectora (88) al interior de la cámara pulsante (87) y evitar el flujo de aire desde la cámara pulsante (87) de vuelta a la cámara colectora (88) .

12. El aparato de la reivindicación 1 caracterizado porque el medio (116) de accionamiento tiene un miembro transversal (121) situado en la cámara pulsante (87) fijado a la carcasa (81) , teniendo dicho miembro 25 transversal (121) superficies guía (124, 126) paralelas separadas que se extienden de forma normal al diafragma (89) , un yugo (127) situado en acoplamiento deslizante con dichas superficies guía (124, 126) y amovible en direcciones opuestas normales a dicho diafragma (89) , medios (122, 123) de fijación que sujetan directamente el yugo (127) al diafragma (89) , teniendo dicho yugo (127) una abertura (133) , un bloque corredizo (134) situado en dicha abertura (133) para un movimiento normal al movimiento del yugo (127) , teniendo dicho bloque (134) un orificio cilíndrico, una excéntrica (136) situada en dicho orificio, un árbol (137) fijado a la excéntrica (136) , conectado con accionamiento a los medios de transmisión de energía, por lo que, con la operación del motor (118) , el árbol (137) gira, dando vueltas a la excéntrica (136) y moviendo linealmente el yugo (127) en direcciones lineales opuestas y hacer oscilar el diafragma (89) en direcciones lineales opuestas.

13. El aparato de la reivindicación 1 caracterizado porque la carcasa (81) rodea la cámara neumática pulsante (87) , dicha carcasa (81) tiene la primera abertura y una segunda abertura frente a la primera abertura, el primer diafragma (89) se extiende sobre la primera abertura de la carcasa (81) , la primera tapa (92) situada sobre el primer diafragma (89) y separada del mismo tiene la primera cámara (94) de bombeo en comunicación con el primer diafragma (89) , los primeros medios (93) fijan la primera tapa (92) y el primer diafragma (89) a la carcasa, extendiéndose un segundo diafragma (91) sobre la segunda abertura de la carcasa (81) , una segunda tapa (96) situada sobre el segundo diafragma (91) y separada del mismo tiene una segunda cámara (98) de bombeo en comunicación con el segundo diafragma (91) , 45 los segundos medios (97) fijan la segunda tapa (96) y el segundo diafragma (91) a la carcasa (81) , dicha cámara colectora (88) está en comunicación de aire con dichas cámaras (94, 98) de bombeo primera y segunda, dicha al menos una válvula (99) es una válvula unidireccional (99) montada en la pared interna (86) , dicho medio (167, 181) de regulación del flujo de aire incluye un miembro ajustable (167) operable para ajustar 50 el caudal de aire que entra y sale de la cámara colectora (88) , regulando con ello la presión del aire en la cámara colectora (88) , comprendiendo el medio de accionamiento conjuntos primero y segundo de transmisión del movimiento, el primer conjunto (116) de transmisión del movimiento, conectado al primer diafragma (89) es operable para mover linealmente el primer diafragma (89) con respecto a las cámaras (87, 94) pulsante y primera de bombeo, el segundo conjunto (117) de transmisión del movimiento, conectado al segundo diafragma (91) es operable para mover linealmente el segundo diafragma (91) con respecto a las cámaras (87, 98) pulsante y segunda de 5 bombeo, los medios (119) de transmisión de energía conectan el motor (118) a los conjuntos (116, 117) primero y segundo de transmisión del movimiento, por lo que, con la operación del motor (118) , los conjuntos (116, 117) primero y segundo de transmisión del movimiento hacen oscilar linealmente los diafragmas (89, 91) primero y segundo para impulsar el aire en la cámara pulsante (87) y hacer que el aire fluya desde la cámara colectora (88) al interior de las cámaras (94, 98) primera y segunda de bombeo y fuera de las mismas y aumentar la presión del aire en la cámara colectora (88) , siendo operable dicho controlador (166) para regular los movimientos oscilantes de los diafragmas (89, 91) primero y segundo.

14. El aparato de la reivindicación 13 caracterizado por incluir un temporizador (69) conectado al controlador (116) para controlar la duración del suministro eléctrico a dicho controlador (166) para regular la duración de la operación del motor (118) , incluyendo dicho temporizador (69) un interruptor (77) de encendido-apagado operable para poner en marcha el temporizador (69) y cortar el suministro eléctrico al controlador (166) , deteniendo con ello la operación del motor (118) .

15. El aparato de la reivindicación 13 caracterizado porque cada uno de los diafragmas (89, 91) primero y segundo tiene una placa rígida (106, 111) y un miembro flexible (107, 114) que rodea y está fijado a la placa, estando fijado dicho miembro flexible (107, 114) a dicha carcasa (81) con uno de los medios primero y segundo (93, 97) y sujetando los medios de sujeción directamente cada placa (106, 111) a un conjunto (116, 117) de transmisión del movimiento.

16. El aparato de la reivindicación 15 caracterizado porque cada miembro flexible (107, 114) tiene una sección continua (109) en pliegue de acordeón que rodea la placa (106, 111) para minimizar el estiramiento del 25 miembro flexible durante los movimientos oscilantes de los diafragmas (89, 91) .

17. El aparato de la reivindicación 13 caracterizado porque el miembro ajustable (167) del medio (167, 181) de regulación del flujo de aire comprende una válvula (167) que tiene un pasadizo (169) para permitir que fluya aire a través de la válvula (167) , un estrangulador (171) del flujo de aire situado en el pasadizo (169) para regular el flujo de aire a través de dicho pasadizo (169) , y un control (72) conectado al estrangulador (171) para ajustar la posición del estrangulador (171) con respecto al pasadizo (169) , ajustando con ello el flujo de aire a través de dicho pasadizo (169) .

18. El aparato de la reivindicación 17 caracterizado porque el control (72) incluye un miembro (72) operado de forma manual utilizable por una persona para ajustar la posición del estrangulador (171) con respecto al pasadizo (169) , ajustado con ello la presión del aire en la cámara colectora (88) .

19. El aparato de la reivindicación 17 caracterizado por un miembro poroso (176) conectado a la válvula (167) para permitir que fluya aire a través del miembro poroso (176) al interior del pasadizo (169) de la válvula (167) .

20. El aparato de la reivindicación 13 caracterizado porque el medio (167, 181) de regulación del flujo de aire incluye un modulador (181) del flujo de aire situado corriente abajo del miembro ajustable (167) , teniendo dicho modulador (181) un pasadizo (182) que permite que fluya aire al interior de la cámara colectora (88) y fuera de la misma.

21. El aparato de la reivindicación 13 caracterizado por incluir un miembro (181) montado sobre la carcasa (81) que tiene un pasadizo (174) abierto a la cámara colectora (88) y medios de regulación del flujo de aire, un modulador (181) del flujo de aire montado en el miembro que tiene un pasadizo (182) que permite que fluya aire desde el medio (167, 181) de regulación del flujo de aire al interior de la cámara colectora (88) y fuera de la 45 misma.

22. El aparato de la reivindicación 21 caracterizado porque dicho miembro (181) tiene un agujero (175) que permite que fluya una cantidad limitada de aire al interior de la cámara colectora (88) y fuera de la misma.

23. El aparato de la reivindicación 13 caracterizado porque dicha válvula unidireccional (99) tiene un alojamiento

(101) montado en la pared interna (86) , teniendo dicho alojamiento (101) un pasadizo (102) abierto a la cámara 50 pulsante (87) y a la cámara colectora (88) , y un miembro (103) de válvula situado en dicho pasadizo (102) operable para permitir que fluya aire desde la cámara colectora (88) al interior de la cámara pulsante (87) y evitar el flujo de aire desde la cámara pulsante (87) de vuelta a la cámara colectora (88) .

24. El aparato de la reivindicación 13 caracterizado porque cada uno de los conjuntos (116, 117) primero y segundo de transmisión del movimiento tiene un miembro transversal (121, 144) situado en la cámara pulsante