Акустичний апарат для вібромасажу органів дихання

Аппарат относится к области медицины, а именно к медицинской технике, используемой для физического воздействия на органы дыхания с лечебной и профилактической целью. Известен "Аппарат для наружной обработки частей тела акустическими волнами (РСТ № 85/03634, кл, А 61 Η 23/00. 1986 г.). Аппарат содержит рабочую акустическую головку, связанную с генератором звуковых частот и расположенный внутри корпуса динамический громкоговоритель, являющийся источником акустических волн. Недостатком этого аппарата является то, что он не обеспечивает достаточной мощности и постоянства звукового давления при изменении частоты акустического воздействия. Наиболее близким по совокупности признаков к предложенному изобретению и принятому за прототип является "Устройство для вибромассажа органов дыхания" (положительное решение ВНИИГПЭ № 4.792.305/14 от 11 ноября 1991 г, Кл. А 61 Η 23/00. Материалы по этой заявке были поданы в Госпатент Украины 15.09.93 г. для переоформления в патент Украины). Устройство состоит из акустической головки с динамическим громкоговорителем, соединенным с генератором звуковых частот, цепи информативной обратной связи, содержащие пьезоакустический датчик, выходом через детектор и усилитель связанный с регистратором резонансной частоты, цепи коммуникативной обратной связи, содержащей установленный в выходном патрубке акустической головки микрофон, связанный последовательно с детектором и усилителем, при этом выход цепи коммуникативной обратной связи подключен к блоку автоматической стабилизации звукового давления на уровне 60-80 дБ, подключенному между динамическим громкоговорителем и генератором, выполненным с возможностью установки частот звуковых колебаний в диапазоне 20-200 Гц. Существенным недостатком известного устройства является отсутствие в нем устройства согласования звуковых характеристик акустической головки и дыхательных путей пациента. Отсутствие такого устройства приводит к необходимости увеличения подводимой к громкоговорителю мощности для обеспечения достаточного уровня давления на выходе акустической головки, что приводит к усложнению схемы устройства, увеличению его габаритов, повышенному энергопотреблению и увеличению стоимости. Не обеспечивается также эффективность вибромассажа, тем самым уменьшается лечебный эффект. Задачей изобретения является создание акустического аппарата для вибромассажа органов дыхания, в котором бы за счет согласования звуковых характеристик акустической головки и дыхательных путей пациента повышалась эффективность воздействия вибромассажа на органы дыхания пациента. Решение поставленной задачи достигается тем, что в акустический аппарат для вибромассажа органов дыхания, содержащий акустическую головку с динамическим громкоговорителем, подключенным через усилитель мощности к генератору звуковых частот и индикатор для визуальной индикации частоты и мощности, согласно изобретению, в акустическую головку введено устройство согласования звуковых характеристик акустической головки и дыхательных путей пациента, которое выполнено в виде волновода переменного сечения, описываемого формулой где S - площадь поперечного сечения волновода на расстоянии I от громкоговорителя; So - площадь начального поперечного сечения волновода; f н - нижняя частота рабочего диапазона; с - скорость звука в среде, заполняющей волновод. Приведенная совокупность признаков необходима и достаточна для решения поставленной задачи. Так, введение между пациентом и акустической головкой устройства согласования, которое выполнено в виде волновода переменного сечения, описываемого формулой S = S0 · e-βI , обеспечивает полное согласование звуковых характеристик акустической головки и дыхательных путей пациента, при этом звуковая энергия не отражается от боковой поверхности волновода, а постепенно концентрируется на все меньшей площади. Амплитуды колебаний и колебательные скорости соответственно возрастают и согласованно передаются в дыхательные органы пациента. За счет этого повышается эффективность внутреннего вибромассажа органов дыхания и обеспечивается равномерность звукового давления в диапазоне звуковых частот от 20 до 200 Гц. На фиг.1 изображен схематичный чертеж акустической головки с волноводом и электрическая блок-схема аппарата; на фиг.2 - графики зависимости акустического давления на выходе волновода акустической головки от подводимой мощности к громкоговорителю. Аппарат состоит из акустической головки 1, в левой части которой укреплен электродинамический громкоговоритель 2. Правая часть головки представляет собой устройство согласования, выполненное в виде волновода 3 переменного сечения, на конце которого установлены муфта (на чертеже не показана) с держателем для гигиенического фильтра 4 и мундштука 5. Громкоговоритель 2 подключен через усилитель мощности 6 к генератору звуковых частот 7. Для визуальной индикации частоты и мощности в аппарате имеется индикатор 8. Так же, как и в прототипе, аппарат может содержать цепи коммуникативной и информативной обратных связей, но для простоты изложения они на чертеже не показаны. Аппарат работает следующим образом. Предварительно стерилизованный мундштук 5 с гигиеническим фильтром 4 берется в рот пациентом и тем самым аппарат подсоединяется к дыхательным путям пациента. Включают питание аппарата и устанавливают необходимые в лечебных целях частоты и мощности, которые регулируются для каждого пациента отдельно и контролируются индикатором 8. Мощность и частота акустических колебаний подбираются за счет субъективных ощущений самим пациентом на основе определения максимальной интенсивности вибровоздействия. Электрические сигналы звуковых частот в диапазоне от 20 до 200 Гц поступают от генератора 7 на усилитель мощности 6 и далее на громкоговоритель 2. Последний преобразует электрические сигналы в звуковые колебания, которые поступают к пациенту через устройство согласования, которое выполнено в виде волновода переменного сечения, описывавмого формулой S = So · e-2bI . Это обеспечивает полное согласование звуковых характеристик акустической головки 1 и дыхательных путей пациента, при этом звуковая энергия не отражается от боковой поверхности волновода, а постепенно концентрируется на все меньшей площади. Амплитуды колебаний и положительные скорости соответственно возрастают и согласованно передаются в дыхательные органы пациента. За счет этого и повышается эффективность внутреннего вибромассажа органов дыхания и обеспечивается равномерность звукового давления в диапазоне от 20 до 200 Гц. Съемный гигиенический фильтр 4 представляет собой трехслойную марлю. Сравнительный анализ акустических характеристик предложенного аппарата и прототипа был проведен с помощью шумо-метра (типа 00017, фирмы Роботрон, ФРГ) для трех частот 31,5; 63 и 125 Гц (центральные частоты активных фильтров шумометра). Соответствующие кривые для данных частот на фиг.2 обозначены цифрами 1, 2, 3 для предложенного аппарата и 1', 2', 3' -для прототипа. Из приведенных графиков на фиг.2, где сплошными линиями показаны характеристики заявляемого аппарата, а трехпунк-тирными линиями - характеристики прототипа, видно, что давление на выходе заявляемого аппарата в среднем на 9,4 дБ (в 2,9 раза) выше, чем прототипа в диапазоне частот от 20 до 200 Гц. Полученные данные указывают на то, что в предложенном аппарате благодаря введению устройства согласования можно в несколько раз снизить подводимую к громкоговорителю мощность без ущерба к эффективности работы аппарата. Это упрощает схему аппарата, уменьшает его габа-ТЛ1ТЫ, снижает энергопотребление и стоимость аппарата. Кроме того за счет согласования звуковых характеристик акустической головки и дыхательных путей улучшается вибромассаж и тем самым повышается эффективность лечебного и профилактического воздействия на органы дыхания пациента.