專利名稱：確定壓力的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于對傷口施加局部負壓(TNP)治療的設備和方法。特別地，但非排 他地，本發(fā)明涉及一種用于確定泵產生的負壓的方法和設備，且這種方法和設備無需使用 特定的壓力傳感器。
背景技術：
在很多現(xiàn)有技術中都提供了用于對傷口施加TNP治療的設備及其使用方法，且在 對傷口施加TNP治療的同時還施加了其它治療過程，從而旨在改善TNP治療的效應。這種 現(xiàn)有技術的實例包括下面列舉且簡要描述的那些技術。TNP治療有助于傷口的閉合和治愈，這是通過減少組織的水腫；促進血液流動和 組織肉芽形成；移除過多的滲出物而實現(xiàn)的，且TNP治療可減少細菌載量，且因此減輕傷口 的感染。此外，TNP治療減少了傷口外的侵擾且促進了更迅速的愈合。在本申請人共同待審的國際專利申請W02004/037334中，描述了一種用于對傷口 進行抽吸、沖洗和清洗的設備、傷口敷料和方法。概括性而言，該發(fā)明描述了通過施加局部 負壓(TNP)治療以便對傷口進行抽吸的傷口治療方案，同時進一步提供了用于對傷口進行 抽吸和/或清洗的附加流體，所述流體既包括傷口滲出物和沖洗流體，所述流體隨后通過 抽吸器件被抽出且通過用于使流體中的有益物質與有害物質分離的器件進行循環(huán)。有利于 傷口愈合的物質再循環(huán)通過傷口敷料且對傷口愈合有害的那些物質被丟棄到廢物收集袋 或容器中。在本申請人共同待審的國際專利申請W02005/04670中，描述了通過對傷口進行 抽吸、沖洗和清洗而清洗傷口的設備、傷口敷料和方法。同樣地，概括性而言，在傷口的抽 吸、沖洗和清洗方面，該文獻所述發(fā)明使用的設備與WO 2004/037334所述的設備是相似 的，然而，該文獻所述的發(fā)明進一步包括設置加熱器件的附加步驟以便控制返回傷口位點/ 傷口敷料的有益物質的溫度，從而使其位于最優(yōu)溫度下，例如以便對傷口產生最有效的治 療效應。在本申請人共同待審的國際專利申請WO 2005/105180中，描述了用于對傷口進 行抽吸、沖洗和/或清洗的設備和方法。同樣地，概括性而言，該文獻描述了與上文所述的 兩個文獻相似的設備，但包括提供器件以便將具有生理活性的試劑供應并施加到傷口位點 /傷口敷料上從而促進傷口的治愈的附加步驟。上述參考文獻的內容在此作為參考被引用。然而，上述設備和方法通常僅適用于住院的病人，原因在于該設備較為復雜，需要 人員具有操作和維護該設備的專業(yè)知識，且該設備還相對較重且較大，例如不適于病人靈 活地在醫(yī)院環(huán)境之外使用。一些病人的傷口相對不那么嚴重，盡管這種病人例如不需要連續(xù)住院，但長期地 進行TNP治療仍將是有益的，對這種病人，可在家或在工作場所利用便攜且易于維護的TNP 治療設備進行治療。
GB-A-2307180描述了一種便攜TNP治療單元，病人可將這種單元夾在皮帶或背帶 上而承載該單元。然而，應該意識到與在傷口位點處提供所需壓力相關地，可能存在某些 誤差。因此，所希望的是，能夠準確且迅速地測量TNP系統(tǒng)中的壓力。應該意識到對于現(xiàn)有的已公知的泵單元而言，問題在于泵提供的壓力必須落 入預定的所需閾值范圍內。當泵隨著時間磨損時或當某些環(huán)境因素改變時，泵提供的壓力 會產生變化，這可導致出現(xiàn)復雜或不理想的環(huán)境。此外，某些已公知的現(xiàn)有技術的泵系統(tǒng)在 操作過程中噪聲很大，或當啟動壓力控制時，這種泵系統(tǒng)會導致出現(xiàn)‘靜默’期或‘響聲’期。 這對于用戶而言是有影響的。還應該意識到缺少平滑速度響應會減少運行壽命，這是因為 泵極少經歷全工作循環(huán)。此外，壓力的波動會給用戶帶來痛苦。控制和監(jiān)控壓力的一種方式是使用一個或多個壓力傳感器。然而，這些壓力傳感 器的成本較高、易于出錯且無法對快速壓力變化作出響應。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一個目的是至少部分地緩和上述問題。本發(fā)明的實施例的一個目的是提供一種確定由局部負壓(TNP)系統(tǒng)的泵產生的 負壓的方法和設備。本發(fā)明的實施例的一個目的是對局部負壓系統(tǒng)的吸取泵進行控制，而無需在該系 統(tǒng)中設置壓力傳感器。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種確定局部負壓(TNP)系統(tǒng)中的壓力的方法， 所述方法包括以下步驟確定與所述TNP系統(tǒng)的泵元件相關聯(lián)的泵送速度；確定與所述泵元件相關聯(lián)的流路中的流速；并且響應于所述泵送速度和流速確定所述流路中的壓力。本發(fā)明被包括在幾乎在任何環(huán)境中對病人進行TNP治療的整個設備中而作為其 一部分。所述設備是輕質的、可由電力網供電或由可再充電的電池組供電，所述電池組被包 含在裝置(在下文中，術語“裝置”用于表示這樣的單元，所述單元可包含所有的控制器件、 電力供應器件、電力供應器件再充電器件、電子指示器件和用于啟動和維持對傷口進行抽 吸的功能和具有相似本質的任何進一步的所需功能的器件)內。當離開家時，例如設備可 依靠電池電力延長操作時間，且在家時，所述裝置可例如通過充電器單元被連接到電力網 上，而仍由病人使用和操作。包括本發(fā)明作為其一部分的整體設備包括覆蓋傷口的敷料，且通過所述敷料將 抽吸導管的至少開口端密封到在傷口上形成的腔體上；抽吸管道，所述抽吸管道包括穿過 其中的至少一個腔室，所述腔室從所述傷口敷料通往廢棄物質罐，所述廢棄物質罐用于在 傷口滲出物/廢棄物質被丟棄之前收集并保持所述傷口滲出物/廢棄物質；和與所述廢物 罐相關聯(lián)的用于啟動和維持動力、控制和抽吸的裝置。覆蓋傷口的所述敷料可以是TNP治療通常采用的任何類型的敷料，且概略性而 言，所述敷料可包括例如半透的、柔性的、自粘蓋布材料，正如敷料領域已公知地那樣，以便 覆蓋傷口并與周圍的健全組織進行密封以便在傷口上形成密封腔體或空隙。適當?shù)?，可?介于所述傷口床與所述覆蓋材料之間的腔體中設置多孔隔障和支承構件以便使得能夠在傷口區(qū)域上實現(xiàn)均勻的真空分布。所述多孔隔障和支承構件例如為紗布、泡沫、可膨脹袋或已公知的傷口接觸型材料，所述多孔隔障和支承構件對在所產生的真空水平下的破碎具有 耐受性且使得可在傷口區(qū)域上將傷口滲出物傳遞至所述抽吸導管，所述抽吸導管被密封到 位于傷口上的柔性覆蓋蓋布上。所述抽吸導管可以是平的柔性管道，所述平的柔性管道例如具有穿過其中的單個 腔室且例如由可與原組織相容的塑料材料制成。然而，所述抽吸導管可具有穿過其中的多 個腔室以便實現(xiàn)與本發(fā)明相關的特定目的。位于處在傷口上的所述密封腔體內的管道的一 部分可具有使得能夠連續(xù)抽吸和排空傷口滲出物的結構，所述結構即使在設想的更高負壓 水平范圍內也不會受到限制或被阻塞。用于實施本發(fā)明的設備的預想負壓范圍可介于約-50mmHg與-200mmHg之間(應 該注意到，這些壓力是相對于正常的環(huán)境大氣壓力而言的，因此，-200mmHg實際上為約 560mmHg)。適當?shù)兀搲毫Ψ秶山橛诩s_75mmHg與-150mmHg之間。另一種可選方式是， 可使用高達-75mmHg、高達-80mmHg或超過-80mmHg的壓力范圍。同樣適當?shù)?，可使用?于-75mmHg的壓力范圍。另一種可選方式是，可使用超過-IOOmmHg或超過-150mmHg的壓 力范圍。所述抽吸導管在其遠離所述敷料的遠端處可在入口端口或連接器處被附接到所 述廢物罐上。包含用于啟動并維持傷口/敷料的抽吸的器件的裝置可被設置在所述敷料與 廢物罐之間，然而，在實施本發(fā)明的設備的優(yōu)選實施例中，所述裝置可經由所述罐對傷口 / 敷料進行抽吸，因此，所述廢物罐可優(yōu)選位于所述傷口 /敷料與所述裝置之間。所述抽吸導管在所述廢棄物質罐的端部處可優(yōu)選被連結至所述廢物罐以便防止 無意中脫開連接，這種情況例如出現(xiàn)在被捕獲在障礙物上時。所述罐可以是塑料模制成型件或包括多個獨立的模制成型件的復合單元。所述罐 可適當?shù)厥前胪该骰蛲该鞯囊员阌谠谝曈X上確定所述罐中的滲出物填充程度。然而，在一 些實施例中，所述罐和裝置可對即將來臨的滿罐狀態(tài)進行自動報警且還可設置在所述罐達 到滿罐狀態(tài)時停止抽吸的器件。所述罐可設有過濾器以便防止液體和氣味從其中被排放出來且還防止細菌被排 入大氣內。這種過濾器可包括串聯(lián)的多個過濾器。適當過濾器的實例可包括疏水過濾器， 所述疏水過濾器具有0. 2 μ m的孔隙尺寸從而例如對罐進行密封而防止細菌被排出，且可 具有1 μ m的孔隙尺寸以便防止液體被排出。適當?shù)?，在正常使用狀態(tài)下，所述過濾器可位于所述廢物罐的上部位置處，S卩，當 所述設備被病人使用或被病人承載時，所述過濾器位于上部部分中且通過重力與處于所述 廢物罐中的滲出物液體分離開來。此外，這種取向將所述廢物罐出口或排放出口端口保持 在遠離滲出物表面的狀態(tài)下。適當?shù)?，所述廢物罐中可填充有吸收劑凝膠如IS0LYSEL (商標)，從而例如作為添 加的防護件以便防止罐在充滿且被更換并丟棄時出現(xiàn)泄漏。在所述廢物罐的滲出物貯存體 積空間內設置凝膠基體帶來的優(yōu)點在于這防止了液體的過度移動，如濺出，從而將細菌的 生長降至最低限度且將氣味降至最低限度。所述廢物罐還可設有適當?shù)钠骷员惴乐乖谂c裝置單元脫開連接時出現(xiàn)泄漏且 還防止了所述抽吸導管與傷口位點/敷料脫開連接時出現(xiàn)泄漏。
所述罐可具有適當?shù)钠骷员惴乐贡挥脩趄v空(不使用工具或對罐未造成損 傷)，從而使得充滿的罐或者說處于壽命末期的罐僅可在仍包含廢棄流體時被丟棄。所述裝置和廢物罐可具有用于將裝置單元連接到廢物罐上的互補器件，由此使得 位于所述裝置單元中的所述抽吸器件自動地連接到處于所述廢物罐上的排空端口上，從而 使得在所述傷口位點/敷料與處于所述裝置上的排放端口之間形成連續(xù)的抽吸路徑。適當?shù)?，從所述流體路徑穿過所述設備的所述排放端口設有過濾器器件以便防止 令人不快的氣味被排入大氣內。概略性而言，所述裝置單元包括抽吸泵；用于監(jiān)控通過所述抽吸泵的流體流量的 流量計；響應于來自傳感器如壓力監(jiān)控器件和流量計的信號而控制所述抽吸泵的控制系 統(tǒng)，且所述控制系統(tǒng)還對與裝載的電池組相關的電力管理系統(tǒng)及其充電進行控制且最后對 用戶界面系統(tǒng)進行控制，由此使得用戶可調節(jié)(包括停止和啟動所述設備)所述裝置的多 個功能，例如壓力水平設定點。所述裝置單元可將所有上述特征包含在單個整體式罩內?？紤]到所述裝置單元包含大多數(shù)的固有設備成本這一事實，因而理想的裝置單元 還將能夠具有緊湊性，能夠經受清洗以便由其它病人重復使用。在壓力性能方面，所述抽吸器件可能夠將至少-200mmHg的最大壓力降施加到傷 口位點/敷料上。所述設備即使在少量空氣泄漏進入系統(tǒng)內和滲出物流較高的情況下也能 夠保持預定負壓。所述壓力控制系統(tǒng)可防止所實現(xiàn)的最小壓力超過例如-200mmHg，從而不會導致病 人的過度不適。所需壓力可由用戶限定在多個不連續(xù)水平下，例如-50，-75，-100，-125，-15 0，-175mmHg，這取決于所關注的傷口的需求和臨床醫(yī)師的建議。因此，使用中的適當壓力范 圍例如可為-25至-80mmHg，，或-50至-76mmHg，或-50至-75mmHg。所述控制系統(tǒng)還可有 利地能夠在所述設備95%的運行時間內將設定壓力保持在設定點+/-IOmmHg的公差帶范 圍內，假設泄漏和流出率處于預想或正常水平范圍內的話。適當?shù)兀敵霈F(xiàn)多種異常情況時，所述控制系統(tǒng)可觸發(fā)警報器件如報警燈、蜂鳴器 或任何其它適當器件，所述異常情況例如包括由于空氣大量泄漏進入系統(tǒng)內而使壓力遠 遠超出設定值；由于相對較少的空氣泄漏進入系統(tǒng)內而使抽吸泵上的負荷過高；例如由于 出現(xiàn)堵塞或廢物罐被填滿而導致傷口位點與泵之間的壓力差過高。本發(fā)明的設備可設有載運罩和適當?shù)闹С衅骷?，例如肩帶或背帶。所述載運罩可 適于與被包括在聯(lián)接在一起的裝置和廢物罐中的設備的形狀相符合。特別是，所述載運罩 可設有底部開口翼片以便使得廢物罐可產生變化，而不必從所述載運罩上將所述設備完全 拆卸下來。所述載運罩可設有孔，所述孔由可替換的翼片覆蓋以便使得用戶能夠接近鍵區(qū)從 而改變由所述設備施加的治療。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種用于確定局部負壓(TNP)系統(tǒng)中的壓力的設 備，所述設備包括泵元件，所述泵元件在流路中提供了負壓；流量計，所述流量計被布置以便確定所述流路中的流速；和處理單元，所述單元確定與所述泵元件相關聯(lián)的泵送速度并響應于所述泵送速度和流速確定所述流路中的壓力。
本發(fā)明的實施例使得能夠測量TNP系統(tǒng)中的壓力，而無需設置一個或多個壓力傳 感器。這使得能夠確定壓力，而無需設置成本昂貴且可能易于出錯的專用壓力傳感器。本發(fā)明的實施例用流量計和處理單元測量TNP系統(tǒng)中的壓力，所述流量計和處理單元確定與所述TNP系統(tǒng)的泵元件相關聯(lián)的泵送速度。所述流量計可沿流路被置于任何位 置處從而實現(xiàn)壓力的計算。這提供了一種非常通用的壓力感測技術，在無法使用壓力傳感 器的位置處，仍可利用這種技術測量壓力。本發(fā)明的實施例提供了備用的壓力測量，這可提高安全性。在這種情況下，可選地 可使用一個或多個壓力傳感器。對于那些已經使用或必須使用流量計的TNP系統(tǒng)而言，本發(fā)明的附加實施例減少 了這種系統(tǒng)中的零部件數(shù)量。


為了更充分地理解本發(fā)明，現(xiàn)在將僅以示例性的方式并結合附圖對一些實例進行 描述，其中圖1是示出設備和其組成設備特征的整體視圖的概略性的示意框圖。圖2示出了與圖1相似的概括性示意框圖，且圖中示出了其中的流體路徑。圖3示出了與圖1相似的概略性示意框圖，但該框圖僅是裝置單元的框圖，且圖中 示出了該設備的多個功率消耗/產生特征的功率路徑；圖4示出了與圖3相似的該裝置單元的概略性示意框圖，且圖中示出了用于控制 該設備的多個功能和部件的控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)路徑。圖5示出了設備的透視圖。圖6示出了圖5所示設備的組裝好的裝置單元的透視圖；圖7示出了圖6所示裝置單元的分解視圖；圖8示出了穿過介于廢物罐與設備的裝置單元之間的界面的被部分剖開的側視 圖；圖9示出了穿過圖5至圖8所示設備的廢物罐的剖視圖；圖10示出了如何測量和選擇泵速。圖11示出了如何能夠控制由泵產生的壓力。圖12示出了如何可在沒有壓力傳感器的情況下計算壓力；和圖13示出了流速、壓力與泵速之間的關系。
具體實施例方式現(xiàn)在參見圖1至圖4，且在附圖中使用共用的附圖標記表示相同或相似的特征。圖1示出了便攜局部負壓(TNP)系統(tǒng)的設備10的概略性示意圖。應該理解本發(fā) 明的實施例通常適用于這種TNP系統(tǒng)中。簡而言之，負壓傷口治療有助于多種形式的“難以 愈合”的傷口的閉合和愈合，這是通過減少組織的水腫；促進血液流動和組織肉芽形成；移 除過多的滲出物而實現(xiàn)的，且TNP治療可減少細菌載量(且因此減輕傷口的感染)。此外， TNP治療減少了對傷口的侵擾且促進了更迅速的愈合。下面將對TNP系統(tǒng)進行進一步詳細 地描述，但簡而言之，該系統(tǒng)包括便攜本體和裝置，所述本體包括罐，所述裝置能夠提供在至少一年時間跨度內的長期連續(xù)治療。該系統(tǒng)經由一定長度的管道被連接至病人，且該管 道的端部被操作性地緊固到病人上的傷口敷料上。更特別地，如圖1所示，該設備操作性地包括抽吸導管12，且其外表面在一端處被 密封地附接到敷料14上。敷料由敷料領域技術人員熟知的材料且以已公知的方式被制成， 從而在將要通過本發(fā)明的設備進行TNP治療的傷口上和該傷口周圍形成了密封腔體，本文 將不再對所述敷料做進一步描述。所述抽吸導管具有成一直線的連接器16，所述連接器包 括連接器部分12、18，所述連接器位于敷料14與廢物罐22之間的中間長度處，盡管介于連 接器部分20與罐22之間的抽吸導管由不同的附圖標記24表示，但穿過導管部分12和24 直到廢物罐的流體路徑都是連續(xù)的。連接器部分18、20以無泄漏但可拆開的方式與導管部 分12、24相聯(lián)。廢物導管22設有過濾器26，所述過濾器防止了液體和細菌經由出口端口 28 從廢物罐中逸出。過濾器可包括1 μ m的疏水液體過濾器和0. 2 μ m的細菌過濾器，從而使 得所有的液體和細菌被限制在廢物罐22的內部廢物收集體積空間內。廢物罐22的出口端 口 28借助于相互密封的連接器部分34、36而與裝置單元32的進入/吸取端口 30相匹配， 當廢物罐22被附接到裝置單元32上時，所述相互密封的連接器部分自動地接合并密封在 一起，廢物罐22和裝置單元22被鎖扣組件38、40保持在一起。裝置單元32包括被操作性 地連接在一起的抽吸泵44和抽吸物流量計48。抽吸路徑使被抽吸的流體穿過消音器系統(tǒng) 50和最后的過濾器52，所述被抽吸的流體在出口端口 28的出口側上為氣態(tài)物質，所述最后 的過濾器具有活性炭基體以便確保不會有氣味與從裝置32中排出的氣體一起經由排放端 口 54逸出。過濾器52的材料還用作消音材料以便改進消音器系統(tǒng)50的效應。裝置32還 包含電池組56以便為設備供電，所述電池組還為控制系統(tǒng)60供電，所述控制系統(tǒng)經由鍵區(qū) (未示出)控制用戶界面系統(tǒng)62，且通過來自傳感器48的信號控制抽吸泵44。還設置了電 力管理系統(tǒng)66，所述電力管理系統(tǒng)控制來自電池組56的電力、電池組的再充電以及抽吸泵 44和其它依靠電力運行的部件的電力需求。設置了電連接器68以便接收來自SELV供電裝 置72的電力輸入插座70，當設備的用戶或設備本身與便于使用的電力網供電插座相鄰時， 所述SELV供電裝置被連接至電力網供電系統(tǒng)74。圖2示出了與圖1相似的示意圖，但圖中更詳細地示出了流體路徑。傷口滲出物 經由導管12、兩個連接器部分18、20和導管24而從傷口位點/傷口敷料14處被抽入廢物 罐22內。廢物罐22包括相對較大的體積空間80，該空間區(qū)域的體積為500ml，來自傷口處 的滲出物在進入端口 82處被抽吸系統(tǒng)抽入所述體積空間內。被抽入罐的體積空間80內的 流體84是空氣與液體86的混合物，所述空氣經由半透粘結密封蓋布(未示出)被抽入敷 料14內，且所述液體以傷口滲出物的形式存在。罐內的體積空間80還處在更低的壓力下， 且被抽吸的流體的氣態(tài)元素經由過濾器26和廢物罐排放出口端口 28而作為無菌氣體從罐 體積空間80中被排放出來。從廢物罐的出口端口 28至最終的排放端口 54的流體僅是氣 態(tài)的。圖3是示意圖，圖中僅示出了用于實施本發(fā)明的設備的裝置部分和處在該設備的裝置中的電力路徑。當用戶例如離開家或工作場所時，電力主要由電池組56供應，然而，也 可通過充電單元72提供電力，所述充電單元由外部電力網74供電，當所述充電單元通過插 座68被連接至裝置32時，所述充電單元能夠同時使裝置運行并對電池組56進行再充電。 電力管理系統(tǒng)66被引入，以便能夠控制TNP系統(tǒng)的電力。該TNP系統(tǒng)是可再充電的由電池供電的系統(tǒng)，但也能夠直接利用電力網的電力運行，下面將結合其它的圖對此進行更充分 地描述。如果與電力網脫開連接，則電池具有足以在正常條件下使用約8小時的貯存電量。 應該意識到也可使用在再充電之間具有其它相關聯(lián)的壽命的電池。例如，可使用提供了小 于8小時或大于8小時的運行時間的電池。當被連接至電力網時，該裝置將使電力網電力 在其中運行，且如果電力耗盡而無法使該裝置以便攜方式使用的話，則電力網將同時對電 池進行再充電。電池再充電的實際速率將取決于TNP系統(tǒng)上的負載。例如，如果傷口面很 大或出現(xiàn)了明顯的泄漏，則與傷口較小且愈合良好的傷口相比，電池的再充電將需要更長 的時間。圖4示出了實施本發(fā)明的設備的裝置32零部件和在用于控制設備的抽吸泵和其它特征的控制系統(tǒng)中采用的數(shù)據(jù)路徑。TNP系統(tǒng)的關鍵目的是施加負壓傷口治療。這是借 助于壓力控制系統(tǒng)實現(xiàn)的，所述壓力控制系統(tǒng)包括泵和泵控制系統(tǒng)。泵供應負壓；壓力控制 系統(tǒng)將關于泵頭處壓力的反饋提供給控制系統(tǒng)；泵控制裝置基于目標壓力與泵頭處的實際 壓力之間的壓力差來改變泵速。為了提高泵速的準確性且因此以更平滑且更準確的方式將 負壓施加在傷口位點處，則泵受到輔助控制系統(tǒng)的控制。通過切斷施加到泵上的電壓的方 式而使得該泵在其工作循環(huán)期間能夠不時地處于“自由轉動”狀態(tài)。旋轉馬達導致產生了 “反電動勢”或BEMF。該BEMF可被監(jiān)控且可用于準確測量泵速。因此，與現(xiàn)有技術的泵系 統(tǒng)相比，可以更精確的方式調節(jié)速度。根據(jù)本發(fā)明的實施例，并未對傷口位點處的實際壓力進行測量，而是通過在可實 用的任何位置處使用大過濾器和大孔隙管道的方式將(在泵處)測得的壓力與傷口壓力之 間的壓力差降至最低限度。如果壓力控制裝置確定了泵頭處的壓力大于目標壓力(接近大 氣壓力)的情況持續(xù)了一定時期，則該裝置發(fā)送警報并顯示信息，警告用戶可能出現(xiàn)了問 題，例如泄漏。除了壓力控制裝置以外，還可設置獨立的控流系統(tǒng)。流量計可被定位在泵后面并 被用于檢測罐何時充滿或管道是否被堵塞。如果流量降至特定閾值以下，則該裝置發(fā)出警 報且顯示信息，警告用戶可能出現(xiàn)了堵塞或罐可能滿了?，F(xiàn)在參見圖5至圖9，圖中示出了實施本發(fā)明的設備200的優(yōu)選實施例的多個視 圖和剖視圖。優(yōu)選實施例在平面圖中大體上具有橢圓形形狀且包括裝置單元202和廢物罐 204，所述裝置單元和廢物罐通過鎖扣布置206被連接在一起。裝置單元202具有液晶顯示 器(LCD) 208和膜鍵區(qū)210，所述液晶顯示器提供了與被施加的傷口治療相關的基于文本的 反饋，可通過鍵區(qū)的膜看到該LCD，從而使得用戶可調節(jié)或設定要被施加到傷口(未示出) 上的治療。裝置具有處于下部的通常橫穿的面212，在所述面的中心設置了插口 214，所述 插口形成了吸取/進入端口 216，抽吸器件(下文將對其進行描述)被連接在裝置單元內。 裝置單元的下邊緣設有鈍圓的周部凸出配合面218，所述配合面與位于廢物罐204的上邊 緣上的與其協(xié)同作用的周部凹進結構220(參見圖8和圖9)接合。在裝置202的每一側 上，被鉸接到罐204上的夾具222具有接合指部(未示出)，所述接合指部與位于裝置單元 本體中的凹部226中的結構協(xié)同作用。從圖7中可以看到，裝置單元的罩230大體上具有 “蛤殼”構造，這種構造分別包括前部模制成型件232、234以及左手側插入件236和右手側 插入件238。在罩230內部設置了中心底盤240，所述中心底盤被緊固到內部的模制成型的 結構構件242上，且所述底盤用作電路和部件的底座且還保持著電池組246和抽吸泵單元248。多個管道制品250、252、254經由過濾器290將泵單元248和吸取/進入端口 216連接至最終的氣態(tài)排放裝置。圖8示出了設備200的部分剖開的側視圖。該部分剖面是圍繞 裝置單元202與廢物罐204之間的接合處的剖面，圖9示出了其剖視圖。正如這些視圖所 示，位于裝置單元上的凸出結構的鈍圓邊緣218與凹進部分220協(xié)同作用，所述凹進部分由 位于廢物罐204的頂面262周圍的直立凸緣260限定。當廢物罐被聯(lián)接至裝置單元時，周 圍設置了“O”形圈密封件264的插口 214與在廢物罐中的排放/出口端口 268周圍形成的 圓柱形管道部分266密封地接合。該裝置的插口 214并未被剛性地固定到裝置罩上，而是可 “浮動”或其位置特征可在罩中移動，從而使得插口和密封件263可移動以便在將廢物罐連 接到裝置單元上時與圓柱形管道部分266的孔隙形成最佳密封。圖9所示的廢物罐204具 有直立取向，這與用戶使用時的取向是幾乎一樣的。因此，任何滲出物270將位于廢物接收 器部分272的內部體積空間的底部中。抽吸導管274被永久地附固到進入端口插口 278上， 所述進入端口插口限定出進入端口 280以便經由導管274接收自傷口(未示出)處抽吸的 流體。包括0. 2 μ m過濾器的過濾器構件282和包括1 μ m過濾器的過濾器構件284通過過 濾器保持器模制成型件286被定位在與頂部封閉構件或艙壁288相鄰的位置處，該過濾器 構件防止了任何液體或細菌被抽出排放出口端口 268而進入泵和抽吸路徑內，并通過所述 泵和抽吸路徑到達排放和過濾單元290，所述排放和過濾單元經由處于罩的側部件236中 的排放管道(未示出)在291處被連接至罩的出口模制成型件。側部件236、238設有凹部 292，所述凹部中具有支承銷294以便設置承載帶(未示出)以供病人使用。側部件230和 罐204還設有防止罐和裝置連接在一起時出現(xiàn)相互“搖晃”的特征。當罐與裝置相連時，在 罐的頂部封閉構件288與直立凸緣260的內面300之間延伸的肋部(未示出)位于處于裝 置側壁中的溝槽302中。罩230還罩住了所有的電設備以及控制特征和動力管理特征，上 文結合圖3和圖4對所述罩的功能進行了簡要描述。側部件238設有插座構件298以便接 收來自電池充電器的充電插孔，所述電池充電器是由外部電力網供電的(二者均未示出)。圖10和圖11示出了如何根據(jù)本發(fā)明的一個實施例設定、監(jiān)控和控制由TNP系統(tǒng) 的泵提供的壓力。如圖10所示，使用了確定的壓力值900。本發(fā)明的實施例可提供該壓力 值，而無需設置壓力傳感器。另一種可選方式是，可由可選的壓力傳感器如換能器或類似器 件提供該值。泵送壓力受到用于設定起初泵速的系統(tǒng)的控制，所述系統(tǒng)使用設置的壓力值并響 應于給定壓力和由用戶設定的預定壓力而設定所需泵速，且泵送壓力受到進一步的控制回 路系統(tǒng)的控制，在所述控制回路中監(jiān)控實際的泵速并將該實際的泵速與確定的泵速進行對 比。泵送實際上是響應于這種比較受到控制的。如圖10所示，確定的壓力在模數(shù)轉換器1000中被轉換成數(shù)字值，且該值按比例被 調整以便由此在將壓力讀數(shù)供給進入控制回路內之前過濾壓力讀數(shù)，由此將讀數(shù)中的噪聲 效應降至最低限度，從而減輕抖動。這還有助于將由于超壓或壓力不足情況造成的誤警報 降至最低限度。泵速控制是通過在硬件或軟件中實施控制回路實現(xiàn)的。測得的比例壓力將輸入值 1002供應進入壓力控制器內，而另一輸入值1003是由用戶提供的，該用戶經由用戶界面輸 入所需壓力。壓力控制器1004將壓力設定點和實際指示出的壓力作為輸入以便輸送新的 所需泵速作為其輸出Vset (所謂設定速度)。在將壓力值供給至控制回路之前，通過特定數(shù)量的先前的讀數(shù)對確定得出的壓力值進行平均。這將抖動和噪聲降至最低限度且用作泵響 應的第一阻尼器。用于控制泵響應的控制序列如下定義》〉用于控制回路的常數(shù)kp、ki、t用于輸出的邊界Vmax、Vmin輸入》> 當前壓力值pv，設定點值sp計算差值e= sp-pvP = kp*eI = I+ki 氺e氺 t驗證I介于Vmin邊界與V max邊界之間V = P+I驗證V介于Vmin邊界與Vmax邊界之間因此，計算出了確定的壓力與所需壓力之間的壓力差且隨后使用在經驗上預先確 定的常數(shù)進行按比例的調整以便產生泵速的輸出值Vset。常數(shù)被優(yōu)化以便獲得最佳的泵響 應并將超壓或壓力不足降至最低限度。這種按比例進行的調整由于考慮到了特定數(shù)量的先 前的壓力差而進一步減弱了當前壓力差的效應?？刂苹芈繁辉O置以便通過將輸出泵速值限 定在預定的可感測界限內而使得壓力一次僅可產生特定的最大的梯級式變化。因此，壓力 的突然變化(由于任何原因，如用戶改變位置造成的)或者壓力設定點的變化以少量梯級 式增加的方式，而不是劇烈變化的方式，被反饋給泵驅動電路。該泵速控制機構因此改善了對壓力快速變化的反應，因為泵并未立即“反應過 度”。由于泵對壓力變化沒有劇烈反應，因此整體的“感到的”噪聲水平較低。逐漸調節(jié)泵 速還導致減輕了泵的磨損和撕裂，這改善了裝置的性能和壽命。此外，在將確定出的壓力值 供給至控制回路之前對確定出的壓力值進行平均這一做法使得降低了在超壓或壓力不足 情況下出現(xiàn)誤警報的可能性。如圖11所示，對TNP裝置上的吸取泵進行的準確速度控制使得可對施加在傷口位 點處的負壓進行精細控制，且這因此有助于減輕裝置運行過程中的噪聲并且將給用戶帶來 的不適降至最低限度。系統(tǒng)提供了一種控制回路，所述控制回路周期性地切斷提供給泵馬 達的動力并且記錄由空程元件如泵的轉子產生的電動勢(EMF)。測得的EMF用于計算實際 的泵速，且被供應至泵的驅動信號可因此被改變以便準確地實現(xiàn)所需速度。應該理解本發(fā) 明的其它實施例可使用多種類型的泵，例如擺動泵等。根據(jù)泵的類型且根據(jù)預定關系計算 泵速。如圖11所示，控制回路1100使用所需泵速和給定時刻處的實際泵速以便準確地確定驅動電壓，所述驅動電壓需要被施加到泵上以便準確地獲得最終的所需速度且因此獲 得最終的所需壓力?？刂苹芈吠ㄟ^計算所需速度Vset與當前速度Vcur (所謂當前速度)之 間的速度差而運行。泵控制器1101按比例調整速度差并可選地對這些比例速度差向前進 行特定數(shù)量的迭代?？刂苹芈?101輸出泵驅動電壓的值Vfinal (所謂最終電壓)，所述驅 動電壓被引向泵而實現(xiàn)其最終的所需速度。用于進行控制的比例常數(shù)是在運行之前憑經驗 確定的，以便確保裝置的可接受性能(即能夠將設定壓力保持在特定的傷口泄漏速率下)。比例常數(shù)可以多種方式被計算，然而，適當?shù)?，在啟動條件下計算所述常數(shù)，以便提供可被 施加的預定壓力。確定的實際壓力將表示運行參數(shù)，所述運行參數(shù)表示壓力變化、泄漏、傷 口尺寸和廢物罐中的體積空間。隨后響應于這些參數(shù)設定比例常數(shù)。泵控制系統(tǒng)負責保持泵速，所述泵速進一步驅動在傷口處產生的壓力。通過改變 脈沖寬度調制(PWM)輸入的方式控制馬達速度。響應于驅動電壓信號Vfinal對PWM發(fā)生 器1102的工作循環(huán)進行控制且使用PWM發(fā)生器的輸出驅動泵1103。通過在電流為零的情況下測量泵上的端子電壓的方式獲得泵的實際速度，這是通 過間歇性地切斷泵動力的方式實現(xiàn)的，這種間歇性地切斷泵動力的情況是通過控制PWM發(fā) 生器的輸出的方式實現(xiàn)的。在切斷之后，空程泵的EMF可等待較短的時間以便在特定的預 定時間期間處于停置狀態(tài)，且隨后對EMF的穩(wěn)態(tài)值進行采樣。該EMF是泵軸速度的直接量 度。產生的EMF借助于模數(shù)轉換器1104被轉換成數(shù)字信號且隨后通過比例單元1105對其 進行按比例的調整。根據(jù)泵速改變EMF采樣速率以便抵消失真現(xiàn)象并且將對泵速產生的效 應降至最低限度。EMF采樣速率可在更高的泵速下被降低，這是因為泵的慣性在較高的泵速 下保持了更恒定的運動。可通過以下控制序列概括所使用的控制操作泵速控制器關閉泵賦能裝置和PWM在電流下降之后打開泵賦能裝置使EMF停置對EMF進行采樣并估計當前速度(Vcur)新的 PWM = PI (Vset, Vcur)對泵PWM進行賦能新的泵工作循環(huán)=新的PWM終止馬達控制器PI (Vset, Vcur)定義>> 常數(shù) kp，ki，t輸入》當前馬達速度Vcur所需馬達速度Vset計算差值:e= Vset-VcurP = kp*eI = I+ki*e*t終止PI如圖12所示，本發(fā)明的實施例能夠確定流路中的壓力，而無需在根據(jù)本發(fā)明的實 施例的TNP系統(tǒng)中包括壓力傳感器。應該意識到流量計48和泵44將通常被包括在TNP 系統(tǒng)中且因此成為了用于確定壓力的機構，而無需設置昂貴的壓力傳感器，使用已被包括 在TNP設計中的單元可產生適宜的系統(tǒng)。系統(tǒng)測量泵入口處或其它某個這種所需位置處的 速度并通過測量反電動勢的方式確定泵的速度。泵速度、壓力與流速之間的已公知的關系 隨后可用于計算設置了流量計的位置處的壓力?？墒褂锰貏e高或特別低的壓力引發(fā)警報條 件。
如圖12所示，TNP傷口護理系統(tǒng)包括泵44，所述泵需要被設置以便提供負壓。如 前所述，可在自由轉動運行模式期間確定泵的反電動勢且所產生的電壓已知地與泵的運行 速度直接成比例。因此可在裝置運行過程中測量泵的運行速度。同樣地，如上所述，用反饋機構將泵保持在適當?shù)倪\行速度下，所述反饋機構使用 測得的反電動勢指示目前的泵速。如果系統(tǒng)出現(xiàn)問題，例如出現(xiàn)泄漏，則反饋機構檢測到這 一問題而作為壓力或流速的降低。反饋機構增加了供應給泵的電壓以便進行補償。隨著電 壓的增加，反電動勢將及時增加。反電動勢指示出泵送頻率。該泵頻率以及入口壓力可直 接指示系統(tǒng)的泄漏(流速)。圖13示出了泵速、流速和壓力差之間的已知關系。此處，應該理解壓力差是在大 氣條件下獲得的絕對值(或真空)。應該意識到特定的關系將大體上取決于泵系統(tǒng)和TNP 系統(tǒng)的特性。為了通過可獲得的流速和泵速計算壓力，本發(fā)明的實施例利用了 “查詢表”。 該表是在裝配期間或產品開發(fā)期間憑經驗預先確定的。該查詢表作為數(shù)據(jù)被存儲在數(shù)據(jù)存 儲裝置中并被實施在TNP系統(tǒng)使用的軟件中。如圖13所示，對于TNP系統(tǒng)而言，隨著泵速的變化，可確定表示壓力的預定關系 1300的壓力值范圍。這是對于單個預定的固定流速而言的。在TNP系統(tǒng)設計過程中，對 于多個可能的固定流速值或范圍，確定表示壓力如何隨任何特定泵速變化的相似關系曲線 1300。結果是，可利用在使用過程中由流速傳感器確定的流速從可能的流速值查詢表中 選擇對于該流速或流速范圍而言的壓力與泵速的關系1300。隨后可將泵速與范圍和壓力讀 數(shù)進行對比。所屬領域技術人員應該意識到代替將多個流速范圍下的壓力與泵速關系存 儲在查詢表中這種方式的是，另一種可選方式是，可對于固定的泵速確定壓力與流速的關 系。因此將利用泵速選擇特定的查詢表，所述查詢表存儲著流速與壓力之間的關系。如圖13所示，粗略地近似來看，對于固定流速而言，在較低泵速下，流速與泵速具 有線性關系，且隨后傾向于變平，當泵具有最大流速時，其可保持在該流速下，而無論泵速 有多大。應該意識到流量計可被放置在其它可選位置處，例如被放置在罐前面或被放置 在傷口前面，以便計算壓力。還應該意識到根據(jù)本發(fā)明的實施例，還可附加地將壓力傳感器用于TNP系統(tǒng)的 流路中。本發(fā)明的實施例因此可與其它可選的壓力測量值相結合地被使用，所述壓力測量 值是由這種壓力傳感器作為安全備份提供的。結果是，本發(fā)明的實施例提高了用戶置信度 且可用于檢測敷料的早期泄漏，這是因為可在與設置了壓力傳感器相距一定距離的位置處 確定壓力。這可導致減少電力的使用，這導致減少了內部電池上的漏電且因此降低了成本。準確的泵控制導致降低了裝置運行過程中整體的噪聲水平。由于泵速是以頻繁且 少量階梯式變化的方式被調節(jié)的，因此避免了出現(xiàn)特別突然的噪聲變化。保持對泵速的準 確控制可延長泵和電池的壽命。此外，穩(wěn)態(tài)的泵輸送了穩(wěn)態(tài)的負壓，由此將病人的不適降至 最低限度。在本發(fā)明的說明書和權利要求書中，詞語“包括(comprise) ”和“包含(contain)，， 及這些詞語的變型，例如“包括(comprising) ”和“包括(comprises) ”意味著“包括但不限 于(including but notlimited to)”，且并不旨在(且并未)排除其它組成部分、添加件、部件、整體或步驟。作為借助于建立反電動勢的方式測量泵速的另一種可選方式，可根據(jù)本發(fā)明的其 它可選實施例采用其它方法。例如，速度傳感器如光學轉速計或類似傳感器或其它類型的 能夠確定速度的傳感器如霍爾效應傳感器可被引入以便確定泵速。在本發(fā)明的整個說明書和權利要求書中，除非文中以其它方式說明，否則單數(shù)包 括復數(shù)在內。特別是，在使用不定冠詞時，除非文中以其它方式說明，否則該描述應該被理 解為預想了復數(shù)以及單數(shù)。結合本發(fā)明的特定方面、實施例或實例描述的特征、整數(shù)、特性、化合物、化學基團 或族應該被理解為可應用于本文所述的任何其它方面、實施例或實例，除非二者并不相容。
權利要求
一種確定局部負壓(TNP)系統(tǒng)中的壓力的方法，所述方法包括以下步驟確定與局部負壓系統(tǒng)的泵元件相關聯(lián)的泵送速度；確定與所述泵元件相關聯(lián)的流路中的流速；以及響應于所述泵送速度和流速確定所述流路中的壓力。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，進一步包括以下步驟 通過用流量計測量流速的方式確定所述流速。
3.根據(jù)權利要求1或權利要求2所述的方法，其中所述流速包括所述泵元件上的負荷。
4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的方法，其中所述確定所述泵送速度的步驟包括 以下步驟確定由所述泵元件的自由轉動元件產生的電動勢(EMF)；并且 響應于所產生的電動勢計算所述泵送速度。
5.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，進一步包括以下步驟 確定所述確定的壓力是否處在預定運行范圍內；并且如果所述確定的壓力超過范圍上限或低于范圍下限，則產生音響警報提示和/或可見 報警提示。
6.根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的方法，進一步包括以下步驟 不時地響應于所述確定的壓力改變泵速；在改變泵速的每個步驟之后重新確定所述流速；以及 重新確定所述流路中的壓力。
7.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述確定壓力的步驟包括以下步驟 確定所述泵元件的入口位置處的壓力。
8.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，進一步包括通過以下步驟確定所述流路中 的壓力確定泵速或流速；響應于所述確定的泵速或流速編制查詢表的索引；以及通過在所述編制了索引的查詢表中查詢與所述泵速或流速的余值相關聯(lián)的壓力值的 方式確定壓力。
9.用于確定局部負壓(TNP)系統(tǒng)中的壓力的設備，所述設備包括 泵元件，所述泵元件在流路中提供了負壓；流量計，所述流量計被布置以便確定所述流路中的流速；和處理單元，所述單元確定與所述泵元件相關聯(lián)的泵送速度并響應于所述泵送速度和流 速確定所述流路中的壓力。
10.根據(jù)權利要求10所述的設備，其中所述流路包括 將所述泵元件連接到所述局部負壓系統(tǒng)的罐上的連接管道；和 被連接到所述罐上且可位于傷口位點處的抽吸管道。
11.根據(jù)權利要求10或權利要求11所述的設備，進一步包括脈沖寬度調制(PWM)發(fā)生器，所述發(fā)生器提供輸出信號，所述輸出信號為所述泵元件 提供了驅動電壓，且所述發(fā)生器接收控制信號，所述控制信號使所述泵元件與所述驅動電 壓選擇性地斷開連接。
12.根據(jù)權利要求10至12中任一項所述的設備，進一步包括所述處理單元計算由自由轉動轉子元件產生的電動勢(EMF)并響應于所述電動勢計 算泵送速度。
13.一種結合附圖大體上在前文中描述的方法。
14.結合附圖大體上在前文中構造和布置的設備。
全文摘要
本發(fā)明披露了一種用于確定局部負壓(TNP)系統(tǒng)中的壓力的方法和設備。所述方法包括確定與TNP系統(tǒng)的泵元件相關聯(lián)的泵送速度、確定與所述泵元件相關聯(lián)的流路中的流速、以及響應于所述泵送速度和流速確定所述流路中的壓力。
文檔編號A61M1/00GK101827618SQ200880102460
公開日2010年9月8日 申請日期2008年6月20日 優(yōu)先權日2007年8月6日
發(fā)明者B·戈頓, J·特納 申請人:史密夫及內修公開有限公司