專利名稱：用于使用微電子機(jī)械系統(tǒng)(mems)愈合傷口的系統(tǒng)和方法
用于使用微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)愈合傷口的系統(tǒng)和方法相關(guān)申請的交叉引用本申請要求于2008年10月3日提交的美國臨時(shí)申請第61/102，662號的權(quán)益，其 全部內(nèi)容通過引用并入本文。
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明的原理大體上涉及用于治療組織的系統(tǒng)和方法。更具體地，本發(fā)明的原理 涉及使用具有減壓輸送系統(tǒng)的微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)，也被稱為BioMEMS，來治療組織。2.相關(guān)技術(shù)的描述傷口療法的領(lǐng)域在近年來已經(jīng)有進(jìn)步。傷口愈合療法的進(jìn)展之一是針對傷口的真 空輔助傷口愈合或減壓輸送的發(fā)展。將減壓或負(fù)壓施加到傷口已經(jīng)被臨床證實(shí)改善了傷口 或組織部位處的血液流動、增加了組織生長、減少了感染，并改善了愈合時(shí)間。看護(hù)者可以 使用這樣的真空輔助傷口愈合來治療各種慢性和急性傷口類型，如褥瘡、糖尿病傷口、腹部 傷口、局部厚度燒傷、創(chuàng)傷傷口、皮片及移植物。關(guān)于傷口和傷口愈合過程的背景傷口通常被定義為對皮膚的上皮完整性的破壞。然而，這樣的損傷可能會更深，包 括對真皮、皮下脂肪、筋膜、肌肉以及甚至骨頭的損傷。適當(dāng)?shù)膫谟鲜菍?dǎo)致組織修復(fù)的 高度復(fù)雜、動態(tài)和協(xié)調(diào)的系列步驟。急性傷口的愈合是動態(tài)的過程，涉及固有和遷移細(xì)胞群 體在細(xì)胞外基質(zhì)環(huán)境內(nèi)以協(xié)調(diào)的方式起作用來修復(fù)受傷的組織。一些傷口不能以這種方式 愈合(由于種種原因)，并可被稱為慢性傷口。在組織損傷以后，傷口的協(xié)調(diào)愈合將通常包括四個重疊但明確定義的階段止血、 發(fā)炎、增殖和重塑。止血涉及傷口響應(yīng)和修復(fù)中的第一步驟，其是出血、凝固以及血小板和 補(bǔ)體激活。發(fā)炎在接近第一天的結(jié)束時(shí)達(dá)到高峰。細(xì)胞增殖發(fā)生在接下來的7-30天內(nèi)，并 涉及傷口面積測量可以是最有益的時(shí)間段。在這段時(shí)間期間，纖維組織形成、血管再生、上 皮再形成以及細(xì)胞外基質(zhì)合成發(fā)生。傷口中初始的膠原蛋白形成通常在大約7天后達(dá)到高 峰。傷口上皮再形成在最佳條件下發(fā)生在大約48個小時(shí)后，此時(shí)傷口可完全密封。愈合中 的傷口在3周時(shí)可具有全擴(kuò)張強(qiáng)度的15 %至20 %，且在4個月時(shí)具有全強(qiáng)度的60 %。在第 一個月后，降解和重塑階段開始，其中，細(xì)胞結(jié)構(gòu)和血管分布減少并且擴(kuò)張強(qiáng)度增大。正常 疤痕的形成經(jīng)常需要6至12個月。 相關(guān)領(lǐng)域中測量傷口愈合過程的努力因?yàn)閭谥委熆赡茉诓牧虾蛯I(yè)護(hù)理時(shí)間上都是昂貴的，所以對傷口和傷口愈合 進(jìn)程的評估可是必需的。存在幾個可以輔助看護(hù)者確定傷口的愈合進(jìn)程的傷口參數(shù)。例如， 傷口面積和體積測量可以為看護(hù)者提供關(guān)于傷口是否正在愈合以及如果傷口正在愈合，那 么傷口正在愈合的速度如何的信息。除了傷口的大小和體積，看護(hù)者常常使用傷口的顏色和肌理來確定傷口健康和愈 合進(jìn)程。傷口組織包括傷口床(wound bed)和周邊傷口區(qū)域或傷口邊緣。某些問題可從傷 口組織的顏色和肌理檢測到。例如，正常肉芽組織具有健壯、紅色、光澤質(zhì)感的外觀并容易出血，而壞死組織(即，死亡的組織)可是黃灰色且柔性的，通常稱為“腐肉”組織，或是硬且 黑/棕色的，通常稱為“焦痂”組織?？醋o(hù)者可以觀察和監(jiān)測這些和其他傷口組織，以確定 整體傷口和特定傷口區(qū)域的傷口愈合進(jìn)程。傷口評估是為了適當(dāng)?shù)刂委焸诘闹匾^程， 因?yàn)椴贿m當(dāng)或不完整的評估可能會導(dǎo)致多種并發(fā)癥。在未經(jīng)治療的組織部件處的感染可能 導(dǎo)致對患者的永久性傷害、截肢或者甚至死亡。感染可以緩慢開始，但迅速增長。如果感染增長過快，那么患者可能在很短的時(shí)間 跨度上患重病。在傷口的治療期間，繃帶或其他敷料(dressing)通常覆蓋傷口。因此，看 護(hù)者不能夠看到傷口，除非當(dāng)敷料被去除或更換時(shí)。取決于傷口的大小和類型，敷料可能會 更少定期更換以避免干擾傷口的愈合過程。在更換傷口的間隔期間，感染可能會形成，而看 護(hù)者不知道感染已經(jīng)開始或者感染正在進(jìn)行的速度。當(dāng)傷口由敷料覆蓋時(shí)，其他問題可能 會在傷口愈合過程期間出現(xiàn)，并且可能未被注意直到更換敷料。發(fā)明概述為向看護(hù)者提供能夠評估患者的組織部位的愈合和感染狀況的改進(jìn)，本發(fā)明的原 理提供了對來自組織部位的滲出物流體的一個或多個特征的測量。滲出物流體可被測量化 學(xué)特征(例如，PH水平)、生物標(biāo)記物(例如，細(xì)菌計(jì)數(shù)(count)或類型)或者化學(xué)特征和 /或生物標(biāo)記物的任何其他指示物(indicator)以輔助看護(hù)者治療組織部位。用于測量滲 出物流體的一個或多個特征的一個實(shí)施方式包括使用放置在組織部位處或在組織部位附 近的微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)。通過將MEMS設(shè)備集成到正在操作一使用減壓治療組織部位 的減壓輸送系統(tǒng)中，減壓輸送系統(tǒng)可響應(yīng)于感應(yīng)滲出物流體的一個或多個特征的MEMS設(shè) 備來調(diào)整一個或多個治療參數(shù)以補(bǔ)償來自組織部位的滲出物流體的非期望的特征。減壓輸送系統(tǒng)的一個實(shí)施方式可包括被配置成向患者的組織部位施用治療的機(jī) 電部件(electromechanical component)。處理單元可與機(jī)電部件通信并被配置成使機(jī)電 部件激活以向組織部位施用治療。至少一個導(dǎo)管可被配置成向組織部位輸送治療。微電子 機(jī)械(MEMQ設(shè)備被配置成感應(yīng)來自組織部位的滲出物流體的一個或多個特征，并還被配 置成傳達(dá)指示所感應(yīng)的滲出物流體特征的數(shù)據(jù)。處理單元可被配置成接收來自所述MEMS 設(shè)備的數(shù)據(jù)并使機(jī)電部件通過導(dǎo)管向患者的組織部位施用治療。用于治療患者的組織部位的方法的一個實(shí)施方式可包括感應(yīng)患者的組織部位的 滲出物流體的一個或多個特征。所感應(yīng)的滲出物流體的特征的水平可被測量，以及，響應(yīng)于 測量到的特征水平，可使向組織部位施用或改變治療。附圖簡述

圖1是正在使用減壓輸送系統(tǒng)被治療的患者的示例性的配置的圖示。圖2是覆蓋組織部位的示例性的敷料的圖示，減壓正在通過減壓輸送系統(tǒng)施加到 組織部位，MEMS設(shè)備被包括在組織部位到減壓輸送系統(tǒng)的流體路徑內(nèi)。圖3是覆蓋組織部位的示例性的敷料的圖示，MEMS設(shè)備被包括在組織部位到減壓 輸送系統(tǒng)的流體路徑內(nèi)。圖4A是示例性的減壓輸送系統(tǒng)的框圖。圖4B是被配置成控制圖4A的減壓輸送系統(tǒng)的操作的示例性的模塊的框圖。圖5是包括用于顯示示例性的圖形用戶界面的電子顯示器的示例性的減壓輸送 系統(tǒng)的圖示；以及
圖6是用于感應(yīng)在患者的組織部位處的滲出物流體的一個或多個特征并響應(yīng)于 一個或多個特征將治療流體輸送至組織部位的示例性的過程的流程圖。附圖詳述關(guān)于圖1，用于治療患者102的設(shè)置100被示出?；颊哒谕ㄟ^減壓輸送系統(tǒng)106 接收在組織部位104處的減壓治療。減壓輸送系統(tǒng)106也被稱為真空輔助療法設(shè)備。減壓 輸送系統(tǒng)106可以是任何通常被用來在諸如傷口愈合的組織治療的過程中輔助患者的系 統(tǒng)。此外，減壓輸送系統(tǒng)106可以是任何被配置成使用如本文進(jìn)一步描述的軟件來輔助看 護(hù)者監(jiān)視組織部位104的愈合的計(jì)算系統(tǒng)?？醋o(hù)者通常是指任何醫(yī)療專業(yè)人士、用戶、患者 的家庭成員或者與減壓輸送系統(tǒng)交互或連接的患者。在可選實(shí)施方式中，減壓輸送系統(tǒng)可 被集成到可用于治療移動患者的集成敷料(integrateddressing)中。如本文所使用的術(shù)語“組織部位”是指位于任何組織上或內(nèi)的傷口或缺陷，組織包 括但不限于骨組織、脂肪組織、肌肉組織、神經(jīng)組織、皮膚組織、脈管組織、結(jié)締組織、軟骨、 腱或韌帶。術(shù)語“組織部位”可進(jìn)一步是指任何組織的不一定受傷或有缺陷的區(qū)域，而是被 期望添加或促進(jìn)額外組織的生長的區(qū)域。例如，減壓組織治療可用于某些組織區(qū)域中以使 可被采集并移植到另一組織位置的額外組織生長。如本文所使用的術(shù)語“減壓”通常是指小于正在經(jīng)受治療的組織部位處的環(huán)境壓 力的壓力。在大多數(shù)情況下，這種減壓將小于患者所處之處的大氣壓力。可選地，減壓可小 于在組織部位處的組織的靜水壓力。雖然術(shù)語“真空”和“負(fù)壓”可以用來描述施加到組織 部位的壓力，但是施加到組織部位的實(shí)際的真空水平可能顯著地小于與絕對真空正常地相 關(guān)聯(lián)的真空水平。減壓可初始地在組織部位的區(qū)域中的管或?qū)Ч苤挟a(chǎn)生流體流。隨著組織 部位周圍的靜水壓力接近期望的減壓，流可消退，并且減壓然后被保持。除非另有說明，本 文所聲明的壓力的值是表壓。減壓輸送系統(tǒng)106可包括從減壓輸送系統(tǒng)106延伸到組織部位104的減壓導(dǎo)管 108。在組織部位104處，減壓敷料110可包括可流體地連接到減壓導(dǎo)管108的分配歧管 (不專門指出)。此外，蓋布(drape) 112可放置在組織部位104和分配歧管110上。如本 文所使用的術(shù)語“歧管”通常是指被提供以輔助施加減壓至組織部位、輸送流體至組織部位 或從組織部位去除流體的物質(zhì)或結(jié)構(gòu)。歧管典型地包括多個流動通道或路徑，其互相連接 以改進(jìn)被提供至組織的在歧管周圍的區(qū)域和從所述區(qū)域被去除的流體和壓力的分配。歧管 的實(shí)例可包括但不限于具有被布置成形成流動通道的結(jié)構(gòu)元素的器件、多孔泡沫，如開放 氣孔泡沫、多孔組織集合以及液體、凝膠和包括或固化成包括流動通道的泡沫。蓋布112可是透氣性的柔性材料，并在減壓治療期間防止液體進(jìn)入或離開組織部 位104。柔性材料是能夠被彎曲或折曲的物體或材料。彈性體材料典型地是柔性的，但本文 對柔性材料的指代并不一定將材料選擇僅限制于彈性體。所使用的與根據(jù)本發(fā)明的原理的 材料或減壓輸送裝置有關(guān)的術(shù)語“柔性”通常是指材料的適合或接近地匹配組織部位的形 狀的能力。例如，用于治療骨缺陷的減壓輸送裝置的柔性本質(zhì)可以允許裝置被包裹或折疊 在骨的具有缺陷的部分的周圍。減壓輸送系統(tǒng)106可包括收集滲出物流體的滲出物罐(exudatecanister) 114。如 所示，滲出物罐114被示出從減壓輸送系統(tǒng)106突出，使得用戶可以查看滲出物流體的水 平，如果滲出物罐114至少部分半透明的話?？蛇x地，滲出物罐114可與減壓輸送系統(tǒng)106通過例如中間管(未示出)流體連通。在一個實(shí)施方式中，MEMS設(shè)備(未示出)可被集成到在減壓輸送系統(tǒng)106處的減 壓導(dǎo)管108、減壓敷料110、滲出物罐114中，直接應(yīng)用到組織部位104，或者以其他方式定位 在減壓輸送系統(tǒng)106的流體路徑內(nèi)。MEMS設(shè)備通常被認(rèn)為是機(jī)械元件、傳感器、致動器和 電子部件或它們的組合的在公共基底上使用微加工技術(shù)的集成，并可通過使用機(jī)械和電子 部件的集成來執(zhí)行一個或多個功能。用于減壓輸送系統(tǒng)106的功能可包括采樣和感應(yīng)、生 成反饋信號以及輸送或使治療被輸送到組織部位104。這樣的反饋通常被認(rèn)為是自動控制 系統(tǒng)中的正反饋(active feedback)?！傲黧w路徑”是滲出物流體從組織部位104行進(jìn)到滲 出物罐114之處的路徑，包括組織部位104和滲出物罐114。MEMS設(shè)備可以固定地附接到 或可去除地定位在流體路徑中以采樣來自組織部位104的滲出物流體。雖然許多參數(shù)可以 在遠(yuǎn)離組織部位的流體路徑中測量，但是某些參數(shù)如溫度和壓力在組織部位處被更精確地 測量。如本文所使用的術(shù)語“流體”通常是指氣體或液體，但也可包括任何其他可流動的材 料，包括但不限于凝膠、膠體和泡沫。氣體的一個實(shí)例是空氣。關(guān)于圖2，在人的身體202上的組織部位200正在接受來自減壓輸送系統(tǒng)(未示 出)的減壓療法。應(yīng)當(dāng)理解，減壓輸送系統(tǒng)可相似地用在動物的身體上。減壓輸送系統(tǒng)連 接到減壓導(dǎo)管204并與分配歧管210直接或通過接合器206流體連通。蓋布208可被配置 成覆蓋分配歧管210，分配歧管210被示出為被壓入蓋布208中。蓋布208覆蓋在組織部 位200處的組織，從而幫助保持在蓋布208的交叉212處形成并圍繞組織部位200處的組 織214的密封，使得流體如空氣不能進(jìn)入或離開組織部位200。看護(hù)者可以使用他或她的手 215將蓋布208壓到人的身體202上的健康組織上圍繞組織部位200以形成密封。通過防 止流體進(jìn)入或離開組織部位200，組織部位200可得到減壓療法的最大益處，包括使額外感 染的機(jī)會最小化、改善組織的生長、減少水腫等。MEMS設(shè)備216可定位在組織部位200與減壓輸送系統(tǒng)之間的流體路徑內(nèi)。MEMS 216設(shè)備可固定到歧管、減壓導(dǎo)管204、蓋布208或流體路徑內(nèi)的任何其他地方。在一個實(shí) 施方式中，MEMS設(shè)備216被配置成與減壓輸送系統(tǒng)無線通信。無線MEMS設(shè)備有時(shí)也被稱 為無線集成微系統(tǒng)(WIMS)?？蛇x地，MEMS設(shè)備216可被配置成具有與減壓輸送系統(tǒng)的有線 連接。如果使用無線方式，那么MEMS設(shè)備216可被配置成使用任何無線通信協(xié)議來與減壓 輸送系統(tǒng)通信。例如，藍(lán)牙 ( Bluetooth )無線通信協(xié)議可以被利用，因?yàn)闇p壓輸送系統(tǒng) 通常在形成藍(lán)牙 通信路徑的范圍內(nèi)。MEMS設(shè)備216可被配置成采樣來自組織部位200的滲出物流體。在一個實(shí)施方 式中，MEMS設(shè)備216可被配置成測定滲出物流體的一個或多個具體特征，如pH水平或仏水 平，這可幫助測定組織的氧含量(oxygenation)。為了本說明書的目的，滲出物流體的特征 是指化學(xué)組成、化學(xué)特征、生物標(biāo)記物或滲出物流體的任何可由MEMS設(shè)備216測量的其他 特征。可選地，MEMS設(shè)備216可被配置成采樣并收集滲出物流體的原始數(shù)據(jù)。MEMS設(shè)備 216可將原始數(shù)據(jù)或處理過的數(shù)據(jù)傳達(dá)到減壓輸送系統(tǒng)。此外，MEMS設(shè)備216可被配置成感應(yīng)組織部位處的濕度。傷口部位處的濕度過低 可能會導(dǎo)致傷口的干燥。通過感應(yīng)濕度，減壓輸送系統(tǒng)可確保傷口干燥不發(fā)生。在一個實(shí) 施方式中，預(yù)設(shè)定的最小閾值水平可被設(shè)定以觸發(fā)警報(bào)或通過開始向組織部位的流體輸送 來改變減壓輸送系統(tǒng)的操作。例如，可設(shè)置95%濕度的最小閾值水平，使得當(dāng)濕度降低至低于95%時(shí)，減壓輸送系統(tǒng)向組織部位輸送治療流體?？稍O(shè)置90%的第二最小閾值水平，使 得響應(yīng)于降低至低于第二最小閾值水平的濕度，警報(bào)可被生成以通知看護(hù)者該情況。在可 選實(shí)施方式中，組織部位本身的濕氣可被MEMS設(shè)備216感應(yīng)。關(guān)于圖3，組織部位200的剖視圖被提供以顯示蓋布208，蓋布208在圍繞在組織 部位200處的組織303如傷口組織的健康組織302上延伸。蓋布208在歧管304和敷料泡 沫305上延伸，其與減壓導(dǎo)管306流體連通。蓋布208、歧管304和敷料泡沫305全部是敷 料的一部分，如本領(lǐng)域中所理解的。應(yīng)當(dāng)理解，敷料可由額外的、更少的和/或其他的部件 形成，如本領(lǐng)域中所理解的。減壓導(dǎo)管306還與減壓輸送系統(tǒng)308流體連通。閥307可在 減壓輸送系統(tǒng)308的內(nèi)部或外部，閥307可被減壓療法系統(tǒng)308控制以使減壓和/或治療 流體能夠被向組織部位200施用或改變。減壓療法系統(tǒng)308可包括真空泵310和電子顯示 器312。電子顯示器312可以包括控制元件3Ha-314n(總體地314)，控制元件314a_3Hn 可由用戶用于操作減壓輸送系統(tǒng)308。另外地或可選地，電子顯示器312可包括觸摸屏式電 子顯示器316，觸摸屏式電子顯示器316使用戶能夠與減壓輸送系統(tǒng)308交互并操作減壓輸 送系統(tǒng)308。更詳細(xì)的例證性的減壓輸送系統(tǒng)在圖4A中提供。MEMS設(shè)備216被顯示在蓋布208之下并附接到或以其他方式接觸歧管304。通過 使MEMS設(shè)備216盡可能靠近在組織部位200處的組織303地定位，MEMS設(shè)備216可以收集 和/或產(chǎn)生對滲出物流體的特征(例如，化學(xué)特征和/或生物標(biāo)記物)的盡可能精確的讀 數(shù)。在一個實(shí)施方式中，MEMS設(shè)備216可被放置為與組織部位200接觸以測量在MEMS設(shè) 備216與組織部位200接觸時(shí)被更精確地測量的某些參數(shù)。減壓輸送系統(tǒng)308可通過從MEMS設(shè)備216傳達(dá)的一個或多個信號接收數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù) 可包括指示滲出物流體的特征的原始數(shù)據(jù)或處理過的數(shù)據(jù)。如本領(lǐng)域中所理解的，MEMS設(shè) 備216可被配置成采樣任何類型的特征，包括化學(xué)特征和/或生物標(biāo)記物。例如，MEMS設(shè)備 216可被配置成采樣并測量滲出物流體的PH水平、滲出物流體中的細(xì)菌計(jì)數(shù)或類型或者滲 出物流體中的任何其他可有助于輔助看護(hù)者治療患者的化學(xué)特征和/或生物標(biāo)記物。MEMS 設(shè)備216可另外地或者可選地被配置成感應(yīng)環(huán)境因素，如壓力、溫度和如上文描述的濕度。 例證性的MEMS設(shè)備可被使用或修改，并用于感應(yīng)壓力以將壓力讀數(shù)無線傳達(dá)到減壓輸送 系統(tǒng)308，該例證性的MEMS設(shè)備由位于美國密歇根州的伊普西蘭蒂的htegrated Sensing System(ISSYS)生產(chǎn)。用于感應(yīng)其他化學(xué)特征、生物標(biāo)記物和/或環(huán)境條件的由ISSYS或其 他制造商生產(chǎn)的其它MEMS傳感器可根據(jù)本發(fā)明的原理使用。關(guān)于圖4A，示例性的減壓輸送系統(tǒng)400被示出配置有電子部件402和流體流裝備 404。電子部件可以包括執(zhí)行軟件408的處理單元406。軟件408可被配置成控制和管理減 壓輸送系統(tǒng)400的操作。處理單元406可與存儲器410、顯示器412、輸入/輸出(I/O)單元 414以及存儲單元416通信。存儲單元可以存儲數(shù)據(jù)儲存庫418，數(shù)據(jù)儲存庫418可以是數(shù) 據(jù)庫并且用于存儲設(shè)置信息或與被減壓輸送系統(tǒng)400施用治療的一個或多個患者相關(guān)聯(lián) 的信息。應(yīng)當(dāng)理解，數(shù)據(jù)儲存庫418可由一個或多個數(shù)據(jù)文件配置，如本領(lǐng)域中所理解的。 存儲器410可由處理單元406使用用于存儲操作信息，如減壓輸送系統(tǒng)400的一個或多個 特性的設(shè)置和運(yùn)行狀態(tài)。顯示器412可是提供用戶界面如圖形用戶界面的電子顯示器，并 且顯示器412可以是對觸摸感應(yīng)的，以使看護(hù)者能夠控制減壓輸送系統(tǒng)。I/O單元414可被 配置成本地通信(即，在減壓輸送系統(tǒng)400處)或遠(yuǎn)程通信(例如，與網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備或與遠(yuǎn)程定位的MEMS設(shè)備通信)。電子部件402可與流體流裝備404通信用于控制機(jī)電部件的操作。機(jī)電部件可包 括真空泵424、滲出物流體罐4 和治療流體428。其他機(jī)電部件可包括變換器，如流、組織 壓力以及泵壓力的變換器，如本領(lǐng)域中所理解的。過濾器(未示出)也可被包括在流體流 裝備404中。真空泵4M可被配置成創(chuàng)建被用來將減壓施加到患者的組織部位處的減壓。 滲出物流體罐似6可以是被集成到減壓輸送系統(tǒng)400中或與減壓輸送系統(tǒng)400分離，并用 于收集來自正在由減壓輸送系統(tǒng)400治療的患者的滲出物流體的容器，如塑料容器。治療流體4 可包括用于治療患者的一種或多種治療流體。例如，治療流體4 可包括幫助減少組織部位處的細(xì)菌的抗菌或防腐流體。作為另一實(shí)施例，治療流體4 可 包括一種或多種PH平衡流體(例如，酸性或堿性流體)，其可向組織部位施用或改變以調(diào)整 PH平衡。此外，治療流體4 可包括鹽水或其他可用于清洗、沖洗或增濕組織部位的清潔劑 流體。通常情況下，根據(jù)本發(fā)明的原理，任何生物標(biāo)記物或藥物流體可被用作治療流體。一個或多個治療泵4 可被配置成向組織部位泵送治療流體428。治療泵4 可 以是任何能夠泵送流體的泵，如氣動和機(jī)電泵。處理單元406可包括一個或多個處理器，處理單元406可被配置成與流體流裝備 通信，其包括用于控制減壓輸送系統(tǒng)400的操作的閥430和變換器432。響應(yīng)于接收來自變 換器434或其他傳感器的信息，軟件408可控制處理單元406以開啟/關(guān)閉真空泵似4并 開/關(guān)閥430，其包括致動設(shè)備431，如閥。在通過MEMS設(shè)備434執(zhí)行無線通信時(shí)，MEMS設(shè)備434也可被認(rèn)為是WIMS設(shè)備， MEMS設(shè)備434可被定位在患者的組織部位與在減壓輸送系統(tǒng)400處的滲出物流體罐4 所 在或之間的流體路徑內(nèi)。MEMS設(shè)備434可被配置成(i)采樣或(ii)采樣并測量滲出物流 體的特征。MEMS設(shè)備434可被配置成有線或無線的以與減壓輸送系統(tǒng)400通信數(shù)據(jù)信號。 在有線或無線通信時(shí)，MEMS設(shè)備434可使用模擬的或數(shù)字的通信技術(shù)和任何通信協(xié)議來通 信，如本領(lǐng)域中所理解的。數(shù)據(jù)信號可包括表示滲出物流體的特征數(shù)據(jù)(如PH水平)的原 始的或處理過的數(shù)據(jù)。MEMS設(shè)備434可被配置成采樣滲出物流體以測量一種或多種化學(xué)特征，例如02水 平、C02水平、化學(xué)標(biāo)記物以及其他化學(xué)特征。另外地和/或可選地，MEMS設(shè)備434可被配 置成采樣滲出物流體以測量生物標(biāo)記物，例如微生物、生物標(biāo)記、蛋白質(zhì)(例如，白蛋白)以 及其他生物標(biāo)記物。此外，MEMS設(shè)備434可被配置成測量滲出物流體的溫度，溫度可指示 發(fā)生在組織部位處的感染或其他進(jìn)程。在一個實(shí)施方式中，MEMS設(shè)備434可以被減壓輸送 系統(tǒng)400用于控制減壓操作，而不是使用變換器432控制減壓操作。在一個實(shí)施方式中，減壓輸送系統(tǒng)400可被配置成向組織部位輸送治療流體，如 清潔劑流體或藥物流體，用于清潔或治療。為了清潔或治療組織部位，響應(yīng)于MEMS設(shè)備434 感應(yīng)滲出物流體的一個或多個化學(xué)特征和/或生物標(biāo)記物，處理單元406可在電子顯示器 上顯示表示所被感應(yīng)的滲出物流體的特征的信息(例如，條形圖)，或創(chuàng)建音頻輸出(例如， 音調(diào)或語音輸出)。可選地和/或另外地，通過連接到敷料438的一個或多個導(dǎo)管436，處 理單元406可使向組織部位施用或改變治療流體。在一個實(shí)施方式中，每個治療流體可以 使用與其他治療流體同一個的或不同的導(dǎo)管被輸送到組織部位。如果多個導(dǎo)管被用來輸送 治療流體428，那么多個閥或致動設(shè)備可被用來控制各自的治療流體4 的輸送。治療流體可通過與用于向組織部位輸送減壓的導(dǎo)管同一個的或不同的導(dǎo)管來輸送。在一個實(shí)施方式中，導(dǎo)管436包括用于將減壓施加到組織部位的減壓導(dǎo)管和用于 施用治療流體428的單獨(dú)導(dǎo)管?？蛇x地，同一個導(dǎo)管可被用于施用減壓和治療流體4 二 者，但在這樣的配置中，治療泵4 和真空泵4M將在不同的時(shí)間操作或閥430將限制治療 泵4 和真空泵似4與導(dǎo)管436的流體連通。處理單元可與致動設(shè)備431電通信，并將致 動設(shè)備431設(shè)置為以使真空泵4M向組織部位施加或改變減壓的配置的第一狀態(tài)以及通過 通信線420將輸送信號422從電子設(shè)備402傳達(dá)到流體流裝備404，以將致動設(shè)備431配 置為向組織部位施用治療流體428的第二狀態(tài)。在決定將致動設(shè)備431配置為第一狀態(tài)還 是第二狀態(tài)時(shí)，可以通過處理器406隨后進(jìn)行預(yù)設(shè)定的療法，其中預(yù)設(shè)定的療法可響應(yīng)于 由MEMS設(shè)備434感應(yīng)的滲出物流體的一個或多個特征。此外，取決于正在被輸送的治療流 體，處理單元406可被配置成例如使真空泵似4停止某一段時(shí)間以允許用藥物治療組織部 位，或例如在清潔組織部位時(shí)操作真空泵424。應(yīng)當(dāng)理解，各種治療各操作可被用來響應(yīng)于 采樣來自組織部位的滲出物流體的特征的MEMS設(shè)備434來輸送治療流體4 并控制真空 泵424。例如，處理單元406可被配置成響應(yīng)于確定滲出物流體的酸度正在增加來改變減壓 治療。此外，處理單元406可被配置成創(chuàng)建視覺或聽覺的通知或警報(bào)，以通知看護(hù)者滲出物 流體中的化學(xué)特征或生物標(biāo)記物的高水平或低水平。在一個實(shí)施方式中，處理單元406可 被配置成顯示圖形(例如，圖、餅圖或條形圖)或字母數(shù)字顯示(例如，數(shù)字或分級)來表 示滲出物流體中的化學(xué)特征和/或生物標(biāo)記物的水平。處理單元406可進(jìn)一步被配置成生 成并顯示環(huán)境條件，如被MEMS設(shè)備感應(yīng)的溫度、壓力和濕度，的圖形或字母數(shù)字顯示。應(yīng)當(dāng) 理解，一個或多個MEMS設(shè)備可被用來執(zhí)行一種或多種感應(yīng)和/或測量功能。關(guān)于圖4B，模塊440可被配置成控制減壓輸送系統(tǒng)400(圖4A)的操作。模塊440 可以是軟件如被處理單元406執(zhí)行的軟件408、硬件或其組合。模塊440可包括特征測量 模塊442、施加減壓模塊444、施用治療流體模塊446、帶測量的特征標(biāo)記的顯示GUI的模塊 448以及設(shè)置特征閾值并生成警報(bào)的模塊450。模塊440是示例性的并可以被分割、合并或 以某種其他方式配置。此外，額外的和/或不同的模塊可被用來根據(jù)本發(fā)明的原理執(zhí)行相 同的或相似的功能。特征測量模塊442可被配置成測量由MEMS設(shè)備感應(yīng)的滲出物流體的一個或多個 特征。在一個實(shí)施方式中，MEMS設(shè)備可以將原始數(shù)據(jù)傳達(dá)到特征測量模塊442以計(jì)算任何 正在被感應(yīng)的特征的水平。在可選實(shí)施方式中，特征測量模塊442被配置在MEMS設(shè)備本身 內(nèi)，并向減壓輸送系統(tǒng)400報(bào)告計(jì)算過的特征水平或值。多個MEMS設(shè)備可用于感應(yīng)并處理 滲出物流體的特征。施加減壓模塊444可被配置成控制減壓輸送系統(tǒng)400中的機(jī)電裝備以向患者的組 織部位施加減壓。減壓模塊444可被配置成施加恒定的減壓或減壓的間隔。在一個實(shí)施方 式中，減壓模塊444可使用由特征測量模塊442測定的一個或多個水平，以確定向組織部位 施加的減壓的量，包括被施加到組織部位的減壓是否應(yīng)停止。例如，如果細(xì)菌的水平被確定 為高的，則減壓可被減壓模塊444暫時(shí)停止，直到可向組織部位施用或改變治療流體，并且 然后減壓模塊444可向組織部位再施用減壓。施用治療流體模塊446可被配置成控制減壓輸送系統(tǒng)400內(nèi)的機(jī)電部件以向患者 的組織部位施用治療流體。機(jī)電部件可包括泵、閥以及任何其他用于控制待向組織部位施用或改變的治療流體的機(jī)電部件。此外，施用治療流體模塊446可被配置成通過控制機(jī)電 部件以調(diào)整流體或其他用于形成治療流體的材料(例如，粉)的混合來控制正在向組織部 位施用或改變的治療流體的濃度。在操作中，施用治療流體模塊446可被配置成(i)接受 滲出物流體中的特征水平，(ii)確定治療流體的將施用到患者的組織部位的量、濃度和/ 或持續(xù)時(shí)間，以及(iii)通過控制減壓輸送系統(tǒng)400中的機(jī)電部件來向組織部位施用治療 流體。帶測量的特征標(biāo)記的顯示⑶I的模塊448可被配置成接收滲出物流體中的特征水 平并在電子顯示器上顯示特征水平的圖形和/或字母數(shù)字表示。⑶I可以顯示任何向看護(hù) 者指示特征的水平的圖形表示。例如，PH水平可被示出為條形圖、數(shù)字、餅圖或以任何其他 使看護(hù)者可以查看滲出物流體的PH水平的形式。設(shè)置特征閾值并生成警報(bào)的模塊450可被配置有預(yù)先設(shè)定的最高和最低閾值，或 使看護(hù)者能夠設(shè)定或設(shè)置用于滲出物流體的特征的水平的閾值。該警報(bào)可是視覺的和/或 聽覺的。在設(shè)置閾值時(shí)，模塊450可提供具有預(yù)先設(shè)定的閾值的菜單，并使看護(hù)者能夠根據(jù) 不同情況而改變閾值。例如，看護(hù)者可分別設(shè)置PH水平的最高和最低水平的閾值為6. 5和 7.5。作為另一實(shí)施例，細(xì)菌計(jì)數(shù)的最大閾值可設(shè)置為75。如果減壓輸送系統(tǒng)400被配置成 自動向組織部位施用治療流體，那么指示特征水平越過閾值的警報(bào)可向看護(hù)者指示減壓輸 送系統(tǒng)400難以改變或維持特征。如果沒有自動化，那么警報(bào)可向看護(hù)者以信號指示組織 部位或患者正在有問題。關(guān)于圖5，示出示例性的減壓輸送系統(tǒng)500，其包括顯示示例性的圖形用戶界面 (⑶I) 504的電子顯示器502。⑶I 504可被配置成顯示正在被一個或多個MEMS設(shè)備感 應(yīng)的化學(xué)特征和生物標(biāo)記物的一個或多個指示物。如所示，兩個條形指示物506和508 被用來分別顯示PH平衡和細(xì)菌計(jì)數(shù)的水平。條形指示物506可顯示以箭頭形式的標(biāo)記 (indicia) 510，并且一條線延伸橫跨條形指示物506以表示所測量的pH水平。在一個實(shí)施 方式中，標(biāo)記510可根據(jù)由MEMS設(shè)備感應(yīng)的滲出物流體的pH水平的值來改變顏色。在另一 實(shí)施方式中，字母數(shù)字(alphanumeric)標(biāo)記如數(shù)字可取代條形指示物506或附加于條形指 示物506地被顯示。此外，pH水平的歷史值可被顯示(例如，每隔一小時(shí)pH水平的測量) 或是通過請求可顯示的。條形指示物508可被配置成顯示通過MEMS設(shè)備的滲出物流體的細(xì)菌計(jì)數(shù)。條形指 示物508可顯示以動態(tài)標(biāo)記512的形式的水平，其響應(yīng)于感應(yīng)細(xì)菌并確定細(xì)菌計(jì)數(shù)的MEMS 設(shè)備來增加和減少。如果細(xì)菌樣本由MEMS設(shè)備培養(yǎng)，那么細(xì)菌計(jì)數(shù)可進(jìn)行一段時(shí)間，因此， 動態(tài)標(biāo)記512可以是關(guān)于細(xì)菌計(jì)數(shù)的延遲指示物(例如，來自12小時(shí)前的滲出物流體采樣 的指示物)。動態(tài)標(biāo)記512可根據(jù)細(xì)菌計(jì)數(shù)改變顏色。例如，如果細(xì)菌計(jì)數(shù)低于某個水平 (如25)，則動態(tài)標(biāo)記512可以綠色顯示以使看護(hù)者能夠容易地確定細(xì)菌計(jì)數(shù)在控制中。如 果細(xì)菌計(jì)數(shù)超過不同的水平(如75)，則動態(tài)標(biāo)記512可以紅色顯示，以提醒看護(hù)者細(xì)菌水 平過高并且適當(dāng)?shù)男袆訉⒈徊扇?。在一個實(shí)施方式中，以聽覺和/或視覺指示物形式的一 個或多個警報(bào)可被用來通知看護(hù)者PH水平或細(xì)菌計(jì)數(shù)已經(jīng)增加超過預(yù)設(shè)定的水平。應(yīng)該 理解，條形指示物506和508是示例性的，并且任何其他類型的圖形或字母數(shù)字指示物可以 被用來向看護(hù)者提供正在由一個或多個MEMS設(shè)備感應(yīng)的滲出物流體的特征的信息。除了減壓輸送系統(tǒng)500能夠向看護(hù)者顯示圖形指示物以監(jiān)測正在接受治療的組織部位的化學(xué)特征和/或生物標(biāo)記物狀態(tài)之外，本發(fā)明的原理可以進(jìn)一步為減壓輸送系統(tǒng) 500提供自動地根據(jù)滲出物流體的所感應(yīng)的特征來向組織部位輸送治療流體。例如，如果 PH水平增加至高過7. 0，那么酸性治療流體可以被減壓輸送系統(tǒng)500輸送到組織部位。根 據(jù)PH水平，酸性治療流體可被輸送不同的持續(xù)時(shí)間。例如，對于7. 5的pH水平來說，酸性治 療流體可被輸送兩分鐘，并且對于8. 5的pH水平來說，酸性治療流體可被輸送八分鐘。可 選地，治療流體可被設(shè)置在不同的PH水平(即，具有酸度或堿度的不同的濃度)，使得治療 流體可被輸送相同的持續(xù)時(shí)間，即使所測量的PH水平是不同的。在一個實(shí)施方式中，治療 流體的PH水平可通過調(diào)整治療流體中的酸的濃度自動改變。如果由減壓輸送系統(tǒng)500確定細(xì)菌計(jì)數(shù)已經(jīng)增加至超過某個水平，那么防腐治療 流體可以被輸送到組織部位。在一個實(shí)施方式中，防腐治療流體可以被調(diào)整以處理細(xì)菌計(jì) 數(shù)問題。例如，如果細(xì)菌計(jì)數(shù)相對低，那么相對低濃度的防腐治療流體可被輸送到組織部 位。當(dāng)細(xì)菌計(jì)數(shù)增加，則防腐治療流體也可增加。防腐劑的濃度可通過增加和減少孔或閥 以用另一流體如清潔劑流體(例如，鹽水溶液)增加或減少防腐流體來改變，以創(chuàng)建用于通 過導(dǎo)管向組織部位的輸送的防腐治療流體。在防腐治療流體的輸送之后，清潔劑流體可用 于沖洗組織部位。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)組織部位正在用治療流體治療時(shí)，減壓可暫停，并且一旦治 療完成，減壓可以恢復(fù)以啟動減壓治療并從組織部位去除治療流體和滲出物流體。關(guān)于圖6，示出示例性的流程圖600。該過程始于步驟602，其中患者的組織部位的 滲出物流體的特征可被感應(yīng)。滲出物流體的特征可由MEMS設(shè)備感應(yīng)，MEMS設(shè)備可采樣滲 出物流體并將原始數(shù)據(jù)或處理過的數(shù)據(jù)傳達(dá)到減壓輸送系統(tǒng)。MEMS設(shè)備可被配置成采樣一 個或多個化學(xué)特征和/或生物標(biāo)記物。在步驟604，所被感應(yīng)的滲出物流體的特征的水平可 被測量。測量可包括處理來自所采樣的數(shù)據(jù)的原始數(shù)據(jù)并可由MEMS設(shè)備或減壓輸送系統(tǒng) 來執(zhí)行。在步驟606，響應(yīng)于測量到的特征水平，可使向組織部位施用或改變治療。治療可 包括改變減壓治療、施用治療流體或其組合。例如，可向組織部位施用或改變清潔治療流體 如鹽水溶液，并且可施加減壓以從組織部位去除清潔治療流體。根據(jù)滲出物流體的特征，可 向組織部位施用或改變可選的治療流體。雖然MEMS設(shè)備已經(jīng)被描述成被并入用于利用用于向組織部位輸送減壓的導(dǎo)管的 減壓輸送系統(tǒng)中，但是應(yīng)當(dāng)理解，MEMS設(shè)備可以被不利用導(dǎo)管地向組織部位輸送減壓的集 成減壓輸送系統(tǒng)利用。這樣的集成減壓輸送系統(tǒng)將處理和真空泵功能并入敷料中，從而消 除導(dǎo)管。MEMS設(shè)備可與處理單元通過有線或無線通信以輔助輸送藥物或清潔劑流體。雖然本說明書描述了 MEMS，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的原理可以適用于納米機(jī)電系 統(tǒng)(NEMQ的使用。NEMS設(shè)備可被配置成集成到敷料中并與減壓輸送系統(tǒng)通信，據(jù)此NEMS 設(shè)備可有線或無線地與減壓輸送系統(tǒng)通信，用于提供根據(jù)正在組織部位處進(jìn)行的測量執(zhí)行 反饋控制的能力。雖然已依據(jù)前述實(shí)施方式描述了本發(fā)明的原理，但是本說明書僅作為解釋提供， 并不意在被解釋為對本發(fā)明的限制。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將考慮到本發(fā)明的可適應(yīng)具體的患 者和組織治療環(huán)境的修改。
權(quán)利要求
1.一種用于治療患者的組織部位的減壓輸送系統(tǒng)，包括機(jī)電部件，其被配置成向患者的所述組織部位施用治療；處理單元，其與所述機(jī)電部件通信并被配置成使所述機(jī)電部件激活以向所述組織部位 施用或改變所述治療；至少一個導(dǎo)管，其被配置成向所述組織部位輸送所述治療；以及微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMQ設(shè)備，其被配置成感應(yīng)來自所述組織部位的滲出物流體的一 個或多個特征，并還被配置成傳達(dá)指示所被感應(yīng)的一個或多個滲出物流體特征的數(shù)據(jù)，所 述處理單元被配置成接收來自所述MEMS設(shè)備的所述數(shù)據(jù)并使所述機(jī)電部件通過所述至少 一個導(dǎo)管向患者的所述組織部位施用所述治療。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減壓輸送系統(tǒng)，其中，所述機(jī)電部件包括至少一個閥和至少 一個泵，所述至少一個泵被配置成向所述組織部位施加減壓并且所述至少一個閥被配置成 使所述減壓能夠和不能夠被向所述組織部位施用或改變。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的減壓輸送系統(tǒng)，其中，所述至少一個泵還被配置成向所述組 織部位輸送或改變治療流體并且所述至少一個閥被配置成使所述治療流體能夠和不能夠 被向所述組織部位施用或改變。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減壓輸送系統(tǒng)，其中，所述MEMS設(shè)備與所述處理單元無線通
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減壓輸送系統(tǒng)，其中，所述MEMS設(shè)備被配置成感應(yīng)所述滲出 物流體的PH水平。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減壓輸送系統(tǒng)，還包括與所述至少一個導(dǎo)管流體連通的敷 料，并且其中，當(dāng)所述MEMS設(shè)備感應(yīng)所述組織部位的所述滲出物流體的所述一個或多個特 征時(shí)，所述MEMS設(shè)備被布置在所述敷料內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減壓輸送系統(tǒng)，其中，所述治療包括至少一種治療流體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減壓輸送系統(tǒng)，還包括與所述處理單元通信的電子顯示器， 所述處理單元還被配置成生成并在所述電子顯示器上顯示圖形用戶界面(⑶I)，所述⑶I 包括表示來自所述組織部位的所述滲出物流體的特征水平的標(biāo)記。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的減壓輸送系統(tǒng)，其中，所述滲出物流體的所述一個或多個特 征包括化學(xué)特征。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的減壓輸送系統(tǒng)，其中，所述滲出物流體的所述一個或多個特 征包括生物標(biāo)記物。
11.一種用于治療患者的組織部位的方法，所述方法包括感應(yīng)患者的所述組織部位的滲出物流體的特征；測量所述滲出物流體的所被感應(yīng)的特征的水平；以及響應(yīng)所測量到的特征水平，使治療被向所述組織部位施用或改變。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，使治療被向所述組織部位施用或改變包括使 治療流體被向所述組織部位施用，并且還包括向患者的所述組織部位施加減壓以從所述組 織部位收集所述治療流體。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，使所述治療流體被向所述組織部位施用或改 變包括激活至少一個閥。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括無線接收指示所述滲出物流體的所述被感應(yīng) 的特征的數(shù)據(jù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，感應(yīng)特征包括感應(yīng)所述滲出物流體的化學(xué)特征。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括通過向所述組織部位施用治療流體來清潔所 述組織部位。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括生成并在電子顯示器上顯示圖形用戶界面，所 述圖形用戶界面包括表示所述滲出物流體的化學(xué)特征的水平的標(biāo)記。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，顯示所述圖形用戶界面包括顯示表示所述滲 出物流體的PH水平的所述標(biāo)記。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，顯示所述圖形用戶界面包括顯示表示所述滲 出物流體中的細(xì)菌計(jì)數(shù)的標(biāo)記。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括響應(yīng)于確定所述滲出物流體的所述特征增加 至預(yù)設(shè)定的水平以上而生成警報(bào)。
21.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括感應(yīng)所述組織部位處的濕度；以及響應(yīng)于確定所述濕度降低至預(yù)設(shè)定的閾值水平以下，改變正在向所述組織部位施用的 所述治療。
22.一種用于從患者的組織抽出滲出物流體并治療所述組織的減壓療法系統(tǒng)，所述減 壓療法系統(tǒng)包括敷料，其與所述組織流體連通以向所述組織輸送真空和所述治療流體；至少一個導(dǎo)管，其一端與所述敷料流體連通以向所述敷料輸送真空和所述治療流體；致動設(shè)備，其連接到所述至少一個導(dǎo)管的另一端以響應(yīng)于輸送信號來在第一狀態(tài)中向 所述至少一個導(dǎo)管提供真空而在第二狀態(tài)中向所述至少一個導(dǎo)管提供所述治療流體；處理單元，其與所述致動設(shè)備電通信以響應(yīng)于用于治療所述組織的預(yù)設(shè)定的療法來使 在所述第一狀態(tài)期間真空被施用或改變而在所述第二狀態(tài)期間使輸送信號被向所述致動 設(shè)備施用或改變；以及MEMS設(shè)備，其與所述組織流體連通以感應(yīng)所述滲出物流體的特征并生成與所述滲出物 流體的所述特征相關(guān)的特征數(shù)據(jù)，并與所述處理設(shè)備電通信以將所述特征數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿?處理設(shè)備，所述處理設(shè)備響應(yīng)于根據(jù)所述預(yù)設(shè)定的療法的對所述特征數(shù)據(jù)的分析來向所述 致動設(shè)備施用或改變所述輸送信號。
全文摘要
一種用于治療患者的組織部位的系統(tǒng)和方法可包括感應(yīng)患者的組織部位的滲出物流體的一個或多個特征。滲出物流體的被感應(yīng)的一個或多個特征的水平可被測量，并且響應(yīng)于所測量的至少一個特征水平，可向組織部位施用或改變治療。
文檔編號A61M1/00GK102137687SQ200980133936
公開日2011年7月27日 申請日期2009年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月3日
發(fā)明者蘭德爾·P·科爾奇 申請人:凱希特許有限公司