用于確定減壓治療系統中流體的罐的填充狀態的系統和方法

專利名稱：用于確定減壓治療系統中流體的罐的填充狀態的系統和方法
用于確定減壓治療系統中流體的罐的填充狀態的系統和方法
背景技術：
1. 發明領域
本發明一般涉及醫療設備，且更具體地涉及用于確定與醫療設備一起
使用的流體的罐(canister)的填充狀態的檢測方法和系統。
2. 相關技術描述
諸如褥瘡性潰瘍及那些在糖尿病患者腳上所發現的潰瘍的開放性傷 口和潰瘍的治療是個難題。對經常被細菌性病原體感染的這樣的傷口的恰 當治療是多因素的。通常需要外科手術以去除死亡的和壞死的組織。如果 可能，使用抗生素以抑制生長或殺死致病細菌。同時，適當的營養對于維 持患者的健康狀況是必需的，且更重要地，適當的傷口護理對于治愈傷口 或潰瘍是必須的。
適當的傷口護理需要保持傷口清潔和干燥。當傷口感染時，下層組織 釋出漿液，且可能釋出膿性滲出物，兩者都必須被去除以促進傷口愈合。 去除上述流體的傳統方法需要用海綿機械地擦凈傷口和干燥傷口 。該程序 不僅使患者疼痛，而且增加了在治療期間由于被引入到傷口的細菌而使傷 口重復感染的可能性。
對于這種開放性傷口的機械擦凈的可選方案是負壓傷口閉合設備。這 種負壓傷口閉合設備由泡沫墊組成，該泡沫墊放置在傷口上，以在傷口周 圍形成相對氣密的和防漏的密封。負壓傷口閉合設備還具有真空泵，其流 體地連接到安置在患者傷口上的墊。當啟動真空泵時，在覆蓋傷口的墊內 產生負壓。通過泡沫墊借助負壓將傷口釋出的流體去除，且通過將泡沫墊 連接到罐的管將傷口釋出的流體傳輸。罐收集從傷口去除的流體。當罐充滿了從傷口去除的流體時，將罐倒空并再接合到真空系統。已進行了嘗試，
當罐充滿傷口流體(wound fluid)時警告使用者。這些方法的目的在于直
接測量罐中傷口流體的量。
然而，由于通常傷口流體是粘滯的，現有的直接測量罐中傷口流體量 的方法已經證明是不可靠的。流體還經常起泡沫、起泡和捕集空氣，這可 能導致流體不停留在罐的底部。在本領域尚存對于當用于收集傷口流體的 罐滿了且需要倒空時，警告使用者的可靠的系統和方法的需求。
發明概述
本發明的系統和方法解決了現有罐^f全測系統的問題。根據本發明的一 個實施方案，提供了用于檢測組織治療系統中流體的罐的填充狀態的方
法。該方法包4舌在組織治療系統的流體連通通^各(fluid communication path ) 中產生減壓(reduced pressure),且將該減壓施加到組織部位。將流體從 組織部位收集到罐中。釋放減壓，且測量減壓的衰減(decay)。由測量出 的衰減確定罐的填充狀態。
在本發明的另 一個實施方案中，減壓治療系統包括罐，該罐流體地連 接到組織部位，且配置成接納在減壓的作用下從組織部位流出的流體。減 壓源配置成提供減壓，且通過流體連通通路纟皮流體地連4婁到組織部位。流 體連通通路包括源導管、所述罐和目標導管。該罐設置在減壓源與組織部 位之間，且通過源導管被流體地連接到減壓源。通過目標導管將該罐流體 地連接到組織部位。減壓治療系統進一步包括感測設備，該感測設備與源 導管相通，且配置成感測源導管中的壓力。閥設置成與源導管相通，以選 擇性地排出減壓。處理單元與感測設備和閥相通。該處理單元配置成開啟 閥一段選定量的時間，在選定量的時間期間從感測設備接收感測數據，以 確定減壓的衰減，并基于減壓的衰減確定罐的填充狀態。
在本發明的又一個實施方案中，減壓治療系統包括減壓源，以提供減 壓。多孔墊安置在組織部位處，且流體地連接到減壓源。罐^t流體地連接 在多孔墊與減壓源之間，以收集從組織部位流出的流體。該系統進一步包
7括電磁閥，該電磁閥流體地連接到在罐與減壓源之間的導管。提供了用于 確定壓力衰減的裝置，以當開啟電磁閥時確定導管中的壓力衰減。
參照以下附圖和詳細描述，本發明的其它目的、特征和優點將變得明
顯
附圖簡述


圖1圖示了根據本發明的實施方案的具有滿罐檢測能力的減壓治療系
統；
圖2圖示了圖1的減壓治療系統的處理單元的框圖3圖示了使用根據本發明示例性實施方案的滿罐檢測方法的系統所 實施的試驗結果的圖解表示；
圖4圖示了使用根據本發明示例性實施方案的滿罐檢測方法的系統所 實施的試驗結果的圖解表示；
圖5圖示了使用根據本發明示例性實施方案的滿罐檢測方法的系統所 實施的試驗結果的圖解表示；以及
圖6圖示了使用根據本發明示例性實施方案的滿罐檢測方法的系統所 實施的試驗結果的圖解表示。
優選實施方式的詳述
在下列示例性實施方案的詳細描述中，參照了附圖，這些附圖構成本 文的一部分。使用這些示例性實施方案可實施本發明。對這些實施方案描 述得足夠詳細，以使本領域技術人員能夠實施本發明。可利用其它實施方 案，且可進行邏輯的、結構的、機械的、電的和化學的改變，而不脫離本 示例性實施方案的精神或范圍。為了避免對于本領域技術人員能夠實施本 發明不必要的細節，描述可能省略了本領域技術人員已知的某些信息。因 此，下列詳細描述不應當被認為是限定性的。這些示例性實施方案的范圍 由所附的權利要求限定。在此所使用的術語"減壓"通常是指低于正在接受治療的組織部位處 的環境壓力的壓力。在大多數情況下，該減壓會低于患者所在處的大氣壓。 雖然術語"真空"和"負壓"可用來描述施加到組織部位的壓力，但是施 加到組織部位的實際壓力可明顯地低于通常與完全的真空相關的壓力。與 該術語一致，減壓或真空壓力的增加是指絕對壓力的相對降低，而減壓或 真空壓力的減少是指絕對壓力的相對升高。
在此所使用的術語"組織部位"是指位于任何組織上或內的傷口或缺 陷，所述任何組織包括但不限于骨組織、脂肪組織、肌肉組織、皮膚組織、 血管組織、結締組織、軟骨、腱或韌帶。術語"組織部位，，可進一步指不 一定是受損傷的或有缺陷的任何組織區域，而替代地是期望增加或促進額 外組織的生長的區域。例如，減壓組織治療可用在某些組織區域中，以使 可獲取和移植到另一組織部位的額外組織生長。
參照圖1，減壓治療系統11包括安置在組織部位15處的多孔墊20或 其它分配歧管(distribution manifold)。通過目標導管21將多孔墊20流體 地連接到罐17。通過源導管24將減壓源19流體地連接到罐17。在操作 中，減壓源19通過流體連通通^各將減壓傳遞到組織部位，流體連通通^各 主要由源導管24、罐17和目標導管21共同組成。
電磁閥或其它適合的閥18安裝到源導管24，且用于當被開啟時將流 體連通通路內的減壓釋放到大氣。電磁閥10可與處理單元26相通，且受 處理單元26控制，這點在以下纟皮更詳細地描述。處理單元26可進一步與 感測設備28相通，感測設備28用于確定源導管24中的壓力。
減壓治療系統11能夠可靠地確定罐的填充狀態(即，罐是充滿了流 體還是未充滿流體)。系統11依靠被固定的流體連通通路的體積，因此 在開啟閥18后真空/人該已知體積的釋力文應出現在設定時間內。當處理單 元26通過任何可靠的堵塞檢測方法檢測到流體連通通路內的堵塞時，處 理單元26發信號，使閥18開啟一段選定量的時間(例如l秒)，以將減 壓從流體連通通路排到大氣。處理單元26從感測設備28 4妻收感測數據， 且在這1秒期間監測壓力衰減。如果壓力迅速衰減，那么處理單元26確
9定罐17是滿的，因為正被排空的腔(chamber)的體積是小的。因此，如 果罐充滿狀態被確定，處理單元26會向警報器發信號。
如果該衰減是緩慢的，就是說在電磁閥18被開啟的1秒期間內，真 空未衰減到預先確定的水平，那么處理單元26將作出結論，罐17是未滿 的。然后處理單元將認為，原先所檢測的堵塞狀況是由于目標導管21中 的實際堵塞而不是罐充滿狀況所引起的。在這種特定的情形下，處理單元 26可向分離的警報器發信號，以指示存在堵塞。優選地，用于通知使用者 罐充滿傷口流體和傷口流體所流動通過的目標導管21中的堵塞的警報器 是分離的和不同的。
可以按幾種方式來確定減壓的衰減。例如，可通過測量在開啟閥18 后的選定量的時間內減壓的減少(即，絕對壓力的升高)，來確定衰減。 作為另一個例子，可通過測量減壓降至閾值壓力所需的時間的量，來確定 衰減。也可通過測量在開啟閥18后選定量的時間內源導管24中的流速的 減少，來確定減壓的衰減。其它測量減壓衰減的方法也可以相似的方式使 用，且^f皮設想在本示例性實施方案的范圍內。
附加的組件可以與本示例性實施方案一起使用，以更好地確定罐17 的填充狀態。例如，傷口流體流動通過的目標導管21將罐17連接到多孔 墊20,目標導管21可包括可選^^的閥25。在通過閥18排出到大氣的時 候，關閉閥25可指示空罐內體積是空的。由空的體積的該指示推算且知 道罐的幾何形狀，可確定罐中流體的水平，且如果定期監測，也可確定來 自組織部位15的流體流速。
仍參照圖1，并且參照圖2，處理單元26可一皮容納在治療單元外殼 (therapy unit housing ) 40內，治療單元外殼40也可容納減壓源19、感測 設備28和閥18。處理單元26可配置有相同類型或不同類型的一個或多個 處理器。例如，處理單元26可包括一個或多個處理器、邏輯、模擬組件、 或任何其它能啟動信號的電子裝置，所述信號包括信息，例如在待接納的 系統中各個位置處的流體壓力。
處理單元26執行軟件208,且可進一步與以下設備相通(i)存儲 器210,其用于存儲數據和軟件代碼，(ii)輸入/輸出(I/O)單元218,其用于無線地、經由電線或經由存儲輸入設備與諸如閥或感測設備的其它 設備和系統相通，(iii)存儲單元222,其可存儲一個或多個數據存儲庫
(data repository) 226a匿226n (整體為226)，例如具有一個或多個文件 的數據庫，(iv)電子顯示器234，其可以是或可以不是觸敏的，以及(v) 一個或多個警報器238,其能使用聲頻信號、視覺信號或其它信號向減壓 治療系統的使用者發信號。軟件208可配置成與其它設備(例如電子顯示 器234)中的每個設備通過界面連接，以允許管理和觀察減壓治療。
試驗數據
參照圖3，此示了使用與減壓治療系統11類似的系統所實施的試 驗結果的圖解表示。在該試驗中，對密閉罐示出了衰減時間相對于在125 毫米汞柱處的填充水平的變化。罐填充有以50毫升遞增的從空至500毫 升的各種水平的水。用于傷口治療的負壓i殳定到125毫米汞柱，且系統運 行，直到在略微超過目標壓力處關閉泵。然后終止治療，且應用自然滲漏， 以使壓力下降至125毫米汞柱。在該點處，操作閥以使罐通風至大氣。以 每秒10個樣品記錄壓力分布。同樣的試驗也使用連接到該系統的標準大 傷口進行，并產生圖6的曲線圖。
參照圖4,此示了試驗結果的圖解表示，在該試驗中觀察使用大 傷口在各種壓力處在滿罐與接近滿罐之間的衰減時間的差異。標準大傷口 泡沫和敷料在在塑料的基礎上制備且裝有減壓傳遞墊，以允許針注射液 體，以便填充罐和引起堵塞警報。在50毫米汞柱至400毫米汞柱的治療 壓力處繪制兩組曲線， 一組曲線在450毫升流體水平處，而一組曲線使用 被傷口排出物填充直到出現堵塞警報的罐。選擇450毫升的值，是因為對 于所使用的特定罐需要盡可能高的填充水平，與不出現堵塞警報一致。這 個情形被設想為最壞的情景，條件是如果該系統能在高水平處區分兩種情 形，那么當水平降低時這只會更容易。
將罐填充至450毫升，且獲得略微超過目標壓力的壓力。關閉真空泵， 且當泄漏使壓力降至目標水平時，如上所述開啟通風閥。對于阻塞的曲線 族，通過將水注入傷口中且在正常治療條件下運行來填充罐。試驗結果顯 示于圖4中。
ii參照圖5,此示了試驗結果的圖解表示，在該試驗中觀察使用大
傷口在350毫米汞柱處在滿的和其它流體水平之間的衰減差異。在如圖3 和圖4的試驗中準備標準大傷口，且對于外部填充的、從空至500毫升的 流體水平繪制在350毫米汞柱處的壓力曲線。在如上所述試驗中在直接控 制下完成此程序。在200毫米汞柱處在正常治療下運行該系統，并將流體 注入傷口中直至出現堵塞警報。在350毫米汞柱處繼續直接控制，并繪制 最后的曲線。
試驗結論
在圖3中使用密閉罐所獲得的曲線顯示在填充水平與壓力降至O毫米 汞柱和5毫米汞柱的時間之間良好的直線性。在衰減的初期階段中存在一 些交叉，但是曲線的趨勢似乎指示衰減時間與填充水平近似地成比例。
在圖3中所示的結果是針對密閉罐。如在圖6中所反應的另外的工作 揭示了當連接上傷口時，交叉效應明顯地減少了
圖4中的曲線指示在數據中存在明顯的分組。由于滿罐，當出現了過 濾器阻塞時，壓力在小于0.8秒內降至10毫米汞柱下，與治療壓力無關。 當罐是接近滿的但未出現阻塞的時候，到10毫米汞柱的時間是三秒或更 多。如果測量的是到初始值的百分數而不是到絕對壓力的時間，則這種差 異可能改善。
圖5證實，對于從空至500毫升的所有填充水平，衰減時間需要大量 時間來從350毫米汞柱降至接近零水平。最快的衰減速率(500毫升)在 四秒后降至約20毫米汞柱，且在10秒后仍在約10毫米汞柱左右。通過 比較，阻塞曲線在小于1秒內降至近乎零(3毫米汞柱以下)。
在即時應用中所公開的系統和方法在現有的負壓治療系統上進行了 改進，通過可靠地警告系統的使用者傷口流體罐是滿的且可能必須被倒 空。通過借助于閥釋;^流體連通通路中的壓力，在此所公開的系統和方法 能夠測量負壓的衰減。如果在流體連通通路內的負壓迅速衰減，那么系統 確定罐是滿的并觸發警報器，通知使用者罐充滿了傷口流體。如果在流體連通通路內的負壓緩慢衰減，那么系統確定在系統中存在應被去除的堵 塞，且通過觸發警報器來通知使用者。
盡管在此所論述的實施例中的許多實施例是本發明在傷口治療的醫 療領域中的應用，本發明也可被應用于其它類型的負壓應用，所述負壓應 用包括但不限于用于醫療用途和非醫療用途的抽吸和流體收集設備。
本領域技術人員將看到，本發明可被應用于存在對提供容納任何物質 的容器的填充狀態的指示的需求的許多領域中。由前述內容應明顯，已經
提供了具有重要優點的發明。雖然本發明僅僅以一些形式顯示，但本發明 不僅僅限于而是可允許各種變化和改進，而不脫離本發明的精神。
權利要求
1.一種檢測方法，其用于檢測組織治療系統中流體的罐的填充狀態，所述方法包括在所述組織治療系統的流體連通通路中產生減壓；將減壓施加到組織部位；將流體從組織部位收集到所述罐中；釋放減壓；當減壓被釋放時，測量減壓的衰減；以及由測量出的衰減確定所述罐的填充狀態。
2. 如權利要求1所述的方法，其中減壓是在所述流體連通通路的至 少一部分中被釋放的。
3. 如權利要求1所述的方法，其中所述填充狀態指示所述罐是滿的 或不是滿的。
4. 如權利要求l所述的方法，其中測量衰減的所述步驟進一步包括 設定低于減壓的壓力閾值；一旦釋放減壓，就測量所述罐達到所述壓力閾值的時間；以及 基于測量出的時間，確定所述罐的填充狀態。
5. 如權利要求1所述的方法，其中釋放減壓的所述步驟和測量衰減 的所述步驟進一步包括#奪;故減壓 一段選定量的時間；在所述選定量的時間之后，測量在所述流體連通通路的至少一部分內 所達到的壓力；以及基于所述達到的壓力，確定所述罐的填充狀態。
6. 如權利要求1所述的方法，其中釋放減壓的所迷步驟和測量衰減的所述步驟進一步包括釋放減壓 一段選定量的時間；在減壓釋放期間，測量來自所述流體連通通路的流速；以及 基于所述流速，確定所迷罐的填充狀態。
7. 如權利要求1所述的方法，其中確定填充狀態的所述步驟包括確 定填充水平。
8. 如權利要求l所述的方法，其進一步包括在所述罐的填充水平指示是滿罐的情況下，警告使用者所述罐是滿的。
9. 如權利要求1所述的方法，其中所述流體連通通路包括所述罐、 源導管和目標導管，所述源導管將所述罐流體地連接到減壓源，而所述目 標導管將所述罐流體地連接到所述組織部位。
10. —種減壓治療系統，其包^^舌罐，其流體地連接到組織部位，且配置成接納在減壓的作用下從組織 部位流出的流體；減壓源，其配置成提供減壓，且通過流體連通通路流體地連接到組織 部位，所述流體連通通路包括源導管、所述罐和目標導管，所述罐設置在 所述減壓源與組織部位之間，且通過所述源導管流體地連接到所述減壓 源，所述罐進一步通過所述目標導管流體地連接到組織部位；感測設備，其與所述源導管相通，且配置成感測所述源導管中的壓力；閥，其與所述源導管相通，且被配置來排出減壓；以及處理單元，其與所述感測設備和所述閥相通，且配置成開啟所述閥 一段選定量的時間；在所述選定量的時間期間，從所述感測設備接收感測數據，以確定減壓的衰減；以及基于減壓的衰減，確定所述罐的填充狀態。
11. 如權利要求IO所述的系統，其中所述填充狀態指示所述罐是滿的 或不是滿的。
12. 如權利要求10所述的系統，其中所述閥選^r性地從所述流體連通通路的至少 一部分排出減壓；且 所述流體連通通路的所述至少 一部.分中的減壓衰減一皮確定。
13. 如權利要求10所述的系統，其中所述處理單元進一步配置成 一旦開啟所述閥，就確定所述罐達到壓力閾值所需的時間；以及 使用所述時間，確定所述罐的填充狀態。
14. 如權利要求10所述的系統，其中所述處理單元進一步配置成在所述選定量的時間之后，確定在所述流體連通通路內所達到的壓 力；以及基于所述達到的壓力，確定所述罐的填充狀態。
15. 如權利要求10所述的系統，其中所述處理單元進一步配置成 確定是否堵塞存在于所述流體連通通路中。
16. 如權利要求IO所述的系統，其進一步包括第二閥，其流體地連接到所述目標導管，且配置成當第一閥開啟時關閉。
17. 如權利要求16所述的系統，其中所述第一閥和所述第二閥包括 電力或才幾械驅動的閥。
18. 如權利要求10所述的系統，其進一步包括警才艮器，其與所述處理單元相通，并配置成當所述罐是滿的時候警告 使用者。
19. 一種減壓治療系統，其具有滿罐檢測能力，所述系統包括 減壓源，其提供減壓；多孔墊，其安置在組織部位處，且流體地連接到所述減壓源；罐，其流體地連接在所述多孔墊與所述減壓源之間，以收集從所述組 織部位流出的流體；電磁閥，其流體地連接到在所述罐與所述減壓源之間的導管；以及用于確定壓力衰減的裝置，其用于當開啟所述電磁閥時確定所述導管 中的壓力衰減。
20. 如權利要求19所述的系統，其中所述用于確定壓力衰減的裝置 進一步包括流量傳感器，所述流量傳感器與所述導管相通。
21. 如權利要求19所述的系統，其中所述用于確定壓力衰減的裝置 進一步包括壓力傳感器，所述壓力傳感器與所述導管相通。
22. 如權利要求19所述的系統，其中所述用于確定壓力衰減的裝置 進一步包括計時器，以測量所述導管中的壓力達到選定的壓力闊值所需的 時間的量。
23. 如權利要求19所述的系統，其進一步包括觸發警報器的裝置， 所述觸發警報器的裝置響應于被確定為指示滿罐狀況的壓力衰減而觸發 警報器。
全文摘要
提供了減壓治療系統，其包括流體地連接到組織部位的罐，且該罐配置成接納在減壓的作用下從組織部位流出的流體。減壓源提供減壓，且通過流體連通通路被流體地連接到組織部位，該流體連通通路可包括源導管、所述罐和目標導管。感測設備與源導管相通且配置成感測源導管中的壓力。閥與源導管相通，且被配置來排出減壓。處理單元與感測設備和閥相通，且配置成開啟閥一段選定量的時間，確定減壓的衰減，以及基于減壓的衰減確定罐的填充狀態。
文檔編號A61F5/00GK101516297SQ200780034499
公開日2009年8月26日 申請日期2007年9月19日 優先權日2006年9月19日
發明者克里斯多佛·布賴恩·洛克, 大衛·羅布森·布蘭福德, 蒂莫西·馬克·羅賓遜 申請人:凱希特許有限公司