CN104507513B - 基于动态占空比阈值确定的减压治疗系统的控制操作 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了负压伤口治疗装置和敷裹件,以及用于操作这种装置以供敷裹件使用的系统和方法。在某些实施例中,控制治疗输送可能基于监控和检测各种操作状况。装置可具有控制器,其配置成监控负压源的占空比。基于监控占空比,控制器可确定是否存在渗漏,并为用户提供指示。控制器可确定占空比阈值,以便在不间断的治疗输送、避免用户不便、保存功率、取得最佳或接近最佳的效率、以及/或者限制振动噪声之间取得最佳或接近最佳的平衡。在某些实施例中,占空比阈值至少部分地基于电源的容量和装置的操作时间来确定。
Description
相关专利的交叉引用
本申请要求享有于2012年3月20日提交的美国临时专利申请No.61/613,456的优先权,其通过引用而完整地结合在本文中,并组成本公开的一部分。
技术领域
本公开的实施例涉及用于利用局部负压(TNP)治疗来敷裹和处理伤口的方法和装置。具体,但无限制地说来,这里公开的实施例涉及负压治疗泵和敷裹件,以及用于控制TNP系统操作的方法和算法。
背景技术
许多不同类型的伤口敷裹件是已知的,其用于帮助人或动物的愈合过程。这些不同类型的伤口敷裹件包括许多不同类型的材料和层,例如纱布、衬垫、泡沫衬垫或多层伤口敷裹件。局部负压(TNP)治疗,有时被称为真空辅助闭合负压伤口治疗,或减压伤口治疗,其被广泛认为是一种用于改善伤口愈合速率的有利机制。这种治疗可适用于广泛的伤口范围,例如切割伤口、开放性伤口和腹部伤口等。
TNP治疗通过减少组织浮肿;鼓励血液流动;刺激肉芽组织的成形;除去过量渗出物而有助于伤口的闭合和愈合,并可减少细菌载入和因而减少对伤口的感染。此外,TNP治疗允许伤口较少的外部干扰,并促进更快速的愈合。
发明内容
这里公开的实施例涉及利用减压或负压处理伤口的系统和方法,并且通常可适用于局部负压(TNP)治疗系统中使用。某些实施例致力于负压治疗泵和敷裹件,以及用于操作这种负压治疗泵的方法和算法,和用于供负压治疗敷裹件使用的TNP系统。这里公开的某些实施例包括新颖且创新的控制逻辑,其配置成控制TNP系统的操作。例如,某些实施例包括新颖且创新的控制逻辑,其配置成响应监控和检测各种操作状况而控制负压源的操作。在某些实施例中,控制逻辑可配置成检测和响应一个或多个渗漏,例如与负压源保持流体连通的敷裹件中的渗漏,由伤口上的敷裹件所产生的密封件中的渗漏等等。
在某些实施例中,公开了基于动态占空比阈值确定而用于控制减压治疗系统操作的装置和方法。在某些实施例中,用于对伤口施加负压的装置包括负压源、电源和控制器,负压源配置成联接到敷裹件上,电源配置成向源装置供应功率。控制器配置成监控负压源的占空比,并至少部分地基于电源的容量和装置的操作时间而确定占空比阈值。在各种实施例中,占空比反映了负压源在一个时间周期内活动的时间量。在某些实施例中,控制器配置成根据二次函数而确定占空比阈值。在某些实施例中,电源容量和操作时间是根据线性关系相关的。根据各种实施例,控制器还配置成当负压源活动时测量电源的第一容量,当负压源不活动时测量电源的第二容量,并且至少部分地基于电源的第一容量和第二容量而确定电源的容量。例如,电源的容量可基于电源的第一容量和第二容量的平均值来确定。
在某些实施例中,一种用于操作具有负压源和电源的负压装置的方法,包括将负压从负压源输送给定位在伤口上的敷裹件,监控负压源的占空比,并至少部分地基于电源的容量和负压装置的操作时间而确定占空比阈值。在各种实施例中,占空比反映了负压源在一个时间周期内活动的时间量。在某些实施例中,占空比阈值的确定是根据二次函数来执行的。在某些实施例中,电源容量和操作时间根据线性关系是相关的。根据某些实施例,该方法还包括当负压源活动时测量电源的第一容量,当负压源不活动时测量电源的第二容量,并且至少部分地基于电源的第一容量和第二容量而确定电源的容量。例如,电源的容量可基于电源的第一容量和第二容量的平均值来确定。
附图说明
现在将在后文中参照附图仅通过示例描述本发明的实施例,其中:
图1显示了减压伤口治疗装置的一个实施例,其包括泵、敷裹件和导管。
图2显示了根据某些实施例的泵组件。
图3显示了根据某些实施例的泵组件的电气构件的示意图。
图4显示了曲线图,其描绘根据某些实施例的用于泵组件的占空比的确定。
图5A-5C显示了曲线图,其可根据某些实施例用于确定占空比阈值。
图6A-6C显示了根据某些实施例在泵组件的操作寿命上的一组占空比阈值的确定。
图7显示了二次曲面的曲线图,其可根据某些实施例用于确定占空比阈值。
图8是流程图,其显示了根据某些实施例的泵组件的操作过程。
图9显示了根据某些实施例在泵组件的操作寿命上的另一组占空比阈值的确定。
图10显示了根据某些实施例在泵组件的操作寿命上的又一占空比阈值的确定。
具体实施方式
这里公开的实施例涉及利用减压处理伤口的系统和方法。这里使用的减压水平或负压水平,例如-X mmHg代表了低于标准大气压的压力水平,标准大气压相当于760 mmHg(或1 atm、29.93 inHg、101.325 kPa、14.696 psi等等)。因此-X mmHg的负压值反映了比760 mmHg低X mmHg的绝对压力,或者换句话说,(760-X) mmHg的绝对压力。另外,比X mmHg“更少”或“更小”的负压对应于更接近大气压的压力(例如-40 mmHg少于-60 mmHg)。比-XmmHg“更多”或“更大”的负压相当于离大气压更远的压力(例如-80 mmHg多于-60 mmHg)。
本发明的实施例通常可适用于在局部负压(“TNP”)治疗系统中使用。简要地说,负压伤口治疗通过减少组织浮肿、鼓励血液流动和肉芽组织的成形、和/或去除过量渗出物而有助于许多“难以愈合”的伤口形式的闭合和愈合,并且可减少细菌载入(和因而减少感染风险)。另外,这种治疗容许伤口较少的干扰,从而导致更快速的愈合。TNP治疗系统还可通过去除流体并帮助使组织稳定在并列的闭合位置,从而有助于外科闭合的伤口的愈合。在移植物和皮瓣中可找到TNP治疗的进一步的有利用途,在移植物和皮瓣中去除过量流体是重要的,并且需要移植物紧密接近组织,从而确保组织活力。
某些实施例致力于负压治疗泵和敷裹件,以及用于操作这种负压治疗泵的方法和算法,和用于供负压治疗敷裹件使用的TNP系统。这里公开的泵组件的某些实施例包括新颖且创新的控制逻辑,其配置成控制泵组件的操作。例如,某些实施例包括新颖和创新的控制逻辑,其配置成控制泵组件的操作,以响应监控和检测各种操作状况,例如系统中的渗漏的存在和/或渗漏的严重性,从伤口吸出的流体(例如空气、液体和/或固体渗出物等等)的流速等等,同时延长泵组件的操作寿命,并为病人提供最佳或接近最佳的治疗输送。在某些实施例中,控制逻辑可配置成检测系统中的渗漏(例如与泵保持流体连通的敷裹件中的渗漏,由伤口上的敷裹件所产生的密封件中的渗漏等等)以及在检测到这种渗漏时控制泵组件的操作。
这里公开的控制逻辑可帮助泵组件更有效地操作和保存功率,例如但不局限于电池功率。这里公开的某些实施例涉及用于控制负压伤口治疗系统的操作的装置和方法。具体,但无限制地说来,这里公开的实施例涉及负压治疗装置和敷裹件,以及用于操作负压治疗系统的方法和算法。在某些实施例中,虽然不需要,但是装置可包括敷裹件,其配置成放置在伤口上,并在伤口上产生基本上流体不可渗透的密封。该装置可包括负压源(例如负压泵),其配置成联接到敷裹件上。该装置还可包括控制器,其配置成监控负压源的占空比,并至少部分地基于电源的容量和装置的操作时间而确定占空比阈值。在某些实施例中,控制器可进一步配置成激励负压源,确定占空比是否超过占空比阈值,并且响应超过占空比阈值的占空比而提供指示。
某些实施例公开了一种操作负压源的方法。该方法可包括将负压从负压源输送给定位在伤口上的敷裹件,监控负压源的占空比,并且至少部分地基于电源的容量和负压装置的操作时间而确定占空比阈值。在某些实施例中,该方法还可包括提供指示,以响应确定占空比超过占空比阈值。
在某些实施例中,负压源可能是小型的一次性的泵,其由电源,例如电池驱动。泵组件可配置成提供预定的时间周期例如大约1天、2-10天、大于10天等等内的治疗。在某些实施例中,可能需要泵组件提供这种时间周期内不间断的治疗。在某些实施例中,泵组件可配置成在初始激励之后使自身去激励预定的时间周期(例如7天、10天等等)。这里的公开算法或逻辑可帮助泵组件更有效地操作,以例如通过保存功率(例如,但不局限于电池功率)延长泵组件的操作寿命。
在某些实施例中,泵组件可配置成监控负压源(例如泵)的占空比。这里使用的“占空比”反映了负压源在一个时间周期内活动或运行的时间量。换句话说,占空比反映了负压源处于活动状态的时间,作为考虑的总时间的分数。这在一个实施例中可用算术表示为:
DC=t/T (1)
其中DC是占空比,t是负压源处于活动的持续时间,并且T是考虑的总时间。占空比可被测量为绝对值(例如X秒)、比例(例如1/X)、百分比(例如X%)等等。例如,如果在1分钟的周期内,负压源已接通(或操作)6秒并关闭(或不操作)54秒,那么占空比可表示为6秒、1/10、10%等等。
在某些实施例中,泵组件可包括控制器,其配置成监控负压源的占空比。占空比测量值可指示穿过该系统的流速,并反映负压源的活力水平。例如,占空比可指示负压源在进行正常操作,难以工作,极其难以工作等等。此外,占空比测量值,例如周期性的占空比测量值可反映各种操作状况,例如系统中的一个或多个渗漏的存在性、速率和/或严重性、从伤口吸出的流体(例如空气、液体和/或固体渗出物等等)的流速等等。基于占空比测量值,例如通过比较测量的占空比与占空比阈值(校准或运行时间所确定的),控制器可执行和/或经过程序来执行算法或逻辑,其根据各种系统需求来控制系统的操作。例如,占空比测量值可指示系统中的高渗漏的存在,并且控制器可经过程序向用户(例如病人、护工、医生等等)指示这种情况,和/或临时暂停或中断负压源的操作以保存功率。
在某些实施例中,系统可配置成提供指示、警报等等,用于向用户反映操作状况。该系统可包括视觉、听觉、触觉以及其它类型的指示器和/或警报,其配置成发送信号给用户通知各种操作状况。这种状况包括系统接通/关闭、备用、暂停、正常操作、敷裹件问题、渗漏、错误等等。指示器和/或警报可包括扬声器、显示器、光源等等,和/或其组合。例如,指示可通过激励负压源或使之去激励,减少由负压源产生的负压水平,降低负压源使用的功率量等等或任何其组合来提供。
减压系统
图1显示了减压伤口处理装置100的一个实施例,其包括伤口敷裹件102以及泵组件104。在这里公开的任何装置实施例中,如图1所示的实施例中,泵组件可能是无罐泵组件(意味着泵组件不具有任何渗出物或液体收集罐)。然而,这里公开的任何泵组件实施例可配置成包括或支撑罐。另外,在这里公开的任何装置实施例中,任何泵组件实施例都可安装在敷裹件上或由敷裹件来支撑,或邻近敷裹件。敷裹件102可放置在伤口(未显示)上,如在美国专利公布No.2011/0282309(美国专利申请No.61/613,456的展出物C)中更详细所述,其公开通过引用而结合在本文中,并且组成本公开的一部分,并且然后可将导管106连接到敷裹件102上。这里公开的敷裹件102或任何其它敷裹件可具有美国专利公布No.2011/0282309(美国专利申请No.61/613,456的展出物C)中所公开的任何敷裹件实施例的任何材料、尺寸、构件或其它细节,并且这种实施例和其说明通过引用而完整地结合在本文中,就如本公开的一部分。这里公开的导管106或任何其它导管可由聚氨基甲酸脂、聚氯乙烯、耐纶、聚乙烯、硅或任何其它合适的材料形成。
敷裹件102的某些实施例可具有端口108,其配置成接收导管106的端部(例如导管106的第一端部106a),但这种端口108不是必须的。在某些实施例中,导管可穿过和/或在敷裹件108下面穿过,以便将减压源供应至敷裹件102和伤口之间的空间,从而在这种空间中保持所需的减压水平。装置100的某些实施例可配置为使得导管106的第一端部106a预先连接在端口108上。导管106可能是任何合适的物品,其配置成在泵组件104和敷裹件102之间提供至少基本密封的流体流动路径,从而将泵组件104所提供的减小的压力供应至敷裹件102。
敷裹件102可作为单个物品来提供,其中所有伤口敷裹件元件(包括端口108)预先连接并整体形成到单个单元中。伤口敷裹件102然后可通过导管106连接到负压源,例如泵组件104上。在某些实施例中,虽然不需要,但是泵组件104可能是小型化且携带式的,类似于可从Smith & Nephew公司得到的PICO泵,但是更大的常规泵也可供敷裹件102使用,例如可从Smith & Nephew公司得到的RENASYS GO或RENASYS EZ泵。
伤口敷裹件102可定位在有待处理的伤口位置上。敷裹件102可在伤口位置上形成基本密封的空腔或封闭部。应该懂得,遍及本说明书都参照了伤口。从这个意义上说,应该懂得术语“伤口”应被广泛地理解并包含开放的和封闭的伤口,在这些伤口中,表皮被撕裂、切开或刺破,或者创伤造成挫伤,或病人表皮上的任何其它表面状况或其它状况或缺陷,或者其受益于减压处理。伤口因而被广泛地限定为任何可能产生或可能不产生流体的受损的组织区域。这种伤口的示例包括,但不局限于急性伤口、长期伤口、外科切口以及其它切口、亚急性和裂开的伤口、外伤伤口、皮瓣和表皮移植物、撕裂、擦伤、挫伤、烧伤、糖尿病溃疡、压力溃疡、气孔、外科伤口、创伤和静脉溃疡等等。在某些实施例中,这里所述的TNP系统的构件可特别适合于切口伤口,其渗出少量的伤口渗出物。
该装置的某些实施例设计为可在不使用渗出物罐的条件下操作。敷裹件102可配置成具有薄膜,其具有高水蒸气渗透性,以便使过剩流体蒸发,并且其中可具有超吸收性材料,以便安全地吸收伤口渗出物。该装置的某些实施例设计为用于一次性治疗使用,并且可在大约最大7至11天使用之后以环保方式进行处置。在所需的天数之后,泵可经过程序自动地终止治疗,例如在七天之后,泵的进一步操作将是不可能的。某些实施例设计为用于更长或反复使用,并且可配置成支撑渗出物罐。
在某些实施例中,管道106可具有连接器112,其定位在管道106的第二端部106b处。连接器112可配置为与从泵组件104凸出的短长度的导管114,与短长度的导管114连通的匹配连接器114a,或另外与泵外壳支撑的连接器相联接(如下面更详细所述)。在某些实施例中,管道114的长度可能大约为14 mm(0.55英寸),或大约0.5至大约5英寸。在放置或搁置在泵和连接器112上时,短长度的导管或管道114可降低病人的不舒适感。配置泵组件104和管道106,使得管道106可快速且容易地从泵组件104上除去,这根据需要可促进或改善敷裹件或泵变化的过程。这里公开的任何泵的实施例可配置为在管道和泵之间具有这里公开的任何连接配置。
在某些实施例中,如在所示的实施例中,泵组件104可具有足够小且可携带的尺寸,以便支撑在用户身体或用户衣服上。例如,泵组件104可定制尺寸,以便利用医用胶带或其它方式连接到人的皮肤上舒适的位置,邻近或位于敷裹件102上。此外,泵组件104可定制尺寸,以装配在人的裤子或衬衫口袋中,或者可利用短绳、小袋或其它合适的装置或物品而系在人的身体上。
在某些实施例中,泵组件104可通过一个或多个电池(例如,两个电池)来驱动。对于本公开的某些实施例而言,负压范围可能是大约-80 mmHg,或者在大约-20 mmHg至-200mmHg之间。注意,这些压力是相对于标准环境大气压而言的,因而,-200 mmHg实际来说将是大约560 mmHg。在某些实施例中,压力范围可在大约-40 mmHg至-150 mmHg之间。或者,可使用高达-75 mmHg、高达-80 mmHg或-80 mmHg以上的压力范围。在其它实施例中还可使用-75mmHg以下的压力范围。或者,可由装置100提供大约-100 mmHg,或甚至150 mmHg以上的压力范围。其它关于泵组件104的操作细节在美国专利公布No.2011/0282309(美国专利申请No.61/613,456的展出物C)中有所陈述,并且这种实施例、配置、细节和其图示通过引用而完整地结合在本文中,就如本公开的一部分。
泵组件104可具有外壳120,其包括控制按钮122(其还可能是开关或其它相似的构件)和一个或多个灯,其可能是LED灯。在某些实施例中,泵组件104可具有不止一个按钮122,并且可具有三个或更多个灯。灯可配置成警告用户泵组件104的各种操作状况和/或故障状况,包括警告用户正常或正确的操作状况、泵故障、供应至泵的功率或功率故障、电池状况或电池的电压水平、检测在敷裹件或流动路径中的渗漏、抽吸堵塞、或任何其它相似的或合适的状况或其组合。
在操作过程中,伤口敷裹件102被密封在伤口位置上,从而形成伤口空腔。泵组件104为敷裹件102提供了负压源。流体通过伤口敷裹件从位于伤口敷裹件102的伤口接触层下面的伤口位置被抽向孔。流体朝孔移动,穿过传输层,其可能是一层定位在接触层上面的多孔材料。当流体被抽过传输层时,伤口渗出物被吸收到吸收剂层中。
图2显示了根据某些实施例的泵组件104。优选地,泵组件104可能是小型化且可携带的,但是还可使用更大的常规携带式或非携带式(例如吸壁式)泵。泵组件104可包括开关或按钮122,其显示为定位在泵组件的外壳的外表面上的起用/暂停按钮。如美国专利申请No.13/287,959(美国专利申请No.61/613,456的展出物A)中所公开,且如美国专利公布No.2012/0136325所公布的那样,按钮122可配置成停止、暂停和/或重新起动治疗,并且这种实施例和其图示通过引用而完整地结合在本文中,就如其组成了本公开的一部分。虽然所示为按钮122,但是可包含其它类型的开关或按钮,例如触垫、触摸屏、键盘等等。
泵组件104还可包括连接器1050(用于连接导管,例如导管106),和三个LED指示器1062,1064和1066。如图所示,LED指示器1062(例如OK指示器)可配置成指示系统的正常/不正常操作。例如,活动(例如发光)指示器1062可代表正常操作。LED指示器1064(例如敷裹件指示器)可配置成指示系统中的渗漏。例如,活动(例如发光)指示器1064可代表渗漏。LED指示器1066(例如电池指示器)可配置成指示电源(例如电池)的剩余容量或寿命。例如,活动(例如发光)指示器1066可代表低容量。在某些实施例中,指示器1062,1064和1066可具有不同的颜色、两种不同的颜色(例如两个指示器可共享相同颜色)或相同的颜色。虽然泵组件优选包括三个LED指示器和推式起用/暂停按钮,但是可备选地使用其它配置、位置和类型的指示器、警报和开关。在某些实施例中,泵组件104可包括视觉、听觉、触觉以及其它类型的指示器或警报,其配置成发送信号给用户,以通知各种操作条件。这种条件包括系统接通/关闭、备用、暂停、正常操作、敷裹件问题、渗漏、错误等等。指示器可包括扬声器、显示器、光源等等,和/或其组合。
图3显示了根据某些实施例的泵组件104的电气构件的示意图。模块1140可能是控制板(例如印刷电路板组件),其可包括输入输出(I/O)模块1150、控制器1160和存储器1170。在某些实施例中,模块1140可包括额外的电气/电子构件,例如保险丝。控制器1160可能是微型控制器、处理器、微处理器等等,或任何其组合。例如,控制器1160可能是来自STMicroelectronics公司的STM8L MCU系列类型,例如STM8L 151G4U6,或来自Freescale公司的MC9S08QE4/8系列类型,例如MC9S08QE4CWJ。优选地,控制器1160是低功率或超低功率装置,但可备选地使用其它类型的装置。存储器1170可包括一个或多个易失性和/或非易失性存储器模块,例如一个或多个只读存储器(ROM),一次写入多次读取存储器(WORM)、随机存取存储器(例如SRAM、DRAM、SDRAM、DDR等等)、固态存储器、闪存、磁存储器等等或任何其组合。存储器1170可配置成储存程序代码或指令(由控制器执行)、系统参数、操作数据、用户数据等等或任何其组合。在某些实施例中,泵组件104包括多个控制器。
I/O模块1150可配置成在控制器1160和其它系统构件之间起到接口作用,其提供和/或响应电磁信号。换句话说,I/O模块1150可配置成容许控制器1160监控系统的操作和控制系统的其它构件。在某些实施例中,如图所示,I/O模块1150可与按钮122、指示器1060、压力传感器1070、电源1130和负压源1090保持电磁连通。负压源可具有任何合适的类型例如但不局限于旋转式隔膜泵或其它隔膜泵、压电泵、蠕动泵、活塞泵、旋转式叶片泵、液环泵、卷泵、由压电式转换器操作的隔膜泵、音圈泵或任何其它合适的泵或微型泵或前述任何组合。I/O模块可包括接口或多个接口,其配置成连通各种构件。接口可包括标准和/或非标准端口,例如串行端口、并行端口、总线接口等等或任何其组合。
在某些实施例中,泵组件104可配置成控制系统的操作。例如,泵组件104可配置成通过例如频繁地或无须暂停或中断治疗等等并保存功率、由极限负压源产生的噪声和振动等等,从而在不间断的治疗输送和/或避免用户不便之间提供合适的平衡。泵组件104的操作控制可根据美国专利申请No.13/287,959(美国专利申请No.61/613,456的展出物A)所公开,美国专利公布No.2012/0136325和/或国际申请No.PCT/GB2011/051745(美国专利申请No.61/613,456的展出物B)所公布,以及WO 2012/038724所公布的任何实施例来执行,并且这种实施例和其图示通过引用而完整地结合在本文中,就如其组成了本公开的一部分。控制泵组件104的操作的各种方法或算法可由控制器1160来执行,其可配置成激励负压源1090/使负压源1090去激励,为用户提供指示,并响应由按钮122提供的信号等等。
在某些实施例中,泵组件104可包括配置成监控负压源1090的占空比。例如,控制器1160可配置成周期性地和/或连续地监控占空比。占空比测量值可反映系统的各种操作状况,例如渗漏的存在性和/或渗漏的严重性、从伤口吸出的流体(例如空气、液体和/或固体渗出物等等)的流速等等。例如,占空比测量值可指示高渗漏的存在,并且泵组件可配置成指示这种状况,并且/或者暂时中断或暂停泵的操作,以保存功率。这种功能例如可保存电池功率,并容许瞬间和/或非瞬间渗漏得以解决,而无须用户干预,或者容许用户修复渗漏(例如矫直敷裹件,固定密封件,检查连接等等)。
在某些实施例中,泵组件104可配置成周期性地监控占空比,例如在每10秒左右一次至每5分钟左右一次之间。在某些实施例中,泵组件可配置成每分钟一次监控占空比。如上面解释的那样,占空比可算术地表示为:
DC=t/T (2)
其中DC是占空比,t是负压源处于活动的持续时间,并且T是考虑的总时间。在每分钟一次监控占空比的情况下(即,T=60秒),占空比可表示为(例如以百分比形式):
DC=(在过去的一分钟周期内的泵运行时间/60)*100%(3)
图4显示了曲线图1600,其描绘了根据某些实施例的用于泵组件104的占空比的确定。x轴代表时间,并且y轴代表压力。在某些实施例中,泵组件104可配置成在敷裹件102下面建立所需-100 mmHg的负压水平,如位置1606所示。例如,这可在初始泵停止状态1260期间执行,就如美国专利申请No.13/287,959(美国专利申请No.61/613,456的展出物A)中所公开以及美国专利公布No.2012/0136325所公布的那样,并且这种实施例和其图示通过引用而完整地结合在本文中,就如其组成了本公开的一部分。泵组件可配置成监控敷裹件102下面的负压水平。例如,这可在初始监控状态1280下执行,就如美国专利申请No.13/287,959(美国专利申请No.61/613,456的展出物A)中所公开以及美国专利公布No.2012/0136325所公布的那样,并且这种实施例和其图示通过引用而完整地结合在本文中,就如其组成了本公开的一部分。如图所示,泵组件可在间隔1602所示的时间周期内监控压力。敷裹件102下面的负压水平可能随着时间而降低(例如由于系统中的渗漏),如线1620所示。
在某些实施例中,泵组件104可配置为当压力降低至达到或越过位置1608所代表的大约-60 mmHg的阈值时用于还原或重建敷裹件102下面的负压水平。在某些实施例中,泵组件可配置成激励泵,如线1622所示。例如,这可通过过渡至维护泵停机状态1290来执行,就如美国专利申请No.13/287,959(美国专利申请No.61/613,456的展出物A)中所公开以及美国专利公布No.2012/0136325所公布的那样,并且这种实施例和其图示通过引用而完整地结合在本文中,就如其组成了本公开的一部分。如图所示,泵组件可激励泵达持续时间b(1604),直至在敷裹件102下面重建-100 mmHg的负压水平。泵组件可配置为当敷裹件102下面的压力水平在位置1610处达到-100 mmHg时用于使泵去激励。例如,这可通过过渡至监控状态1280来执行,就如美国专利申请No.13/287,959(美国专利申请No.61/613,456的展出物A)中所公开以及美国专利公布No.2012/0136325所公布的那样,并且这种实施例和其图示通过引用而完整地结合在本文中,就如其组成了本公开的一部分。在1600所示周期(即,a+b)内的占空比(DC)可表示为(例如以百分比形式):
DC=100%*[b/(a+b)] (4)
为了确定占空比,泵组件104可配置成监控泵已经活动(例如泵运行时间)和/或不活动的持续时间。在某些实施例中,泵组件(例如控制器1160)可配置成将所确定的占空比与占空比阈值进行比较,占空比阈值可选自1%或更少至50%或更多之间的范围(例如9%)。该比较例如可指示系统中的渗漏的存在。换句话说,如果泵在一个时间周期内保持活动,从而达到或超过占空比阈值,那么负压源可能太难工作,以至于不能克服渗漏。在这种情况下,泵组件可配置成中断或暂停治疗输送。泵组件可配置成向用户提供指示,泵由于例如负压源去激励而难以工作(例如占空比超过占空比阈值)。在某些实施例中,占空比阈值可使是预设值,由用户设定或改变,并且/或者基于各种操作状况而变化,或者可能是任何其组合。
动态占空比阈值的确定
在某些实施例中,泵组件104在运行时间(或动态地)确定和调整占空比阈值。例如,控制器1160可配置成周期性地和/或连续地确定占空比阈值,例如大约每隔1秒左右,每隔30秒左右,每隔1分钟左右,每隔10分钟左右,每隔30分钟左右,每隔1小时左右等等。占空比阈值可至少部分地基于电源1130的容量和装置(例如泵组件104)的操作时间。如上面解释的那样,泵组件可配置成提供预定的时间周期的治疗,并且在初始的激励之后使自身去激励预定的时间周期。例如,这种预定的时间周期(或寿命阈值)可在1天或10天左右之间,例如7天(或168小时),10天(或240小时)等等。电源1130可配置或选择为具有足够的容量,以便为泵组件104提供功率,直至泵组件已经运转了等于或超过寿命阈值的时间量。在某些实施例中,装置(例如通过控制器1160)可配置为基于自从初始激励装置以来总的逝去的时间而确定操作时间,并且当操作时间达到寿命阈值时使负压源不被激励。
在某些实施例中,所确定的占空比利用指示器1060通知给用户。因为占空比可能与系统所经历的渗漏率相关联,所以用户知道渗漏率可能是有利的。占空比可利用LED1062,1064和1066来指示,其可在所确定的占空比落在特定的范围内时以任何合适的顺序闪烁和/或发光。例如,当所确定的占空比在0%至2%之间时,LED 1062和1064可关闭,并且LED 1066可打开,或者可闪烁。作为另一示例,占空比可通过扬声器放出的蜂鸣顺序来指示,或者占空比可显示在屏幕上。在某些实施例中,泵组件104配置为通过压下按钮122达合适的时间周期,例如3秒而指示所测量的占空比。多个确定的占空比值可组合起来,例如进行平均,并且可为用户指示组合的占空比值。在各种实施例中,可为用户指示其它操作参数。这种操作参数包括电源容量、总的操作时间、渗漏率(直接或间接测量的)等等。
根据某些方面,调整占空比阈值可能受益于若干个原因。在某些实施例中,占空比阈值可代表在为用户提供不中断或很少中断的治疗期望与保存功率的需要之间的平衡。例如,在系统中存在渗漏的情况下,泵组件104可配置成在为用户提供已经检测到渗漏的指示之前提供某一时间周期内的治疗,其可包括使治疗输送去激励。在已经补救了渗漏之后,可重新起动治疗输送。然而,增加占空比阈值可能有利地导致治疗输送更少中断。
在某些实施例中,占空比阈值可至少基于电源1130的容量和泵组件104的操作时间来确定。控制器1160可配置成监控泵组件的操作时间(或剩余寿命)和电源的容量。控制器1160可配置为通过例如保持和周期性地更新计数器而用于监控泵组件104的操作时间。电源的容量可通过例如测量电源的电压、电源的电流等等而进行监控。专用电路(例如与电源串联或并联放置的电阻器)、传感器或其组合可用于监控电源的容量。
在某些实施例中,占空比阈值可由如下两个变量的函数来表示:
DC阈值=C1×(操作时间 + C2)×(容量 + C3) (5)
其中C1,C2和C3是常数,并且容量是电源的容量。
因为操作时间和电源的容量是相关的,所以根据某些实施例,函数(5)可以二次函数来表示。如图5A,5B和5C中的曲线500A,500B和500C分别描绘的那样,针对一组特殊的系统需求定制的占空比的确定或调整可通过如下改变二次方程的常数来获得:
f(x) = a*x2 + b*x + c (6)
其中a,b和c是常数,并且x是变量,其相当于电源容量和操作时间。方程6可重写为:
f(x) = α*(x-β)2 + γ (7)
其中α,β和γ是常数。α的值影响增长率或曲线的梯度,而β和γ的值造成曲线水平和竖直地移动。如图5A中所示,同基准函数例如f(x)=x2(例如曲线502所示)相比,选择大于1的α(即α>1)提供了更快增加的函数,例如f(x)=2x2(例如较窄的曲线504所示)。类似地,选择小于1但为正的α(即0<α<1)提供了比基准函数(例如曲线502所示)更慢增加的函数,例如f(x)=0.5x2(例如较宽的曲线506所示)。如图5B中描绘的那样,选择正的γ(即γ>0),例如f(x)=x2+1,其同基准函数(例如曲线502所示)相比导致了曲线向上移动(例如曲线508)。类似地,同基准函数相比,选择负的γ(即γ<0)导致了曲线向下移动(未显示)。如图5C中描绘的那样,选择正的β(即β>0),例如f(x)=(x-2)2,其同基准函数(例如曲线502所示)相比导致了曲线移动至右边(例如曲线510)。类似地,同基准函数相比,选择负的β(即β<0)导致了曲线移动至左边(未显示)。
因此,在某些实施例中,方程(7)中的常数α,β和γ可在运行时间进行选择和/或调整,从而根据一组具体的需求定制占空比阈值的确定。例如,当泵组件104接近寿命终点时(即操作时间接近寿命阈值,例如7天、10天等等),可能有利的是当电源容量仍然相对较足时增加占空比阈值。增加占空比阈值会造成所容许的负压源1090的占空比增加。这继而容许负压源在较长的时间周期内保持活动。结果,即使系统中存在渗漏,也可以在较长的时间周期内提供治疗。作为另一示例,因为占空比阈值是正值,所以模量函数(例如|f(x)|或abs(f(x)))可应用于根据这里公开的任何方程所确定的占空比阈值,从而确保所得到的占空比阈值结果是正的。
在某些实施例中,常数α,β和γ可能是预选的或预定的值。在某些实施例中,常数α,β和γ可在运行时间(或在泵组件104的操作寿命内)进行调整。这种调整可被执行,以响应各种操作状况的变化或检测,例如渗漏检查的频率、渗漏的严重性、正在输送的治疗的类型(例如连续的、间歇的等等)、各种治疗类型的持续时间、各种治疗类型的输送频率等等。调整可周期性地执行,例如每小时左右、每天左右等等。
在某些实施例中,占空比阈值可根据二次函数来确定。在某些实施例中,占空比阈值可根据任何其它合适的函数来确定,例如线性函数和/或线性方程、非线性函数和/或非线性方程等等。控制器1160可配置成例如周期性地(例如每小时)确定占空比阈值。在某些实施例中,控制器配置成根据以下方程确定占空比阈值(DCT):
DCT = α×(电源容量- β)×(操作时间- β) + γ (8)
其中α,β和γ是常数。在某些实施例中,合适的常数值是α=1/16384,β=1460,且γ=-150。应该懂得,将α设为2的幂数(例如1/163842是2-14)值可能是有利的,从而减少占空比阈值确定的计算复杂性。当α被设为2的幂数时,控制器1160可执行移位操作,而不是执行要求计算更密集的乘或除操作。在某些实施例中,方程(8)中的电源容量以百分之一伏来表示,并且操作时间以小时来表示。在其它实施例中,可使用其它电源容量和/或操作时间的表示法。在某些实施例中,可从电源容量和操作时间上减去不同的常数(例如不同的β1和β2)。在使用方程(8)并且α=1/16384,β=1460和γ=-150的实施例中,模量函数可应用于所确定的占空比阈值,从而确保所得到的占空比阈值是正的。
在某些实施例中,确定的占空比阈值可由下限和上限来界定。例如,如在美国专利申请No.13/287,959(美国专利申请No.61/613,456的展出物A)中所公开以及美国专利公布No.2012/0136325所公布的那样,当负压源是Koge Electronics KPV8A-3A泵时,利用方程(8)确定的占空比阈值可具有大概9%或更低的下限以及大概18%或更高的上限,并且这种实施例和其图示通过引用而完整地结合在本文中,就如其组成了本公开的一部分。其它下限和/或上限值可依赖于负压源1090的特征(例如泵效率,其可通过流体流速来测量)而进行使用。例如,对于更有效的泵,合适的下限和上限可选择为10%至20%,10%至25%,15%至25%,15%至25%,15%至30%,15%至35%,20%至40%,25%至30%,25%至35%,25%至40%,25%至45%,25%至60%,30%至45%,30%至50%,30%至70%,35%至40%,35%至45%,35%至50%,35%至65%,35%至70%,40%至50%,40%至85%等等。下限和/或上限值可能是整数和/或非整数值。
在某些实施例中,占空比阈值确定的参数(例如常数α,β,和γ)可进行预选和/或调整,使得当泵组件104接近其操作寿命的开始时,占空比阈值的确定提供了近似等于下限(例如9%)的阈值。例如,当阈值泵组件的寿命是7天或10天时,占空比阈值在泵组件的头几天操作期间可能是9%(例如在存在较低的流渗漏的条件下,占空比阈值可开始于下限,并且在大约完成第一天操作之后增加)。当泵组件接近寿命阈值(例如7天、10天等等)时,占空比阈值可增加,假定有足够的电源容量的话(例如在存在高的流渗漏的情况下,占空比阈值可达到接近寿命终点的上限,例如大约在操作的第六天)。例如,如果在操作的第6天具有足够的电源容量,那么占空比阈值的确定可提供近似等于上限的阈值(例如18%)。在某些实施例中,占空比阈值确定的参数(例如常数α,β和γ)可经过预选,使得占空比阈值增加而接近泵组件104的寿命终点。在某些实施例中,在运行时间调整占空比阈值确定的参数。
在某些实施例中,常数α值的合适的范围可至少部分地基于所需的占空比阈值的下限和上限而进行选择。如图5A-5C中所示,α值影响二次方程(7)和/或(8)的增长率或梯度。因此,α值至少部分地与占空比阈值的下限和上限相关联。
例如,可选择大约9%的下限和大约18%的上限,并且β可设为-46595(其如下面解释的那样提供了方程(8)中最大的值)。在这种情况下,如图6A中所示,α=2-16是合适的(γ=-33255)。图6A显示了根据某些实施例的在泵组件104的操作寿命内的占空比阈值的确定600A。x轴代表以小时为单位的操作时间(例如168相当于7天),并且y轴代表以百分比度量的占空比阈值(例如60相当于6%,并且210相当于21%)。占空比阈值确定600A是在存在低的流渗漏(曲线602A)、中等偏低流渗漏(曲线604A)、中等偏高的流渗漏(曲线606A)、高的流渗漏(曲线608A)、以及非常高的流渗漏(曲线610A)的条件下进行显示的。这种渗漏状况可能造成电源容量在泵组件104的操作寿命内的各种水平的降低或减退。例如,在低渗漏存在的条件下,电源容量可在泵组件的操作寿命内保持耐久。相反,在存在非常高的渗漏的条件下,电源容量可被迅速地耗光。因而,在某些实施例中,在曲线602A-610A之间的间隔应是足以反映由于负压源的操作而引起的电源容量相应的消耗。
如曲线602A所示,在存在低渗漏的条件下,当泵组件104接近操作寿命的终点时(例如达到大约150小时的操作时间,其相当于6.25天),所确定的占空比阈值达到18%的所需上限。另外,在初始化之后(例如大约操作寿命内的10个小时),曲线602A中的占空比阈值开始增加。在某些实施例中,这可能是由于当存在低的渗漏时,电源容量在泵组件的操作寿命内始终都保持高的原因。此外,如图6A中所示,用于曲线602A-610A的占空比的下限是所需的9%。
因为其它曲线604A,606A,608A和610A描绘了在存在比曲线602A所描绘更严重的渗漏的条件下泵组件104的操作,所以占空比阈值不会如曲线604A-610A那样快速升高。在某些实施例中,这是因为随着渗漏变得更严重,电源容量在泵组件104的操作寿命内被更快速地消耗(例如当存在更高流量的渗漏时,负压源1090更难以工作)。例如,如曲线610A所示,当系统中存在非常高的渗漏时,占空比阈值不会达到18%的上限。
在某些实施例中,α=2-17(其小于2-16)是不合适的(对于γ=-16561),如图6B中所示,其描绘了在泵组件104的操作寿命内的占空比阈值的确定600B。x轴代表以小时为单位的操作时间(例如168相当于7天),并且y轴代表以百分比度量的占空比阈值(例如60相当于6%,并且210相当于21%)。占空比阈值确定600B是在存在低的流渗漏(曲线602B)、中等偏低流渗漏(曲线604B)、中等偏高的流渗漏(曲线606B)、高的流渗漏(曲线608B)、以及非常高的流渗漏(曲线610B)的条件下进行描绘的。
如曲线602B所示,在存在低渗漏的条件下,当泵组件104接近操作寿命的终点时,占空比阈值不会达到18%的所需上限。描绘的上限大约为16%。另外,用于曲线602B-610B的占空比阈值的下限高于所需的9%(即,下限在11%至12%之间)。此外,在曲线602B-610B之间没有足够的间隔。
基于图6A和6B中所描绘的占空比确定,在某些实施例中,最小的常数值可选择为2-16(或1/65536)。在某些实施例中,最大值α=2-8是合适的(β=-10,γ=-16561),如图6C中所示。图6C显示了根据某些实施例的在泵组件104的操作寿命内的占空比阈值的确定600C。x轴代表以小时为单位的操作时间(例如168相当于7天),并且y轴代表以百分比度量的占空比阈值(例如60相当于6%,并且210相当于21%)。占空比阈值确定600C是在存在低的流渗漏(曲线602C)、中等偏低流渗漏(曲线604C)、中等偏高的流渗漏(曲线606C)、高的流渗漏(曲线608C)、以及非常高的流渗漏(曲线610C)的条件下进行描绘的。
如曲线602C所示,在存在低渗漏的条件下,当泵组件104接近操作寿命的终点时(即,在大约160小时的操作时间达到18%时),占空比阈值不会达到所需的18%的上限。另外,用于曲线602C-610C的占空比阈值的下限是所需的9%。在曲线602C-610C之间具有足够的间隔。因此,在某些实施例中,常数α值可从2-16≤α≤2-8(1/65536≤α≤1/256)的范围内进行选择。
在某些实施例中,常数β和γ的值可至少部分地基于所选择的常数α的值而进行选择。如图5A-5C中所示,β和γ的值使曲线水平或竖直地移动。在某些实施例中,β和γ的值可至少部分地基于所需的占空比阈值的下限和上限而进行选择。在某些实施例中,常数β的值可进行选择,使其在占空比阈值的计算期间不会造成溢出。例如,控制器1160(例如微处理器)可配置成执行32位带符号的整数计算。在这种情况下,可表示的最大值大约为231(例如231-1),其近似等于2.15*109,并且可表示的最小值大约为-231(例如-231+1),其近似等于-2.15*109。避免溢出的常数β的最大值和最小值可利用如下方程(8)计算:
(β+360)×(β+168) = 2.15×109 (9)
其中360代表百分之一伏的电源容量(例如均额定1.8V的2个锂电池),并且168代表以小时为单位的操作时间(例如7天*24小时)。为了计算常数β的最大值和最小值,可将常数α设定为1(或20),并且常数γ可设定为0。在其它实施例中,可使用不同的值,例如300,其以百分之一伏表示电源容量(例如2个均额定1.5V的AA或AAA电池)等等。方程(9)可表示为:
β2 + 528β + (360×168) = 2.15×109 (10)
为求根而利用二次公式解方程(10)提供了以下常数β的值:-46595或46087。因此常数β的值可从范围-46595≤β≤46087进行选择。
在某些实施例中,控制器1160可配置成执行32位无符号的整数计算。在这种情况下,可表示的最大值大约为232(例如232-l),并且可表示的最小值是0。最大值可用于方程(9)。在某些实施例中,控制器1160可配置成执行N位值的带符号整数计算、无符号整数计算或这两者组合计算,其中N是整数值,并且相应的最大(或最小)值可用于方程(9)。
在某些实施例中,可使用以下常数值:α=2-17,β=-100000,和γ=-76443。在某些实施例中,其它合适的下限和上限值可用于确定一个或多个常数α,β和γ的值的合适的范围。例如,上限可被选择为大约10%,15%,20%,27%,30%等等。作为另一示例,下限可被选择为大约8%左右,10%左右,15%左右等等。在某些实施例中,下限和上限值可至少部分地基于负压源的特征(例如泵的类型)和/或电源容量(例如电池电压)而进行选择。在某些实施例中,常数α,β和γ的值可基于以下至少一个或任何数目的组合而进行选择:所需的占空比阈值的下限、所需的占空比阈值的上限、负压源的特征(例如泵的效率)、占空比阈值确定的特征(例如不会造成任何计算溢出)等等。在某些实施例中,常数α,β和γ可选择为任何合适的正值或负值。
在某些实施例中,占空比阈值可根据两个变量,即电源容量和操作时间的各种函数而进行确定。例如,占空比阈值可根据线性函数进行确定:
DC阈值= a*x + b*y + c (11)
其中a,b和c是常数,x是与电源容量相对应的变量,并且y是与操作时间相对应的变量。常数a,b和c的值可根据具体的需求和/或系统的操作状况进行选择。在某些实施例中,常数a,b和c的值可进行调整,例如进行周期性地调整。
作为另一示例,占空比阈值可根据二次函数来确定:
f(x,y) = a*x2 + b*y2 + c (12)
其中a,b和c是常数,x是与电源容量相对应的变量,并且y是与操作时间相对应的变量。方程(12)的函数代表二次曲面。例如,图7描绘了椭圆抛物面的曲线700,其是一种类型的二次曲面。具体地说,曲线700代表以下函数
f(x,y) = 2*x2 + 2*y2 – 4 (13)
图8是流程图,其显示了根据某些实施例的泵组件104的操作过程800。过程800可由控制器1160来执行。在框802处,该过程提供治疗,例如将负压输送给伤口。这可通过例如激励负压源1090来执行。在某些实施例中,过程800响应于用户压下按钮122而激励负压源。在框804处,过程800监控负压源的占空比。这可根据美国专利申请No.13/287,959(美国专利申请No.61/613,456的展出物A)所公开,美国专利公布No.2012/0136325和/或国际申请No.PCT/GB2011/051745(美国专利申请No.61/613,456的展出物B)所公布,以及WO 2012/038724所公布的任何实施例来执行,并且这种实施例和其图示通过引用而完整地结合在本文中,就如其组成了本公开的一部分。
在框806处,过程800根据上述任何实施例而确定占空比阈值。过程800可周期性地确定占空比阈值,例如每小时,并且/或者监控占空比负压源,例如每分钟。在框808处,过程800确定占空比是否超过占空比阈值。过程800可周期性地做出这种确定(例如每分钟)。如果确定占空比不超过占空比阈值,那么过程800转移至框802,其继续将负压输送给伤口。如果确定占空比超过占空比阈值,那么过程800转移至框810,其为用户提供指示。如上面解释的那样,指示可包括通过使负压源去激励而停止对伤口的治疗输送。
如美国专利申请No.13/287,959(美国专利申请No.61/613,456的展出物A)中所公开,并如美国专利公布No.2012/0136325和/或国际申请No.PCT/GB2011/051745(美国专利申请No.61/613,456的展出物B)所公布以及如WO 2012/038724所公布的那样,在某些实施例中,过程800可在多个持续时间(例如多个连续且相等的持续时间)内监控负压源的多个占空比,并且确定所述多个占空比是否有若干个占空比超过占空比阈值。此外,过程800可确定超过占空比阈值的占空比的数量是否超过超载阈值(例如30)。当确定超过占空比阈值的占空比的数量超过超载阈值时,过程800可提供指示。
在某些实施例中,占空比是在考虑到电源容量和操作时间是不同变量的条件下根据方程(8)来确定的。在某些实施例中,电源容量随着时间依据操作时间的函数而耗尽。例如,电源容量(容量)可依据操作时间(x)的函数来表示:
容量= (14)
将方程(14)插入到方程(8)中可以提供:
(15)
执行扩展和简化导致:
(16)
在某些实施例中,常数m和c的值通过在各种运行时间逼近占空比和/或占空比阈值来确定。例如,当装置100发生中等偏低的渗漏状况时,占空比阈值可设定在处于或接近泵组件104的寿命起点的大约9%的下限上。当泵组件接近寿命终点(例如168个操作小时)时,占空比阈值可增加至大约18%的上限。此外,假定在中等偏低的渗漏状况下,电源1130的容量在处于或接近寿命起点时可能为大约3.3V,并且在处于或接近寿命终点时减低至大约2.58V。m和c的值可通过将以下成对数据{操作时间(小时),电源容量(1/100V)}插入到方程(14)中而进行计算:(0,330)和(168,258)。
330 = m*0+c (17a)
258 = 168m + c (17b)
求解方程(17a)和(17b)提供了c=330和m=-72/168(或大约-0.429)。
在某些实施例中,确定常数α,β和γ的值如下。如上面解释的那样,选择α为2的倍数可能是有利的。以下成对数据{操作时间(小时),占空比阈值(10×%)}可插入到方程(16)中:(x1=0,y1=90)和(x2=168,y2=180)。这提供了:
(18a)
(18b)
为β求解方程(18a)和(18b),其提供了:
(19)
一旦通过插入用于m(即-72/168)和用于α的值而确定β,那么就可根据如下方程确定γ:
(20)
例如,选择α=-2-8(或大约-3.906*10-3)并利用(x1=0,y1=90)和(x2=168,y2=180),从而提供β≈691.5和γ≈1066.5。
在某些实施例中,根据不同于方程(14)的线性关系或根据非线性关系,电源容量与操作时间相关联。在各种实施例中,操作时间可表示为电源容量的函数。在某些实施例中,m和c的值利用关于在不同操作时间的操作状况和占空比值所做的不同假设而进行确定,例如在高渗漏状况期间、无漏泄状况期间等等。
在某些实施例中,m和c的值可利用不同于前面所使用的占空比约束、操作时间约束和/或电源的容量而进行确定。例如,表1概括了根据不同的操作状况、占空比值和操作时间而为m和c确定的值。另外,β和γ的值可利用不同的占空比约束、操作时间和α值而进行确定。例如α可被设定为-2-8(或大约-3.906*10-3)。
操作状况(渗漏率) | 起始操作时间(小时) | 结束操作时间(小时) | 电源的起始功率(1/100V) | 电源的结束功率(1/100V) | m | c |
低 | 0 | 168 | 330 | 279 | -0.304 | 330 |
中等偏低 | 0 | 168 | 330 | 258 | -0.429 | 330 |
中等偏高 | 0 | 168 | 330 | 237 | -0.554 | 330 |
高 | 0 | 168 | 330 | 216 | -0.679 | 330 |
非常高 | 0 | 168 | 330 | 195 | -0.804 | 330 |
表1
图9显示了根据某些实施例的在泵组件104的操作寿命内的占空比阈值的确定900。如同图6A-6C中一样,x轴代表以小时为单位的操作时间(例如168相当于7天),并且y轴代表以百分比度量的占空比阈值(例如90相当于9%)。占空比阈值确定900是在存在低的流渗漏(曲线902)、中等偏低流渗漏(曲线904)、中等偏高的流渗漏(曲线906)、高的流渗漏(曲线908)、以及非常高的流渗漏(曲线908)的条件下进行显示的。如图所示,在处于或接近泵组件104的寿命起点时,占空比阈值被设定为9%。在存在低渗漏(曲线902)的条件下,所确定的占空比阈值在泵组件104的操作寿命内增加,达到并超过27%,因为电源容量仍保持耐久。相反,因为曲线904,906,908和910描绘了泵组件104在存在比曲线902所描绘更严重的渗漏的条件下的操作,所以占空比阈值不会如曲线904-910那样快速升高。在某些实施例中,这是因为随着渗漏变得更严重,电源容量在泵组件104的操作寿命内被更快速地消耗(例如当存在更高流量的渗漏时,负压源1090更难以工作)。例如,在存在非常高的渗漏(曲线910)的条件下,所确定的占空比阈值在泵组件104的操作寿命内减小,保持在贯穿泵组件104的操作寿命内的占空比阈值的9%起始值以下。
图9中所示的曲线可根据方程(16)至(20)进行确定。例如,α可被设定为-2-8(或大约-3.906*10-3)。作为另一示例,可利用β≈691.5和γ≈1066.5产生与中等偏低渗漏状况相对应的曲线904。在其它实施例中,α可被设定为任何合适的值,其是2的幂数或不是2的幂数,并且β和γ的值可如上面解释的那样进行确定。由曲线902-910所示的过渡在泵组件104的寿命内是平滑的。曲线902-910在相应的渗漏率之间保持足够的间隔。
图10显示了根据某些实施例的在泵组件的操作寿命内的占空比阈值的确定1000。曲线图1000通过将PICO泵组件应用于伤口模型而产生,同时保持恒定的空气渗漏(例如4mL/min)。用于产生曲线图1000的数据是在PICO泵组件于伤口模型上进行操作的同时实时收集的。x轴代表以小时为单位的操作时间(例如168相当于7天),左侧的y轴代表以百分比度量的占空比阈值(例如90相当于9%),并且右侧的y轴代表1/100伏的电源容量(例如282相当于2.82V)。
曲线1002显示了在PICO泵组件的操作寿命内的电源容量。如图所示,在处于或接近寿命起点时,电源容量大约为3.18V。在大约53小时的操作时间之后,电源容量减低至大约2.92V,并且保持在那个水平,直到达到寿命终点。在处于或接近寿命起点时,由曲线1004所示的占空比阈值开始于大约5.3%,并且在处于或接近寿命终点时升高至大约32.5%。曲线1006显示了截断的占空比阈值,其是经过裁剪以保持在下限9%至上限18%之间范围内的占空比阈值。
在由PICO泵组件实施的实验期间收集并在图10中所示的数据显示了,在某些实施例,根据本公开执行动态占空比阈值的确定,其容许泵组件在存在渗漏的条件下输送最佳或基本最佳的负压治疗。通过在泵组件的操作寿命内监控电源容量,占空比阈值可基于操作状况而增加或减低。这可导致改进的效率,从而在不间断的治疗输送和/或避免用户不便、保存功率、限制振动噪声和/或病人舒适感之间实现一种恰当的平衡。
电源容量的确定
在某些实施例中,电源1130的容量可通过测量电源的瞬时容量(例如电压或电流)来确定。在某些实施例中,电源容量可由控制器1160来确定。例如,可周期性地测量瞬时容量,例如每隔n秒一次,其中n可选择为任何合适的整数或非整数值(例如60秒)。然而,瞬时容量可能变动,其可能导致不可靠的或失真的电源容量的测量。例如,当负压源1090活动时,瞬时电压(或电流)读数可能由于负压源1090从电源1130中抽吸功率而下降。也就是说,瞬时电压(或电流)可能在泵停止1622期间下降。
在某些实施例中,电源1130的容量受到监控,并且周期性地记录新的最小容量。例如,如果当前测量的容量下降到之前记录的最小容量以下,则控制器1160可每隔n秒就监控一次电源的容量,并且记录新的最小容量。N可选择为任何合适的整数或非整数值,例如60秒。通过例如测量由电源提供的电压或电流可测量出电源1130的容量。然而,在强活动周期期间,例如当负压源1090运转时,电源1130的容量可能由于正在抽吸功率而下降。例如,当在系统中存在渗漏时,容许负压源1090运行,以试图在伤口空腔中取得所需的负压水平。在这种强活动周期期间记录最小容量可能导致电源1130的容量的测量失真。在某些实施例中,记录新的最大容量。
在某些实施例中,电源1130的容量例如受到周期性地监控。在不同时间期间所进行的电源容量的多次测量可进行过滤,以除去与例如负压源1090的活动相关联的失真。任何合适的模拟或数字过滤可被执行,例如无限脉冲响应过滤或有限脉冲响应过滤。在各种实施例中,执行低通过滤以确定电源容量的平均值。然而,因为过滤可能是计算密集的,所以执行这种计算以便例如保存电源容量可能是不合适宜的。在某些实施例中,可执行一种或多种低通过滤、高通过滤,、带通过滤、带阻过滤等等。
在某些实施例中,电源1130的容量通过在泵停止1622的开始和结束时监控和记录容量来确定。例如,电源容量的第一次测量可在负压源1090被激励时,例如当达到位置1608时进行。容量的第一次测量可在负压源1090已经被激励之后立即或之后很快进行。电源容量的第二次测量可在负压源1090去激励时,例如当达到位置1610时进行。容量的第二次测量可在负压源1090已经去激励之后立即或之后很快进行。在某些实施例中,电源1130的容量基于电源容量的第一次测量和第二次测量来确定。在某些实施例中,电源容量的第一次测量和第二次测量的平均值被用作电源容量。第一次测量和第二次测量的电源容量可以任何合适的方式进行组合。在各种实施例中,在泵停止1622期间进行电源容量的额外测量,并且这些额外测量可与容量的第一次测量和第二次测量进行组合。例如,容量的第一次测量、第二次测量和额外测量的平均值、中间值等等可被确定为用作电源容量。
其它变化
在某些实施例中,泵组件104可配置成在某一时间周期内(例如45秒左右、60秒左右、90秒左右、2分钟左右、3分钟左右、4分钟左右等等)直接监控流体(例如空气和/或液体)的流速。这可通过利用任何合适的流量计,例如,质量流量计来完成。泵组件104可配置为基于所监控的流速而用于确定流速阈值。泵组件104可进一步配置为至少部分地基于操作时间和/或电源容量而用于确定和调整流速阈值。这可备选地或额外地通过监控占空比和确定并调整占空比阈值来执行。
这里提供的阈值、极限、持续时间等等任何值并不意图是绝对的,因此可能是大概的。另外,这里提供的任何阈值、极限、持续时间等等可能是自动地或由用户固定或变化的。此外,这里使用的相对于基准值的相对术语,例如超过、大于、小于等等意图还包含等于基准值。例如,超过正的基准值可包含等于或大于基准值。另外,这里使用的相对于基准值的相对术语,例如超过、大于、小于等等意图还包含所揭示的关系的反面,例如低于、小于、大于基准值等等。
结合具体方面、实施例或示例所述的特征、整体、特性、复合物、化学部分或组应理解为可适用于这里所述的任何其它方面、实施例或示例,除非它们不相容。本说明书(包括任何所附权利要求、摘要和附图)中所公开的所有特征,以及/或者这样公开的任何方法或工艺的所有步骤可以任何组合方式进行组合,除了至少某些这种特征和/或步骤相互排斥的组合之外。保护并不局限于任何前述实施例的细节。这种保护延伸至本说明书(包括任何所附权利要求、摘要和附图)中所公开的任何一种新颖的特征,或任何新颖的特征组合,或者延伸至这样公开的任何一种新颖的方法或工艺的步骤,或任何新颖的步骤组合。
虽然已经描述了某些实施例,但是这些实施例仅仅是作为示例而呈现的,并不意图限制专利保护的范围。实际上,这里所述的新颖的方法和系统可以各种其它形式来体现。此外,可对这里所述的方法和系统的形式做出各种省略、替代和变化。本领域中的技术人员应该懂得,在某些实施例中,在所示和/或所公开的过程中所采取的实际步骤可能不同于图中所显示的那些步骤。依赖于实施例,可除去上述某些步骤,可增加其它步骤。例如,在公开的过程,例如图8所示的过程中所采取的实际步骤和/或步骤顺序可能不同于图中所示的那些步骤和/或顺序。依赖于实施例,可除去上述某些步骤,可增加其它步骤。例如,图中所示的各种构件可作为软件和/或固件而在处理器、控制器、ASIC、FPGA和/或专用硬件上实现。此外,上面公开的特定实施例的特征和属性可以不同的方式进行组合,以形成额外的实施例,其全部都落在本公开的范围内。
虽然本公开提供了某些优选的实施例和应用,但是其它对于本领域中的普通技术人员而言清晰明了的实施例也在本公开的范围内,包括没有提供这里所陈述的所有特征和优势的实施例。本发明的某些实施例包含在所附权利要求中。
Claims (23)
1.一种用于对伤口施加负压的装置,包括:
负压源,其配置成联接到敷裹件上;
电源,其配置成向所述装置供应功率;和
控制器,其配置成:
监控所述负压源的占空比;且
至少部分地基于所述电源的容量和所述装置的操作时间而确定占空比阈值。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,还包括敷裹件,其配置成放置在伤口上,并在伤口上产生基本上流体不可渗透的密封。
3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述控制器进一步配置成:
激励所述负压源;且
响应所述占空比超过所述占空比阈值而提供指示。
4.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述指示包括使所述负压源去激励。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的装置,其特征在于,所述占空比反映了在某一时间周期内所述负压源活动的时间量。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的装置,其特征在于,所述控制器配置为根据二次函数和线性函数的至少其中一个函数而确定所述占空比阈值。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的装置,其特征在于,所述控制器配置为根据方程α×(电源容量-β)×(操作时间-β) + γ而确定所述占空比阈值,其中α,β和γ是常数。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述常数α,β和γ的值部分地基于至少以下其中一个进行选择:所述占空比阈值的下限、所述占空比阈值的上限和一个或多个操作特征。
9.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,α=-2-8,β=691.5,且γ=1066.5。
10.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,α是2的幂数。
11.根据权利要求10所述的装置,其特征在于,2-16≤α≤2-8。
12.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述一个或多个操作特征包括渗漏率。
13.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述电源的容量和所述操作时间是根据线性关系相关的。
14.根据权利要求13所述的装置,其特征在于,所述控制器配置成根据方程而确定所述占空比阈值,其中x是所述操作时间,并且m和c是常数,使得所述电源的容量根据方程m×x+c而与所述操作时间相关联。
15.根据权利要求14所述的装置,其特征在于,所述常数m,c,β和γ的值至少部分地基于所述占空比阈值的上限、所述占空比阈值的下限和α值的其中一个或多个而进行确定。
16.根据权利要求1-4中任一项所述的装置,其特征在于,所述控制器进一步配置成:
基于自从所述装置的初始激励以来总的逝去的时间而确定所述操作时间;且
当所述操作时间达到寿命阈值时使负压源去激励。
17.根据权利要求16所述的装置,其特征在于,所述寿命阈值包括至少7天。
18.根据权利要求1-4中任一项所述的装置,其特征在于,所述控制器进一步配置为基于所述电源的测量电压和所述电源的测量电流的其中至少一个而确定所述电源的容量。
19.根据权利要求1-4中任一项所述的装置,其特征在于,所述占空比阈值的下限和上限分别是9%和18%、25%和60%、或35%和70%。
20.根据权利要求1-4中任一项所述的装置,其特征在于,所述控制器配置成周期性地确定所述占空比阈值。
21.根据权利要求20所述的装置,其特征在于,所述控制器配置成每小时确定一次所述占空比阈值。
22.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述控制器进一步配置成:
当所述负压源活动时测量所述电源的第一容量;
当所述负压源不活动时测量所述电源的第二容量;且
至少部分地基于所述电源的第一容量和第二容量而确定所述电源的容量。
23.根据权利要求22所述的装置,其特征在于,所述控制器配置为基于所述电源的第一容量和第二容量的平均值而用于确定所述电源的容量。
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