CN113645934A - 包括用于非流体管理组织治疗的微型泵的服装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种服装，该服装包括覆盖物、联接到该覆盖物的泵以及可操作地联接到该泵的控制系统。该覆盖物被构造成围绕肢体或关节，并且防止空气进入或离开该肢体或该关节之间的封闭区域。该泵被构造成从该封闭区域移除空气。该控制系统被配置成控制该泵并调节该封闭区域内的负压。在一些实施方案中，该控制系统被配置成基于来自传感器的运动性数据来调节该封闭区域的负压。

Description

包括用于非流体管理组织治疗的微型泵的服装

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年4月4日提交的美国临时申请号62/829,365的优先权的权益，该临时申请的全文以引用方式并入本文。

背景技术

本公开整体涉及组织恢复产品。更具体地，本公开涉及一种服装的用途，该服装向受伤的肢体和关节施加负压以改善恢复和愈合时间。

已证实向伤口和受损组织施加负压可改善伤口恢复时间。在受伤的肢体和关节的医治中也观察到负压治疗的益处。这些益处在运动医学领域中特别受关注，并且作为用于期望快速恢复运动性和全功能的运动员的治疗方法。期望用于向受伤的肢体和关节有效递送负压的装置和方法。

发明内容

本公开的一个具体实施是一种服装。该服装包括覆盖物，该覆盖物被构造成基本上围绕肢体或关节，并且与肢体或关节可密封地接合。该覆盖物被构造成基本防止空气进入在覆盖物与肢体或关节之间形成的封闭区域或者从该区域中离开。该服装包括泵和控制系统，该控制系统可操作地联接到该泵。泵联接到覆盖物并且被构造成从封闭区域中移除空气。控制系统被配置成控制泵和调节封闭区域内的负压。

在一些实施方案中，控制系统包括传感器，该传感器被配置成测量运动性数据。控制系统可被配置成基于运动性数据来确定用户是在移动还是处于静止。控制系统可被配置成基于确定用户处于静止来保持增加的负压，并且基于确定用户正在移动来保持减小的负压。服装还可包括阀，该阀可操作地连接到控制系统。阀可被构造成允许空气进入封闭区域。控制系统可被配置成基于确定用户正在移动来打开阀，并且基于确定用户处于静止来关闭阀。

在上述实施方案的任一个中，控制系统可以可拆卸地联接到覆盖物和泵中的至少一者。在上述实施方案的任一个中，覆盖物可为一次性的，并且泵和控制系统中的至少一者可为可重复使用的。

在上述实施方案的任一个中，控制系统可包括功率源和机电式压力开关，该机电式压力开关电联接到该功率源。机电式压力开关可被配置成响应于压力超过阈值而将泵联接到功率源。在上述实施方案的任一个中，控制系统可被配置成将封闭区域内的压力保持在介于约负120mm Hg和负145mm Hg之间的范围内。

在上述实施方案的任一个中，控制系统可包括功率监测系统，该功率监测系统被配置成测量供应到泵的电流量。功率监测系统可被配置成基于确定电流量低于阈值电流值来停用泵。

在上述实施方案的任一个中，服装还可包括传感器，该传感器被配置成收集包括运动性数据和封闭区域的条件中的至少一者的数据。控制系统还可包括收发器，该收发器被配置成将数据发送到用户装置。传感器可为温度传感器、湿度传感器、压力传感器和pH传感器中的一者。

在上述实施方案的任一个中，服装还可包括被配置成使从封闭区域逸出的气味最小化的过滤器和被配置成防止流体进入泵中的过滤器中的至少一者。

本公开的另一具体实施为一种系统。该系统包括功率源和传感器，该功率源被构造成向泵供应电力，该传感器电联接到功率源和泵。该系统被配置成当用户处于静止时保持肢体或关节与覆盖物之间的封闭区域内的增加的负压，并且当用户移动时保持封闭区域内的减小的负压。

在一些实施方案中，系统包括处理电路，该处理电路可操作地联接到泵和传感器。处理电路可被配置成基于来自传感器的运动性数据来确定用户是在移动还是处于静止。处理电路可被配置成基于确定用户处于静止来保持增加的负压，并且基于确定用户正在移动来保持减小的负压。

在一些实施方案中，系统可被配置成通过启用泵、增加泵的操作速度和关闭阀中的至少一者来保持增加的负压。该系统可被配置成通过停用泵、降低泵的操作速度和打开阀中的至少一者来保持减小的负压。

在一些实施方案中，系统包括存储器，该存储器被配置成存储阈值电流值。系统还可包括处理电路，该处理电路可操作地联接到存储器、功率源和泵。处理电路可被配置成监测供应到泵的电流量，并且基于确定电流量低于阈值来停用泵。在一些实施方案中，存储器还被配置成存储用于启用、停用泵的阈值变化率和循环频率。处理电路可被配置成基于确定变化率小于阈值变化率来减小循环频率。

在一些实施方案中，系统还包括用户界面和处理电路，该处理电路可操作地联接到该用户界面。处理电路可被配置成基于确定处理电路与泵分离来生成警报。用户界面可被配置成显示该警报。

在一些实施方案中，系统包括锁定构件和收发器。处理电路可被配置成防止处理电路从覆盖物移除。处理电路还可被配置成响应于由收发器接收到的命令来操作锁定构件。

本公开的另一具体实施是一种制作服装的方法。该方法包括：提供被构造成基本上围绕并且可密封地接合肢体和关节中的至少一者以形成封闭区域的覆盖物；提供被构造成在封闭区域内抽吸负压的泵；以及提供被配置成控制泵并且调节封闭区域内的负压的控制系统。该方法还包括将泵集成到覆盖物中。该方法还包括将控制系统联接到覆盖物和泵中的至少一者，并且将泵电联接到控制系统。

在一些实施方案中，该方法还包括提供阀并且将该阀集成到覆盖物中，该阀被构造成允许空气进入封闭区域。

在一些实施方案中，该方法还包括提供传感器，该传感器被配置成响应于压力超过阈值而启用泵；以及提供功率源。该方法可包括将传感器集成到覆盖物中并且将功率源联接到覆盖物。该方法还可包括将传感器电联接到泵和功率源。

本领域的技术人员将会理解，发明内容仅为示例性的并且不旨在以任何方式进行限制。如仅由权利要求限定的，本文所述的设备和/或过程的其他方面、发明特征和优点将在本文所阐述的具体实施方式中并结合附图变得显而易见。

附图说明

图1是根据示例性实施方案的负压治疗服装的前透视图。

图2是根据示例性实施方案的负压治疗服装的控制模块和泵模块的前视图。

图3是根据示例性实施方案的负压治疗服装的泵模块的侧面横剖视图。

图4是根据示例性实施方案的负压治疗服装的电路的示意图。

图5是根据示例性实施方案的负压治疗服装的操作示意图。

图6是根据示例性实施方案的制作负压治疗服装的方法的框图。

具体实施方式

概述

通常参见附图，根据各种示例性实施方案，提供了一种用于向受伤的肢体和/或关节施加负压的服装。该服装包括覆盖物，该覆盖物被构造成例如通过与用户的皮肤或组织可密封地接合来使覆盖物与肢体或关节之间的封闭区域密封。该服装包括微型泵，该微型泵被构造成向封闭区域施加负压。泵流体联接到封闭区域并且还流体联接到覆盖物外部的环境。该服装还包括控制系统，该控制系统被配置成控制泵以调节封闭区域内的负压。该服装可被构造成使负压的施加与用户的移动相协调，这可有利地最小化用户的不适并改善用户的运动性。

该服装可为完全围绕肢体或关节的闭合性肢体覆盖物。该覆盖物可包括中空套管，该中空套管被构造成接收肢体或关节。可将泵集成到中空套管的外壁中。泵可为紧凑型微型泵以便降低操作噪声。

控制系统可包括具有功率源的可重复使用的电子设备。控制系统可以可拆卸地联接到覆盖物，使得该控制系统可与其他装置一起重复使用。控制系统可被配置成例如通过利用运动性传感器来使泵的操作与用户移动相协调，该运动性传感器可确定用户取向和移动程度中的至少一者。

在一些具体实施中，该控制系统可被配置成监测泵操作并修改控制参数以使功率消耗最小化。基于泵操作信息和传感器数据对控制系统进行的反馈也可用于使医治的有效性最大化。例如，可将数据发送到用户界面，用户可从该用户界面监测医治进展。服装的这些特征和优点以及其他特征和优点在下文中详细地描述。

服装构造

现在参考图1，示出了根据示例性实施方案的服装100。服装100包括覆盖物200，该覆盖物被构造成接收人体的肢体或关节。如图1所示，覆盖物200被构造成接收人体的腿部的一部分，该部分包括腿部的下部和脚。覆盖物200被构造成基本上围绕腿部，在覆盖物200与腿部之间形成封闭区域202。如图1所示，覆盖物200被构造成与腿部可密封地接合，以防止空气进入封闭区域202或者从该封闭区域离开。在图1的实施方案中，覆盖物200的上端被构造成对人体膝盖下方的皮肤密封。覆盖物200的下端被构造成对人体脚趾紧上方的脚部密封。

如图1所示，服装100包括泵模块300和控制模块400，该控制模块联接到该泵模块。泵模块300包括泵302，该泵被构造成从封闭区域202中移除空气。如图1所示，泵302设置在覆盖物200中，设置在覆盖物200的小腿部分中的开口中。如图1所示，泵302将封闭区域202流体地联接到覆盖物200周围的环境(例如，覆盖物200的外部等)。

在一些具体实施中，泵模块300被构造成调节封闭区域202的压力。根据示例性实施方案，泵模块300包括机电式压力开关，该机电式压力开关可操作地联接到泵302。该开关可被配置成当封闭区域202内的压力超过阈值时完成与泵302的电连接。在一些实施方案中，泵模块300包括附加传感器。传感器可被配置成监测封闭区域202中或覆盖物200外部的条件(例如，温度、压力、湿度等)。另选地，传感器可为运动性传感器(例如，加速度计等)，该运动性传感器被配置成测量运动性数据(例如，角取向、移动程度等)。

如图1所示，服装100包括控制模块400。控制模块400被配置成控制泵302，并且调节覆盖物200和腿部之间的封闭区域202内的负压。如本文所述，负压是指以大气条件或降低的绝对压力(例如，小于101.3kPa绝对压力的压力等)为基准的负相对压力。

控制模块400包括电子设备，该电子设备包括功率源和泵驱动器或波形驱动器。在一些实施方案中，控制模块400包括处理电路，该处理电路被配置成接收和解释传感器数据。处理电路可被配置成确定用户是在移动还是处于静止、封闭区域202的空气泄漏率、泵或传感器的健康/诊断数据和/或其他处理功能。处理电路可被配置成基于传感器数据控制泵以优化服装100的性能。

在一些实施方案中，处理电路可被配置成使负压的施加与用户移动相协调。例如，处理电路可被配置成基于确定用户处于静止来保持增加的负压和/或基于确定用户正在移动来保持减小的负压。除了其他益处以外，将负压的施加与运动相协调还改善运动性并且减少用户的不适。

根据一个示例性实施方案，服装100包括功率监测系统，该功率监测系统被配置成测量功率源消耗的电流并且确定泵何时操作和/或封闭区域202中何时达到稳态条件。在一些具体实施中，功率监测系统包括处理电路。功率监测系统可被配置成周期性地启用泵，以便将负压保持在合适的范围内。功率监测系统可包括安培计，该安培计被配置成测量在泵操作时功率源上的电流消耗。电流数据可用于确定封闭区域的空气泄漏率。功率监测系统可被配置成响应于泄漏率来控制泵操作的频率，以使泵操作和总体功率消耗最小化。

控制模块400可包括用户界面，该用户界面被配置成接收和显示传感器数据、服装100的操作状态或由处理电路生成的警报/通知。根据示例性实施方案，控制模块400通信地联接到用户装置(例如，智能装置、移动电话、平板电脑、膝上型电脑或另一远程计算装置)。控制模块400可被配置成将传感器数据发送到用户装置，使得用户可监测医治进展。可从用户装置上的应用程序监测和操纵传感器数据。在一些具体实施中，控制模块400可被配置成向用户装置发送通知和警报(例如，向用户通知设备发生故障、负压突然损失等)。另外，控制模块400可被配置成从用户装置接收泵操作命令和/或关于用户活动(例如，用户是处于静止还是移动等)的信息。除了其他益处外，服装100的交互控制和监测还可用于帮助肢体或关节重复性损伤的未来愈合周期。

在图1的实施方案中，控制模块400可拆卸地联接到覆盖物200。控制模块400可拆卸地联接到泵模块300的覆盖物安装连接器304。除了其他益处外，因为控制模块400可与其他部件分开更换，所以使用可移除部件还降低了服装100的更换成本。

覆盖物

图1示出了用于服装100的覆盖物200的示例性实施方案。覆盖物200包括限定中空套管的外壁204。覆盖物200被构造成接收人体的肢体或关节，使得该覆盖物基本上围绕肢体或关节。在图1的实施方案中，覆盖物200被构造成接收人体的腿部的小腿部分和脚部分。在其他实施方案中，覆盖物200可被构造成接收人体的手臂。在其他实施方案中，覆盖物200可被构造成接收隆起的关节，诸如膝盖或肘部。

根据示例性实施方案，覆盖物200被构造成与人体的肢体或关节可密封地接合，以防止空气进入封闭区域202或从该密闭区域离开。如图1所示，覆盖物200的第一端206(例如，上端)与人体膝盖紧下方的皮肤接合。第一端206包括袖口，该袖口与皮肤接合。袖口周向地围绕腿部以在封闭区域202与周围环境之间形成气密密封。在一些实施方案中，袖口包括在袖口与皮肤之间保持压缩的长拉伸材料或短拉伸材料。如图1所示，覆盖物200的第二端208(例如，下端)与人体脚趾紧上方的皮肤接合。在图1的实施方案中，覆盖物200的第二端208也包括袖口。在另选的实施方案中，第二端208包封人体脚的端。

覆盖物200可包括多种压缩/膨胀材料，包括诸如聚氯乙烯的塑料和其他材料。根据示例性实施方案，覆盖物200包括具有低透气性(例如，低气体透过率等)的材料，以确保覆盖物200与腿部之间的气密密封。在一些具体实施中，覆盖物200可包括闭合敷料。覆盖物200可包括蜡质涂层和/或硅粘合剂以改善封闭区域202与周围环境之间的密封。在一些具体实施中，覆盖物200还包括沿覆盖物的内表面处于封闭区域内的廉价的创伤垫，以从皮肤吸收水分。根据示例性实施方案，覆盖物200被构造成在使用之后丢弃。

如图1所示，为了用户舒适度和确保沿腿部长度截留的空气可容易地输送到泵这两者，第一端206和第二端208之间的覆盖物200的中心部分在腿部周围松散配合。覆盖物200在操作时紧密地贴合在腿部周围，并且如果需要，可容易地隐藏在用户的服饰下方以隐藏装置。

覆盖物200被构造成接收服装100的气动部件。如图1所示，覆盖物200包括第一开口210、压力开关和覆盖物安装连接器304，该第一开口被构造成接收泵302。覆盖物200还包括被构造成接收阀214的第二开口212。阀可为过压安全阀(例如，机械爆脱阀)、可用手致动的压力释放阀或另一种类型的阀中的一者或它们的组合。在各种另选的实施方案中，覆盖物200可包括附加的或更少的开口。

在一些实施方案中，覆盖物200包括一个或多个连接器(例如，电连接器)，该一个或多个连接器被配置成将电气设备(例如，泵、一个或多个传感器等)联接(例如，电连接)到覆盖物200和/或将该电气设备定位在覆盖物200内。连接器可为本领域的普通技术人员已知的多种不同连接器中的一种连接器或它们的组合。

泵模块

现在参考图1至图4，示出了根据示例性实施方案的泵模块300。如图1至图4所示，泵模块300包括泵302和被示出为连接器304的覆盖物安装连接器。如图2所示，连接器304被配置成将控制模块400可操作地联接到泵模块300。

如图1至图2所示，连接器304联接到覆盖物200。在图1的示例性实施方案中，连接器304沿腿部的上部部分设置在覆盖物200的第一开口210内，使得泵模块300可容易地进入而不限制用户的运动性。如图1至图2所示，连接器304沿覆盖物安装连接器304的周边可密封地联接到第一开口210。连接器304可使用诸如硅粘合剂或另一种气密粘合剂的粘合剂产品联接到覆盖物200。在一些实施方案中，覆盖物200可直接粘结(例如，热粘结)到连接器304。

如图2所示，连接器304包括一对引线306(例如，电引线、端子等)，该对引线被构造成将控制模块400电联接到泵模块300。根据示例性实施方案，引线306被构造成为泵供电。引线306还可被配置成向作为泵模块300的一部分包括的一个或多个传感器供电。如图2所示，连接器304还包括多个机械闩锁点308，该多个机械闩锁点被配置成将控制模块400可拆卸地联接到泵模块300。机械闩锁点308可包括弹片、突片或另一种形式的机械连接器。机械闩锁点308可被构造成与控制模块400上的一对弹簧连接器或另一个配合连接器接合。在其他实施方案中，机械闩锁点308可包括另一种形式的可拆卸机械连接器。

泵302被配置成从封闭区域202移除空气(例如，以将空气从覆盖物200和腿部之间(也参见图1)的封闭区域202输送到周围环境等)。根据示例性实施方案，泵302是一次性的。可将多种低成本、安静和紧凑的气泵结合到服装100中。根据示例性实施方案，泵302是诸如Murata空气泵的微型泵或微型鼓风机。

如图3所示，泵302联接到连接器304并且基本上容纳在该连接器内。根据示例性实施方案，泵302沿连接器304的内表面联接到连接器304。泵302可粘结、胶合或以其他方式附连到连接器304的内表面。连接器304的与内表面相对的外表面联接到覆盖物200。如图3所示，泵302邻近连接器304的第一端设置，与封闭区域202相邻。排气口310居中设置在连接器304的第二端处。在各种另选的实施方案中，连接器304的大小和形状可不同。

如图3所示，泵模块300包括两个过滤器：木炭过滤器312和疏水性过滤器314，该木炭过滤器被构造成使从封闭区域202逸出的气味最小化，该疏水性过滤器被构造成防止流体从周围环境进入泵302和封闭区域202。在其他实施方案中，连接器304内的过滤器的数量和/或布置可不同。如图3所示，木炭过滤器312和疏水性过滤器314设置在连接器304内，设置在泵302的下游，设置在泵302与连接器304的排气口之间。根据示例性实施方案，疏水性过滤器314邻近连接器304的第二端设置，这可有利地防止流体通过排气口310进入木炭过滤器312和泵302两者。

如图3所示，泵模块300包括阀318，该阀邻近连接器304的第二端设置，位于疏水过滤器314和排气口310之间。在一些实施方案中，阀318是单向止回阀，以防止空气在泵302不操作时泄漏到封闭区域202中。另选地，阀318可为电磁阀，该电磁阀可操作地联接到控制模块400。在其他实施方案中，阀318可包括设置在连接器外表面上的手动控制按钮。控制按钮可包括弹簧，该弹簧将该按钮偏置到闭合位置以防止无意中的负压损失。该按钮可提供一种功能，用户可通过该功能减小封闭区域202中的负压(例如，增加绝对压力)以改善运动时段期间的用户舒适度。

服装100被构造成保持封闭区域202内的负压。如图3所示，泵模块300包括传感器316，该传感器联接到连接器304并且至少部分地延伸到封闭区域202中。传感器316被配置成测量封闭区域202的条件。传感器316可为温度传感器、湿度传感器、诸如加速度计的运动性传感器、pH传感器或另一种类型的传感器中的一者，温度传感器被配置成测量封闭区域的温度，湿度传感器被配置成测量封闭区域的湿度水平，运动性传感器被配置成测量用户移动或用户取向，pH传感器被配置成测量用户皮肤的pH。

根据示例性实施方案，传感器316是被配置成测量封闭区域202的压力的压力传感器。在图3的实施方案中，传感器316包括机电式压力开关，该机电式压力开关可操作地联接(例如，电连接)到泵302，串联在泵302与功率源之间(也参见图4)。机电式压力开关被配置成响应于压力超过阈值而将泵电联接到功率源。当封闭区域202中的压力超过阈值时，机电式开关可被弹簧偏置到闭合位置，以便完成泵302和功率源之间的电路。可基于已知的压力治疗值或压力范围来确定该阈值。

根据示例性实施方案，机电开关被构造成将封闭区域内的压力保持在约负125mmHg(例如，-16.7kPa的相对压力，84.7kPa的绝对压力)，在约负105mm Hg与负145mm Hg之间的范围内(例如，约负105mm Hg的阈值)，或基于损伤类型及其严重程度的另一合适的压力范围。在一些具体实施中，开关还可包括吸收器组件(例如，闭孔泡沫、衬垫或另一吸收器)以便抑制迟滞现象并防止传感器“颤动”，或者防止开关在压力约等于阈值时在打开位置和闭合位置之间快速交替。

控制模块

根据一个示例性实施方案，服装100包括控制系统，该控制系统被配置成控制泵302，并且调节封闭区域202内的负压。如图1至图2所示，控制系统包括控制模块400。控制模块400包括壳体402，该壳体被构造成将控制模块400可拆卸地联接到泵模块300。控制模块400包括用于服装100的多个可重复使用的电子设备。设备基本上被容纳在壳体402内，这防止水渍损坏并提供改善的总体美学外观。

如图1至图2所示，壳体402包括弹簧连接器404，该弹簧连接器与覆盖物安装连接器304上的机械闩锁点308接合。弹簧连接器404可包括金属弹片、闩锁或另一形式的机械连接器。在一些实施方案中，弹簧连接器404还用作被构造成与覆盖物安装连接器304上的引线306接合的电连接器。

在一些实施方案中，控制模块400被配置成识别控制模块400是否正确地连接到泵模块300(例如，控制模块400与泵模块300正确对准，控制模块400已与机械闩锁点308完全接合，已经在泵模块300与控制模块400之间建立了电连接等)。控制模块400可包括读取开关或磁传感器，该读取开关或磁传感器被配置成在控制模块400和泵模块300未对准时触发警报。例如，控制模块400可包括居中集成在弹簧连接器404之间的磁性传感器。泵模块300可包括相对磁体，该相对磁体被集成到覆盖物安装连接器304中。在一些具体实施中，相对磁体可被集成到邻近机械闩锁点308的连接器304中。在磁传感器未与磁体完全对准的情况下(例如，在控制模块400与泵模块300分离的情况下等)，控制模块400可被配置成能够生成向用户警告未对准的通知。该通知可为听觉警报、视觉通知(例如，灯)、用户电话或智能装置上的通知或另一合适的通知。

在一些实施方案中，服装100被构造成防止未经授权或无意地将控制模块400从泵模块300移除。例如，连接器304可包括锁定构件，该锁定构件包括螺线管闩锁，该螺线管闩锁防止控制模块400与连接器304分离，直到从用户装置接收到释放命令。可通过将人员识别码或密码输入到用户装置上的应用程序中来生成释放命令。在各种另选的实施方案中，可利用不同的可控锁定机构。在一些实施方案中，服装100包括紫外线(UV)切换粘合剂系统，以防止未经授权地将控制模块400与泵模块300分离。控制模块400可包括邻近弹簧连接器404设置的UV切换粘合剂。UV切换粘合剂可被配置成在不存在光源的情况下粘附到覆盖物安装连接器304。泵模块300可包括发射器(例如，UV光源等)，该发射器设置在覆盖物安装连接器304上并且被配置成在从用户装置接收到释放命令时将粘合剂从覆盖物安装连接器304释放。

现在参考图4，根据示例性实施方案，示出了用于服装100的电路500的示意图。服装100包括多个电子部件，电子部件被配置成控制泵302并且调节封闭区域202内的负压。在另选的实施方案中，控制模块400可包括附加的、更少的和/或不同的部件。如图4所示，电路500被细分成两个部分：包括用于泵模块300的电气部件的第一部分502，以及包括用于控制模块400的电气部件的第二部分504。在另选的实施方案中，电路500内的电子部件的位置可不同。

如图4所示，控制模块400包括功率源406、安培计408、存储器410、收发器412、用户界面414和处理器416。功率源406可包括电池，诸如锂离子电池，或另一种紧凑或轻质电池类型。功率源406可为可再充电的。在一些实施方案中，功率源406可通过将控制模块400与泵模块300分离(例如，分开、移除等)并将控制模块400放置在再充电站上或以其他方式将控制模块400联接到壁装电源插座来再充电。在其他实施方案中，功率源406可以可拆卸地联接到控制模块400。

如图4所示，功率源406以串联电路布置联接(例如，电联接)到泵302和压力传感器418。压力传感器418可被配置成基本独立于控制模块400来操作泵302。根据示例性实施方案，压力传感器418是机电式压力开关，其位置基于封闭区域202中的压力来确定(也参见图1)，如参考图3中的传感器316所述。在其他实施方案中，压力传感器418可为换能器，该换能器被配置成测量封闭区域202中的压力(例如，相对于大气压的负压等)。

如图4所示，控制模块400可操作地联接到第二传感器(示出为传感器418)。传感器420可类似于传感器316来配置。传感器420可联接到覆盖物安装连接器304并且至少部分地延伸到封闭区域202中，以便测量封闭区域202的条件。根据示例性实施方案，传感器420被配置成提供与用户的运动性相关的信息(例如，以测量运动性数据，诸如用户取向、移动程度等)。在一些实施方案中，传感器420包括加速度计，该加速度计被配置成测量用户移动的力和频率(例如，用户行进的每一步、用户的脚与地面之间的接触或者与用户移动相关联的另一个力)。在其他实施方案中，传感器420包括心率传感器或另一健康监测传感器，该传感器可基于增加的心率、体温、皮肤水分(例如，出汗)和其他因素来确定用户移动。

如图4所示，控制模块400可操作地联接到阀422。阀422可与参照图1所述的阀214或参照图2所述的阀318相同。根据示例性实施方案，阀422是电磁阀，该电磁阀被构造成响应于由控制模块400生成的控制信号而允许空气进入封闭区域202(也参见图1)。控制模块400可被配置成基于确定用户正在移动来打开阀422以便减轻疼痛和不适，或者响应于来自用户装置的指示用户处于静止(例如，用户处于不动状态等)的命令来打开阀。

控制模块400包括功率监测系统。功率监测系统被配置成监测和优化泵302的操作。功率监测系统包括安培计408，该安培计被配置成测量由功率源406供应到泵302的电流量。电流计408可包括本领域的普通技术人员已知的多种商业电流测量装置中的一种。如图4所示，安培计408集成在功率源406与泵302之间的串联电路布置中。在其他实施方案中，安培计408在电路500内的位置可不同。

用于控制模块400的存储器410可被配置成存储用于服装100的操作指令。存储器410还可被配置成存储控制参数。控制参数可包括封闭区域202的压力的阈值。压力的阈值可为被示出促进愈合或伤口恢复的治疗压力或压力范围。压力的阈值可基于损伤类型、医治进展和其他因素而变化。根据示例性实施方案，控制参数包括功率管理系统的阈值。例如，控制参数可包括供应到泵302的电流的阈值，并且在低于该阈值下，应停用泵302。控制参数可另外包括泵302的循环频率和循环之间电流的阈值变化率。

收发器412可包括用于发送信息的发射器和/或用于接收信息的接收器。根据示例性实施方案，收发器412被配置成与用户装置进行无线通信(例如，经由Wi-Fi、蓝牙或另一合适的无线通信协议进行)。用户装置可包括远程计算装置，诸如智能手表、移动电话、膝上型计算机、平板电脑、物联网(IoT)装置、或另一互联网或网络连接装置。收发器412可被配置成将传感器数据从传感器316、420中的至少一个传感器发送到用户装置。传感器数据可包括温度数据、湿度数据、压力数据、运动性数据和pH数据中的至少一者。传感器数据可通过用户装置上的应用程序来访问。该应用程序可被配置成向服装100的用户提供指导或医治方案，以使医治的效果最大化。

根据示例性实施方案，应用程序被配置成基于传感器数据来定制(例如，调整、修改等)医治方案。在整个愈合周期中供应到用户装置的传感器数据也可用于优化对于同一肢体、关节或肌肉群的重复损伤的未来愈合周期。例如，用户或控制系统可通过将医治期间的疼痛的改善、伤口外观、组织的热测量以及运动率增加的被测参数进行比较，识别对于恢复而言最佳的移动进展(例如，医治期间的用户运动性的增加率)。此外，应用程序可被配置成与具有类似损伤的其他人共享医治信息(例如，通过云或在用户装置之间共享)。该应用程序可允许用户比较愈合时间和休息-运动方案，以便进一步优化医治的治疗益处(例如，使得用户可学习和调整他们的医治方式，使得应用程序可调整其规定的医治方案等)。

收发器412还可被配置成将通知发送到用户装置。例如，收发器412可被配置成向用户装置发送通知，提示用户应当休息以降低进一步受伤的风险。收发器412还可被配置成将诊断数据从一个或多个传感器316、420发送到用户装置。诊断数据可为一个或多个传感器316、420的健康监测数据、控制模块400与泵模块300之间连接不良的通知、操作或性能问题的通知(例如，在封闭区域202内实现期望负压的问题(也参见图1)等)。通知可为用户装置上的文本消息或应用程序弹出窗口。另选地，通知可为由用户界面414生成的听觉或视觉警报。

根据示例性实施方案，用户界面414被配置成生成和显示通知和警报。如图1至图2所示，用户界面414包括指示器424，该指示器被配置成报告封闭区域202的条件或服装100的操作条件或状态。如图1至图2所示，指示器424包括发光二极管(LED)，该发光二极管设置在壳体402的外表面上。根据示例性实施方案，指示器424被配置成向用户提供操作状态的视觉指示。操作状态可包括剩余电池寿命、泵302的操作状态、控制模块400与泵模块300之间的对准指示等。在其他实施方案中，指示器424可包括扬声器、LED显示器或本领域的普通技术人员已知的另一种类型的指示器。

如图4所示，控制模块400包括被示出为处理器416的处理电路。处理器416可以可操作地联接控制模块400中的每个部件，并且被配置成控制部件之间的交互。根据示例性实施方案，处理器416被配置成接收和解释来自传感器420的运动性数据。在一些实施方案中，处理器416可被配置成基于来自传感器420的运动性数据来生成针对泵302和阀422中的至少一者的控制信号。处理器416可形成功率管理系统的一部分，并且可被配置成控制泵302以使功率消耗最小化。将参考图5更详细地描述处理器416的功能。

泵操作

现在参考图5，根据示例性实施方案，示出了操作泵302的方法600(也参见图1)。方法600包括启动服装100的功率源602。功率源406可通过将控制模块400连接到泵模块300或者通过在控制模块400和泵模块300已连接(例如，对准或以其他方式连接)之后启动用于服装100的通/断开关来启用。

控制模块400被配置成将负压对封闭区域202的施加与用户的移动相协调。更具体地，控制模块400被配置成当用户处于静止时保持封闭区域202内增加的负压，并且当用户移动时保持封闭区域202内减小的负压。如图5所示，方法600包括使用传感器420来控制泵302的操作。方法600包括查询传感器604以确定用户是否处于静止606。传感器420可被配置成输出指示用户移动的传感器数据(例如，脉冲、电压等)。处理器416可被配置成接收传感器数据并识别用户移动之间的时间段(例如，通过查询定时器来识别)。处理器416可被配置成将该时间段与存储器410中存储的阈值时间段进行比较。另选地，处理器416可被配置成基于从用户装置接收的命令来识别用户处于静止。

如图5所示，方法600包括基于确定用户处于静止，控制泵302以保持封闭区域202中增加的负压608。根据示例性实施方案，处理器416被配置成生成控制信号，该控制信号使泵302(例如，泵驱动器、波形驱动器等)增加封闭区域202中的负压(例如，减小封闭区域中的绝对压力)。处理器416可通过启用泵302、增加泵302的操作速度和关闭阀318和422中的至少一个阀来保持增加的负压。

方法600还包括基于确定用户正在移动来控制泵302以减小封闭区域202中的负压610并且保持减小的负压。根据示例性实施方案，处理器416被配置成生成控制信号，该控制信号使泵302减小封闭区域202中的负压(例如，增加封闭区域202中的绝对压力)。处理器416可通过停用泵302、降低泵302的操作速度和打开阀422中的至少一者来保持减小的负压。在一些具体实施中，服装100可被构造成允许压力通过患者的运动和施用渗漏而自然衰减至较低的压力(例如，-50mm Hg或另一合适的压力)，以便减少走动期间的不适。控制模块400可被配置成连续查询传感器420以确定用户运动的变化。另选地，控制模块400可被配置成在经过给定时间段之后将负压重新分配到封闭区域202。

方法600包括控制泵302以调节封闭区域202的压力(还可参见图1)并降低功率消耗。如图5所示，方法600包括启用泵612。根据示例性实施方案，处理器416被配置成以存储器410中存储的第一循环频率启用和停用泵302。例如，处理器416可被配置成每3分钟、6分钟或另一合适的循环频率来极化(例如，启用泵302、增加泵302的操作速度等)。该循环频率可根据损伤类型、压力要求和/或医疗进展而变化。

方法600可包括使用功率监测系统监测泵302操作期间(例如，在循环频率下)的耗用电流。根据示例性实施方案，处理器416被配置成继续操作泵302，直到电流量低于阈值电流值。更具体地，处理器416被配置成继续操作泵302，直到已经实现两个条件中的至少一个条件。第一条件包括连续操作泵302，直到所测量的耗用电流(例如，使用安培计408测量的电流)小于或等于满负载操作电流的约80％或另一分数。第二条件包括连续操作泵302，直到所测量的耗用电流小于或等于泵302的紧密联接电流消耗(例如，预期的紧密联接或满负载电流消耗)的约80％。低于阈值电流的电流消耗指示在封闭区域202中已实现稳态操作条件(例如，已实现封闭区域202中的最大负压等)。在各种另选的实施方案中，阈值电流值可不同。

如图5所示，方法600包括存储来自功率源406的所测量的电流数据614(例如，在泵302操作的时间段期间的所测量的电流消耗)。根据示例性实施方案，处理器416被配置成接收和存储来自安培计408的数据。处理器416可被配置成确定泵302的单个操作循环期间或相邻操作循环之间(例如，在泵302的循环频率下等)的电流的变化率。如图5所示，方法600包括将所测量的电流的变化率与阈值变化率进行比较。方法600包括基于确定所测量的变化率小于阈值变化率616(例如，为了保持封闭区域202中的所需压力，泵302不需要那样频繁地操作)来将循环频率618从第一循环频率降低到第二循环频率。除了其他益处之外，该控制方法还使医疗期间的功率消耗最小化。

方法600的操作仅出于说明的目的提供，并且不应被认为是限制性的。在不脱离本文所公开的发明构思的情况下，许多变形是可能的。例如，该方法还可包括量化覆盖物的泄漏率。该泄漏率可使用来自安培计408的电流测量结果或者通过检查来自压力换能器的随时间推移的压力测量结果来量化。除了其他益处之外，使用压力换能器将允许更准确地计算进入封闭区域202的空气泄漏率(还可参见图1)。

制作用于负压治疗的服装

现在参考图6，根据示例性实施方案，示出了制作用于负压治疗的服装的方法700。在其他示例性实施方案中，可执行另外的、更少的和/或不同的操作。方法700包括提供覆盖物702、提供泵704以及提供控制系统706。如参考图1至图2所述，控制系统706包括控制模块400。如图6所示，方法700包括将泵集成到覆盖物708中。在一些实施方案中，泵可作为泵模块的一部分而集成到覆盖物中。根据示例性实施方案，泵模块的部件由廉价材料制成，以降低与损坏覆盖物或任何覆盖物安装部件相关联的成本。

如图6所示，方法700另外包括将控制系统联接到覆盖物和泵710中的至少一者。方法700还包括将泵电联接到控制系统712。根据示例性实施方案，控制模块400可拆卸地联接(例如，可移除地联接)到泵模块，使得控制模块400可与不同覆盖物一起重复使用。

方法700还包括提供有利于控制和操作服装的附加电子部件。操作包括提供阀714(例如，电磁阀或手动排放阀)、传感器718(例如，机电式压力开关等)和功率源722(例如，电池)。方法700包括将阀716和传感器720集成到覆盖物中。方法700包括将功率源联接到覆盖物724，以及将传感器电联接到泵和功率源726两者。

示例性实施方案的配置

各种示例性实施方案中示出的系统和方法的构造和布置仅为例示性的。虽然在本公开中仅详细描述了几个实施方案，但许多修改是可能的(例如，各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例的变化、参数值、安装布置、材料的使用、颜色、取向等)。例如，元件的位置可反转或以其他方式改变，并且分立元件的性质或数量或位置可被更改或改变。因此，所有此类修改旨在被包括在本公开的范围内。任何过程或方法步骤的顺序或次序可根据另选的实施方案改变或重新排序。在不脱离本公开的范围的情况下，可对示例性实施方案的设计、操作条件和布置进行其他替换、修改、改变和省略。

Claims (27)

1.一种服装，所述服装包括：

覆盖物，所述覆盖物被构造成基本上围绕肢体或关节，并且形成封闭区域，其中所述覆盖物被构造成与所述肢体或所述关节接合以基本上防止空气进入或离开所述封闭区域；

泵，所述泵联接到所述覆盖物并且被构造成从所述封闭区域移除空气；和

控制系统，所述控制系统能够操作地联接到所述泵，所述控制系统被配置成控制所述泵并调节所述封闭区域内的负压。

2.根据权利要求1所述的服装，其中所述控制系统包括传感器，所述传感器被配置成测量运动性数据，其中所述控制系统被配置成基于所述运动性数据来确定用户是正在移动还是处于静止，其中所述控制系统被配置成基于确定所述用户处于静止来保持增加的负压，并且其中所述控制系统被配置成基于确定所述用户正在移动来保持减小的负压。

3.根据权利要求2所述的服装，所述服装还包括阀，所述阀能够操作地联接到所述控制系统，其中所述阀被构造成允许空气进入所述封闭区域，并且其中所述控制系统被配置成基于确定所述用户正在移动来打开所述阀，并且其中所述控制系统被配置成基于确定所述用户处于静止来关闭所述阀。

4.根据权利要求1所述的服装，其中所述控制系统能够拆卸地联接到所述覆盖物和所述泵中的至少一者。

5.根据权利要求1所述的服装，其中所述控制系统包括功率源和机电式压力开关，所述机电式压力开关电联接到所述功率源，并且其中所述机电式压力开关被配置成响应于压力超过阈值而将所述泵电联接到所述功率源。

6.根据权利要求1所述的服装，其中所述控制系统被配置成将所述封闭区域内的压力保持在介于约负105mm Hg与负145mm Hg之间的范围内。

7.根据权利要求1所述的服装，其中所述控制系统包括功率监测系统，所述功率监测系统被配置成测量供应到所述泵的电流量，其中所述功率监测系统被配置成基于确定所述电流量低于阈值电流值来停用所述泵。

8.根据权利要求1所述的服装，其中所述服装还包括传感器，所述传感器被配置成收集数据，所述数据包括所述封闭区域的运动性数据和条件中的至少一者，并且其中所述控制系统还包括收发器，所述收发器被配置成将所述数据发送到用户装置。

9.根据权利要求8所述的服装，其中所述传感器为温度传感器、湿度传感器、压力传感器、加速度计和pH传感器中的一种，所述温度传感器被配置成测量所述封闭区域的温度，所述湿度传感器被配置成测量所述封闭区域的水分含量，所述压力传感器被配置成测量所述封闭区域的所述压力，所述加速度计被配置成测量移动，所述pH传感器被配置成测量用户皮肤的pH。

10.根据权利要求1所述的服装，所述服装还包括被构造成使从所述封闭区域逸出的气味最小化的过滤器和被构造成防止流体进入所述泵的过滤器中的至少一者。

11.根据权利要求1所述的服装，其中所述覆盖物为一次性的，并且所述泵和所述控制系统中的至少一者为能够重复使用的。

12.一种系统，所述系统包括：

功率源，所述功率源被配置成向泵供应功率；和

传感器，所述传感器电联接到所述功率源和所述泵，其中所述系统被配置成当用户处于静止时保持肢体或关节与覆盖物之间的封闭区域内的增加的负压，并且其中所述系统被配置成当所述用户移动时保持所述封闭区域内的减小的负压。

13.根据权利要求12所述的系统，其中所述传感器被配置成测量数据，所述数据包括所述封闭区域的运动性数据和条件中的至少一者，其中所述系统还包括收发器，所述收发器被配置成将所述数据发送到用户装置。

14.根据权利要求12所述的系统，所述系统还包括处理电路，所述处理电路能够操作地联接到所述泵和所述传感器，其中所述传感器被配置成测量运动性数据，其中所述处理电路被配置成基于所述运动性数据来确定所述用户是正在移动还是处于静止，其中所述处理电路被配置成基于确定所述用户处于静止来保持增加的负压，并且其中所述处理电路被配置成基于确定所述用户正在移动来保持减小的负压。

15.根据权利要求14所述的系统，其中所述处理电路被配置成通过启用所述泵、增加所述泵的操作速度和关闭阀中的至少一者来保持增加的负压。

16.根据权利要求14所述的系统，其中所述处理电路被配置成通过停用所述泵、降低所述泵的操作速度和打开阀中的至少一者来保持减小的负压。

17.根据权利要求12所述的系统，其中所述传感器包括机电式压力开关，并且其中所述机电式压力开关被配置成响应于所述压力超过阈值而将所述泵电联接到所述功率源。

18.根据权利要求12所述的系统，其中所述系统被配置成将所述封闭区域内的所述压力保持在介于约负120mm Hg与负145mm Hg之间的范围内。

19.根据权利要求12所述的系统，其中所述覆盖物是一次性的，并且所述泵和所述传感器中的至少一者是能够重复使用的。

20.根据权利要求12所述的系统，所述系统还包括：

存储器，所述存储器被配置成存储阈值电流值；和

处理电路，所述处理电路能够操作地联接到所述存储器、所述功率源和所述泵，其中所述处理电路被配置成监测供应到所述泵的电流量，并且其中所述处理电路被配置成基于确定所述电流量低于所述阈值电流值来停用所述泵。

21.根据权利要求20所述的系统，其中所述存储器被配置成存储阈值变化率和循环频率，其中所述处理电路被配置成以所述循环频率启用和停用所述泵，其中所述处理电路被配置成确定所述电流量的变化率，并且其中所述处理电路被配置成基于确定所述变化率小于所述阈值变化率来降低所述循环频率。

22.根据权利要求12所述的系统，所述系统还包括用户界面和处理电路，所述处理电路能够操作地联接到所述用户界面，其中所述处理电路被配置成基于确定所述处理电路与所述泵分离而生成警报，并且其中所述用户界面被配置成显示所述警报。

23.根据权利要求12所述的系统，所述系统还包括：

锁定构件，所述锁定构件被配置成防止处理电路从所述覆盖物移除；和

收发器，所述收发器被配置成从用户装置接收命令，其中所述处理电路被配置成响应于所述命令而操作所述锁定构件。

24.一种制作服装的方法，所述方法包括：

提供被构造成基本上围绕和能够密封地接合肢体和关节中的至少一者以形成封闭区域的覆盖物；

提供被配置成在所述封闭区域内抽吸负压的泵；

提供被配置成控制所述泵和调节所述封闭区域内的负压的控制系统；

将所述泵集成到所述覆盖物中；

将所述控制系统联接到所述覆盖物和所述泵中的至少一者；以及

将所述泵电联接到所述控制系统。

25.根据权利要求24所述的方法，所述方法还包括：

将所述控制系统能够拆卸地联接到所述覆盖物和所述泵中的至少一者。

26.根据权利要求24所述的方法，所述方法还包括：

提供被构造成允许空气进入所述封闭区域的阀；以及

将所述阀集成到所述覆盖物中。

27.根据权利要求24所述的方法，所述方法还包括：

提供被配置成响应于压力超过阈值而启用所述泵的传感器；

提供功率源；

将所述传感器集成到所述覆盖物中；

将所述功率源联接到所述覆盖物；以及

将所述传感器电联接到所述泵和所述功率源。

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