CN114126558A - 用于负压治疗的具有集成传感器的敷料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于利用负压治疗组织部位的敷料,该敷料具有包括力或负荷测量传感器的集成传感器。该传感器可在向该组织部位施加负压期间随着该敷料被推入该组织部位中将该敷料的变形遥测传送到治疗系统。该传感器可测量施加到该敷料的力。可在负压治疗期间周期性地使用该传感器来获得施加到该敷料的该力的测量值,以使得能够随着肉芽组织填充该组织部位监测该组织部位的填充水平。在负压治疗过程中监测向该组织部位施加的力可有助于临床医生作出如何管理和治疗患者的决策以及提供关于治疗功效的确认数据。

Description

用于负压治疗的具有集成传感器的敷料
相关专利申请
本申请要求2019年6月24日提交的名称为″DRESSING WITH INTEGRATED SENSORFOR NEGATIVE-PRESSURE THERAPY″的美国临时专利申请62/865,745的优先权,该专利申请出于所有目的以引用方式并入本文。
技术领域
所附权利要求书中阐述的本发明整体涉及组织治疗系统,并且更具体地但非限制地涉及用于组织治疗的敷料以及使用利用负压进行组织治疗的敷料的方法。
背景技术
临床研究和实践已表明,减小靠近组织部位的压力可增强并加速组织部位处的新组织的生长。该现象的应用众多,但已证明其对于治疗伤口是特别有利的。无论伤口的病因如何,无论是创伤、外科手术还是另外的原因,伤口的正确护理对于结果都是重要的。通过减小的压力来治疗伤口或其他组织通常可称为″负压治疗″,但也可通过其他名称已知的,包括例如″负压伤口治疗″、″减小的压力治疗″、″真空治疗″、″真空辅助闭合″和″局部负压″。负压治疗可提供许多益处,包括上皮组织和皮下组织的迁移、改善的血流以及伤口部位处的组织的微变形。这些益处可一起增加肉芽组织的发育并减少愈合时间。
虽然负压治疗的临床益处是众所周知的,但对治疗系统、部件和过程的改善可有益于医疗保健提供者和患者。
发明内容
所附权利要求书中阐述了用于在负压治疗环境中治疗组织的新型且有用的系统、装置和方法。还提供了例示性实施方案以使得本领域的技术人员能够制造和使用要求保护的主题。
例如,在一些实施方案中,包括力或负荷测量传感器的传感器可与敷料集成,其中该传感器可将在向组织部位施加负压期间随着该敷料被推入该组织部位中该敷料的变形遥测传送到治疗系统。该传感器可测量施加到该敷料的闭合力。可在负压治疗期间周期性地使用该传感器来获得施加到该敷料的该闭合力的测量值,以使得能够随着肉芽组织填充该组织部位监测该组织部位的填充水平。在负压治疗过程中监测向该组织部位施加的该闭合力可有助于临床医生作出如何管理和治疗患者的决策,以及提供关于治疗功效的确认数据。
例如,在一些实施方案中,包括力或负荷测量传感器的传感器可与敷料集成。在可能因治疗系统的流体系统中的治疗系统故障或堵塞造成的该敷料于负压施加之后无法放缩或者敷料迅速充胀的情况下,该传感器可触发″压力损失″或″堵塞″警报。
在一些实施方案中,传感器可与敷料集成,其中该传感器可放置成与组织部位直接接触。该传感器可测量施加到该敷料的力作为所施加的负压的模拟。在一些实施方案中,该传感器可测量施加到该敷料的气体压力。该治疗系统可能够使用传感器的测量值来控制施加到敷料的负压以克服治疗系统的流体系统中的压降。来自传感器的测量值还可有助于将期望的目标负压递送到组织部位。
在一些实施方案中,传感器可为被配置为测量敷料中的应变的电活性聚合物(EAP)传感器。在一些实施方案中,该传感器可为压阻式应变仪。在一些实施方案中,该传感器可为气体压力传感器。
更一般地,用于利用负压治疗组织部位的敷料可包括:组织界面;覆盖件,该覆盖件联接到该组织界面;以及传感器,该传感器被配置为测量该敷料中的应变。
在一些实施方案中,被配置为联接到用于利用负压治疗组织部位的敷料的传感器模块可包括控制器和联接到该控制器的电活性聚合物传感器。
在一些实施方案中,利用负压治疗组织部位的方法可包括:向该组织部位施加具有覆盖件和组织界面的敷料;将传感器联接到该敷料;将敷料界面流体地联接到该组织部位;将流体导体流体地联接到该敷料界面;经由该流体导体将负压源流体地联接到该组织界面;在没有负压施加到该组织部位的情况下,使用该传感器测量该敷料中的基线应变;使用该负压源向该组织部位施加负压;以及使用该传感器测量该敷料中的应变。
通过结合例示性实施方案的以下详细描述参考附图,可以最好地理解制造和使用受权利要求保护的主题的目标、优点和优选模式。
附图说明
图1是根据本说明书的可提供负压治疗和滴注治疗的治疗系统的示例性实施方案的功能框图;
图2是示出可与图1的治疗系统的一些实施方案相关联的示例性压力控制模式的附加细节的曲线图;
图3是示出可与图1的治疗系统的一些实施方案中的另一个示例性压力控制模式相关联的附加细节的曲线图;
图4是包括传感器的敷料的示例的组装图,其示出了可与图1的治疗系统的一些示例性实施方案相关联的附加细节;
图5是图4的示例性敷料的底视图;
图6A是包括传感器的敷料的另一个示例的示意图,其示出了可与一些实施方案相关联的附加细节;
图6B是包括传感器的敷料的另一个示例的示意图,其示出了可与一些实施方案相关联的附加细节;
图6C是包括传感器的敷料的另一个示例的示意图,其示出了可与二些实施方案相关联的附加细节;
图6D是包括传感器的敷料的另一个示例的示意图,其示出了可与一些实施方案相关联的附加细节;
图7是包括传感器的敷料的另一个示例的组装图,其示出了可与一些实施方案相关联的附加细节;
图8是可与敷料的一些实施方案相关联的传感器的示例的顶视图;
图9是包括可与敷料的一些实施方案相关联的传感器组件的敷料界面的示例的组装图;
图10A是图9的传感器组件的示例的顶视图;
图10B是图9的传感器组件的侧视图;
图10C是图9的传感器组件的底视图;
图10D是图9的传感器组件的等轴视图;
图11是联接到敷料的示例的图9的敷料界面的后视图,其示出了可与一些实施方案相关联的附加细节;
图12是沿线12-12截取的图11的剖视图;
图13是图9的传感器组件的框图,其示出了可与一些实施方案相关联的附加细节;
图14是联接到敷料的传感器模块的示例的等轴视图,其示出了可与一些实施方案相关联的附加细节;
图15是传感器模块的另一个示例的等轴视图,其示出了可与一些实施方案相关联的附加细节;
图16是传感器模块的另一个示例的等轴视图,其示出了可与一些实施方案相关联的附加细节;
图17A是在施加负压之前的联接到组织部位的具有图16的传感器模块的敷料的另一个示例的示意图,其示出了可与一些实施方案相关联的附加细节;
图17B是在施加负压之后图17A的敷料和传感器模块的示意图,其示出了可与一些实施方案相关联的附加细节;
图18A是在施加负压之前的联接到组织部位的包括传感器的敷料的另一个示例的示意图,其示出了可与一些实施方案相关联的附加细节;
图18B是在施加负压之后的联接到组织部位的包括传感器的敷料的另一个示例的示意图,其示出了可与一些实施方案相关联的附加细节;
图18C是在施加负压期间的联接到组织部位的包括传感器的敷料的另一个示例的示意图,其示出了可与一些实施方案相关联的附加细节;
图18D是在施加负压后的联接到组织部位的包括传感器的敷料的另一个示例的示意图,其示出了可与一些实施方案相关联的附加细节;
图19A、图19B和图19C是利用负压治疗组织部位的示例性方法的流程图,其示出了可与一些实施方案相关联的附加细节;
图20是可与检测治疗系统的各种部件中的泄漏和堵塞的一种示例性方法相关联的表;
图21是可与确定治疗系统的各种部件中存在堵塞或泄漏的另一种示例性方法相关联的表;
图22是包括传感器的敷料的另一个示例的底视图,其示出了可与一些实施方案相关联的附加细节;
图23是包括传感器的敷料的另一个示例的底视图,其示出了可与一些实施方案相关联的附加细节;
图24是包括传感器的敷料的另一个示例的底视图,其示出了可与一些实施方案相关联的附加细节;
图25是沿线25-25截取的图24的敷料的剖视图;
图26是包括传感器的敷料的另一个示例的底视图,其示出了可与一些实施方案相关联的附加细节;
图27A是在施加负压之前的联接到流体导体的示例的传感器的另一一个示例的侧视图,其示出了可与一些实施方案相关联的附加细节;
图27B是在施加负压之后图27A的传感器和流体导体的侧视图,其示出了可与一些实施方案相关联的附加细节;
图28A是在施加负压之前的联接到流体导体的示例的传感器的另一一个示例的侧视图,其示出了可与一些实施方案相关联的附加细节;
图28B是在施加负压之后图28A的传感器和流体导体的侧视图,其示出了可与一些实施方案相关联的附加细节;
图29A是在施加负压之前的联接到流体导体的示例的传感器的另一个示例的剖视图,其示出了可与一些实施方案相关联的附加细节;并且
图29B是在施加负压之后图29A的传感器和流体导体的剖视图,其示出可与一些实施方案相关联的附加细节。
具体实施方案
对示例性实施方案的以下描述提供了使得本领域技术人员能够制造和使用所附权利要求中阐述的主题的信息,但可省略本领域中已熟知的某些细节。因此,以下具体实施方式应视为示例性的而非限制性的。
本文还可参考各种元件之间的空间关系或附图中描绘的各种元件的空间取向来描述示例性实施方案。一般来讲,此类关系或取向假设在待接受治疗的位置中与患者一致或相对于患者的参照系。然而,如本领域的技术人员应当认识到的,该参照系仅为描述性便利的而非严格的规定。
图1是根据本说明书的可提供组织部位负压治疗的治疗系统100的示例性实施方案的简化功能框图。
在此上下文中,术语″组织部位”广义地指位于组织上或组织内的伤口、缺损或其他治疗靶标,包括但不限于骨组织、脂肪组织、肌肉组织、神经组织、真皮组织、血管组织、结缔组织、软骨、肌腱或韧带。伤口可包括例如慢性伤口、急性伤口、创伤伤口、亚急性伤口和开裂伤口、部分皮层烧伤、溃疡(诸如糖尿病性溃疡、压迫性溃疡或静脉功能不全溃疡)、皮瓣和移植物。术语″组织部位”还可指任何组织的区域,其不一定受伤或有缺陷,而是其中可能期望添加或促进附加组织生长的区域。例如,可向组织部位施加负压以使附加组织生长,进而可收获和移植该附加组织。
治疗系统100可包括负压源或负压供应装置诸如负压源105,以及一个或多个分配部件。分配部件优选地为可拆卸的,并且可为一次性的、可重复使用的或可再循环的。敷料诸如敷料110和流体容器诸如容器115是可与治疗系统100的一些示例相关联的分配部件的示例。如图1的示例所示,在一些实施方案中,敷料110可包括组织界面120、覆盖件125或两者或者基本上由组织界面、覆盖件或两者组成。
流体导体是分配部件的另一个例示性示例。在此上下文中,″流体导体”广义地包括管、管道、软管、导管或具有适于在两个端部之间传送流体的一个或多个管腔或开放路径的其他结构。通常,管是具有一定柔韧性的细长圆柱形结构,但几何形状和刚度可变化。此外,一些流体导体可被模制到其他部件中或以其他方式与其他部件整体组合。分配部件还可包括或包含界面或流体端口以有利于联接和脱离其他部件。在一些实施方案中,例如,敷料界面可有利于将流体导体联接到敷料110。例如,此类敷料界面可为可购自德克萨斯州圣安东尼奥市的Kinetic Concepts公司(Kinetic Concepts,Inc.,San Antonio,Texas)的SENSAT.R.A.C.TM垫。
治疗系统100还可包括调节器或控制器,诸如控制器130。另外,治疗系统100可包括传感器以测量操作参数并向控制器130提供指示操作参数的反馈信号。如图1所示,例如,治疗系统100可包括联接到控制器130的传感器135、传感器140和一个或多个附加传感器145。
治疗系统100还可包括商注溶液源。例如,溶液源150可流体地联接到敷料110,如图1的示例性实施方案所示。在一些实施方案中,溶液源150可流体地联接到正压源诸如正压源155、负压源诸如负压源105或两者。调节器诸如滴注调节器160也可流体地联接到溶液源150和敷料110,以确保到组织部位的滴注溶液(例如盐水)的剂量适当。例如,滴注调节器160可包括活塞,该活塞可由负压源105气动致动,以在负压间隔期间从溶液源抽吸滴注溶液并且在排出间隔期间将溶液滴注到敷料。除此之外或另选地,控制器130可联接到负压源105、正压源155或两者,以控制到组织部位的滴注溶液的剂量。在一些实施方案中,滴注调节器160还可通过敷料110流体地联接到负压源105,如图1的示例所示。
治疗系统100的一些部件可容纳在其他部件内或与其他部件结合使用,诸如传感器、处理单元、警报指示器、存储器、数据库、软件、显示设备或进一步促进治疗的用户界面。例如,在一些实施方案中,负压源105可与控制器130、溶液源150和其他部件组合成治疗单元。
一般来讲,治疗系统100的部件可直接或间接地联接。例如,负压源105可直接联接到容器115,并且可通过容器115间接地联接到敷料110。联接可包括流体联接、机械联接、热联接、电联接或化学联接(诸如化学键),或在一些情况下包括联接的一些组合。例如,负压源105可电联接到控制器130,并且可流体地联接到一个或多个分配部件以提供到组织部位的流体路径。在一些实施方案中,部件也可借助于物理接近、与单个结构成一整体或由同一块材料形成而被联接。
例如,负压供应装置诸如负压源105可为处于负压的空气的贮存器,或者可为手动或电动设备,诸如真空泵、抽吸泵、在许多医疗保健机构处可用的壁抽吸端口或微型泵。″负压″通常是指小于局部环境压力的压力,诸如密封治疗环境外部的局部环境中的环境压力。在许多情况下,局部环境压力也可以是组织部位所处于的大气压力。另选地,压力可小于与组织部位处的组织相关联的液体静压。除非另外指明,本文所述的压力值为表压。对负压增加的提及通常是指绝对压力降低,而负压降低通常是指绝对压力增加。虽然由负压源105提供的负压的量和性质可根据治疗要求而变化,但压力通常为介于-5mm Hg(-667Pa)和-500mm Hg(-66.7kPa)之间的低真空(通常也称为粗真空)。常见的治疗范围介于-50mmHg(-6.7kPa)和-300mmHg(-39.9kPa)之间。
容器115表示容器、罐、小袋或其他存储部件,其可用于管理从组织部位抽出的渗出物和其他流体。在许多环境中,刚性容器对于收集、储存和处置流体可以是优选的或需要的。在其他环境中,流体可在没有刚性容器存储装置的情况下被适当地处置,并且可重复使用的容器可减小与负压治疗相关联的浪费和成本。
控制器诸如控制器130可以是被编程为操作治疗系统100的一个或多个部件诸如负压源105的微处理器或计算机。在一些实施方案中,例如,控制器130可以是通常包括集成电路的微控制器,该集成电路包括被编程为直接或间接地控制治疗系统100的一个或多个操作参数的处理器内核和存储器。操作参数可包括例如施加到负压源105的功率、由负压源105生成的压力或分配到组织界面120的压力。控制器130还优选地被配置为接收一个或多个输入信号诸如反馈信号,并且被编程为基于输入信号来修改一个或多个操作参数。
传感器诸如传感器135、传感器140和传感器145在本领域中是作为能够操作以检测或测量物理现象或特性并且通常提供指示所检测或所测量的现象或特性的信号的任何装置而公知。例如,传感器135、传感器140和传感器145可被配置为测量治疗系统100的一个或多个操作参数。在一些实施方案中,传感器135可为换能器,该换能器被配置为测量气动通路中的压力并且将测量值转换为指示所测量的压力的信号。在一些实施方案中,例如,传感器135可为压阻式应变仪。在一些实施方案中,传感器140可任选地测量负压源105的操作参数,诸如电压或电流。在一些实施方案中,传感器145可联接到敷料110。在一些实施方案中,传感器145可被配置为测量敷料110中的应变。在一些实施方案中,例如,传感器145可为电活性聚合物(EAP)传感器。在一些实施方案中,例如,传感器145可为应变仪。在一些实施方案中,传感器145可被配置为测量递送到组织部位的气体压力。在一些实施方案中,例如,传感器145可为气体压力传感器。在一些实施方案中,传感器145可被配置为测量敷料110的温度。在一些实施方案中,传感器145可被配置为测量敷料110的湿度。在一些实施方案中,传感器145可被配置为测量敷料110的湿气。敷料110可包括任何数量或组合的传感器145类型。优选地,来自传感器135、传感器140和一个或多个传感器145的信号适合作为到控制器130的输入信号,但在一些实施方案中,一定的信号调理可为适当的。例如,在信号可由控制器130处理之前,可能需要对信号进行滤波或放大。通常,信号是电信号,但可能以其他形式表示,诸如光信号。
组织界面120通常可适于部分地或完全地接触组织部位。组织界面120可采用多种形式并且可具有多种尺寸、形状或厚度,这取决于各种因素,诸如所实施的治疗的类型或组织部位的性质和尺寸。例如,组织界面120的尺寸和形状可适于较深和不规则形状的组织部位的轮廓。组织界面120的任何表面或所有表面可具有不平的、粗糙的或锯齿状的外形。
在一些实施方案中,组织界面120可包括歧管或基本上由其组成。在该上下文中,歧管可包括用于在压力下在组织界面120上收集或分配流体的装置或基本上由其组成。例如,歧管可适于从源接收负压并且通过多个开孔在组织界面120上分配负压,这可具有从组织部位上收集流体并且朝向源抽出流体的效果。在一些实施方案中,流体路径可被反转或者可提供辅助流体路径以有利于在组织部位上递送流体,诸如来自滴注溶液源的流体。
在一些实施方案中,覆盖件125可提供细菌屏障和免受物理创伤的保护。覆盖件125还可由可减小蒸发损失并在两个部件或两个环境之间(诸如在治疗环境与局部外部环境之间)提供流体密封的材料构造。覆盖件125可包括弹性体膜或薄膜或由弹性体膜或薄膜组成,该弹性体膜或薄膜可提供足以针对给定负压源在组织部位处保持负压的密封。在一些应用中,覆盖件125可具有高湿气透过率(MVTR)。例如,在一些实施方案中,MVTR可为至少250克/平方米/24小时(g/m2/24hours),该值根据ASTM E96/E96M正杯法在38℃和10%相对湿度(RH)下使用竖立杯技术测得。在一些实施方案中,最高至5000g/m2/24小时的MVTR可提供有效透气性和机械性能。
在一些示例性实施方案中,覆盖件125可以是水蒸气可渗透但液体不可渗透的聚合物消毒盖布,诸如聚氨酯膜。此类消毒盖布通常具有在25微米至50微米范围内的厚度。针对可透过材料,渗透性通常应足够低以使得可保持所期望的负压。覆盖件125可包括例如以下材料中的一种或多种:聚氨酯(PU),诸如亲水性聚氨酯;纤维素;亲水性聚酰胺;聚乙烯醇;聚乙烯吡咯烷酮;亲水性丙烯酸类树脂;有机硅,诸如亲水性有机硅弹性体;天然橡胶;聚异戊二烯;苯乙烯-丁二烯橡胶;氯丁二烯橡胶;聚丁二烯;丁腈橡胶;丁基橡胶;乙丙橡胶;乙烯丙烯二烯单体;氯磺化聚乙烯;聚硫橡胶;乙烯-乙酸乙烯酯(EVA);共聚酯;以及聚醚嵌段聚酰胺共聚物。此类材料可商购获得,例如:可从明尼苏达州明尼阿波利斯的3M公司(3M Company,Minneapolis Minnesota)商购获得的
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消毒盖布;可从加利福尼亚州帕萨迪纳的Avery Dennison公司(Avery Dennison Corporation,Pasadena,California)商购获得的聚氨酯(PU)消毒盖布;可例如从法国科隆布的Arkema S.A.公司(Arkema S.A.,Colombes,France)获得的聚醚嵌段聚酰胺共聚物(PEBAX);以及可从英国雷克瑟姆的Expopack Advanced公司(Expopack Advanced Coatings,Wrexham,UnitedKingdom)商购获得的Inspire 2301和Inpsire 2327聚氨酯膜。在一些实施方案中,覆盖件125可包括具有2600g/m2/24小时的MVTR(竖立杯技术)和约30微米的厚度的INSPIRE2301。
附接设备可用于将覆盖件125附接到附接表面,诸如未受损表皮、衬垫或另一个覆盖件。附接设备可采用多种形式。例如,附接设备可为被构造成将覆盖件125粘结到组织部位周围的表皮的医学上可接受的压敏粘合剂。在一些实施方案中,例如,覆盖件125中的一些或全部可涂覆有涂层重量在25克/平方米至65克/平方米(g.s.m.)之间的粘合剂,诸如丙烯酸粘合剂。在一些实施方案中,可施加较厚粘合剂或粘合剂的组合以改善密封并减少渗漏。附接设备的其他示例性实施方案可包括双面胶带、糊剂、水性胶体、水凝胶、有机硅凝胶或有机凝胶。
溶液源150还可表示可对滴注治疗提供溶液的容器、罐、小袋、袋或其他存储部件。溶液的组成可根据规定治疗而变化,但可适用于一些规定的溶液的示例包括基于次氯酸盐的溶液、硝酸银(0.5%)、基于硫的溶液、双胍、阳离子溶液和等渗溶液。
在操作中,可将组织界面120放置在组织部位内、组织部位上方、组织部位上或以其他方式接近组织部位放置。例如,如果组织部位为伤口,则组织界面120可部分地或完全地填充伤口,或者其可放置在伤口上方。可将覆盖件125放置在组织界面120上方并且密封到组织部位附近的附接表面。例如,可将覆盖件125密封到组织部位周边的未受损表皮。因此,敷料110可提供靠近组织部位、基本上与外部环境隔离的密封治疗环境,并且负压源105可减小密封治疗环境中的压力。
使用负压源来减小另一个部件或位置中(诸如在密封的治疗环境内)的压力的流体力学在数学上可以是复杂的。然而,适用于负压治疗和滴注的流体力学的基本原理通常是本领域技术人员熟知的,并且减小压力的过程可在本文中示例性地描述为例如″递送″、″分配″或″生成″负压。
一般来讲,渗出物和其他流体沿流体路径朝较低压力流动。因此,术语″下游″通常意味着流体路径中的相对更靠近负压源或更远离正压源的某物。相反,术语″上游″意味着相对更远离负压源或更靠近正压源的某物。类似地,可以方便地根据这种参照系中的流体″入口″或″出口″来描述某些特征部。通常出于描述本文的各种特征部和部件的目的假设该取向。然而,在一些应用中,流体路径也可反转,诸如通过用正压源代替负压源,并且该描述约定不应理解为限制性约定。
通过密封治疗环境中的组织界面120在组织部位上施加的负压可在组织部位中引起宏应变和微应变。负压还可从组织部位移除渗出物和其他流体,这些渗出物和其他流体可收集在容器115中。
在一些实施方案中,控制器130可从一种或多种传感器诸如传感器135、传感器140和传感器145接收数据并处理数据。控制器130还可控制治疗系统100的一个或多个部件的操作,以管理递送到组织界面120的压力。在一些实施方案中,控制器130可包括用于接收期望目标压力的输入,并且可被编程以用于处理与待向组织界面120施加的目标压力的设定和输入相关的数据。在一些示例性实施方案中,目标压力可为固定压力值,其由操作者设定为组织部位处的治疗所期望的目标负压,然后作为输入提供给控制器130。目标压力可基于形成组织部位的组织的类型、损伤或伤口(如果有的话)的类型、患者的医学状况和主治医师的偏好因组织部位不同而不同。在选择期望的目标压力之后,控制器130可基于目标压力以一种或多种控制模式操作负压源105,并且可从一个或多个传感器接收反馈以保持组织界面120处的目标压力。
图2是示出可与控制器130的一些实施方案相关联的示例性控制模式的附加细节的曲线图。在一些实施方案中,控制器130可具有连续压力模式,其中操作负压源105以在治疗的持续时间内或直到手动停用时提供恒定的目标负压,如线205和线210所指示。除此之外或另选地,控制器可具有间歇压力模式,如图2的示例所示。在图2中,x轴表示时间,并且y轴表示负压源105随时间推移产生的负压。在图2的示例中,控制器130可操作负压源105以在目标压力和大气压之间循环。例如,可将目标压力设定在125mmHg的负压值,如线205所指示,持续指定时间段(例如,5分钟),之后是停用的指定时间段(例如,2分钟),如实线215和220之间的间隙所指示。可通过激活负压源105来重复循环,如线220所指示,负压源可在目标压力和大气压之间形成方波图案。在一些实施方案中,″接通时间″对″断开时间″或总″循环时间″的比率可称为泵占空比(PD)。
在一些示例性实施方案中,负压从环境压力增加到目标压力可能不是瞬时的。例如,负压源105和敷料110可具有初始上升时间,如虚线225所指示。初始上升时间可根据所使用的敷料和治疗设备的类型而变化。例如,一个治疗系统的初始上升时间可在约20mmHg/s至30mmHg/s之间的范围内,并且另一个治疗系统的初始上升时间可在约5mmHg/s至10mmHg/s之间的范围内。如果治疗系统100在间歇模式下操作,如实线220所指示的重复上升时间可为基本上等于如虚线225所指示的初始上升时间的值。
图3是示出可与治疗系统100的一些实施方案中的另一个示例性压力控制模式相关联的附加细节的曲线图。在图3中,x轴表示时间,y轴表示负压源105产生的负压。图3的示例中的目标压力可在动态压力模式下随时间而变化。例如,目标压力可以三角形波形的形式变化,在50mmHg和125mmHg的负压之间变化,上升时间305设定在+25mmHg/min的速率处并且下降时间310设定在-25mmHg/min处。在治疗系统100的其他实施方案中,三角波形可以在25mmHg和125mmHg的负压之间变化,上升时间305设定在+30mmHg/min的速率处并且下降时间310设定在-30mmHg/min处。
在一些实施方案中,控制器130可以动态压力模式控制或确定可变目标压力,并且可变目标压力可在最大压力值和最小压力值之间变化,该最大压力值和最小压力值可被设定为由操作者规定为所需负压范围的输入。可变目标压力也可由控制器130处理和控制,控制器可根据预定波形诸如三角波形、正弦波形或锯齿波形来改变目标压力。在一些实施方案中,波形可由操作者设定为治疗所需的预定或时变的负压。
在一些实施方案中,控制器130可接收和处理数据,诸如与向组织界面120提供的滴注溶液相关的数据。此类数据可包括临床医生所规定的滴注溶液的类型、待滴注到组织部位的流体或溶液的体积(″填充体积″)以及在向组织部位施加负压之前对溶液留在组织部位处所规定的时间量(″驻留时间″)。填充体积可例如介于10mL和500mL之间,并且驻留时间可介于1秒至30分钟之间。控制器130还可控制治疗系统100的一个或多个部件的操作以滴注溶液。例如,控制器130可管理从溶液源150分配到组织界面120的流体。在一些实施方案中,可通过以下方式将流体滴注到组织部位:从负压源105施加负压以减小该组织部位处的压力,从而将溶液抽吸到组织界面120中。在一些实施方案中,可通过以下方式将溶液滴注到组织部位:从正压源155施加正压以将溶液从溶液源150移动到组织界面120。除此之外或另选地,溶液源150可升高到足以允许重力将溶液移动到组织界面120中的高度。
控制器130还可通过提供连续的溶液流或提供间歇的溶液流来控制滴注的流体动力学特性。可施加负压以提供溶液的连续流或间歇流。可实现负压的施加以提供连续压力操作模式,从而实现流过组织界面120的滴注溶液的连续流量,或者可将其实现成提供动态压力操作模式,从而改变流过组织界面120的滴注溶液的流量。另选地,可实现负压的施加以提供间歇操作模式,从而允许滴注溶液驻留在组织界面120处。在间歇模式下,可根据例如所治疗的组织部位的类型和利用的敷料的类型来提供具体填充体积和驻留时间。在溶液滴注之后或期间,可施加负压治疗。控制器130可用于通过滴注更多溶液以在开始另一个滴注循环之前,选择负压治疗的操作模式和持续时间。
图4是图1的敷料110的示例的组装图,其示出了可与一些实施方案相关联的附加细节。在图4的示例中,组织界面120包括第一层405、第二层410和第三层415。在一些实施方案中,第一层405可与第二层410相邻设置,并且第三层415也可与第一层405相对地与第二层410相邻设置。例如,第一层405和第二层410可堆叠,使得第一层405与第二层410接触。在一些实施方案中,第一层405也可粘结到第二层410。在一些实施方案中,第二层410可与第一层405的面共延。在一些实施方案中,第三层415的至少某一部分可粘结到第二层410。
第一层405通常包括歧管或歧管层或者基本上由其组成,该歧管或歧管层提供用于在压力下在组织界面120上收集或分配流体的装置。例如,第一层405可适于从源接收负压并且通过多个开孔在组织界面120上分配负压,这可具有从组织部位上收集流体并且朝向源抽吸流体的效果。在一些实施方案中,流体路径可被反转或者可提供辅助流体路径以有利于在组织界面120上递送流体,诸如来自滴注溶液源的流体。
在一些例示性实施方案中,第一层405的通路可互连以改善流体的分配或收集。在一些例示性实施方案中,第一层405可包括具有互连流体通路的多孔材料或基本上由其组成。包括互连流体通路(例如,通道)或可适于形成互连流体通路的合适多孔材料的示例可包括蜂窝泡沫,包括开孔泡沫诸如网状泡沫;多孔组织收集;以及通常包括孔隙、边缘和/或壁的其他多孔材料,诸如纱布或毡垫。液体、凝胶和其他泡沫也可包括或被固化以包括开孔和流体通路。在一些实施方案中,第一层405可附加地或另选地包括形成互连流体通路的突出部。例如,第一层405可被模制以提供限定互连流体通路的表面突出部。
在一些实施方案中,第一层405可包括网状泡沫或基本上由其组成,该网状泡沫具有可根据规定治疗的需要而变化的孔径和自由体积。例如,自由体积为至少90%的网状泡沫可适用于许多治疗应用,并且平均孔径在400微米至600微米范围内的泡沫可特别适用于某些类型的治疗。第一层405的拉伸强度也可根据规定治疗的需要而变化。例如,可增加泡沫的拉伸强度以用于滴注局部治疗溶液。第一层405的25%压缩负荷挠曲可为至少0.35磅/平方英寸,并且65%压缩负荷挠曲可为至少0.43磅/平方英寸。在一些实施方案中,第一层405的拉伸强度可为至少10磅/平方英寸。第一层405可具有至少2.5磅/英寸的抗撕强度。在一些实施方案中,第一层405可为由多元醇诸如聚酯或聚醚、异氰酸酯诸如甲苯二异氰酸酯和聚合改性剂诸如胺和锡化合物构成的泡沫。在一些示例中,第一层405可为网状聚氨酯泡沫,诸如用于GRANUFOAMTM敷料或V.A.C.VERAFLOTM敷料中的网状聚氨酯泡沫,两者均可购自德克萨斯州圣安东尼奥市的KCI公司(KCI,San Antonio,Texas)。
用于第一层405的其他合适的材料可包括例如非织造织物(Libeltex,Freudenberg)、三维(3D)聚合物结构(模制聚合物、压印和成形的膜和熔合粘结的膜[Supracore])以及网片。
在一些示例中,第一层405可包括3D纺织物,诸如可从Baltex公司、Muller公司和Heathcoates公司商购获得的各种纺织物。对于一些实施方案,聚酯纤维的3D纺织物可为尤其有利的。例如,第一层405可包括聚酯纤维的三维织物或基本上由其组成。在一些实施方案中,纤维在至少两个维度上可为弹性的。对于一些实施方案,具有约650克/平方米的重量和约1毫米至2毫米的厚度的聚酯和棉纤维的耐刺穿织物可为尤其有利的。在一些实施方案中,这种耐刺穿织物可具有约330千克至340千克的经纱拉伸强度和约480千克至280千克的纬纱拉伸强度。在一些实施方案中,另一种特别合适的材料可为具有约470克/平方米的重量的聚酯隔离织物,该隔离织物可具有约4毫米至5毫米的厚度。此类隔离织物可具有约20千帕-25千帕的压缩强度(在40%压缩下)。除此之外或另选地,第一层405可包括具有基本线性拉伸特性的材料或由其组成,该材料诸如具有双向拉伸和约380克/平方米的重量的聚酯隔离织物。在一些实施方案中,合适的隔离织物可具有约3mm至4mm的厚度,并且可具有约30千克至40千克的经纱和纬纱拉伸强度。在一些示例中,织物可在一个或多个相对面上具有紧密织造的聚酯层。在一些实施方案中,织造层可有利地在第一层405上设置成面向组织部位。
第一层405通常具有第一平坦表面和与第一平坦表面相反的第二平坦表面。第一层405的介于第一平坦表面和第二平坦表面之间的厚度也可根据规定治疗的需要而变化。例如,可减小第一层405的厚度以减轻其他层上的应力并减小周边组织上的张力。第一层405的厚度还可影响第一层405的适形能力。在一些实施方案中,合适的泡沫可具有在约5毫米至10毫米范围内的厚度。织物,包括合适的3D纺织物和隔离织物,可具有在约2毫米至约8毫米范围内的厚度。
第二层410可包括用于控制或管理流体流的装置或基本上由其组成。在一些实施方案中,第二层410可为流体控制层,该流体控制层包括液体不可渗透的弹性体材料或基本上由其组成。例如,第二层410可包括聚合物膜诸如聚氨酯膜或基本上由其组成。在一些实施方案中,第二层410可包括与覆盖件125相同的材料或基本上由其组成。在一些实施方案中,第二层410还可具有平滑或哑光表面纹理。根据SPI(塑料工业协会)标准,更好或等于B3级别的有光泽或光亮的表面对于一些应用可能是特别有利的。在一些实施方案中,表面高度的变化可限于可接受的公差。例如,第二层410的表面可具有基本上平坦的表面,其中高度变化限于每厘米0.2毫米。
在一些实施方案中,第二层410可为疏水性的。第二层410的疏水性可变化,但在一些实施方案中可具有至少90度的与水的接触角。在一些实施方案中,第二层410可具有不超过150度的与水的接触角。例如,在一些实施方案中,第二层410的接触角可在至少90度至约120度的范围内,或在至少120度至150度的范围内。水接触角可使用任何标准装置测量。虽然手动测角计可用于在视觉上逼近接触角,但接触角测量仪器可通常包括涉及水平台、液体滴管诸如注射器、相机以及被设计成更准确且更精确地计算接触角的软件等的集成系统。此类集成系统的非限制性示例可包括全部可从弗吉尼亚州朴茨茅斯的First TenAngstroms公司(First Ten Angstroms,Inc.,Portsmouth,VA)商购获得的
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系统,以及全部可从德国汉堡的KrussGmbH公司(Kruss GmbH,Hamburg,Germany)商购获得的DTA25、DTA30和DTA100系统。除非另外指明,否则本文的水接触角使用去离子水和蒸馏水,在20℃至25℃和20%至50%相对湿度下在空气中,对于从不超过5cm的高度添加的固着液滴在水平面样品表面上测量。本文的接触角表示5个至9个测量值的平均值,丢弃最高和最低的测量值。第二层410的疏水性可用其他材料诸如有机硅和碳氟化合物的疏水性涂层进一步增强,如由液体涂覆的或等离子体涂覆的疏水性涂层。
第二层410也可适用于焊接到其他层,包括第一层405。例如,第二层410可适于使用热、射频(RF)焊接或其他产生热的方法诸如超声焊接来焊接到聚氨酯泡沫。RF焊接可特别适用于极性更大的材料,诸如聚氨酯、聚酰胺、聚酯和丙烯酸酯。牺牲极性界面可用于促进极性较小的膜材料诸如聚乙烯的RF焊接。
第二层410的面密度可根据规定治疗或应用而变化。在一些实施方案中,小于40克/平方米的面密度可为合适的,并且约20克/平方米至30克/平方米的面密度对于一些应用可能是特别有利的。
在一些实施方案中,例如,第二层410可包括疏水性聚合物诸如聚乙烯膜或基本上由其组成。聚乙烯的简单且惰性的结构可提供与生物组织和流体很少(如果有的话)相互作用的表面,从而提供可促进液体自由流动和低粘附性的表面,这对于许多应用可能是特别有利的。其他合适的聚合物膜包括聚氨酯、丙烯酸类树脂、聚烯烃(诸如环烯烃共聚物)、聚乙酸酯、聚酰胺、聚酯、共聚酯、PEBAX嵌段共聚物、热塑性弹性体、热塑性硫化橡胶、聚醚、聚乙烯醇、聚丙烯、聚甲基戊烯、聚碳酸酯、苯乙烯类树脂、有机硅、合氟聚合物和乙酸酯。介于20微米和100微米之间的厚度可适合许多应用。膜可为透光的、着色的或印刷的。适合层合到聚乙烯膜上的极性较大的膜包括聚酰胺、共聚酯、离聚物和丙烯酸类树脂。为了有助于聚乙烯和极性膜之间的粘结,可使用接合层,诸如乙烯-乙酸乙烯酯或改性的聚氨酯。对于一些构造,丙烯酸甲酯(EMA)膜也可具有合适的疏水性和焊接特性。
如图4的示例所示,第二层410可具有一个或多个流体限制420,这些流体限制可均匀地或无规地分布在第二层410上。流体限制420可为双向的和压力响应的。例如,流体限制420中的每个流体限制一般可包括通常无应变以基本上减少液体流动,并且可响应于压力梯度而膨胀或打开的弹性通道或基本上由其组成。在一些实施方案中,流体限制420可包括第二层410中的穿孔或基本上由其组成。穿孔可通过从第二层410移除材料而形成。例如,穿孔可通过切割穿过第二层410而形成,在一些实施方案中,这也可能使穿孔的边缘变形。在穿孔上不存在压力梯度的情况下,通道可足够小以形成密封或流体限制,这可显著减少或防止液体流。除此之外或另选地,流体限制420中的一个或多个流体限制可为在无应变时通常闭合以基本上防止液体流动,并且可响应于压力梯度而打开的弹性体阀。对于一些应用,第二层410中的窗孔可为合适的阀。窗孔也可通过从第二层410移除材料而形成,但所移除的材料量和所得的窗孔尺寸可比穿孔小至多一个数量级,并且不会使边缘变形。
例如,流体限制420的一些实施方案可包括第二层410中的一个或多个狭缝、狭槽或者狭缝和狭槽的组合或基本上由其组成。在一些示例中,流体限制420可包括线性狭槽或由其组成,这些线性狭槽具有小于4毫米的长度和小于1毫米的宽度。在一些实施方案中,长度可为至少2毫米,并且宽度可为至少0.4毫米。约3毫米的长度和约0.8毫米的宽度可特别适用于许多应用,并且约0.1毫米的公差也是可接受的。此类尺寸和公差可用例如激光切割机来实现。此类构造的狭槽可起到不完美阀的作用,其在正常关闭或静止状态下显著减少液体流动。例如,此类狭槽可形成流动限制而不完全闭合或密封。狭槽可响应于压力梯度而膨胀或更宽地打开,以允许增加的液体流动。
第三层415可包括密封层或基本上由其组成,该密封层由适于提供与组织部位的流体密封的柔软的柔韧材料诸如合适的凝胶材料形成,并且可具有基本上平坦的表面。例如,第三层415可包括但不限于有机硅凝胶、软有机硅、水性胶体、水凝胶、聚氨酯凝胶、聚烯烃凝胶、氢化苯乙烯共聚物凝胶、发泡凝胶、诸如涂覆有粘合剂的聚氨酯和聚烯烃的软闭孔泡沫、聚氨酯、聚烯烃或氢化苯乙烯共聚物。在一些实施方案中,第三层415可具有介于约200微米(μm)和约1000微米(μm)之间的厚度。在一些实施方案中,第三层415可具有介于约5肖氏硬度OO和约80肖氏硬度OO之间的硬度。此外,第三层415可由疏水性材料或亲水性材料构成。
在一些实施方案中,第三层415可为带疏水性涂层的材料。例如,第三层415可通过用疏水性材料涂覆间隔开的材料(诸如例如织造、非织造、模制或挤出的网片)来形成。用于涂覆的疏水性材料可为例如软有机硅。
第三层415可具有包围或围绕治疗开孔430的周边425和周边425中的围绕治疗开孔430设置的开孔435。在一些示例中,治疗开孔430可与第一层405的表面区域互补或对应。例如,治疗开孔430可形成围绕第一层405的表面的框架、窗口或其他开口。第三层415还可具有拐角440和边缘445。拐角440和边缘445可为周边425的一部分。第三层415可具有围绕治疗开孔430的内部边界450,该内部边界可基本上不含开孔435,如图4的示例所示。在一些示例中,如图4所示,治疗开孔430可为对称的并且在第三层415中居中设置,从而形成开放式中心窗口。
开孔435可通过以下方式形成:切割、穿孔;或施加例如局部RF或超声能量;或用于在第三层415中形成开口或穿孔的其他合适的技术。开孔435可具有均匀的分布图案,或可无规地分布在第三层415上。第三层415中的开孔435可具有许多形状,包括例如圆形、正方形、星形、椭圆形、多边形、狭缝、复杂曲线、直线形状、三角形,或可具有此类形状的一些组合。
开孔435中的每个开孔可具有均匀或类似的几何特性。例如,在一些实施方案中,开孔435中的每个开孔可为具有基本上相同直径的圆形开孔。在一些实施方案中,开孔435中的每个开孔可具有约1毫米至约50毫米的直径。在其他实施方案中,开孔435中的每个开孔的直径可为约1毫米至约20毫米。
在其他实施方案中,开孔435的几何特性可变化。例如,开孔435的直径可根据开孔435在第三层415中的位置而变化。例如,在一些实施方案中,设置在周边425中的开孔435可具有介于约5毫米和约10毫米之间的直径。约7毫米至约9毫米的范围可适用于一些示例。在一些实施方案中,设置在拐角440中的开孔435可具有介于约7毫米和约8毫米之间的直径。
第三层415的周边425中的开孔435中的至少一个开孔可定位在周边425的边缘445处,并且可具有在边缘445处打开或暴露的内部切口,该内部切口在侧向方向上与边缘445流体连通。侧向方向可指朝向边缘445并且与第三层415处于同一平面中的方向。如图4的示例所示,周边425中的开孔435可靠近边缘445定位或定位在该边缘处,并且在侧向方向上与边缘445流体连通。靠近边缘445定位或定位在该边缘处的开孔435可围绕周边425基本上等距地间隔开,如图2的示例所示。另选地,靠近边缘445或在该边缘处的开孔435的间距可为不规则的。
在一些实施方案中,传感器145可联接到组织界面120。例如,如图4所示,传感器145可被配置为与第一层405相对地联接到第三层415。在一些实施方案中,传感器145可与第三层415集成。传感器145可被配置为测量敷料110的物理现象或特性。在一些实施方案中,例如,传感器145可包括电活性聚合物(EAP)传感器,该EAP传感器被配置为测量敷料110中的应变。EAP传感器的电特性可随着传感器拉伸和变形而改变。例如,EAP传感器可充当位移-电容换能器。EAP传感器可包括介电膜,该介电膜在其应变时变薄并在区域中膨胀,从而增加传感器的电容。可测量电容变化并且可将其转换为应变。在一些实施方案中,EAP传感器可被配置为测量压缩应变、弯曲应变和扭转应变。在一些实施方案中,EAP传感器可用于测量力或负荷。例如,EAP传感器可能够测量在施加负压治疗下施加到组织部位的闭合力。在一些实施方案中,来自EAP传感器的测量值可与施加到组织部位的负压相关。在一些实施方案中,传感器145可为可从明尼苏达州明尼阿波利斯的Parker Hannifiin公司(ParkerHannifin Corporation,Minneapolis,MN)以型号00947、AN-SS-05或AN-SS-10商购获得的EAP传感器。
如图4的示例进一步所示,敷料110还可包括附接设备,诸如粘合剂455。粘合剂455可为例如围绕覆盖件125的周边、一部分或整个表面延伸的医学上可接受的压敏粘合剂。在一些实施方案中,例如,粘合剂455可为涂层重量介于25克/平方米(g.s.m.)至65克/平方米之间的丙烯酸粘合剂。在一些实施方案中,可施加较厚粘合剂或粘合剂的组合以改善密封并减少渗漏。在一些实施方案中,这种粘合剂455层可为连续的或不连续的。粘合剂455中的中断部分可由粘合剂455中的开孔或孔(未示出)提供。粘合剂455中的开孔或孔可在施加粘合剂455之后形成或通过将粘合剂455以图案涂覆在载体层诸如例如覆盖件125的一侧上而形成。在一些示例性实施方案中,粘合剂455中的开孔或孔的尺寸还可被设定成增强敷料110的MVTR。
如图4的示例所示,在一些实施方案中,敷料110可包括剥离衬垫460,以在使用之前保护粘合剂455。剥离衬垫460还可提供刚度以有助于例如敷料110的部署。剥离衬垫460可为例如浇注纸、膜或聚乙烯。此外,在一些实施方案中,剥离衬垫460可为聚酯材料,诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或类似的极性半结晶聚合物。将极性半结晶聚合物用于剥离衬垫460可基本上消除敷料110的褶皱或其他变形。例如,极性半结晶聚合物可为高度取向的并且耐受当与敷料110的部件接触时、或者当经受温度或环境变化或消毒时可能发生的软化、溶胀或其他变形。此外,可在剥离衬垫460的被配置为与第二层410接触的一侧上设置剥离剂。例如,剥离剂可为有机硅涂层,并且可具有适于方便用手移除剥离衬垫460而不损坏敷料110或使敷料变形的剥离系数。在一些实施方案中,剥离剂可以是例如氟碳化合物或氟代硅氧烷。在其他实施方案中,剥离衬垫460可为未涂覆涂层的或以其他方式在没有剥离剂的情况下使用。
图4还示出了流体导体465的一个示例。如图2的示例所示,流体导体465可为柔性管,该柔性管可在一个端部上流体地联接到敷料界面480。在一些实施方案中,流体导体465可为具有主要管腔470和一个或多个辅助管腔475的多管腔管。流体导体465可流体地联接到敷料界面480。主要管腔470可被配置为将敷料110联接到负压源105,并且一个或多个辅助管腔475可被配置为将敷料110联接到传感器诸如传感器135和/或溶液源150。敷料界面480可为弯头连接器,如图4的示例所示,该弯头连接器可放置在覆盖件125中的开孔485之上以在流体导体465和组织界面120之间提供流体路径。
在一些实施方案中,敷料110的部件中的一个或多个部件可另外用抗微生物剂处理。例如,第一层405可为涂覆有抗微生物剂的泡沫、网片或非织造物。在一些实施方案中,第一层可包括抗微生物元件,诸如涂覆有抗微生物剂的纤维。除此之外或另选地,第二层410的一些实施方案可为涂覆有抗微生物剂或与抗微生物剂混合的聚合物。在其他示例中,流体导体465可附加地或另选地用一种或多种抗微生物剂处理。合适的抗微生物剂可包括例如金属银、PHMB、碘或其络合物和混合物,诸如聚维酮碘、铜金属化合物、氯己定或这些材料的一些组合。
除此之外或另选地,部件中的一者或多者可涂覆有可包含柠檬酸和胶原蛋白的混合物,这可减少生物膜和感染。例如,第一层405可为涂覆有这种混合物的泡沫。
覆盖件125、第一层405、第二层410、第三层415和传感器145或各种组合可在施加之前组装或原位组装。例如,在一些实施方案中,第二层410可层合到第一层405。在一些实施方案中,覆盖件125可设置在第一层405之上并且在第一层405周围联接到第三层415。在一些实施方案中,组织界面120的一个或多个层可为共延的。例如,第二层410可被切割成与第一层405的边缘齐平。在一些实施方案中,敷料110可作为单个复合敷料提供。例如,第三层415可联接到覆盖件125以包封第一层405和第二层410,其中第三层415可被配置为面向组织部位。
图5是已组装的图4的示例中的敷料110的底视图,其示出了可与一些实施方案相关联的附加细节。如图5所示,覆盖件125和第三层415可具有基本上相同的周边形状和尺寸,使得在一些示例中,覆盖件125和第三层415共延。第二层410和第一层405可在第三层415之上诸如在治疗开孔430之上居中设置。覆盖件125可设置在第一层405之上并且在第一层405周围联接到第三层415,使得粘合剂455中的至少一些粘合剂可与开孔435相邻设置。传感器145可包括感测元件500和电联接到感测元件500的一根或多根引线505。
在一些实施方案中,感测元件500可包括电活性聚合物(EAP)。在一些实施方案中,感测元件500可具有细长形状。例如,感测元件500可为矩形形状。感测元件500可具有第一端部510、中心线515、中心部分520、第二端部525以及从第一端部510到第二端部525的长度LS。感测元件500的中心部分520可靠近敷料110的中心部分定位。在一些实施方案中,例如,感测元件500的中心线515可与敷料110的中心线530对准。敷料110可具有长度LD,并且第一层405可具有长度LFL。如图5的示例所示,在一些实施方案中,感测元件500的长度LS可介于敷料110的长度LD和第一层405的长度LFL之间。在一些实施方案中,感测元件500的长度LS可小于敷料110的长度LD且大于第一层405的长度LFL。在一些实施方案中,感测元件500的长度LS可等于敷料110的长度LD。在一些实施方案中,感测元件500的长度LS可等于第一层405的长度LFL。在一些实施方案中,感测元件500还可包括多个流体限制535,诸如例如窗孔。感测元件500中的流体限制535可与第二层410中的流体限制420中的至少一些流体限制对准。窗孔可允许向组织部位传输流体和负压以及从组织部位传输流体和负压。
在一些实施方案中,感测元件500的第一端部510可靠近敷料110的周边540定位。在一些实施方案中,感测元件500的第一端部510可延伸到敷料110的周边540。在一些实施方案中,感测元件500的第一端部510可位于第一层405的周边545和敷料110的周边540之间。另外,感测元件500的第二端部525可靠近敷料110的周边540定位。在一些实施方案中,感测元件500的第二端部525可延伸到敷料110的周边540。在一些实施方案中,感测元件500的第二端部525可位于第一层的周边545和敷料110的周边540之间。在一些实施方案中,感测元件500可跨过第一层405延伸,其中中心部分520位于第一层405之上并且第一端部510和第二端部525延伸超出第一层405的相反侧。在一些实施方案中,第一端部510可靠近敷料110的中心线530定位,并且第二端部525可靠近敷料110的周边540定位。传感器145可从敷料110的中心部分延伸到敷料110的周边部分。在一些实施方案中,传感器145可包裹有医疗级聚合物。尽管传感器145被示出为相对于敷料110仅在一个方向上延伸,但在一些实施方案中,一个或多个附加传感器145可相对于敷料110以一个或多个角度延伸地联接到敷料110。
继续参考图5,传感器145的一根或多根引线505可从感测元件500的第一端部510延伸。引线505可电联接到控制器130(未示出)。对应于或表示传感器145的测量值的数据或信号可通过引线505传输到控制器130。
在操作中,敷料110可施加到组织部位,使得组织界面120与伤口的边缘重叠。通过组织界面120施加的负压可在第二层410中的流体限制420上产生负压差,该负压差可使流体限制420打开或膨胀。例如,在其中流体限制420可包括穿过第二层410的基本上闭合的窗孔的一些实施方案中,在窗孔上的压力梯度可使第二层410的相邻材料应变并且增加窗孔的尺寸以允许液体移动穿过窗孔,这类似于鸭嘴阀的操作。打开流体限制420可允许渗出物和其他液体穿过流体限制420移动到第一层405中。打开流体限制420还可提供所施加的负压到组织部位的歧管传送。第一层405可提供负压和伤口流体的通道,该伤口流体可收集在容器115中。压力的变化还可导致第一层405膨胀和收缩,并且第二层410、第三层415或两者可保护表皮免受可由第一层405的膨胀、收缩或其他移动造成的刺激。第二层410和第三层415还可显著减少或防止组织部位暴露于第一层405,这可抑制组织生长到第一层405中。例如,第二层410可覆盖治疗开孔430以防止第一层405和组织部位之间的直接接触。另外,在伤口周围,在创周区域的完整皮肤上,流体限制420可不完全打开或者打开量可比在伤口之上的流体限制420更小。敷料110在组织部位之上可具有一些拉伸,但可容易地将闭合力传输到组织部位,该闭合力可在组织部位中引起宏应变和微应变。传感器145可被配置为测量在向组织界面120施加负压下施加到组织部位的闭合力。
图6A、图6B、图6C和图6D是根据一些实施方案的敷料110的附加示例的示意图,其示出了传感器145的位置。传感器145可设置在敷料110的层之间。如图6A所示,传感器145可位于第二层410和第三层415之间。在一些实施方案中,传感器145可与第一层405相对地联接到第二层410。传感器145可联接到第二层410的底侧。在一些实施方案中,传感器145可与第二层410集成。在一些实施方案中,传感器145可印刷在第二层410的底侧上。在一些实施方案中,传感器145可联接到第三层415的顶侧。在一些实施方案中,传感器145可与第三层415集成。在一些实施方案中,传感器145可印刷在第三层415的顶侧上。
如图6B所示,传感器145可位于第一层405和第二层410之间。在一些实施方案中,传感器145可与覆盖件125相对地联接到第一层405。传感器145可联接到第一层405的底侧。在一些实施方案中,传感器145可与第一层405集成。在一些实施方案中,传感器145可印刷在第一层405的底侧上。在一些实施方案中,传感器145可与第三层415相对地联接到第二层410。在一些实施方案中,传感器145可联接到第二层410的顶侧。在一些实施方案中,传感器145可与第二层410集成。在一些实施方案中,传感器145可印刷在第二层410的顶侧上。
如图6C所示,传感器145可位于覆盖件125和第一层405之间。在一些实施方案中,传感器145可与第二层410相对地联接到第一层405。传感器145可联接到第一层405的顶侧。在一些实施方案中,传感器145可与第一层405集成。在一些实施方案中,传感器145可印刷在第一层405的顶侧上。在一些实施方案中,传感器145可联接到覆盖件125的底侧。在一些实施方案中,传感器145可与覆盖件125集成。在一些实施方案中,传感器145可印刷在覆盖件125的底侧上。
如图6D所示,传感器145可位于覆盖件125之上。在一些实施方案中,传感器145可与第一层405相对地联接到覆盖件125。传感器145可联接到覆盖件125的顶侧。在一些实施方案中,传感器145可与覆盖件125集成。在一些实施方案中,传感器145可印刷在覆盖件125的顶侧上。
图6A、图6B、图6C和图6D的示例中的敷料110的各个部件可例如利用溶剂或非溶剂粘合剂或利用热焊接彼此粘结或以其他方式固定,而不会不利地影响流体管理。例如,传感器145可以任何合适的方式诸如利用焊接或粘合剂(例如,有机硅粘合剂、聚氨酯粘合剂)联接到覆盖件125、第一层405、第二层410或第三层415。
图7是包括传感器145的敷料110的另一个示例的剖视组装图,其示出了可与一些实施方案相关联的附加细节。在一些实施方案中,传感器引线505可从传感器145延伸并与一个或多个电端子诸如例如一对电触点700端接。在一些实施方案中,电端子可靠近敷料110的周边部分。在一些实施方案中,电端子可位于敷料110的周边540处。在一些实施方案中,传感器引线505可在覆盖件125的顶部上与一对电触点700端接。电触点700可为弹簧加载的。例如,电触点700可为悬臂弹簧。另外,敷料界面480可包括一个或多个电端子,诸如例如一对电触点705。敷料界面480上的该对电触点705可被配置为在敷料界面480联接到覆盖件125时与传感器145的该对电触点700电联接。敷料界面480还可包括一根或多根引线710,该一根或多根引线可与该对电触点705电联接。将敷料界面480的该对电触点705联接到传感器145的该对电触点700可将传感器145电联接到控制器130。对应于或表示传感器145的测量值的数据或信号可经由电触点700和电触点705在传感器145和敷料界面480之间传送。在一些实施方案中,敷料界面480可包括多于两个电触点705。例如,如果敷料110包括多于一个传感器145,则敷料界面480可具有足够数量的电触点705以与每个传感器145电联接。
图8是可与敷料110的一些实施方案相关联的传感器145的示例的顶视图。在一些实施方案中,传感器145还可包括通过引线505电联接到感测元件500的无线通信模块800。无线通信模块800可被配置为将数据和/或信号传输到传感器145以及从传感器传输数据和/或信号。无线通信模块800可包括天线805和小型片上系统(SoC;未示出)。在一些实施方案中,无线通信模块800可为NFC模块,诸如NFC目标,该NFC模块被配置为与NFC启动器联接,该NFC启动器可给传感器145供电和查询传感器。在一些实施方案中,无线通信模块800可用作NFC目标。在一些实施方案中,无线通信模块800可用作NFC启动器。在一些实施方案中,无线通信模块800可用作NFC目标和NFC启动器。无线通信模块800可联接到感测元件500的第一端部510。在一些实施方案中,无线通信模块800可位于感测元件500上的不同位置中。例如,在一些实施方案中,无线通信模块800可联接到感测元件500的第二端部525。在另一个示例中,无线通信模块800可联接到感测元件500的中心部分520。在一些实施方案中,无线通信模块800可为可从德克萨斯州达拉斯的Texas Instruments有限公司(TexasInstruments,Inc.,Dallas,Texas)商购获得的RF430FRL152H NFC芯片。在一些实施方案中,无线通信模块800可为BluetoothTM模块。在一些实施方案中,无线通信模块800可为电池供电的。在一些实施方案中,无线通信模块800可为感应充电或供电的。无线通信模块800可涂覆有绝缘材料,该绝缘材料可防止流体接触无线通信模块800并且可防止无线通信模块800短路。在一些实施方案中,绝缘材料可包括有机硅。在一些实施方案中,绝缘材料可包括医疗级橡胶化聚合物。
图9是可与敷料110的一些实施方案相关联的敷料界面480的示例的组装图。在一些实施方案中,敷料界面480可包括壳体900、环905、传感器组件910和顶盖915。壳体900可包括凸缘920。在一些实施方案中,壳体900可包括壁925,该壁形成背对凸缘920开口的部件腔体930。在一些实施方案中,壳体900还可包括传感器托架935,该传感器托架朝向凸缘920悬着并且背对凸缘920开口。壳体900还可包括颈部940。
在一些实施方案中,传感器组件910可包括电路板945,可在该电路板上印刷或安装电路和/或电子部件。例如,在一些实施方案中,传感器组件910还可包括电联接到电路板945的第一无线通信模块950、第二无线通信模块955、前端放大器960、功率源965和稳压器970。在一些实施方案中,传感器组件910可为可再充电的。在一些实施方案中,传感器组件910可经由感应充电无线地再充电。传感器组件910还可包括托架975,该托架被配置为将功率源965保持到电路板945。传感器组件910可被配置为设置在壳体900的部件腔体930中。部件腔体930可由顶盖915闭合以保护传感器组件910。
图10A、图10B、图10C和图10D是图9的传感器组件910的顶视图、侧视图、底视图和等轴视图,其示出了一些实施方案的附加特征。如图10A所示,第一无线通信模块950、前端放大器960、第二无线通信模块955、功率源965和稳压器970可联接到电路板945的顶侧。第一无线通信模块950可包括集成微处理器。在一些实施方案中,第一无线通信模块950可为实现BluetoothTM无线技术的集成设备。例如,第一无线通信模块950可为BluetoothTM低功耗片上系统。在一些实施方案中,第一无线通信模块950可为BluetoothTM设备,该设备包括微处理器诸如可从Nordic Semiconductor公司商购获得的nRF51822芯片。
第二无线通信模块955可包括天线1000和小型片上系统(SoC;未示出)。在一些实施方案中,第二无线通信模块955可为NFC模块。在一些实施方案中,第二无线通信模块955可用作NFC目标。在一些实施方案中,第二无线通信模块955可用作NFC启动器。在一些实施方案中,第二无线通信模块955可用作NFC目标和NFC启动器。在一些实施方案中,第二无线通信模块955可集成在第一无线通信模块950中或与其集成。例如,在一些实施方案中,第二无线通信模块955和第一无线通信模块950可包括在单个集成芯片(IC)或IC封装中。在一些实施方案中,集成的第一无线通信模块950和第二无线通信模块955可为可从LairdConnectivity公司商购获得的Laird Connectivity BL652 Bluetooth v5+NFC模块。
功率源965可由托架975固定到电路板945。功率源965可为例如电池,该电池可为具有低轮廓的钮扣电池,该钮扣电池对第一无线通信模块950、第二无线通信模块955和联接到传感器组件910的其他电子部件提供3伏电源。稳压器970可提供信号调理。
如图10B、图10C和图10D所示,在一些实施方案中,传感器组件910还可包括压力传感器1005、湿度传感器1010和pH传感器1015中的一者或多者。压力传感器1005、湿度传感器1010和pH传感器1015可电联接到第一无线通信模块950、前端放大器960、第二无线通信模块955、功率源965和稳压器970中的一者或多者。
图11是联接到敷料110的示例的图9的敷料界面480的后视图,其示出了可与一些实施方案相关联的附加细节。敷料界面480可通过消毒盖布环905联接到敷料110的覆盖件125,该消毒盖布环可被配置为覆盖凸缘920的圆周和覆盖件125的相邻部分。在一些实施方案中,消毒盖布环905可包括聚氨酯膜,该聚氨酯膜包括附接设备(诸如例如丙烯酸、聚氨酯疑胶、有机硅或前述粘合剂的混合组合)以将消毒盖布环905联接到凸缘920和覆盖件125。消毒盖布环905的附接设备可为每一侧上均有粘合剂的硅或水性胶体的单个元件,该元件充当覆盖件125和凸缘920之间的垫圈。在一些实施方案中,消毒盖布环905可与覆盖件125和/或粘合剂455类似。如图11进一步所示,敷料界面480还可包括颈部940中的端口1100。流体导体465可通过端口1100流体地联接到敷料界面480。在一些实施方案中,传感器145可从敷料界面480偏移。通过使传感器145从敷料界面480偏移,可减少或消除对施加负压和/或通过传感器145将流体从组织部位移除的限制。
图12是沿线12-12截取的图11的敷料110的剖视图。敷料界面480还可包括壳体900内的治疗腔体1200。当敷料界面480联接到敷料110的覆盖件125时,治疗腔体1200可对第一层405开放。治疗腔体1200可部分地由壁925形成。在一些实施方案中,壁925可位于治疗腔体1200和部件腔体930之间。在一些实施方案中,当电路板945安置在部件腔体930中时,电路板945和壁925可协作以将治疗腔体1200与部件腔体930气动密封。
在一些实施方案中,敷料界面480还可包括主要导管1205和一个或多个辅助导管,诸如例如从端口1100朝向治疗腔体1200延伸的辅助导管1210和辅助导管1215。主要导管1205、辅助导管1210和辅助导管1215可流体地联接到治疗腔体1200。在一些实施方案中,主要导管1205可通过例如流体导体465的主要管腔470流体地联接到负压源105。在一些实施方案中,辅助导管1210和辅助导管1215中的一个或多个辅助导管可经由辅助管腔475流体地联接到传感器135以用于测量治疗腔体1200中的压力。在一些实施方案中,辅助导管1210可为用于将流体从治疗腔体1200排出或放出的排放导管。在一些实施方案中,辅助导管1215可为用于将滴注流体递送到治疗腔体1200的滴注导管。例如,辅助导管1215可直接或间接地流体地联接到溶液源150,以借助于通过主要导管1205施加负压来从治疗腔体1200冲洗流体而将流体移除。
当敷料界面480联接到敷料110时,敷料界面480内的第二无线通信模块955可足够接近传感器145中的无线通信模块800,以允许敷料界面480内的第二无线通信模块955和传感器145中的无线通信模块800之间的通信。例如,在一些实施方案中,当敷料界面480联接到敷料110时,第二无线通信模块955可距离无线通信模块800小于20厘米远。
如图12进一步所示,在包括压力传感器1005的传感器组件910的实施方案中,压力传感器1005可设置在敷料界面480的传感器托架935中。在一些实施方案中,压力传感器1005可为差压计,该差压计包括感测元件1220和通气口1225。感测元件1220可通过壁925中的开孔流体地联接到治疗腔体1200。压力传感器1005可密封壁925中的开孔。压力传感器1005的通气口1225可穿过电路板945流体地联接到部件腔体930并且通过延伸穿过电路板945的通气孔1230流体地联接到大气。在一些实施方案中,由顶盖915覆盖的部件腔体930可向周围环境通气以向电气设备提供冷却并且对压力传感器1005提供环境压力源。因为部件腔体930向周围环境通气,所以压力传感器1005能够参考环境压力测量组织部位处的负压。压力传感器1005的感测元件1220可被定位成紧密靠近第一层405以优化流体联接并准确地测量组织部位处的负压。在一些实施方案中,压力传感器1005可为具有由介电凝胶覆盖的压力感测元件的压阻式压力传感器,诸如例如可从TE Connectivity公司商购获得的TE1620型压力传感器。介电凝胶提供与血液和伤口渗出物的电隔离和流体隔离以便保护感测元件免于腐蚀或其他劣化。这允许压力传感器1005靠近第一层405直接在壳体900的治疗腔体1200内测量组织部位处的负压,而不是从远程位置测量负压。在一些实施方案中,压力传感器1005可为测量不需要被通气的绝对压力的量表。在一些实施方案中,压力传感器1005还些包括用于测量组织部位处的温度的温度传感器。
在包括湿度传感器1010的传感器组件910的实施方案中,湿度传感器1010可包括感测元件1235,该感测元件可流体地联接到主要导管1205和治疗腔体1200,以感测如沿粗体箭头1240所示抽吸到主要导管1205中的流体的湿度。湿度传感器1010的感测元件1235可靠近主要导管1205和治疗腔体1200之间的连接定位。如图12所示,湿度传感器1010的感测元件1235可定位在距离凸缘920比距离压力传感器1005的压力感测元件1220更远的距离处。湿度传感器1010的感测元件1235可定位在壳体900内以限制与从组织部位抽吸到主要导管1205中的体液的直接接触。在一些实施方案中,可借助于通过辅助导管1210对空间进行通气来清洗与湿度传感器1010的感测元件1235相邻的治疗腔体1200内的空间。还可借助于通过辅助导管1215将流体滴注到空间中来冲洗该空间。在一些实施方案中,湿度传感器1010还可包括温度传感器(未示出)。在一些实施方案中,包括温度传感器的湿度传感器1010可为单个集成设备,诸如例如也可从TE Connectivity公司商购获得的TE HTU21D(F)型湿度传感器。
在一些实施方案中,pH传感器1015可包括感测元件1245,该感测元件可靠近主要导管1205和治疗腔体1200之间的连接定位,使得感测元件1245在不接触伤口本身的情况下接触伤口流体,使得pH传感器1015的感测元件1245不会干扰伤口愈合过程。在一些实施方案中,还可借助于通过辅助导管1210对空间进行通气来清洗与pH传感器1015的感测元件1245相邻的治疗腔体1200内的空间。还可借助于通过辅助导管1215将流体滴注到空间中来冲洗该空间。
图13是示出了图9的传感器组件910的框图的示意性框图,其示出了可与一些实施方案相关联的附加细节。在一些实施方案中,第一无线通信模块950的微处理器可电联接到湿度传感器1010、压力传感器1005和pH传感器1015。在一些实施方案中,pH传感器1015可经由前端放大器960电联接到第一无线通信模块950。前端放大器960可包括模拟信号调理电路,该模拟信号调理电路包括敏感模拟放大器,诸如例如运算放大器、滤波器和专用集成电路。前端放大器960可测量由pH传感器1015的感测元件1245提供的分钟电压电位变化以提供指示流体的pH的输出信号。
第二无线通信模块955可电联接到第一无线通信模块950的微处理器。当传感器组件910内的第二无线通信模块955足够接近传感器145中的无线通信模块800时,可在传感器组件910中的第二无线通信模块955和传感器145中的无线通信模块800之间产生无线通信通路,如无线数据信号1300所指示。在一些实施方案中,传感器组件910中的第二无线通信模块955可用作NFC启动器以激活传感器145中的无线通信模块800,该无线通信模块可用作NFC目标。
传感器组件910中的第二无线通信模块955可向天线805发送足够的射频(RF)能量以给传感器145中的无线通信模块800供电。由第二无线通信模块955供应的电力可足以给感测元件500供电,使得感测元件500可测量敷料110的物理现象或特性(例如,应变)。然后,无线通信模块800可对来自第二无线通信模块955的RF能量进行调制,以发送与感测元件500所测量的物理现象或特性相对应的信号。例如,从无线通信模块800发送的信号可指示感测元件500所测量的应变。第二无线通信模块955从无线通信模块800接收的信号然后可被传送到第一无线通信模块950。
通过经由来自传感器组件910中的第二无线通信模块955的RF能量给传感器145供电,传感器145便不需要其自己的功率源。例如,向传感器145供应电力的电池不需要定位在敷料110中。另外,从传感器145延伸并且被配置为联接到外部功率源的电引线不需要包括在敷料110中。由传感器组件910中的第二无线通信模块955给传感器145供电可导致敷料110的成本降低,敷料110的复杂性降低,敷料110上的入口点和出口点得以消除,并且在敷料110上给电池充电的需要得以消除。
控制器130可与传感器组件910的第一无线通信模块950通信。控制器130可能够经由BluetoothTM技术(例如,BluetoothTM低功耗)进行通信。例如,控制器130可经由蓝牙BluetoothTM与第一无线通信模块950配对,并且可发送来自传感器组件910的数据和其他信息和/或从传感器组件接收数据和其他信息,如无线数据信号1305所指示。例如,第一无线通信模块950可经由无线数据信号1305将来自传感器145并且由第二无线通信模块955接收的测量值传送到控制器130。在一些实施方案中,第一无线通信模块950还可经由无线数据信号1305将来自pH传感器1015、压力传感器1005和温度与湿度传感器1010中的一者或多者的测量值传送到控制器130。在一些实施方案中,控制器130可被配置为响应于从传感器145、湿度传感器1010、压力传感器1005和pH传感器1015中的一者或多者接收的信号而控制负压源105、正压源155和滴注调节器160中的一者或多者。
控制器130可被编程为指示传感器组件910中的第二无线通信模块955周期性地给传感器145供电和查询传感器。由传感器145测量的参数然后可被传送回控制器130。例如,控制器130可被编程为经由BluetoothTM每5分钟向第一无线通信模块950发送信号,以经由NFC触发第二无线通信模块955以给传感器145供电和查询传感器。在其中传感器145为例如EAP传感器的实施方案中,所测量的应变数据然后可从传感器145中的无线通信模块800传送到传感器组件910中的第二无线通信模块955,并且每5分钟从第一无线通信模块950传送到控制器130。控制器130可具有用户界面(例如,按钮、显示器),通过该用户界面,用户可选择查询传感器145的周期(例如,5分钟、1小时、24小时、3天、7天等)。
在另一个示例中,当控制器130足够接近传感器145中的无线通信模块800时,可在控制器130和传感器145的无线通信模块800之间产生无线通信通路,如无线数据信号1310所指示。控制器130可用作NFC启动器以激活传感器145中的无线通信模块800,该无线通信模块可用作NFC目标。控制器130可向天线805发送足够的射频(RF)能量以给传感器145中的无线通信模块800供电。由控制器130供应的电力可足以给感测元件500供电,使得感测元件500可测量敷料110的物理现象或特性(例如,应变)。然后,无线通信模块800可对来自控制器130的RF能量进行调制以向控制器130发送对应于来自感测元件500的测量值的信号。例如,从无线通信模块800发送的信号可指示感测元件500所测量的应变。
在一些实施方案中,控制器130可经由NFC与传感器组件910的第二无线通信模块955建立无线通信通路,如无线数据信号1315所指示,以发起控制器130与第一无线通信模块950的BluetoothTM配对,如无线数据信号1305所指示。
另外,在一些实施方案中,远程设备1320可与传感器组件910、传感器145和控制器130中的一者或多者通信。在一些实施方案中,远程设备1320可为例如移动电话、平板计算机、膝上型计算机、计算机和服务器。在一些实施方案中,远程设备1320可经由BluetoothTM与第一无线通信模块950配对,并且可发送来自传感器组件910的数据和其他信息和/或从传感器组件接收数据和其他信息,如无线数据信号1325所指示。例如,第一无线通信模块950可经由无线数据信号1325将来自传感器145的测量值传送到远程设备1320。在一些实施方案中,第一无线通信模块950还可经由无线数据信号1325将来自pH传感器1015、压力传感器1005和温度与湿度传感器1010中的一者或多者的测量值传送到远程设备1320。
在一些实施方案中,远程设备1320可被编程为指示传感器组件910中的第二无线通信模块955周期性地给传感器145供电和查询传感器。来自传感器145的测量值然后可被传送回远程设备1320。例如,远程设备1320可被编程为经由BluetoothTM每5分钟向第一无线通信模块950发送信号,以触发第二无线通信模块955以给传感器145供电和查询传感器。在其中传感器145为例如EAP传感器的实施方案中,所测量的应变数据然后可从传感器145中的无线通信模块800传送到传感器组件910中的第二无线通信模块955,并且每5分钟从第一无线通信模块950传送到远程设备1320。远程设备1320可具有用户界面(例如,按钮、屏幕),通过该用户界面,用户可选择查询传感器145的周期(例如,5分钟、1小时、24小时、3天、7天等)。
在另一个示例中,当远程设备1320足够接近传感器145中的无线通信模块800时,可在传远程设备1320和传感器145的无线通信模块800之间产生无线通信通路,如无线数据信号1330所指示。远程设备1320可用作NFC启动器以激活传感器145中的无线通信模块800,该无线通信模块可用作NFC目标。远程设备1320可向天线805发送足够的射频(RF)能量以给传感器145中的无线通信模块800供电。由远程设备1320供应的功率可足以给感测元件500供电,使得感测元件500可测量敷料110的物理现象或特性。在其中感测元件500包括EAP传感器的实施方案中,由远程设备1320提供的功率可足以供感测元件500测量敷料110中的应变。然后,无线通信模块800可对来自远程装置1320的RF能量进行调制以向远程装置1320发送对应于来自感测元件500的测量值的信号。例如,从无线通信模块800发送的信号可指示感测元件500所测量的应变。
在一些实施方案中,远程设备1320可经由NFC与传感器组件910的第二无线通信模块955建立无线通信通路,如无线数据信号1335所指示,以发起控制器130与第一无线通信模块950的BluetoothTM配对,如无线数据信号1305所指示。在一些实施方案中,远程设备1320可与传感器组件910的第二无线通信模块955建立无线通信通路,如无线数据信号1335所指示,以发起远程设备1320与第一无线通信模块950的BluetoothTM配对,如无线数据信号1325所指示。在一些实施方案中,控制器130和远程设备1320可彼此通信,如无线数据信号1340所指示。
尽管传感器145、传感器组件910、控制器130和远程设备1320被描述为经由BluetoothTM和NFC技术中的一种或多种进行通信,但应当理解,可利用适用于在医疗装置中使用的其他无线通信技术。
在一些实施方案中,治疗系统100的各种部件诸如控制器130和/或远程设备1320可包括被配置为提供有关治疗系统100的各种信息的用户界面。用户界面可能够向用户提供音频标记或视觉标记。在一些实施方案中,用户界面可包括可显示一种或多种颜色的灯(例如,发光二极管(LED))、音频设备(例如,扬声器、警报器、铃声)和显示器(例如,液晶显示器(LCD)、电子墨水显示器、有机发光二极管(OLED)显示器、点矩陈显示器)中的一者或多者。例如,LED可能够发射对应于传感器组件910和/或传感器145的一种或多种状态的一种或多种颜色。在另一个示例中,显示器可能够显示一个或多个信息项,诸如例如(i)负压源105的状态(例如,接通、断开、泵占空比);(ii)传感器135、传感器140、传感器145、湿度传感器1010、压力传感器1005和pH传感器1015中的一者或多者的连接状态;(iii)来自传感器135、传感器140、传感器145、湿度传感器1010、压力传感器1005和pH传感器1015中的一者或多者的测量值;(iV)传感器组件910与控制器130的连接状态;(v)传感器组件910的连接状态;(vi)功率源965的功率水平;以及(vii)错误消息或代码。另外,在一些实施方案中,传感器组件910可能够向远程设备1320发送文本消息或在远程设备上触发有关各种信息项的通知,诸如由传感器145测量的应变下降。
图14是联接到敷料110的传感器模块1400的示例的等轴视图,其示出了可与一些实施方案相关联的附加细节。传感器模块1400可包括壳体1405,传感器组件910可容纳在该壳体中。在一些实施方案中,传感器模块1400还可包括用户界面1410。传感器模块1400可以可释放的方式联接到敷料110的覆盖件125。传感器模块1400可为与敷料界面480分开的部件。在一些实施方案中,传感器组件910可为可再充电的。例如,传感器组件910可经由感应充电无线地再充电。传感器模块1400可在一个或多个患者身上重复使用,而传感器145可随着敷料110的每次更换而被丢弃。在传感器模块1400的清洁和再充电后,传感器模块1400可与同一患者身上的新敷料110一起使用或与新患者身上的敷料110一起使用。在一些实施方案中,传感器模块1400可被配置用于一次性使用。在一些实施方案中,壳体1405可与圆盘形的。
图15是传感器模块1400的另一个示例的等轴视图,其示出了可与一些实施方案相关联的附加细节。在一些实施方案中,传感器模块1400可包括集成敷料界面480和传感器145。感测元件500可联接到敷料界面480的凸缘920并从其延伸。感测元件500的底部可与凸缘920的底部共面。在一些实施方案中,传感器145和凸缘920可被配置为联接到覆盖件125的顶部。例如,感测元件500的底部可包括用于将传感器145联接到覆盖件125的附接设备,诸如粘合剂455。传感器145的传感器引线505可电联接到敷料界面480中的传感器组件910。在图15的示例性实施方案中,可省略传感器组件910中的第二无线通信模块955和传感器145中的无线通信模块800中的一者或多者。在一些实施方案中,在向患者身上施加敷料110期间,传感器模块1400可粘附并施加到敷料110,其中敷料界面480放置在开孔485(未示出)之上,并且传感器145在敷料110的覆盖件125的至少一部分之上延伸。图15所示的传感器模块1400对于可定制敷料110可特别有益,这些可定制敷料可被切割或成形为贴合组织部位。
图16是传感器模块1400的另一个示例的等轴视图,其示出了可与一些实施方案相关联的附加细节。在一些实施方案中,壳体1405和传感器145可集成以形成传感器模块1400。例如,壳体1405可靠近感测元件500的一个端部联接到感测元件500的顶部。
图17A和图17B是示出联接到组织部位1700的图16的传感器模块1400和敷料110的示例的示意图,其示出了可与一些实施方案相关联的附加细节。如图17A所示,传感器模块1400可联接到覆盖件125。在一些实施方案中,传感器145的感测元件500从创周1705、跨过伤口边缘1710并在组织部位1700的伤口1715之上延伸。壳体1405可设置在伤口之上。如图17B所示,在向组织部位1700施加负压时,组织界面120塌缩并且覆盖件125被大气压推入伤口1715中(如箭头A所表示)。当负压施加到组织部位1700时,覆盖件125的在伤口1715之上的部分可相对于覆盖件125的在创周1705之上的部分移动,这保持了固定,从而导致覆盖件125被拉伸。随着覆盖件125被推入伤口1715中,覆盖件拉伸。因为感测元件500联接到敷料110,所以敷料110的拉伸被传输到感测元件500(如箭头B所表示)。感测元件500可以与敷料110相同的时间和相同的速率拉伸。如果感测元件500为EAP传感器,则感测元件500的拉伸致使EAP传感器变薄且膨胀,从而增加EAP传感器的电容。EAP传感器的这种电容变化可与施加到组织部位1700的负压相关并用作其模拟。因此,可基于由传感器145测量的应变来确定递送到组织部位1700的负压。
图18A、图18B、图18C和图18D是联接到组织部位1700的敷料110的示例的示意图,其示出了可与一些实施方案相关联的附加细节。图18A示出了在施加负压之前的施加在组织部位1700之上的敷料110。敷料110可相对于组织部位1700定位,使得第三层415可放置在组织部位1700(特别是伤口1715以及创周1705的相邻表皮)内、其之上、其上或以其他方式靠近组织部位放置。第二层410、第三层415或两者可插置在第一层405和组织部位之间,这可显著减少或消除第一层405和组织部位之间的不利相互作用。例如,第三层415可放置在伤口1715(包括伤口边缘1710)和未损伤表皮之上,以防止与第一层405直接接触。传感器145还可联接到敷料110,并且在一些实施方案中,传感器145可跨过伤口1715延伸。当敷料110首先施加到组织部位1700时,伤口1715的深度(DMAX)可为其最大值。随着伤口1715愈合,伤口1715的深度将减小。一旦伤口1715完全愈合,伤口1715的深度将为零或接近零。
在敷料110被拉入组织部位中之前,可由传感器145测量敷料110中的应变。例如,如果传感器145为EAP传感器,则可将EAP传感器的电容转换为敷料110中的应变。因为传感器145联接到敷料110,所以敷料110的任何拉伸可传输到传感器145。因此,传感器145可用于测量感测元件500和感测元件500所联接到的敷料110的拉伸或应变。所测量的应变可设定为基线应变,该基线应变可近似于当伤口1715已愈合时敷料110中的应变。
图18B是当敷料110在负压施加下被向下抽吸到伤口1715时图18A的敷料110和组织部位1700的示意图。随着敷料110被排空空气,在组织部位1700向上推动以接触敷料110时,敷料110被大气压推入伤口1715中。流体限制420在伤口1715的区域中打开,并且可将负压歧管传送到伤口1715。负压的施加可引起敷料110中的应变,该应变可由传感器145测量。一旦进行基线应变测量,便可将负压施加到组织部位1700,敷料110可被拉入伤口1715中并且可适形于组织部位1700的形状。在此过程期间,传感器145可重复地测量敷料110中的应变以确定伤口1715的相对深度以及确定传感器145是否适当地运转。当在组织部位1700处实现目标负压并且实现稳态负压时,可再次周期性地测量传感器145中的应变。敷料110中的所测量的应变的量可与组织部位1700的深度相关。例如,该所测量的应变可设定为最大伤口深度(DMAX)。在一些实施方案中,可在一时间段诸如例如约5分钟内获得应变测量值并求平均。可将基线应变和最大应变设定为系统的两个校准参考点。在已知并设定这两个校准点之后,可通过由传感器145测量敷料110中的应变来跟踪伤口1715的愈合的深度和速率及进展。尽管患者移动可影响所测量的应变,但在一些实施方案中,可在负压治疗期间重复地(例如,约每一分钟、约每五分钟)收集使用传感器145获得的测量值,并且然后在该时间内求平均以获得平均应变测量值。然后可观察应变数据的趋势以监测伤口1715的愈合。
图18C是在将负压施加到组织部位1700持续一时间段之后图18A的敷料110和组织部位1700的示意图。当伤口1715已愈合(D1<DMAX)时,伤口1715的深度(D1)减小。例如,在约4天至7天之后,组织部位1700被填充并且敷料110被肉芽组织向上移位,这导致敷料110的拉伸较少并且传感器145的拉伸较少。此时,由传感器145测量的敷料110中的应变减小。这种减小的应变测量值指示组织部位1700的愈合。
图18D是当伤口1715完全愈合时图18A的敷料110和组织部位1700的示意图。如图18D所示,伤口1715已填充有肉芽组织,并且敷料110和传感器145返回到处于或接近它们的基线位置。因此,由传感器145测量的敷料110中的应变可处于或接近在施加负压之前测量的基线应变,这指示伤口1715已愈合。
图19A、图19B和图19C是利用负压治疗组织部位1700的方法的示例的流程图,其示出了可与一些实施方案相关联的附加细节。如图19A所示,在步骤1900处,将敷料110联接到组织部位1700。在其中传感器145不与敷料110成一整体的实施方案中,在步骤1902处,可将传感器145联接到敷料110。在步骤1904处,可将敷料界面480联接到敷料110并流体地联接到组织部位1700。在步骤1906处,经由流体导体465将负压源105流体地联接到组织部位1700。在步骤1908处,将控制器130连接到传感器145以与传感器145建立通信。在步骤1910处,控制器130确定其是否从传感器145接收信号。如果没有从传感器145接收到信号,则在步骤1912处,可使控制器130与传感器145断开连接。在步骤1908处,可将控制器130重新连接到传感器145。在一些实施方案中,如果在步骤1910、1912和1908的预定数量的循环之后没有从传感器145接收到信号,则控制器130可指示错误并且可不施加负压。然而,如果在步骤1910处从传感器145接收到信号,则在步骤1914处,在施加负压之前使用传感器145测量敷料110中的应变以建立基线应变(μbaseline)参考点。基线应变(εbaseline)可近似于当伤口1715已愈合时敷料110中的应变。在步骤1914之后,方法继续,如图19B所示。
现在参考图19B,在步骤1916,通过负压源105将负压施加到组织部位1700。在步骤1918处,使用传感器145测量敷料110中的应变。在一些实施方案中,可重复地或连续地测量敷料110中的应变,以确定组织部位1700的相对尺寸和/或以确保传感器145适当地运转。在步骤1920处,可测量施加到组织部位1700的负压。在一些实施方案中,可由传感器135测量施加到组织部位1700的负压。在一些实施方案中,可由敷料界面480中的压力传感器1005测量施加到组织部位1700的负压。施加负压(步骤1916),测量敷料110中的应变(步骤1918),并且测量施加到组织部位1700的负压(步骤1920),直到在步骤1922处测量到稳态目标负压(Ptarget)为止。在一些实施方案中,稳态目标负压(Ptarget)可为约-125mmHg。
一旦达到稳态目标负压(Ptarget),在步骤1924处,就可使用传感器145周期性地测量敷料110中的应变(ε)并且可将所测量的应变存储在存储器中。在一些实施方案中,例如,可在5分钟持续时间内每秒获得应变测量值。在步骤1926处,计算平均应变值(μavg)。在步骤1928处,可将平均应变值(μavg)设定为目标负压(Ptarget)下的目标应变(εtarget)。在步骤1928处设定的目标应变(εtarget)和在步骤1914处设定的基线应变(μbaseline)表示治疗系统100的两个校准参考点。在步骤1928之后,方法继续,如图19C所示。
现在参考图19C,在步骤1930处,在整个负压治疗持续时间内使用传感器145测敷料110中的应变(ε)。在步骤1932处,将所测量的应变(ε)与基线应变(εbaseline)进行比较,以确定所测量的应变(ε)是否大于基线应变(εbaseline)。在一些实施方案中,所测量的应变(ε)可为历史平均应变(εavg)。例如,控制器130可计算在步骤1932之前的一时间段内采集的应变测量值的历史平均应变(εavg)。在一些实施方案中,该时间段可为约1分钟。在一些实施方案中,该时间段可为约5分钟。在一些实施方案中,该时间段可为约10分钟。在一些实施方案中,该时间段可为约15分钟。在一些实施方案中,可指定计算历史平均应变(εavg)的期望时间段。在步骤1932的确定中利用历史平均应变(εavg)可减少或消除误报。在一些实施方案中,所测量的应变(ε)可为历史平均应变(εavg)。在一些实施方案中,在所设定的基线应变(εbaseline)的容差内,可认为所测量的应变(ε)等于基线应变(μbaseline)。例如,在一些实施方案中,如果所测量的应变(ε)在基线应变(εbaseline)的+/-1%内,则可认为所测量的应变(ε)等于基线应变(εbaseline)。在一些实施方案中,如果所测量的应变(ε)在基线应变(μbaseline)的+/-5%内,则可认为所测量的应变(ε)等于基线应变(μbaseline)。在一些实施方案中,如果所测量的应变(ε)在基线应变(μbaseline)的+/-10%内,则可认为所测量的应变(ε)等于基线应变(μbaseline)。在一些实施方案中,可指定任何期望的基线应变(μbaseline)容差。在一些实施方案中,历史平均应变(εavg)容差和基线应变(μbaseline)容差两者可用于步骤1932处的进行确定中。如果所测量的应变(ε)大于基线应变(μbaseline),则在步骤1934处,治疗系统100提供负压施加到组织部位1700的视觉和/或音频标记。然后,该方法返回到步骤1930。
如果在步骤1932处,所测量的应变(ε)不大于基线应变(μbaseline),则在步骤1936处,治疗系统100可提供伤口1715已愈合的视觉和/或音频标记。另外,在一些实施方案中,然后,在步骤1938处,可停止向组织部位1700施加负压。在一些实施方案中,在步骤1938处,可将控制器130编程为关闭负压源105以停止施加负压。在一些实施方案中,在步骤1938处,控制器130可向用户提供视觉和/或音频标记以停止施加负压。然而,如果在步骤1936处,所测量的应变不等于基线应变(εbaseline),则可继续将负压施加到组织部位1700,并且过程返回到步骤1930。
图20是与确定治疗系统100的各种部件中存在堵塞或泄漏的示例性方法相关联的表,其示出了可与一些实施方案相关联的附加细节。在治疗系统100的实施方案中,其中流体导体465包括主要管腔470和辅助管腔475,敷料界面480包括主要导管1205和一个或多个辅助导管1210、1215,并且施加到组织部位的负压可由传感器135经由辅助管腔475和辅助导管1210或辅助导管1215来测量,可识别堵塞或泄漏,如图20所示。
在第1行中,如果传感器145在所测量应变迅速减小(例如,所测量应变从较高应变迅速减小到较低应变,其中较低应变小于目标应变(εtarget))后测量到敷料110中的较低应变,负压源105的泵占空比为零百分比(0%)或非常低,并且由传感器135测量的负压处于目标负压(Ptarget)或在其可接受范围内,则辅助管腔475、辅助导管1210和辅助导管1215中的一者或多者中可能存在堵塞。控制器130可提供存在堵塞的视觉和/或音频标记。控制器130还可提供有关所测量到的减小的应变、泵占空比和/或负压的视觉和/或音频标记。当辅助管腔475、辅助导管1210和辅助导管1215中的一者或多者中存在堵塞时,传感器135不测量组织部位1700处的负压。因此,组织部位1700处的压力无法得到准确测量并且可能不再处于实际目标负压(Ptarget)。相应地,由传感器135获得的压力测量值可能是错误读数。基于组织部位1700处于目标负压(Ptarget)的错误压力测量值,控制器130可不操作负压源105的泵或者可以非常低的占空比操作泵,从而导致很少的负压或没有负压供应到组织部位1700。当组织界面120不再经受负压时,组织界面可能膨胀长。然而,传感器145可用作对该过程的检查。来自传感器145的指示敷料110的应变迅速减小的测量值可为组织界面120从其放缩状态膨胀的结果。例如,敷料110中的应变可从较高应变迅速减小到等于基线应变(εbaseline)的较低应变。在另一个示例中,敷料110中的应变可从较高应变迅速减小到仍然大于基线应变(εbaseline)的较低应变。即,在一些实施方案中,应变可能并不总是一直迅速减小到基线应变(εbaseline)。在一些实施方案中,应变的迅速减小可在三十分钟或更少的时间内发生。在一些实施方案中,应变的迅速减小可在一小时或更少的时间内发生。
在第2行中,如果传感器145在所测量应变迅速减小(例如,所测量应变从较高应变迅速减小到较低应变,其中较低应变小于目标应变(εtarget))后测量到敷料110中的较低应变,负压源105的泵占空比为零百分比(0%)或非常低,并且由传感器135测量的负压处于大气压或在其可接受范围内,则流体导体465的主要管腔470和敷料界面480的主要导管1205中的一者或多者中可能存在堵塞。控制器130可提供在主要管腔470和主要导管1205中的一者或多者中存在堵塞的视觉和/或音频标记。当主要管腔470和主要导管1205中的一者或多者中存在堵塞时,不向组织界面120供应负压,从而致使组织界面120膨胀,并且传感器135然后将测量组织部位1700处的大气压。
在第3行中,如果传感器145在所测量应变迅速减小(例如,所测量应变从较高应变迅速减小到较低应变,其中较低应变小于目标应变(εtarget))后测量到敷料110中的较低应变,负压源105的泵占空比较高或者为100%,并且由传感器135测量的负压处于大气压或在其可接受范围内,则治疗系统100的一个或多个部件中可能存在泄漏。控制器130可提供治疗系统100中存在泄漏的视觉和/或音频标记。当治疗系统100中存在泄漏时,负压源105的泵占空比将随着控制器130尝试实现目标负压(Ptarget)而较高或者为100%。另外,由于泄漏,传感器135可能测量组织部位1700处的大气压。如果存在泄漏,则组织界面120可能从其放缩状态膨胀。当组织界面120从其放缩状态膨胀时,可存在敷料的应变的减小。例如,敷料110中的应变可从较高应变快速减小到等于基线应变(εbaseline)的较低应变。在另一个示例中,敷料110中的应变可从较高应变迅速减小到仍然大于基线应变(εbaseline)的较低应变。即,在一些实施方案中,应变可能并不总是一直迅速减小到基线应变(εbaseline)。取决于泄漏是总泄漏还是逐渐泄漏,敷料110的应变的减小可为快速或缓慢的。例如,在存在总泄漏的情况下,敷料110的应变的迅速减小可在5分钟或更少的时间内发生。例如,在存在逐渐泄漏的情况下,敷料110的应变的迅速减小可在三十分钟或更少的时间内发生。
图21是可与确定治疗系统100的各种部件中存在堵塞或泄漏的示例性方法相关联的表,其示出了可与一些实施方案相关联的附加细节。在治疗系统100的实施方案中,其中流体导体465包括主要管腔470但不包括任何辅助管腔475并且控制器130无法通过传感器135测量组织部位1700处的压力,可识别堵塞或泄漏,如图21所示。
在第1行中,如果传感器145在所测量应变迅速减小(例如,所测量应变从较高应变迅速减小到较低应变,其中较低应变小于目标应变(εtarget))后测量到敷料110中的较低应变,并且负压源105的泵占空比为零百分比(0%)或非常低,则流体导体465的主要管腔470和敷料界面480的主要导管1205中的一者或多者中可能存在堵塞。控制器130可发出堵塞警报和/或提供在主要管腔470和主要导管1205中的一者或多者中存在堵塞的视觉和/或音频标记。当主要管腔470和主要导管1205中的一者或多者中存在堵塞时,不向组织界面120供应负压,从而致使组织界面120膨胀,并且传感器135然后将测量组织部位1700处的大气压。
在第2行中,如果传感器145在所测量应变迅速减小(例如,所测量应变从较高应变迅速减小到较低应变,其中较低应变小于目标应变(εtarget))后测量到敷料110中的较低应变,并且负压源105的泵占空比较高或者为100%,则治疗系统100的一个或多个部件中可能存在泄漏。控制器130可提供在治疗系统100中存在泄漏的视觉和/或音频标记。
在一些实施方案中,传感器组件910可用作控制器。第一无线通信模块950的微处理器可能够独立于控制器130操作传感器145、压力传感器1005、湿度传感器1010和pH传感器1015中的一者或多者。例如,第一无线通信模块950的微处理器可被编程为独立于控制器130给传感器145、压力传感器1005、湿度传感器1010和pH传感器1015中的一者或多者供电并且从其接收信号。例如,第一无线通信模块950的微处理器可独立于控制器130执行图19A、图19B、图19C、图20和图21中描述的方法的一些或全部步骤。例如,在一些实施方案中,第一无线通信模块950的微处理器可具有足够的处理能力来执行参考计算并从传感器145接收测量值以确定组织部位1700的状态。在一些实施方案中,传感器组件910可由在远程设备1320上运行的应用程序控制。在一些实施方案中,由传感器组件910获得的数据中的一些或全部可传输到远程设备1320。
图22是包括传感器145的敷料110的另一个示例的底视图,其示出了可与一些实施方案相关联的附加细节。在一些实施方案中,传感器145可包括联接到敷料110的多个感测元件500。在一些实施方案中,感测元件500可与第一层405相对地联接到第二层410。在一些实施方案中,感测元件500可被配置为直接接触组织部位1700。传感器145可定位在跨第二层410的面并且在治疗开孔430内的多个位置中,以在敷料110中的多个位置中测量敷料110中的物理现象或特性。如图22所示,敷料110可包括在治疗开孔430内在第一层405之上成阵列的三个感测元件500。在一些实施方案中,敷料110可包括多于三个感测元件500。在一些实施方案中,敷料110可包括少于三个感测元件500。在一些实施方案中,感测元件500可包括应变仪诸如例如力敏电阻器,诸如可从I.E.E.公司商购获得的FSR149型,零件编号为SS-U-N-S-00001,具有>1M ohm至1k ohm范围和35巴最大施加压力。在一些实施方案中,应变仪可具有约36.1mm的长度和约7mm的宽度。在一些实施方案中,传感器145中的每个传感器的传感器引线505可电联接到控制器130(未示出)。在一些实施方案中,敷料110可被切割为贴合组织部位1700的尺寸和形状。在此类实施方案中,感测元件500可在指示用户不要切割的区域中居中位于敷料110中。在一些实施方案中,控制器130可被配置为通过测量开路或高电阻连接来识别感测元件500中的一个或多个感测元件何时已被切割,并且控制器130可能够将所切割的感测元件500与由控制器130接收的测量值和由控制器130进行的任何计算隔离。
图23是包括传感器145的敷料110的另一个示例的底视图,其示出了可与一些实施方案相关联的附加细节。如图23所示,传感器145的感测元件500的群体可与无线通信模块800电联接。在一些实施方案中,感测元件500的群体可电联接到单个无线通信模块800。在一些实施方案中,每个感测元件500可电联接到其自己的对应的无线通信模块800。感测元件500的测量值可由无线通信模块800经由传感器组件910(未示出)传输到控制器130。
图24是包括传感器145的敷料110的另一个示例的顶视图,其示出了可与一些实施方案相关联的附加细节。如图24所示,在一些实施方案中,传感器145可包括位于敷料110中的多个压力传感器1005。压力传感器1005可位于第一层405中。压力传感器1005可定位在跨第一层405的多个位置中,以在敷料110中的多个位置中测量负压。例如,传感器145可包括在第一层405中以两行和两列成阵列的四个压力传感器1005。在一些实施方案中,传感器145可包括少于四个压力传感器1005。在一些实施方案中,传感器145可包括多于四个压力传感器1005。压力传感器1005可以其他图案诸如例如十字形、三角形和星形定位在第一层405中。如图24进一步所示,压力传感器1005可与无线通信模块800电联接,以用于经由传感器组件910将所测量压力无线地传送到控制器130。在一些实施方案中,压力传感器1005的群体可电联接到单个无线通信模块800。在一些实施方案中,每个压力传感器1005可电联接到其自己的对应无线通信模块800。在一些实施方案中,压力传感器1005的群体可经由与治疗系统100/控制器130的有线连接电联接。
图25是沿线25-25截取的图24的敷料110的剖视图。在一些实施方案中,压力传感器1005中的每个传感器可为具有由介电凝胶覆盖的压力感测元件的压阻式压力传感器,诸如例如可从TE Connectivity公司商购获得的TE 1620型压力传感器。介电凝胶提供与血液和伤口渗出物的电隔离和流体隔离以便保护感测元件免于腐蚀、结垢或其他劣化。这允许压力传感器1005在敷料110内直接测量组织部位处的负压。如图25所示,敷料110的覆盖件125可包括与通气孔1230流体连通的开孔2500,以使压力传感器1005向大气通气。另外,压力传感器1005的感测元件1220可与第二层410中的流体限制420中的一个流体限制流体连通。通过将压力传感器1005的感测元件1220放置成与流体限制420流体连通,压力传感器1005可直接测量递送到组织部位1700的负压。压力传感器1005可检测第一层405何时被颗粒堵塞或者敷料110的结构是否随时间劣化以产生更大的压降。
图26是包括传感器145的敷料110的另一个示例的底视图,其示出了可与一些实施方案相关联的附加细节。在一些实施方案中,传感器145的感测元件500中的一个或多个感测元件可包括被配置为测量组织部位1700的湿气含量的湿气传感器。例如,感测元件500中的一个或多个感测元件可包括可从得克萨斯州奥斯汀的Axzon公司(Axzon,Austin,TX)(原为RFMicron)RFM2120或RFM2121无线柔性湿气传感器。在其中感测元件500包括湿气传感器的一些实施方案中,感测元件500可定位在跨第三层415的面的多个位置中。如图26所示,在一些实施方案中,感测元件500可定位在跨第二层410的面和第三层415的面的多个位置中以测量伤口1715和创周1705的湿气。在一些实施方案中,传感器145可包括感测元件500,该感测元件定位在跨第二层410的面的多个位置中以测量伤口1715的湿气。在一些实施方案中,感测元件500可定位在跨第三层415的面的多个位置中以测量创周1705的湿气。在一些实施方案中,感测元件500中的每个感测元件可与RAIN/UHF顺应式读取器无线地通信,在一些实施方案中,该读取器可结合到控制器130中。在一些实施方案中,感测元件500中的每个可联接到无线通信模块800(未示出)。
图27A和图27B是联接到流体导体465的示例的传感器145的另一个示例的侧视图,其示出了可与一些实施方案相关联的附加细节。如图27A所示,流体导体465可包括腔室2700,当流体导体465内部的压力等于大气压时,该腔室具有第一直径(D1)。该腔室2700可为柔性的并且可被配置为在负压施加下径向向内收缩。可为EAP传感器的传感器145可至少部分地环绕腔室2700。第一直径(D1)可大于流体导体465的其余部分的直径(DFL)。如图27B所示,当通过流体导体465施加负压时,腔室2700收缩并且直径减小到小于第一直径(D1)的第二直径(D2)(D2<D1)。传感器145同样收缩,并且可使用传感器145测量到应变。所测量到的应变可用于监测负压的施加。在一些实施方案中,所测量的应变的量可与通过流体导体465供应的负压的量相关。
图28A和图28B是联接到流体导体465的另一个示例的传感器145的另一个示例的侧视图,其示出了可与一些实施方案相关联的附加细节。如图27A所示,流体导体465可包括具有柔性侧的腔室,诸如具有折摺侧的波纹管2800。波纹管2800可具有第一端部2805和第二端部2810。波纹管2800可被配置为在流体导体465内部的压力等于大气压时具有第一长度(L1)。当流体导体465内部的压力等于大气压时,波纹管2800可处于膨胀状态。可为EAP传感器的传感器145可联接到波纹管2800,并且可从波纹管2800的第一端部2805延伸到波纹管2800的第二端部2810。传感器145可被配置为在流体导体465内部的压力等于大气压时处于拉伸状态。如图28B所示,当通过流体导体465施加负压时,波纹管2800轴向收缩并且长度减小到小于第一长度(L1)的第二长度(L2)(L2<L1)。传感器145同样收缩,并且可使用传感器145测量到应变。所测量到的应变可用于监测负压的施加。在一些实施方案中,所测量的应变的量可与通过流体导体465供应的负压的量相关。
图29A和图29B是联接到流体导体465的另一个示例的传感器145的另一个示例的剖视图,其示出了可与一些实施方案相关联的附加细节。如图27A所示,腔室诸如刚性盒2900可与流体导体465直线联接。盒2900可为基本上刚性的,使得其在负压施加下不会塌缩。该盒可包括开孔2905。可为EAP传感器的传感器145可联接到盒2900并密封开孔2905。如图29B所示,当通过流体导体465施加负压时,传感器145的至少一部分被抽吸到开孔2905中。传感器145可随着其被拉入开孔2905中而拉伸,并且可使用传感器145测量到应变。所测量到的应变可用于监测负压的施加。在一些实施方案中,所测量的应变的量可与通过流体导体465供应的负压的量相关。
本文所述的系统、装置和方法可提供显著优点。例如,使用传感器145测量并趋向施加到敷料110的力和敷料110的位移可允许测量施加到组织部位1700的闭合力。能够测量施加到组织部位1700的闭合力可证明,将敷料110放置在伤口1715之上,而不是刚好放置在伤口1715内,导致产生有助于闭合伤口1715的力。另外,提供具有传感器145的敷料110允许记录对应于组织部位1700的深度的测量值。此外,在治疗持续时间内监测传感器145的输出可有助于跟踪组织部位1700如何填充和愈合,以及识别组织部位1700何时返回到指示组织部位1700完全或几乎完全愈合的″伤口痊愈″水平。使用传感器145跟踪组织部位1700如何填充和愈合还可提供对后续治疗的辅助,诸如皮肤移植、真皮支架的使用或另一皮肤覆盖规程。在三天至十四天不更换敷料110的情况下,使用传感器145监测组织部位1700的愈合可特别有益。这些益处可在不影响向组织部位1700施加负压或由本文所述的敷料110的实施方案提供的有益流体移除和歧管传送效应的情况下实现。
另外,在其中敷料110施加在组织部位1700之上而不是组织部位1700中的实施方案中,联接到敷料110的传感器145诸如EAP传感器或应变仪传感器可允许测量施加到敷料110的应变,以表明敷料110导致产生有助于伤口闭合的力。
另外,传感器145可提供关于敷料110和/或组织部位1700的附加数据,这些数据允许对组织部位1700的环境进行更高水平的控制。例如,使用EAP传感器或应变仪获得的负荷数据,无论是单独的还是与所测量气体压力相结合,都可提供关于将有益的力诸如例如闭合力递送到组织界面120的实时数据。作为其中传感器145包括一个或多个EAP传感器或应变仪的另一个示例,敷料110中的应变可作为所施加的负压的模拟进行测量并且不会经受流体导体465中固有的压降。因此,来自传感器145的测量值可提供对施加到组织部位1700的实际负压的更好测量,使得控制器130可更准确地将期望负压递送到组织部位1700。另外,在其中传感器145包括压力传感器1005的实施方案中,可直接识别和测量组织界面120中的堵塞和压降,这些堵塞和压降可负面地影响向组织部位1700的负压递送。传感器145可使控制器130能够在堵塞和容器115充满的情况之间进行区分。因此,可向临床医生通知存在堵塞或过度压降,使得临床医生可消除堵塞和/或更换敷料110。
传感器145可进一步提供力测量传感器,该力测量传感器可与敷料110集成以遥测传送并记录随着敷料110被推入伤口1715中敷料的变形,同时能够在由于流体导体465中的堵塞或治疗系统100中的故障而导致组织界面120无法放缩或组织界面120迅速充胀的情况下提供“压力损失″或″堵塞警报″,这不依赖于与来自组织部位1700的流体接触或受其影响。传感器145可检测到组织部位1700处亚大气压的存在,同时流体地断开联接。如果组织界面120处的压力迅速变化并且组织界面返回到充胀状态并且传感器135没有测量到负压的减小,则可识别出堵塞。此外,联接到敷料110的传感器145允许在不需要多管腔流体导体和压力传感器的情况下确定存在堵塞或泄漏,这可降低治疗系统100的成本和/或复杂性。传感器145可与组织部位1700直接接触或者可位于第三层415的后面,而对其测量应变或负荷的能力没有任何影响。传感器145可提供测量施加到组织部位1700的负压的低成本方式。传感器145可与多种负压治疗系统(包括治疗系统100)一起使用以增强反馈和安全性。
传感器145和传感器组件910的一些实施方案在不与组织部立1700和来自组织部位的任何流体进行流体或气体接触的情况下操作的能力允许传感器145和传感器组件910在相同或不同的组织部位上多次使用。另外,传感器组件910中的第一无线通信模块950中的微处理器可允许传感器模块1400(包括传感器组件910和传感器145)独立于治疗系统100(包括治疗系统的控制器130)操作。
传感器145和传感器组件910可提供附加益处。例如,如果传感器145测量到应变下降,并且因此测量到施加到组织部位1700的减压下降,则传感器组件910可致使传感器模块1400、控制器130和/或远程设备1320上的用户界面改变颜色和/或发出声音。传感器组件910甚至可向指定的电话号码发送文本消息。如果患者的多个组织部位1700经由Y形连接器连接到单个治疗系统100,则传感器组件910将有关传感器145的信息传输到远程位置的能力可特别有益,其中该Y形连接器将负压仅从一个组织部位1700传送到传感器135。传感器组件910将有关传感器145的信息传输到远程位置的能力还可允许远程监测多个患者的负压治疗状态。
虽然在几个例示性实施方案中示出,但本领域的普通技术人员将认识到,本文的系统、装置和方法易于进行各种变化和修改,并且这些变化和修改落入所附权利要求的范围。此外,除非上下文明确要求,否则使用术语诸如″或″的各种替代方案的描述不需要相互排斥,并且除非上下文明确要求,否则不定冠词″一″或″一个″不将主题限制于单个实例。出于销售、制造、组装或使用的目的,也可能以各种配置组合或消除部件。例如,在一些配置中,敷料110、容器115或两者可与其他部件分开进行制造或销售。在其他示例性构造中,控制器130还可独立于其他部件来制造、配置、组装或销售。
所附权利要求阐述了上述主题的新颖和创造性方面,但权利要求也可涵盖未具体引用的附加主题。例如,如果不需要区分新颖和创造性特征与本领域普通技术人员已知的特征,则可从权利要求省略某些特征、元件或方面。在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下,本文在一些实施方案的背景下所述的特征、元件和方面也可通过用于相同、等同或类似目的的另选特征来省略、组合或替换。

Claims (79)

1.一种用于利用负压治疗组织部位的敷料,所述敷料包括:
组织界面;
覆盖件,所述覆盖件联接到所述组织界面;以及
传感器,所述传感器被配置为测量所述敷料中的应变。
2.根据权利要求1所述的敷料,其中,所述敷料中的所述应变与施加到所述组织部位的负压相关。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的敷料,其中,所述敷料中的应变与所述组织部位的深度相关。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的敷料,其中,所述传感器联接到所述覆盖件。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的敷料,其中,所述传感器集成到所述覆盖件中。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的敷料,其中,所述传感器与所述组织界面相对地联接到所述覆盖件。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的敷料,其中,所述传感器与所述覆盖件相对地联接到所述组织界面。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的敷料,其中,所述传感器位于所述组织界面和所述覆盖件之间。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的敷料,其中,所述传感器通过有机硅或聚氨酯粘合剂联接到所述覆盖件。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的敷料,其中,所述敷料还包括流体控制层,所述流体控制层与所述覆盖件相对地联接到所述组织界面。
11.根据权利要求10所述的敷料,其中,所述传感器联接到所述流体控制层。
12.根据权利要求10所述的敷料,其中,所述传感器与所述流体控制层集成。
13.根据权利要求10所述的敷料,其中,所述传感器位于所述组织界面和所述流体控制层之间。
14.根据权利要求10所述的敷料,其中,所述传感器与所述组织界面相对地联接到所述流体控制层。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的敷料,其中,所述传感器包括电活性聚合物传感器。
16.根据权利要求15所述的敷料,其中,所述传感器包括多个窗孔。
17.根据权利要求15至16中任一项所述的敷料,其中,所述传感器沿所述敷料的长度延伸。
18.根据权利要求15至16中任一项所述的敷料,其中,所述覆盖件具有位于所述组织界面之上的中心部分和被配置为联接到所述组织部位周边的未受损表皮的周边部分。
19.根据权利要求18所述的敷料,其中,所述传感器具有细长形状并且被配置为从所述敷料的所述中心部分延伸到所述周边部分。
20.根据权利要求18所述的敷料,其中,所述传感器具有细长形状,所述细长形状具有第一端部和第二端部,其中所述第一端部被配置为位于所述中心部分中并且所述第二端部被配置为位于所述周边部分中。
21.根据权利要求11至14中任一项所述的敷料,其中,所述传感器包括一个应变仪。
22.根据权利要求11至14中任一项所述的敷料,其中,所述传感器包括多个应变仪。
23.根据权利要求21至22中任一项所述的敷料,其中,所述传感器居中位于所述敷料中。
24.根据权利要求1至23中任一项所述的敷料,其中,所述传感器包裹在医疗级聚合物内。
25.根据权利要求1至24中任一项所述的敷料,所述敷料还包括敷料界面,所述敷料界面被配置为用所述覆盖件流体地密封并且流体地联接到所述组织界面。
26.根据权利要求25所述的敷料,其中,所述敷料界面还包括被配置为指示所述传感器的状态的用户界面。
27.根据权利要求25至26中任一项所述的敷料,其中,所述敷料界面被配置为联接到所述传感器。
28.根据权利要求27所述的敷料,其中,信号被配置为如果所述敷料界面联接到所述传感器,则从所述传感器传送到所述敷料界面。
29.根据权利要求27至28中任一项所述的敷料,其中,电能被配置为如果所述敷料界面联接到所述传感器,则从所述敷料界面供应到所述传感器。
30.根据权利要求1至27中任一项所述的敷料,其中,所述传感器还包括从所述传感器延伸并在靠近所述敷料的所述周边部分的端子处端接的电引线。
31.根据权利要求1至27中任一项所述的敷料,其中,所述传感器还包括从所述传感器延伸并在所述覆盖件的周边处的端子处端接的电引线。
32.根据权利要求1至27中任一项所述的敷料,其中,所述传感器还包括从所述传感器延伸并在与所述组织界面相对地位于所述覆盖件上的端子处端接的电引线。
33.根据权利要求30至32中任一项所述的敷料,其中,所述端子是弹簧加载的。
34.根据权利要求30至33中任一项所述的敷料,所述敷料还包括具有在端子处端接的电引线的敷料界面。
35.根据权利要求34所述的敷料,其中,所述敷料界面的所述端子被配置为与所述传感器的所述端子联接。
36.根据权利要求1至25中任一项所述的敷料,其中,所述传感器还包括NFC目标,所述NFC目标被配置为与NFC启动器联接以给所述传感器供电和查询所述传感器。
37.根据权利要求1至25中任一项所述的敷料,其中,所述传感器还包括无线通信模块,所述无线通信模块被配置为将数据传输到所述传感器和从所述传感器传输数据。
38.根据权利要求1至37中任一项所述的敷料,其中,所述传感器包括传感器阵列。
39.根据权利要求1至38中任一项所述的敷料,所述敷料还包括设置在所述组织界面中的气体压力传感器,所述气体压力传感器被配置为测量递送到所述组织部位的气体压力。
40.一种用于治疗组织部位的系统,所述系统包括:
根据权利要求1至39中任一项所述的敷料;以及
负压源,所述负压源流体地联接到所述敷料。
41.根据权利要求40所述的系统,所述系统还包括联接到所述传感器的控制器,所述控制器被配置为从所述传感器接收对应于所述敷料中的应变的信号。
42.根据权利要求41所述的系统,其中,所述控制器被配置为经由联接到所述传感器的一根或多根电线接收所述信号。
43.根据权利要求41所述的系统,其中,所述控制器被配置为与所述传感器无线地通信。
44.根据权利要求41所述的系统,其中,所述控制器和所述传感器被配置为经由蓝牙进行通信。
45.根据权利要求41所述的系统,其中,所述控制器和所述传感器被配置为经由NFC进行通信。
46.根据权利要求41至45中任一项所述的系统,其中,所述控制器被配置为周期性地查询所述传感器。
47.根据权利要求41至46中任一项所述的系统,其中,所述控制器联接到所述负压源。
48.根据权利要求47所述的系统,其中,所述控制器被配置为响应于从所述传感器接收的所述信号而控制所述负压源。
49.一种传感器模块,所述传感器模块被配置为联接到用于利用负压治疗组织部位的敷料,所述传感器模块包括:
控制器;以及
电活性聚合物传感器,所述电活性聚合物传感器联接到所述控制器。
50.根据权利要求49所述的传感器模块,其中,所述电活性聚合物传感器被配置为测量所述敷料中的应变。
51.根据权利要求49至50中任一项所述的传感器模块,所述传感器模块还包括联接到所述控制器的敷料界面。
52.根据权利要求51所述的传感器模块,其中,所述敷料界面和所述控制器集成。
53.根据权利要求49至50中任一项所述的传感器模块,所述传感器模块还包括指示器,所述指示器被配置为提供有关所述电活性聚合物传感器和所述控制器中的一者或多者的信息。
54.根据权利要求49至53中任一项所述的传感器模块,所述传感器模块还包括电能源。
55.根据权利要求54所述的传感器模块,其中,所述电能源包括电池。
56.根据权利要求49至55中任一项所述的传感器模块,所述传感器模块还包括温度传感器和湿度传感器中的一者或多者。
57.一种利用负压治疗组织部位的方法,所述方法包括:
将敷料联接到所述组织部位,所述敷料包括:
覆盖件;以及
组织界面,所述组织界面联接到所述覆盖件,其中所述组织界面靠近伤口;
将传感器联接到所述敷料;
将敷料界面流体地联接到所述敷料;
将流体导体流体地联接到所述敷料界面;
经由所述流体导体将负压源流体地联接到所述组织界面;
在没有负压施加到所述组织部位的情况下,使用所述传感器测量所述敷料中的基线应变;
使用所述负压源向所述组织部位施加负压;以及
使用所述传感器测量所述敷料中的应变。
58.根据权利要求57所述的方法,其中,所述基线应变被设定为第一校准参考点。
59.根据权利要求57所述的方法,其中,所述基线应变被设定为伤口痊愈参考点。
60.根据权利要求57至59中任一项所述的方法,所述方法还包括:基于所测量的应变确定所述伤口的深度。
61.根据权利要求57至60中任一项所述的方法,所述方法还包括:基于所测量的应变确定所述伤口的愈合水平。
62.根据权利要求57至61中任一项所述的方法,所述方法还包括:基于所测量的应变确定递送到所述组织部位的所述负压。
63.根据权利要求57至62中任一项所述的方法,所述方法还包括:基于所测量的应变确定是否存在泄漏。
64.根据权利要求57至63中任一项所述的方法,所述方法还包括:如果所测量的应变等于所述基线应变,则确定所述伤口痊愈。
65.根据权利要求57至64中任一项所述的方法,其中,所述传感器是电活性聚合物传感器。
66.根据权利要求57至64中任一项所述的方法,其中,所述传感器是应变仪。
67.根据权利要求57至66中任一项所述的方法,所述方法还包括:将控制器联接到所述负压源和所述传感器。
68.根据权利要求57至67中任一项所述的方法,其中,使用所述传感器测量所述应变的所述步骤是周期性重复的。
69.根据权利要求57至68中任一项所述的方法,所述方法还包括:提供负压被施加到所述组织部位的指示。
70.根据权利要求57至69中任一项所述的方法,所述方法还包括:
重复测量所述敷料中的所述应变的所述步骤,直到在所述组织部位处实现稳态压力为止;以及
基于所测量的应变确定所述传感器是否适当地运转。
71.根据权利要求57至70中任一项所述的方法,所述方法还包括:
在所述组织部位处实现稳态压力之后,在一时间段内重复测量所述敷料中的所述应变的所述步骤;以及
确定在所述时间段期间所测量的应变的平均应变。
72.根据权利要求71所述的方法,其中,所述平均应变被设定为第二校准参考点。
73.根据权利要求57至72中任一项所述的方法,所述方法还包括:确定所述敷料界面和所述流体导体中的一者或多者中的堵塞。
74.根据权利要求73所述的方法,其中,确定堵塞的所述步骤基于测量减小的应变。
75.根据权利要求73所述的方法,其中:
所述敷料界面还包括主要导管和辅助导管;并且
所述流体导体包括与所述主要导管流体地联接的主要管腔和与所述辅助导管流体地联接的辅助管腔。
76.根据权利要求0所述的方法,其中,确定堵塞的所述步骤基于经由所述辅助导管和所述辅助管腔测量所述组织部位处的压力以及测量减小的应变。
77.根据权利要求73所述的方法,其中,所述负压源还包括泵,并且其中确定堵塞的所述步骤基于测量泵占空比以及测量减小的应变。
78.根据权利要求57至77中任一项所述的方法,所述方法还包括:如果测量到减小的应变则提供指示的步骤。
79.基本上如本文所述的系统、装置和方法。
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