ES2345038T3 - Control de la velocidad de cambio de vacio. - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo de terapia de heridas con vacío (10) para aplicar presión negativa al lecho de una herida (22), el dispositivo de terapia de heridas con vacío que comprende un controlador (20), un vendaje de vacío (28) configurado para comunicarse fluidamente con el lecho de la herida (22), una fuente de vacío (110) conectada fluidamente con el vendaje de vacío (28) que proporciona presión negativa al lecho de la herida, caracterizado porque un controlador (20) controla la velocidad de cambio de la presión negativa aplicada en el lecho de la herida para no exceder la velocidad máxima permitida predeterminada.
Description
Control de la velocidad de cambio de vacío.
La presente invención se refiere a dispositivos
de terapia dinámica de heridas y, en particular, a dispositivos de
terapia de heridas con vacío. Más concretamente, la invención se
refiere al control del vacío aplicado por dispositivos de terapia de
heridas con vacío.
Los profesionales médicos, tales como enfermeras
y doctores, tratan habitualmente a pacientes con heridas
superficiales de distintos tamaños, formas y gravedad. La terapia
dinámica de heridas, a diferencia de la terapia pasiva de heridas,
aprovecha las modificaciones ambientales para inducir activamente la
cicatrización. Se sabe que controlando la atmósfera tópica
adyacente, puede mejorar el proceso de cicatrización de una herida.
Se conocen varias estrategias de terapia dinámica de heridas, entre
las que se incluyen la terapia hiperbárica, la terapia térmica y la
terapia de presión negativa.
En la terapia de presión negativa, el lecho de
la herida está sometido a una presión de aire inferior que la
presión de aire ambiente. Al aplicar presión negativa o vacío a una
herida se retira el exudado de la herida, que podría contener
suciedad y bacterias, para favorecer la cicatrización. Algunos
apósitos llevan acoplado un aparato para aplicar vacío a la herida
a través del vendaje con el fin de retirar el exudado y favorecer
la cicatrización. Sin embargo, se ha descubierto que la aplicación
de cambios rápidos en los niveles de presión negativa a heridas
abiertas (heridas crónicas) puede causar molestias a los
pacientes.
También se sabe que los vendajes con tratamiento
de vacío aceleran la cicatrización de las heridas. Un vendaje de
vacío es un vendaje con un recubrimiento para sellar el perímetro
exterior de la herida y debajo del cual se establece un vacío que
actúa sobre la superficie de la herida. Este vacío aplicado a la
superficie de la herida acelera la cicatrización de heridas
crónicas. Normalmente se disponen tubos de succión para retirar el
exudado de la herida, pero también pueden utilizarse para crear
vacío debajo del recubrimiento. Si el recubrimiento es flexible,
normalmente más cómodo para el paciente, puede disponerse un relleno
poroso debajo del recubrimiento para habilitar el espacio en el que
se forma el vacío. Además, se sabe que un calentador colocado dentro
de un aparato de tratamiento de heridas estimula la cicatrización.
Las siguientes patentes de EE.UU. establecen la naturaleza de los
dispositivos y vendajes de tratamiento de heridas con vacío y/o
calor: 6.095.992, 6.080.189, 6.071.304, 5.645.081, 5.636.643,
5.358.494, 5.298.015, 4.969.880, 4.655.754, 4.569.674, 4.382.441 y
4.112.947.
Tal y como se muestra, por ejemplo, en la
patente de EE.UU. Nº 5.645.081 (en lo sucesivo, la patente '081),
se proporciona un método de tratamiento de tejidos dañados aplicando
presión negativa a una herida. La presión negativa se aplica
durante el tiempo y con la magnitud suficientes para provocar la
migración del tejido y facilitar la cicatrización de la herida. La
figura 1 de la patente '081 muestra una sección de espuma de
poliéster de celda abierta que cubre la herida, un tubo hueco
flexible insertado en la sección de espuma por un extremo y
conectado a una bomba de vacío por el otro extremo, una lámina
adhesiva que cubre la sección de espuma y un tubo, que se adhiere a
la piel alrededor de la herida para formar un sello que permita
crear vacío cuando la bomba de succión esté en funcionamiento.
Además, la patente '081 muestra el uso de una presión negativa
entre aproximadamente 0,1 y 1,0 bar y que la presión puede ser
sustancialmente continua, liberándose únicamente para cambiar el
apósito de la herida. Alternativamente, la patente '081 muestra el
uso de una aplicación cíclica de presión en periodos alternos de
aplicación y no aplicación. En una realización preferida, la presión
se aplica en periodos de 5 minutos de aplicación y no
aplicación.
WO 96/05873 describe otro sistema de tratamiento
de heridas utilizando un vendaje de vacío. El sistema incluye una
almohadilla de espuma porosa que se coloca sobre una herida,
conectada a una bomba de succión mediante un tubo de drenaje de
modo que puede aplicarse presión negativa a la herida. La bomba está
conectada a un microcontrolador que controla la velocidad del motor
de la bomba.
Diversas referencias al estado de la técnica
muestran el valor del vendaje de vacío o la provisión de vacío a la
superficie de una herida crónica. Existen varios artículos en lengua
rusa que muestran la eficacia de la terapia de vacío. A
continuación se citan algunos ejemplos de artículos del estado de la
técnica sobre el uso de aplicación de vacío a una herida para
favorecer la cicatrización: Vacuum therapy in the treatment of
acute suppurative diseases of soft tissues and suppurative
wound, Davydov, et al. Vestn. Khir., Sept. 1988
("artículo de septiembre de 1988"); Pathenogenic mechanism
of the effect of vacuum therapy on the course of the wound
process, Davydov, et al. Khirurigiia, June 1990
("artículo de junio de 1990"); y Vacuum therapy in the
treatment of suppurative lactation mastitis, Davydov, et
al., Vestn. Khir., Nov. 1986 ("artículo de noviembre de
1986").
\global\parskip0.900000\baselineskip
Los artículos rusos distinguen el drenaje de
heridas del uso de la terapia de vacío para la cicatrización y
destacan que la terapia de vacío ofrece una limpieza y
desintoxicación más rápida de la herida que el método tradicional
de incisión-drenaje. El artículo de noviembre de
1986 describe el protocolo de la terapia de vacío como
0,8-1,0 bar durante 20 minutos en el momento de la
cirugía y tratamientos posteriores de 1,5 a 3 horas con un vacío de
0,1-0,15 bar dos veces al día. Estos artículos rusos
muestran que el uso de presión negativa acelera la cicatrización.
Además, los artículos rusos muestran que utilizando este método de
vacío se reduce el número de microbios en la herida. El artículo de
junio de 1990 muestra que la terapia de vacío proporciona un efecto
antibacteriano significativo. El artículo de junio de 1990 describe
el aumento del flujo sanguíneo en la zona de alrededor de la
herida, lo que supone un aumento del número de leucocitos que
alcanzan el foco de la inflamación. Por otra parte, los artículos
rusos muestran la mejora de la circulación local de la sangre
utilizando terapia de vacío. El artículo de septiembre de 1988
muestra la mejora del flujo sanguíneo en la zona de la herida, lo
que intensifica los procesos de curación. El artículo de junio de
1990 muestra que la terapia de vacío favorece la movilización del
plasma sanguíneo, del líquido intertisular y de la linfa de la
herida. El artículo de junio de 1990 muestra que los elementos
celulares y no celulares del tejido conectivo aparecen dos veces
más rápido en heridas tratadas con terapia de vacío. Los artículos y
patentes posteriores desarrollan aún más las ventajas
obte-
nidas con la terapia de vacío. Por lo tanto, el estado de la técnica muestra las ventajas y el valor de un vendaje de vacío.
nidas con la terapia de vacío. Por lo tanto, el estado de la técnica muestra las ventajas y el valor de un vendaje de vacío.
La invención se define en las reivindicaciones
adjuntas, a las que ahora haremos referencia.
El dispositivo aquí presentado limita la
velocidad de cambio de la presión negativa aplicada a la herida. El
cuidador tiene capacidad para cambiar el valor de la presión
negativa y el dispositivo controla la velocidad de cambio de la
presión negativa para reducir las molestias del paciente.
Por consiguiente, una realización ilustrativa
dispone de una fuente de presión negativa, un orificio de flujo
variable, un transductor de presión, un vendaje de vacío, un
controlador y una interfaz para el cuidador. La interfaz del
cuidador está configurada para que el cuidador pueda seleccionar un
punto de referencia de la presión negativa. El cuidador introduce
un valor deseado o punto de referencia de la presión negativa que
debe aplicarse a la herida a través de la interfaz de cuidador. El
controlador controla el transductor de presión y compara el valor
con el punto de referencia. De acuerdo con esta comparación, el
controlador ajusta el orificio de flujo variable. Cuando el
cuidador introduce un nuevo punto de referencia, el controlador
limita la entrada al orificio de flujo variable para producir la
velocidad de cambio de presión negativa permisible bajo la
supervisión del transductor de presión.
Además, la realización ilustrativa incluye un
depósito de residuos acoplado a la fuente de presión negativa. El
depósito está acoplado al vendaje de modo que cuando se aplica vacío
al depósito, se aplica vacío al vendaje. En algunas realizaciones,
el depósito de residuos es desechable.
Las realizaciones ilustrativas muestran, además,
una gran variedad de válvulas, depósitos y bombas de vacío. Cada
válvula conecta una de las bombas de vacío a un depósito de residuos
asociado. El controlador ajusta cada válvula para establecer el
nivel de vacío en cada uno de los depósitos asociados. También se
dispone de una gran variedad de reguladores de vacío, cada uno
acoplado a la válvula correspondiente. Los reguladores están
configurados para definir un nivel máximo de vacío. Además, cada
regulador incorpora una toma de aire para suministrar aire
adicional a la bomba asociada. También se dispone de una gran
variedad de transductores. Cada transductor se acopla entre la
válvula respectiva y el depósito de residuos asociado para medir el
vacío.
Las características y ventajas adicionales del
aparato se harán evidentes para los expertos en la materia teniendo
en cuenta la siguiente descripción detallada que ejemplifica la
mejor manera de realizar el aparato como se concibe actualmente.
El aparato ilustrativo se describirá de aquí en
adelante haciendo referencia a las figuras adjuntas, que únicamente
se proporcionan como ejemplos no restrictivos, en las cuales:
La figura 1 es una vista en perspectiva de un
aparato de tratamiento de heridas acoplado a un vendaje adherido a
un paciente;
La figura 2 es un diagrama de bloques del
aparato de tratamiento de heridas de la figura 1;
La figura 3 es un diagrama de bloques
esquemático del subsistema de evacuación de vacío del aparato de
tratamiento de heridas de la figura 1;
La figura 4 es un diagrama de bloques del
subsistema de evacuación de vacío de la figura 1 que muestra el
controlador más detalladamente que en la figura 4;
La figura 5 es una vista de la sección
transversal de un depósito de eliminación de residuos del aparato de
tratamiento de heridas a lo largo de las líneas 5-5
de la figura 1; y
Las figuras 6, 7A, 7B, 8A-8E,
9A-9D, 10A-10F,
11A-11C, 12A-12E,
13A-13D, 14,15A-15D, 16 y 17
ilustran la realización del circuito eléctrico del controlador del
aparato de tratamiento de heridas.
En las figuras 1 y 2 se muestra la realización
de un aparato de tratamiento de heridas 10 que utiliza un
controlador de la velocidad de cambio del nivel de vacío 20. Esta
realización utiliza un controlador de la velocidad de cambio del
nivel de vacío 20 con un aparato de tratamiento de heridas 10 que
dispone de subsistemas de irrigación de heridas y subsistemas de
evacuación de heridas. Los aparatos apropiados para el tratamiento
de heridas que pueden modificarse para utilizar el controlador 20
se describen más particularmente en la publicación de la patente de
EE.UU. Nº
US-2002-2161317-A1 y
en la publicación de la patente de EE.UU. Nº
US-2002-0065494-A1.
El aparato de tratamiento de heridas 10 está
formado por una caja con la unidad central 12 y sistemas de
tratamiento de heridas 14, 16 acoplados a cada lado de la caja 12.
Entre cada sistema de tratamiento 14, 16 se muestra una interfaz de
usuario 18. La caja de la unidad central 12 está configurada para
ser una unidad portátil que permita al cuidador mover el aparato 10
a dondequiera que se encuentre el paciente 26 y cerca de la herida
o heridas 22. La caja 12 tiene un asa 24 para que el cuidador pueda
moverla. La figura 1 también muestra el sistema de tratamiento de
heridas 14 acoplado a un vendaje 28 que está adherido a la pierna de
un paciente 26. El tubo de evacuación 32 está acoplado al vendaje
28 y al sistema 14. También se muestra un tubo de dispensación 30
acoplado a un puerto Luer-Lok 34 de una jeringuilla
36 que permite la irrigación y/o medicación de la herida 22. La
jeringuilla 36 se llena con un líquido, típicamente salino, que se
vacía a través del tubo 30 hasta el vendaje 28 y, finalmente, sobre
la herida 22 situada debajo del vendaje 28. El exudado de la herida
22 se extrae del vendaje 28 a través del tubo de evacuación 32 y se
recoge en el depósito de re-
siduos 38. Se contempla que el depósito 38 puede desecharse cuando esté lleno y sustituirse por un depósito nuevo.
siduos 38. Se contempla que el depósito 38 puede desecharse cuando esté lleno y sustituirse por un depósito nuevo.
El aparato 10 comprende un segundo sistema 16 en
el lado opuesto de la caja 12 del sistema 14. Esta configuración
permite tratar dos heridas simultáneamente con vendajes
independientes 28, 29, pero bajo el control de un único controlador
20 situado en una única caja 12. El segundo vendaje 29, como parte
del sistema 16, está acoplado a un tubo de dispensación 40 y a un
tubo de evacuación 42 para realizar las mismas funciones que se
describen para el sistema 14. (Véase la figura 2). La interfaz de
usuario 18 permite al cuidador establecer un punto de referencia y
la información de modo utilizada por el controlador 20 para
controlar uno o ambos sistemas 14, 16, para dispensar el líquido
desde una o ambas jeringuillas 36, 236, y para realizar la
evacuación desde uno o ambos vendajes 28, 29. Se contempla que cada
sistema de tratamiento de heridas 14, 16 funcionará de forma
independiente, dando así flexibilidad al cuidador para aplicar un
nivel de tratamiento apropiado, y posiblemente diferente, a cada
herida 22. La disposición de los sistemas relativos a la interfaz de
usuario 18 en la caja 12 permite una práctica interacción entre los
sistemas 14, 16 y el cuidador. Los expertos en la materia
reconocerán que mientras que se ponen como ejemplo dos sistemas 14,
16, las enseñanzas de la presente invención son aplicables a uno o
varios sistemas.
La portabilidad del aparato 10 permite que el
cuidador lo coloque cerca del paciente 26 para realizar el
tratamiento dondequiera que se encuentre el paciente 26. Para
preparar el aparato 10 para el tratamiento de una herida, el
cuidador conecta el tubo 30 al vendaje 28 y al depósito de residuos
38. Para el tratamiento de una segunda herida, el cuidador conecta
el tubo 42 al vendaje 29 y al depósito de residuos 39. (Véase
también la figura 2). El cuidador, utilizando la interfaz de
usuario 18, puede tratar al paciente 26 extrayendo el exudado de las
heridas.
En la figura 2 se muestra un diagrama que
representa el funcionamiento del aparato de tratamiento de heridas
10. En la caja 12 se incorpora un controlador 20. En este caso, el
controlador 20 es una unidad de control electrónica que controla el
aparato 10. El controlador 20 recibe la entrada del usuario y
proporciona información a la interfaz de usuario 18 a través de las
líneas 44, 46, respectivamente. Se contempla que el controlador 20
procesará información de ambos sistemas 14, 16, y proporcionará una
entrada apropiada e independiente para cada sistema 14, 16. El
controlador 20 también supervisa el estado de los diversos sensores
y proporciona entrada para que las válvulas y motores controlen el
valor de la presión negativa y la velocidad de cambio de la presión
negativa, según lo aquí tratado en detalle. En este caso, la
interfaz de usuario 18 está compuesta por una pantalla gráfica de
cristal líquido (LCD) convencional y un panel de interruptores de
membrana.
Una fuente de alimentación 48 alimenta el
controlador 20 y todos los sistemas relacionados de la caja 12. La
fuente de alimentación 48 puede ser una toma de pared externa
convencional (no mostrada) o un paquete de baterías (no mostrado),
o incluso variaciones de ambos (p. ej., una toma de pared con un
paquete de baterías). En este caso, la fuente de alimentación 48 es
una fuente de alimentación de grado médico que proporciona una
salida de aproximadamente 65 W y un voltaje de alrededor de 12 V CC.
Se contempla que la fuente de alimentación 48 puede configurarse
para 120 V/60 Hz o 220-240 V/50 Hz dependiendo de si
el aparato 10 se utiliza en América o Europa. En este caso, la
alimentación con baterías proporciona al dispositivo energía para
funcionar durante aproximadamente 60 minutos sin conexión a ninguna
fuente de alimentación externa. Además, se contempla que las
baterías pueden ser recargables y almacenar energía cuando el
dispositivo está conectado a una toma de pared externa.
Se dispone un sensor de posición 50 comunicado
con el controlador 20 a través de la línea 52. Un sensor de
posición 50 es, en este caso, un interruptor de inclinación que
proporciona información al controlador 20. Si el interruptor está,
por ejemplo, en la posición cerrada, el controlador 20 continuará
funcionando, pero si el interruptor se abre, el controlador 20
desconectará los sistemas 14, 16. Por ejemplo, el sensor 50
desactiva los sistemas 14, 16 si la caja 12 es igual o sobrepasa
una inclinación predeterminada, por ejemplo, 45º de la vertical en
cualquier dirección.
Se contempla que el controlador 20, la interfaz
de usuario 18, la fuente de alimentación 486 y el sensor de
posición 50 son comunes y funcionan con ambos sistemas 14, 16.
Además, cada sistema 14, 16 está formado por subsistemas de
dispensación de líquido 62, 64 y subsistemas de evacuación de vacío
66, 68. El subsistema de dispensación de líquido 62 está formado
por una jeringuilla 36 que tiene un émbolo. La jeringuilla 36 es,
en este caso, una jeringuilla médica estándar de 60 ml que utiliza
un puerto Luer-Lok 34. El émbolo es un émbolo
convencional que se desplaza dentro de la jeringuilla 36 para
dispensar líquido a través del puerto Luer-Lok 34.
El motor de la bomba de la jeringuilla 72 es, en este caso, un motor
eléctrico sin escobillas de 12 V CC o motor paso a paso configurado
para proporcionar energía rotacional a la bomba de la jeringuilla
74. Cuando se envía una señal desde el controlador 20 a lo largo de
la línea 76 hasta el motor de la bomba de la jeringuilla 72, el
motor 72 aplica un par de torsión y una velocidad angular a la bomba
de la jeringuilla 74 que es, en este caso, un tornillo de potencia.
El tornillo de potencia convierte el movimiento de rotación del
motor de la bomba de la jeringuilla 72 en un movimiento de
traslación. La bomba tiene una guía que limita el movimiento de la
superficie de contacto del émbolo 78 a lo largo de un eje. En la
realización mostrada, la bomba de la jeringuilla 72 proporciona un
recorrido de la superficie de contacto del émbolo 78 de
aproximadamente 13,3 cm (5,25 in) para evacuar el líquido contenido
en la jeringuilla 24. Además, el motor de la bomba de la
jeringuilla 72 y la bomba de la jeringuilla 74, como un solo
sistema, proporcionan una fuerza lineal de aproximadamente 12,25 kg
(27 lb) a una velocidad de 3,7 cm (1,45 in) por segundo a la
superficie de contacto del émbolo 78. La fuerza resultante generada
por el líquido al salir de la jeringuilla 36 crea, en este caso, una
presión positiva de 27 KPa (4 psig) a 41 KPa (6 psig) en la herida
22.
Un sensor de posición inicial de la jeringuilla
84 recibe información de la superficie de contacto del émbolo 78 y
proporciona información al controlador 20 cuando el mecanismo de
captura de la jeringuilla 88 alcanza su posición inicial. Un sensor
de recorrido completo de la jeringuilla 86 determina cuándo se ha
vaciado por completo la jeringuilla 36 detectando cuándo la
superficie de contacto del émbolo 78 ha alcanzado el recorrido
completo. Cuando se ha activado el sensor 86, el controlador 20
ajusta la superficie de contacto del émbolo 78 a la posición inicial
una vez retirada la jeringuilla 36.
El mecanismo de captura de la jeringuilla 88
mantiene la jeringuilla 36 en su lugar cuando el cuidador coloca
una jeringuilla 36 en el aparato 10. El mecanismo de captura 88
también está configurado para que el cuidador pueda retirar la
jeringuilla 36 del aparato 10 cuando esté vacía. Además, el
mecanismo de captura 88 incluye un sensor de jeringuilla 90 que
proporciona información al controlador 20 a través de la línea 92
cuando la jeringuilla 36 está colocada correctamente en el
mecanismo de captura 88. El controlador 20 evita que el sistema 14
funcione si el sensor 90 no detecta la jeringuilla 36 correctamente
colocada en el mecanismo de captura 88.
Se disponen conectores 94, 96 en los extremos
opuestos del tubo de dispensación 30. Uno o ambos conectores 94,
96, cuando están cerrados, bloquean el flujo de la jeringuilla 36 al
vendaje 28. Estos conectores 94, 96 permiten desconectar al
paciente 26 del aparato 10 sin tener que retirar el vendaje 28 o
incluso desconectar el aparato 10.
El tubo de dispensación 30 también incorpora un
puerto manual 98 mediante un tubo auxiliar 100. El puerto 98
permite al cuidador añadir un depósito de dispensación al sistema
para dispensar manualmente líquido al vendaje 28. Sin embargo, se
aprecia que el puerto 98 está configurado para estar cerrado cuando
no hay conectada ninguna jeringuilla para mantener un sistema
cerrado.
La jeringuilla y la bomba se muestran como una
propuesta para proporcionar una fuente de líquido e irrigar el
lecho de la herida. Se apreciará que los depósitos, a excepción de
las jeringuillas, pueden manejarse mediante una bomba para expulsar
líquido de irrigación sobre la superficie de una herida. Por
ejemplo, el volumen de cualquier tipo de depósito de líquido puede
reducirse mediante un mecanismo de accionamiento para expulsar
líquido. Además, un depósito puede colocarse en una posición elevada
para aportar presión de descarga al líquido de irrigación.
Los conectores 104, 106, similares a los
conectores 94, 96, se colocan en los extremos opuestos del tubo de
evacuación 32. Uno o ambos conectores 104, 106, cuando están
cerrados, bloquean el flujo del vendaje 28 al depósito de residuos
38. Además, estos conectores 104, 106 permiten desconectar al
paciente 26 del aparato 10 sin tener que retirar el vendaje 28 o
desconectar el aparato 10.
Cuando el depósito de residuos 38 está
correctamente colocado en el aparato 10, se acoplan los sensores del
depósito de residuos 116, 118. Esto evita que el aparato 10
funcione cuando el depósito 38 no está colocado correctamente en el
aparato 10. Como muestra la figura 2, ambos sensores 116, 118
proporcionan información al controlador 20 a través
de las líneas 120, 122, confirmando al cuidador que el depósito 38 está correctamente colocado en el aparato 10.
de las líneas 120, 122, confirmando al cuidador que el depósito 38 está correctamente colocado en el aparato 10.
En la realización mostrada, el depósito de
residuos 38 es una unidad desechable que "encaja" en la parte
lateral 58 de la caja 12. (Véase también la figura 1). En este
caso, el depósito 38 incluye una ventana (no mostrada) que permite
supervisar los líquidos. En este caso, la capacidad de líquido del
depósito 38 es aproximadamente de 500 ml.
La realización mostrada del depósito de residuos
38 incluye, además, un filtro hidrofóbico 108 que está comunicado
con el tubo de evacuación 32 y con la bomba de vacío 110. Este
filtro 108 está configurado para permitir el paso de aire, pero no
el paso de líquido. Por consiguiente, cuando el líquido entra en el
depósito 38, el líquido se almacena en el depósito de residuos 38
mientras que el vacío continúa a través del filtro 108 y de la
bomba 110. En este caso, el filtro 108 es un filtro de bacterias
hidrofóbico de 0,2 micrones fijado en la pared posterior 407 del
depósito 38. El filtro hidrofóbico 108 también sirve como un
mecanismo de control de llenado del depósito 114 o válvula que
interrumpe el suministro de vacío al depósito 38 cuando el nivel de
líquido excede el nivel "lleno". Debido a que el filtro
hidrofóbico 108 evita el paso de líquido, una vez que el líquido
cubre el filtro 108, también evita el paso de vacío. En este caso,
la ausencia de cualquier vacío en el sistema hace que el sistema se
desconecte.
La bomba de vacío 110 crea la presión negativa
que está presente en el depósito 38. Para supervisar y controlar
esta presión negativa, el vacío está presente en varios
dispositivos, incluyendo un transductor de presión de vacío 124. El
transductor 124 está acoplado a la línea 128, prolongándose desde el
depósito 38. El transductor 124 mide la presión negativa presente
en el depósito 38. A continuación, el transductor 124 proporciona
información al controlador 20 a través de la línea 128. El
controlador 20 supervisa la presión negativa comparando el valor
medido del transductor 124 con el valor definido por el cuidador o
el valor del punto de referencia introducido en el controlador 20 a
través de la interfaz de usuario 18.
Hay una válvula proporcional 130 conectada a la
línea 126, a través de la cual hay presente presión negativa, y que
dispone de un orificio de flujo 132. (Véase también la figura 5). En
este caso, la válvula proporcional 130 está controlada por
solenoide. El orificio de flujo 132 se dilata o contrae
selectivamente, de tal modo que controla el nivel de presión
negativa del subsistema 66. Específicamente, el controlador 20
proporciona una entrada de señal a la válvula proporcional 130
basándose en el nivel de presión de vacío determinado a partir de
información del transductor 124 y comparando ese nivel con el nivel
definido por el cuidador. A continuación, el orificio 132 se dilata
o contrae, lo que corresponda, para producir el nivel apropiado de
presión negativa. En este caso, la válvula proporcional 130 se
contrae o se cierra completamente cuando no recibe ninguna señal
del controlador 20, y se dilata o se abre para permitir un máximo,
en este caso, de dos litros por minuto con un vacío de 33,3 KPa
(250 mmHg) (4,83 psig) cuando se aplica la señal apropiada desde el
controlador 20. Ejemplos ilustrativos de una válvula de control de
solenoide 130 son la serie de válvulas de solenoide proporcionales
normalmente cerradas estándar de la división Pneutronics de Parker
Hannifin Corporation, de Holtis, New Hampshire, y con nº de pieza
con el formato
VSONC-_-_-_
_-_ __, donde los espacios en blanco se rellenan
con símbolos alfanuméricos para los números de modelo, serie de
producto, material elastómero, resistencia de la bobina, interfaz
eléctrica e interfaz neumática, respectivamente. Los expertos en la
materia reconocerán que pueden utilizarse otras válvulas
controlables según las enseñanzas de la presente invención. Además,
puede ejercerse control a través de otros componentes del sistema
para ajustar la presión presente en el vendaje de vacío 28 y la
velocidad de cambio de la presión presente en el vendaje de vacío 28
según las enseñanzas de la presente invención.
En la línea 126 se integra un regulador de vacío
134 entre la válvula proporcional 130 y la bomba 110 como control
de límite mecánico para la bomba 110. El regulador 134 establece
mecánicamente un nivel máximo de presión negativa que está presente
en el sistema. Así, la bomba de vacío 110 no podrá extraer
físicamente vacío del vendaje 28 más allá de la presión máxima. En
este caso, esta presión negativa máxima o vacío es de 33,3 KPa (250
mmHg) (4,83 psig). Además, cuando la válvula proporcional 130,
conforme a una señal del controlador 20, crea una presión negativa
inferior al nivel máximo de presión negativa, se abre un puerto 136,
acoplado al regulador 134, de modo que la bomba 110 pueda extraer
más aire para mantener un flujo suficiente en la bomba 110 y evitar
que ésta se dañe. Un primer filtro de aire 137 está, en este caso,
asociado al puerto 136, entre el puerto 136 y la bomba 110, para
filtrar partículas del aire antes de llegar a la bomba 110. En este
caso, el filtro 137 está construido con microfibras de vidrio y
tiene un grado de filtración de 25 micrones. Un segundo filtro 139
está asociado con la bomba 110 y una toma 141. El filtro 139 sirve
como silenciador de escape para el aire evacuado de la bomba
110.
La bomba de vacío 110 es, en este caso, un
compresor de tipo diafragma por el que circulan cerca de dos litros
por minuto con un vacío de 33,3 KPa (250 mmHg) (4,83 psig). En este
caso, la bomba de vacío 110 está montada en el extremo de un motor
sin escobillas simple de 12 V CC 138 para accionar la bomba. Sin
embargo, se aprecia que la bomba 110 pueda estar configurada y
montada de cualquier otra manera, siempre y cuando extraiga la
presión negativa deseada a través del sistema 14. También se
contempla que una bomba de vacío fuera de la caja 12 podría ser
parte del sistema de control. Por ejemplo, la mayoría de centros
médicos tienen puertos de vacío donde se trata a los pacientes, y
cada uno de ellos dispone de una bomba de vacío (succión) del
sistema. Por lo tanto, se contempla que la bomba 110 de la caja 12
podría ser un accesorio apropiado que, a su vez, está conectado a
una bomba de vacío para suministrar una fuente de vacío al sistema
de control.
Se contempla que el puerto 136, los filtros 137,
139, el motor eléctrico 138, la bomba de vacío 110 y el regulador
de vacío 134 están todos dentro de una cámara insonora 140. En este
caso, el interior de la cámara insonora 140 está revestido con una
lámina amortiguadora, por ejemplo, con la lámina amortiguadora 2552
de 3M Company. La cámara insonora 140 amortigua la energía de la
vibración producida por estos componentes, además de ayudar a
disipar el calor que generan.
Según lo indicado previamente, se contempla que
el controlador 20, la interfaz de usuario 18 y la fuente de
alimentación 48 son comunes a, y funcionan con, los subsistemas de
dispensación de líquido y de evacuación de vacío 62, 64 y 66, 68.
La disposición de un segundo conjunto de subsistemas de maneja
independiente 64, 68, permite al cuidador tratar dos heridas con un
sólo aparato 10. Por consiguiente, el segundo conjunto de
subsistemas de dispensación líquidos y evacuación de vacío 64, 68,
también mostrados en la figura 2, incorporan componentes idénticos
según lo indicado con respecto a los subsistemas 62, 66 y se
etiquetan de la forma correspondiente. Por ejemplo, la bomba del
motor de la jeringuilla 72 del subsistema 142 se identifica como la
bomba del motor de la jeringuilla 172 del sub-
sistema 64, y la bomba de vacío 110 del subsistema 66 se identifica como la bomba de vacío 210 del subsistema 68.
sistema 64, y la bomba de vacío 110 del subsistema 66 se identifica como la bomba de vacío 210 del subsistema 68.
La bomba de vacío 110 aplica una presión
negativa a través del depósito de residuos 38 y el vendaje 14. A
continuación, el líquido y el exudado se extraen de la herida 22 a
través del tubo 32 hasta el depósito 38. El filtro hidrofóbico 108,
mencionado con respecto a la figura 2, permite que el vacío pase a
través del depósito de residuos 38, pero evita que se escape
cualquier líquido, y deposita el líquido en la bomba 110.
En la figura 4 se muestra una vista de la
sección transversal del depósito de residuos 38 situado en la
cavidad del lateral 58 de la caja 12. El tubo 32 está conectado a
un conjunto de válvula de retención 400 acoplado a la hendidura 402
de la pared frontal 405 del depósito 38. La válvula de retención 400
está configurada para permitir que el líquido y el exudado del
vendaje 28 entren en el depósito 38 y permanezcan en el espacio de
espera 404 del depósito 38, aunque evita que cualquier líquido que
ya esté en el espacio 404 salga a través de la válvula 400. Por lo
tanto, la válvula de retención 400 evita que se escape líquido
cuando el tubo 32 se desconecte de la válvula 400. Además, el
depósito 38 puede desecharse sin que se salga ningún líquido. El
filtro hidrofóbico 108 está situado en la pared posterior 407 del
depósito 38. El espacio 404 integra un solidificador de líquido que
disminuye la fluidez del exudado. Esto es una medida de seguridad
para reducir la posibilidad de salpicadura o vaciado si el depósito
38 (o 39) se abre o se rompe.
El filtro 108 del depósito 38 se muestra con una
entrada 410 en el espacio 404 y una salida 412 acoplada a un
conector 416 con una barrera de material hidrofóbico 414 entre
ambos. Como se ha mencionado previamente, el material hidrofóbico
permite que el vacío pase a través de la entrada 410 y de la salida
412, pero evita que pase cualquier líquido. De forma similar a la
válvula de retención 400, el filtro hidrofóbico 108 también evita
que se escape líquido cuando el depósito 38 se retira de la caja 12.
La salida 412 del filtro 108 está comunicada con el conector 416.
El conector 416 está configurado para recibir y cerrar la salida 412
cuando el depósito está colocado en la cavidad. El conector 416
está comunicado con la línea 126 y, finalmente, con la bomba
110.
En la realización mostrada, el filtro
hidrofóbico 108 sirve como mecanismo completo 114 del depósito que
interrumpe el suministro de vacío al depósito 38 cuando el nivel de
líquido excede el nivel "lleno" según lo indicado por el
número de referencia 420. Cuando el nivel de líquido está por debajo
de la entrada 410, según lo indicado por el número de referencia
422, el líquido continúa entrando en el espacio 404 a través de la
válvula 400. Cuando el nivel de líquido 420 está por encima de la
entrada 410, el líquido actúa como un bloque de aire. El líquido no
puede pasar a través del filtro 108, y como el nivel de líquido está
por encima de la entrada 410, tampoco puede pasar el aire. Esto
provoca una espectacular caída de presión (aumento del vacío) en la
línea 126. El transductor de presión de vacío 124 está acoplado a la
línea 126 midiendo la presión negativa que pasa a través del
depósito 38, como se ha mencionado previamente. Si se produce esta
caída espectacular de la presión, el transductor 124 facilitará
estos datos al controlador 20 a través de la línea 128. A
continuación, el controlador 20 desconectará el sistema hasta que
el depósito lleno se sustituya por uno vacío o parcialmente
lleno.
El vendaje de vacío ilustrativo 28 está diseñado
para proporcionar un entorno protector alrededor de la herida 22.
Ilustrativamente, estos vendajes duran hasta 7 días sin tener que
ser sustituidos. El vendaje 28 tiene orificios de enjuague y
drenaje (no mostrados) en el cuerpo del vendaje 28 conectado a los
tubos 30, 32, respectivamente. En este caso, estos orificios tienen
un diámetro de 0,18 cm (0,070 in). El subsistema de evacuación de
vacío 66 coopera con el vendaje para extraer el líquido y el
exudado de la superficie de la herida 22 y recogerlo en el depósito
de residuos 38.
Ejemplos de los vendajes 14 se muestran y
describen en la publicación de la patente de EE.UU. Nº
US-2002/065494 (A1) y en la publicación de la
patente de EE.UU. Nº US-2002/161346 (A1). Además se
contempla que pueden utilizarse otros vendajes con este sistema de
control, incluyendo vendajes con puertos de irrigación y vacío
separados. Ejemplos de estos vendajes se muestran y describen en la
publicación de la patente de EE.UU. Nº 6.458.109 (B1). En la
publicación de la patente de EE.UU. Nº 2002/198504 (A1) se muestran
más detalles del aparato de tratamiento de heridas 10 y se describen
realizaciones alternativas.
En este caso, el cuidador puede activar el
sistema 14, por los medios anteriormente descritos, para extraer
exudado de la herida 22 a través de los canales y aperturas del
vendaje 28, el embalaje y la película, tubo divisor y tubo de
evacuación 32 para recogerse en el depósito 38. La presión negativa
aplicada a la herida 22 creada por la bomba 110 puede aplicarse
durante el periodo de tiempo que determine el cuidador. Después de
un periodo de extracción, el cuidador puede desactivar la presión
negativa.
El aparato 10 es un sistema tópico portátil
fácil de utilizar diseñado para proporcionar un entorno
protector/oclusivo con características para facilitar la
administración de un cuidado estándar de heridas. El aparato 10
proporciona el cuidado de dos heridas controladas
independientemente. El aparato 10 proporciona presión negativa al
lecho de la herida 22 y el cuidador puede establecer el nivel de
presión negativa. En este caso, la presión negativa es variable a
partir de 3,3 KPa (25 mmHg) hasta 30 KPa (225 mmHg) con incrementos
de 1,3 KPa (10 mmHg). El cuidador puede elegir entre modos
continuo, intermitente (perfil) y ninguna presión negativa. Se
apreciará que el aparato 10 puede ajustarse para proporcionar
varios niveles de vacío en diferentes momentos. El aparato 10
controla la velocidad de cambio de la presión negativa para reducir
las molestias del paciente. El aparato 10 puede disponerse con la
capacidad para detener temporalmente la terapia de presión negativa
durante periodos de tiempo establecidos. El sistema puede
configurarse con alarmas audibles para recordar al cuidador que
reajuste o inicie un nuevo ciclo de terapia de vacío.
El aparato 10 está diseñado para proporcionar un
entorno de cicatrización de heridas oclusivo. El aparato 10 integra
una unidad de terapia activa que proporciona drenaje y limpieza para
la cicatrización de heridas agresiva. Está diseñado, por ejemplo,
para el uso en todas las úlceras de presión (etapa II a etapa IV),
heridas con drenaje quirúrgico y úlceras de pierna.
El controlador 20 mostrado regula las funciones
de un aparato de terapia de vacío que proporciona presión negativa
al lecho de la herida 22 de un paciente 26. El nivel de presión
negativa puede ser ajustado por un cuidador utilizando la interfaz
18 en un rango de 3,3 KPa (25 mmHg) a 30 KPa (225 mmHg) con
incrementos de 1,3 KPa (10 mmHg). El controlador 20 implementa un
algoritmo de control proporcional, integral, derivado ("PID")
302 y modulación de anchura de impulsos ("PWM") 304 para
ajustar la presión negativa aplicada al vendaje 28 al nivel del
punto de referencia.
\global\parskip0.870000\baselineskip
El cuidador puede elegir entre los modos
continuo, intermitente (perfil) y ninguna presión negativa
utilizando la interfaz 18 del cuidador. En modo continuo, el
cuidador selecciona el valor de presión negativa deseado a partir
del rango proporcionado por el sistema. El valor o punto de
referencia de la presión negativa deseada se alcanza controlando la
velocidad de cambio de la presión negativa. Una vez alcanzado el
punto de referencia, la presión negativa es aproximadamente igual
al punto de referencia que se aplica al lecho de la herida 22 hasta
que se interrumpe. Como su nombre indica, en modo de ninguna presión
negativa, no se aplica ninguna presión negativa al lecho de la
herida 22. En el modo de perfil, el controlador 20 regula la presión
negativa proporcionada al lecho de la herida 22 entre dos valores
de presión negativa seleccionados por el cuidador en ciclos.
En este caso, el segundo valor de presión
negativa durante el modo de perfil es inferior al primer valor de
presión negativa y tiene un valor entre 25 mmHg y 10 mmHg menos que
el primer valor de presión negativa del cuidador. La diferencia
entre el primer y el segundo valor de presión negativa determinados
por el cuidador se ajusta con incrementos de 1,3 KPa (10 mmHg)
cuando el rango para el primer valor de presión negativa determinado
por el cuidador es variable entre 4,7 KPa (35 mmHg) y 30 KPa (225
mmHg) con incrementos de 1,3 KPa (10 mmHg). En este caso, el primer
valor de presión negativa determinado por el cuidador se activa
durante diez minutos y el segundo valor de presión negativa
determinado por el cuidador se activa durante tres minutos en modo
de perfil.
Durante la iniciación o terminación de cualquier
modo, y durante la transición entre los ciclos del modo de perfil,
el controlador 20 regula la velocidad de cambio de la presión
negativa aplicada al lecho de la herida 22 para proporcionar un
aumento o una disminución gradual de la presión negativa. Así, la
velocidad de cambio de la presión negativa aplicada al lecho de la
herida 22 está controlada.
El subsistema de vacío 66 regula la presión
negativa aplicada al apósito de una herida 28. La presión se regula
mediante una válvula proporcional 130 bajo control del
microprocesador 320. La válvula proporcional 130 controla la
presión mediante la restricción del flujo. El microprocesador 320
controla la posición de la válvula aplicando una señal PWM 306 al
solenoide de la válvula proporcional 130. La señal PWM 306 induce al
solenoide a abrir y cerrar la válvula rápidamente y, como resultado
de la histéresis y del promedio del tiempo de los periodos, una
posición promedia o contracción es aproximada.
El transductor 124 de presión de vacío
proporciona información al microprocesador 320. La salida del
transductor 124 se amplifica y se filtra para eliminar ruido de
alta frecuencia, tal como oscilaciones de la bomba. El voltaje
resultante es proporcional a la presión de vacío de la herida. El
voltaje se convierte mediante un convertidor de analógico a digital
de 12 bits ("ADC") 310 muestreado a 100 Hz.
El microprocesador 320 implementa un algoritmo
de control PID 302 para ajustar el ciclo de servicio de una señal
PWM 306 al solenoide de la válvula proporcional 130 hasta que
alcance la presión del punto de referencia. El tiempo de subida (o
caída) de un sistema controlado utilizando control PID de una señal
de control PWM incluye intrínsecamente algún aspecto de control
sobre la velocidad de cambio del parámetro controlado. Este control
intrínseco depende de las ganancias proporcionales, integrales y
diferenciales implementadas en el controlador PID 302. Sin embargo,
el controlador mostrado limita y controla la velocidad de cambio de
la presión negativa filtrando la señal de control con un filtro 308
implementado en el microcontrolador 320 para asegurarse de que la
velocidad de cambio de la presión negativa no excede un valor
deseado. Así, la presión negativa real sobre el lecho de la herida
22, indicada por la señal del transductor, aumenta o disminuye
lentamente hasta el punto de referencia.
En la realización mostrada, el dispositivo de
terapia de vacío 10 incluye una fuente de vacío 110, un vendaje de
vacío 28, un regulador, un transductor de presión 124, circuitos del
punto de referencia 312 y un controlador 20. La fuente de vacío 110
se acopla fluidamente a través de la línea al vendaje de vacío 28.
En este caso, el transductor de presión 124 está colocado para
detectar la presión de aire sobre el lecho de una herida 22 sobre
la que se ha fijado un vendaje de vacío 28. El transductor de
presión 124 proporciona una señal de presión indicativa de la
presión de aire adyacente al lecho de la herida 22. Los circuitos
del punto de referencia 312 proporcionan una señal del punto de
referencia indicativa de la presión de aire deseada sobre el lecho
de la herida 22. Los circuitos del punto de referencia 312 se
incorporan a la interfaz gráfica de usuario 18. El controlador 20
se acopla a los circuitos del punto de referencia 312, al
transductor de presión 124 y al regulador 130. El controlador 20,
en respuesta a la señal del punto de referencia y a la señal de la
presión, controla el regulador 130 para ajustar la presión de aire
adyacente al lecho de la herida 22.
Según lo anteriormente mencionado, en este caso,
el controlador 20 controla el regulador 130 de modo que la presión
de aire adyacente al lecho de la herida 22 finalmente es igual, o
sustancialmente igual, a la presión deseada. El regulador 130 está
controlado por el controlador 20 de modo que la velocidad de cambio
de la presión de aire adyacente al lecho de la herida 22 esté
dentro de los límites deseables. De este modo, la presión de aire
adyacente al lecho de la herida 22 se ajusta de una manera
controlada hasta que se alcanza la presión de aire deseada. Al
limitar la velocidad de cambio de la presión de aire adyacente al
lecho de la herida 22, se reducen las molestias de un paciente 26
que recibe una terapia de heridas con vacío.
El controlador 20 se implementa sobre un
microprocesador 320 programado para ejecutar un algoritmo de control
que implementa el regulador PID 302, un filtro 308 y el generador
de señales PWM 304. El programa residente en el microprocesador 320
también ejecuta otros algoritmos. El software está formado por
tareas en primer plano y tareas en segundo plano. Las tareas en
primero plano se producen en un manejador de interrupciones cada 10
ms. El control del vacío se realiza enteramente en primer plano,
mientras que la visualización de la pantalla y otros elementos,
tales como BIT se realizan en segundo plano.
En este caso, el microprocesador 320 es un
microcontrolador 68332 con temporizador interno. Cada 10 ms, cuando
el temporizador interno 68332 finaliza, el ADC 310 se ajusta para
leer los valores de la entrada analógica. Cuando los ha leído
todos, se produce otra interrupción para informar al software. Este
manejador de interrupciones toma el valor del ADC 310 y lo
convierte en una presión utilizando un factor de escala y una
desviación. El factor de escala y la desviación se calculan
utilizando el valor de calibración para presión cero (leída en el
inicio) y el valor de calibración almacenado de fábrica para 30 KPa
(225 mmHg).
La presión deseada ajustada por el usuario y la
presión leída del ADC 310 proporcionan las entradas para el bucle
de control. Sin embargo, la presión deseada no se corresponde
inmediatamente con el valor determinado por el usuario. En su
lugar, se incrementa lentamente para evitar un cambio repentino que
pudiera causar molestias al paciente. La presión deseada se calcula
determinando el tiempo transcurrido desde que se ajustó la presión
y calculando un valor delta de modo que la presión no cambie más de
1 KPa (7,5 mmHg) por segundo. Por ejemplo, si la presión en cero
segundos es 0 KPa (cero) y la presión del punto de referencia es
16,7 KPa (125 mmHg), entonces la presión deseada es 1 KPa (7,5
mmHg) transcurrido un segundo, 2 KPa (15 mmHg) transcurridos dos
segundos, etc. La presión deseada se vuelve a calcular con cada
repetición del bucle de control, es decir, cada 10 ms, de modo que
cada repetición aumenta la presión deseada en 0,01 KPa (0,075
mmHg).
El ajuste de la válvula proporcional 130 está
controlado por el ajuste del ciclo de servicio de una onda cuadrada
de 5 kHz en la salida de una patilla TPU del microcontrolador 320.
El parámetro, ajustado cada 10 ms, es el resultado de una
desviación derivada experimentalmente para la válvula proporcional
130 (el punto en el cual el vacío comienza a funcionar) más un
término proporcional y un término integral.
El término proporcional es el resultado de la
ganancia proporcional (experimentalmente derivada, actualmente
ajustada a 2) que mide la señal de error, donde la señal de error es
la presión deseada menos la presión leída.
El término integral es el resultado de la
ganancia integral (experimentalmente derivada, actualmente ajustada
a 5) que mide la suma corriente de la señal de error mantenida en
todas las repeticiones del bucle de control. El término integral no
está actualizado cuando la válvula proporcional 130 está en el
ajuste máximo y la presión todavía es demasiado baja, o si está en
el ajuste de válvula proporcional mínimo y la presión todavía es
demasiado alta. Esto ayuda a que el término integral no provoque
que la presión rebase el objetivo excesivamente. Siempre que la
presión cae a cero, el término integral se pone a cero.
El software también se configura para permitir
un término derivado, pero se eligió experimentalmente que la
ganancia para éste fuera 0, así que no tiene ningún efecto sobre el
bucle de control. Está dentro de las enseñanzas de la presente
invención implementar cualquiera de los diversos métodos disponibles
para la determinación de las constantes de ganancia adecuadas para
la implementación de un algoritmo de control PID y tales métodos
posiblemente proporcionarán un valor para la ganancia derivada.
Matemáticamente, el algoritmo de control
descrito puede representarse como se muestra a continuación:
se lee "cal lo" en el inicio para el valor
ADC 310 cuando la presión es 0 mmHg
se ajusta "cal hi" en fábrica para el valor
ADC 310 cuando la presión es 225 mmHg
rango cal = cal hi - cal lo
presión leída = {(entrada no procesada del ADC -
cal lo) * 225)/rango cal
delta t = señales transcurridas del temporizador
desde que se cambió la presión (debido al usuario, al modo de
perfil, a la alarma, etc.)
delta p = 1 KPa (7,5 mmHg) * delta t)/100
señales por segundo
presión deseada = presión fijada +/- delta p
(+/- dependiendo de si la presión aumenta o disminuye)
la presión deseada se limita para no permitir
que sobrepase el ajuste de presión
señal de error = presión deseada - presión
leída
término proporcional = PROP GAIN * señal de
error
si la válvula proporcional 130 está al máximo y
la presión todavía es demasiado baja, o si la válvula proporcional
130 está en su ajuste mínimo y la presión todavía es demasiado alta,
salta la suma integral. si no,
suma integral = suma integral + señal de
error
término integral = INT GAIN * suma integral
valor de salida de la válvula proporcional =
desviación inicial + término prop. + término integral
\global\parskip1.000000\baselineskip
A continuación se muestra un ejemplo de programa
informático escrito en lenguaje de programación C para implementar
el algoritmo de control 302 y el filtro 308 para controlar el ajuste
de presión:
La ejecución del programa anterior mediante el
aparato 10 de tratamiento de heridas ilustrativo controla la
velocidad de cambio de la presión negativa aplicada a la herida del
paciente. Los parámetros de entrada al programa informático incluyen
la presión deseada y un código de identificación para la herida a la
que se aplica la presión. Los expertos en la materia reconocerán que
un funcionamiento adecuado del programa informático requiere acceso
a la ubicación de memoria en la que se ha almacenado la lectura
convertida digitalmente más reciente de la presión leída por el
transductor de presión 124.
El programa informático primero realiza una
comprobación para asegurarse de que se identifica una herida válida
como la herida a la que se debe aplicar presión. Si no se identifica
una herida apropiada, la función envía un mensaje de error a la
interfaz de usuario indicando que se ha identificado una herida no
válida. Si se identifica una herida apropiada, la señal de error de
presión se calcula utilizando la lectura de presión más actual a
partir de la presión deseada. La siguiente función determina si la
presión deseada es alcanzable, es decir, si la presión máxima
permitida ya se ha alcanzado y es más baja que la presión deseada o
si la presión mínima permitida se ha alcanzado y la presión actual
es más alta que la presión deseada. Si se produce cualquiera de
estas situaciones, el término integral del controlador PID 302 no se
actualiza. Si no se produce ninguna de estas situaciones, el
término integral se actualiza añadiendo el término de error actual a
la suma acumulada de términos de error desde la última puesta a
cero del término integral. A continuación, el término derivado del
regulador PID 302 se calcula sustrayendo el último valor del error
de presión del valor actual del error de presión. A continuación,
el valor actual del error de presión se almacena como el último
valor del error de presión para utilizarse en el siguiente
bucle.
Finalmente, el control PID 302 se implementa
para proporcionar un valor de salida sin filtrar para el ciclo de
servicio del modulador de anchura de impulsos. Si la presión deseada
es cero, el valor de salida sin filtrar para el ciclo de servicio
del modulador de anchura de impulsos 304 se ajusta a cero. De lo
contrario, el valor de salida sin filtrar del ciclo de servicio del
modulador de anchura de impulsos 304 se ajusta a la suma del último
valor de salida, la señal del error mide la ganancia proporcional,
el valor integral mide la ganancia integral y el valor derivado
mide la ganancia derivada. A continuación, el valor de salida sin
filtrar se filtra para garantizar que la salida al PWM no induce un
cambio de presión superior al cambio de presión máximo permitido en
cualquier dirección.
En las descripciones detalladas que se muestran
a continuación, se identifican varios circuitos integrados y otros
componentes, con tipos y fuentes de circuito particulares. En muchos
casos, se indican los nombres de terminales y números de patilla de
estos tipos y fuentes de circuito específicamente identificados.
Esto no debe interpretarse como que los circuitos identificados son
los únicos circuitos disponibles desde la misma, o cualquier otra,
fuente que realizarán las funciones descritas. Normalmente, hay
otros circuitos disponibles desde la misma y otras fuentes que
realizarán las funciones descritas. Los nombres de terminales y los
números de patilla de estos otros circuitos pueden ser o no iguales
a los indicados para los circuitos específicos identificados en la
aplicación.
En la figura 6, se muestra el sistema de
circuitos del sensor de presión del transductor de presión 124.
Según lo mencionado anteriormente, el aparato 10 tiene dos
circuitos paralelos del sistema para detectar la presión en dos
depósitos de recogida de residuos 38, 39 diferentes. Así, la
siguiente descripción del sistema de circuitos asociado con la
detección de la presión en uno de los depósitos 38, 39 es aplicable
a ambos a menos que se haga constar específicamente de otra manera.
El transductor de presión 124 es, en este caso, un transductor de
presión SDX05G2-A de Sensyn, aunque pueden
utilizarse otros transductores de presión, como el sensor de presión
integrado MPX5050GVP de Motorola.
Un terminal de tensión de alimentación, patilla
5, del transductor de presión 124 se conecta a un par de terminales
OUT de un regulador de tensión 700, en este caso, un regulador de
baja caída MIC5200. Los terminales OUT del regulador de tensión 700
también se conectan al terminal V+ de un amplificador diferencial
702 como, por ejemplo, un amplificador de instrumentación de baja
potencia tipo INA122U de Burr-Brown. La patilla 5
del transductor de presión 124 también se conecta a tierra mediante
un condensador de aproximadamente 11 microfaradios (\muF). La
patilla 2 del transductor de presión 124 también se conecta a
tierra. La patilla de salida 1 del transductor de presión 124 se
conecta al terminal de entrada inversora (-) del amplificador 702.
La patilla de salida 3 del transductor de presión 124 se conecta al
terminal de entrada no inversora (+) del amplificador 702.
Los terminales V- y Ref del amplificador 702 se
conectan a tierra. Una resistencia de ajuste de ganancia de 1,24
kilohmios (Kohm) se conecta a través de los terminales RG del
amplificador 702. Un terminal de salida, patilla 6, del
amplificador 702 se conecta a través de una resistencia de 100 Kohm
a una línea VAC1. La línea VAC1 también se pone a tierra a través
de un condensador de 0,22 \muF. Un terminal GND del regulador de
tensión 700 se conecta a tierra. Los terminales IN y EN del
regulador de tensión 700 se conectan a +12V.
En referencia a las figuras
7A-7B, la línea VAC1 se conecta a un terminal de
entrada, A1, de cada uno de los dos convertidores
analógico-digital (A/D) 704, 706. Los convertidores
A/D 704, 706 son, en este caso, convertidores A/D TLC2543 de Texas
Instruments. Una línea VAC2 del transductor de presión 229 se
conecta respectivamente a los terminales de entrada A0 de los A/D
704, 706. Un terminal GND y los terminales -REF de cada convertidor
A/D 704, 706 se conectan a tierra. La línea VREF del sistema se
conecta a los terminales +REF de cada convertidor A/D 704, 706. La
línea VREF1 del sistema también se conecta a tierra a través de un
condensador de aproximadamente 10 \muF y de un diodo Zener de 4,1
V. La línea VREF1 del sistema también se conecta a la línea del
sistema A5V a través de una resistencia de 825 ohmios.
Los terminales de tensión de alimentación, VCC,
de los convertidores A/D 704, 706 se conectan a la línea 5VCC del
sistema y también se conectan a tierra a través de un condensador de
aproximadamente 10 \muF cada uno. La línea del sistema
V-BATT, la línea I-BATT, la línea
MON3.3, la línea V-PIEZO, la línea
T-BATT, la línea MON12, la línea MON5, la línea
MON3.3, la línea I-MOTOR-1A, la
línea I-MOTOR-1B, la línea
I-MOTOR-2A y la línea
I-MOTOR-2B se conectan a los
terminales A4 del convertidor A/D 704, A5 del A/D 704, A6 del A/D
704, A7 del A/D 704, A8 del A/D 704, A4 del A/D 706, A5 del A/D
706, A6 del A/D 706, A7 del A/D 706, A8 del A/D 706, A9 del A/D 706
y A10 del A/D 706, respectivamente.
La línea V-BATT del sistema se
conecta a tierra a través de una red paralela R-C
formada por un condensador de 0,1 \muF y una resistencia de 100
Kohm. La línea V-BATT también se conecta a la línea
del sistema BATT+ a través de una resistencia de 402 Kohm. La línea
T-BATT del sistema se conecta a tierra a través de
un condensador de 0,1 \muF y a la línea
BATT-THERM del sistema a través de una resistencia
de 402 Kohm. La línea MON12 del sistema se conecta a tierra a
través de una combinación en paralelo de un condensador de 0,1
\muF y de una resistencia de 10 Kohm. La línea MON12 también se
conecta a la línea +12V del sistema a través de una resistencia de
30,1 Kohm.
La línea MON5 del sistema se conecta a tierra a
través de una red paralela R-C formada por un
condensador de 0,1 \muF y una resistencia de 10 Kohm. La línea
MON5 también se conecta a la línea 5VCC del sistema a través de una
resistencia de 10 Kohm. La línea MON3.3 del sistema se conecta a
tierra a través de un condensador de 0,1 \muF y a la línea 3.3VCC
del sistema a través de una resistencia de 100 Kohm. La línea SCK se
conecta a los terminales IOCLK de ambos convertidores A/D 704, 706.
La línea MISO del sistema se conecta a los terminales DIN de ambos
convertidores A/D 704, 706.
Las líneas -ADC-CS0 y
-ADC-CS1 del sistema se conectan a los terminales
-CS de los convertidores A/D 704, 706, respectivamente. Las líneas
-ADC-CS0 y -ADC-CS1 del sistema
también se conectan individualmente a tierra a través de una
combinación serie de una resistencia de 100 ohm y un condensador de
100 pF. El terminal DOUT del convertidor A/D 704 se conecta a un
terminal de entrada 1A de un amplificador separador no inversor, en
este caso, un compensador cuádruple de cuarta generación 74VHC125 de
Fairchild 708. El terminal 1-OE del separador del
amplificador separador cuádruple 708 se conecta a la línea
-ADC-CS0 del sistema.
El terminal DOUT del convertidor A/D 706 se
conecta a un terminal de entrada 2A de un amplificador separador no
inversor en el separador 708. El terminal 2-OE del
separador del amplificador separador cuádruple 708 se conecta a la
línea -ADC-CS1 del sistema. Los terminales de salida
de estos separadores, patillas 3 y 6 del amplificador separador
cuádruple 708, se conectan a la línea MISO del sistema. La línea
GG-Dl del sistema se conecta a un terminal de
entrada, patilla 12, de otro de los separadores del amplificador
separador cuádruple 708. La línea GG-DI convertida
a 3V aparece en el terminal de salida, patilla 11, de este
separador. El terminal -OE de este separador se conecta a tierra a
través de una resistencia de 1 Kohm. Los últimos terminales de
entrada del separador 3A y 3-OE se conectan a
tierra.
En referencia a las figuras
8A-8E, el controlador 20 incluye un microprocesador
(\muP) 320, que, en este caso, es un MC68LK332QP de Motorola. Los
terminales -IRQ4, -IRQ5, -IRQ6 y -IRQ7 del \muP 320 se conectan a
las líneas GG-DI-3V,
GG-DO, GG-CLK y -NMI del sistema,
respectivamente. Los terminales TP0, TP1, TP6, TP7 y TP10 del
\muP 320 se conectan a las líneas VALVE2, VALVE1, STEP2, STEP1 y
CLK-TEST del sistema, respectivamente. El circuito
del reloj de 32,768 kilohercios (KHz) se conecta a través de los
terminales externos XTAL y EXTAL del \muP 320. Este circuito
incluye un cristal de 32,768 KHz, uno de los terminales del cual se
conecta al terminal de EXTAL y el otro se conecta a través de una
resistencia de 332 Kohm al terminal XTAL. Ambos terminales del
cristal se conectan a tierra a través de condensadores
independientes de 12 picofaradios (pF). Los terminales XTAL y EXTAL
se interconectan a través de una resistencia de 10 megaohmios
(Mohm).
Los terminales XFC y VDDSYN del \muP 320 se
interconectan a través de un circuito paralelo, una rama del cual
incluye una resistencia de 18,2 Kohm en serie con un condensador de
0,1 \muF y la otra rama incluye un condensador de 0,01 \muF. El
terminal VDDSYN también se conecta a tierra a través de la
combinación en paralelo de un condensador de 0,1 \muF, un
condensador de 0,01 \muF y un condensador de 0,1 \muF. El
terminal VDDSYN se conecta a +3.3VCC a través de una resistencia de
100 ohmios.
Las líneas CLKOUT, MISO, MOSI y SCK del sistema
se conectan a los terminales CLKOUT, MISO, MOSI y SCK del \muP
320, respectivamente. Las líneas -ADC-CS0 y
-ADC-CS1 del sistema se conectan a los terminales
-PCS0/SS y -PCS1, respectivamente, del \muP 320. El terminal
-PCS3 del \muP 320 se conecta al terminal -CS de un módulo de
memoria programable y electrónicamente borrable de sólo lectura
(EEPROM) 720, por ejemplo, una PROM eléctricamente borrable tipo
25LC320 de 4 K x 8 bits de Microchip Technology.
Los terminales -WP y -HOLD de EEPROM 720 se
conectan a la línea -EE_WP del sistema. Los terminales SI y SO de
EEPROM 720 se conectan a las líneas MOSI y MISO del sistema,
respectivamente. Un terminal VCC de EEPROM 720 se conecta a la
línea 3.3VCC del sistema y a tierra a través de un condensador de
0,1 \muF. El terminal VSS de EEPROM 720 también se conecta a
tierra. El terminal SCK de EEPROM 720 se conecta a la línea SCK del
sistema.
Las líneas TXD y RXD del sistema se conectan a
los terminales TXD y RXD del \muP 320, respectivamente. Los
terminales -IPIPE/DSO, -IFETCH/DSI, -BKPT/DSCLK, TSTIME/TSC,
FREEZE/QUOT y -HALT del \muP 320 se conectan a las líneas
-IPIPE/DSO, IFETCH/DSI, -BKPT/DSCLK, TSC, FREEZE y -HALT del
sistema, respectivamente. El terminal -RESET de 320 \muP se
conecta a la línea -RESET del sistema y a tierra a través de un
puente de restablecimiento manual.
El terminal -RESET del \muP 320 también se
conecta a la patilla 7 de un conector de cable plano común 710, por
ejemplo un conector IDC10, a la línea 3.3VCC del sistema a través de
una resistencia de 825 ohmios, a la línea de datos D3 a través de
una combinación serie de un diodo rectificador y una resistencia de
1 Kohm, y al terminal de drenaje de un transistor de efecto campo
del modo de realce del N-canal (FET). El terminal
fuente del FET se conecta a tierra mientras que el terminal de la
puerta se conecta al terminal RS de un circuito de supervisión 708
del microprocesador, por ejemplo, un circuito de supervisión
integrado MAX824TELK en el \muP, a través de una resistencia de 1
Kohm.
La fuente de alimentación, VCC, y los terminales
GND del circuito de supervisión 708 del \muP se conectan a la
línea 3.3VCC del sistema y a tierra, respectivamente. El terminal
WDI y el circuito de supervisión 708 del \muP se conectan a la
línea -WDSTRB del sistema a través de una resistencia de 10 Kohm y a
la línea CLKOUT del sistema a través de un puente.
El terminal -BERR del \muP 320 se conecta a la
patilla 2 de un conector 710. La patilla 1, las patillas 3 y 5, la
patilla 9, la patilla 4, la patilla 6, la patilla 8 y la patilla 10
del conector 710 se conectan a las líneas -DS, GND, 3.3VCC,
-BKPT/DSCLK, FREEZE, -IFETCH/DSI y -IPIPE/DSO del sistema,
respectivamente. Los terminales de dirección,
A0-A19, del \muP 320 se conectan a las líneas del
bus de direcciones del sistema A0-A19,
respectivamente. Los terminales de datos, D0-D15,
del \muP 320 se conectan a las líneas del bus de datos del sistema
D0-D15, respectivamente.
Los terminales A21/CS8, A22/CS9 y A23/CS10 del
\muP 320 se conectan a las líneas -STEPPERS, -SWSENSORS y
CONTROL1 del sistema, respectivamente. Los terminales -CSBOOT,
-BR/-CSO, -BG/CS1 y BGACK/CS2 se conectan a las líneas -BOOT,
-DATA, -RAM y -RAML del sistema, respectivamente. Los terminales
FC0/-CS3, FC1/-CS4, FC2/-CS5 del \muP 320 se conectan a las
líneas -LCD, -SWPANEL y -LEDS del sistema, respectivamente.
El terminal RW del \muP 320 se conecta a la
entrada de un inversor hexagonal Schmitt, como, por ejemplo, el
74VHC14 de Fairchild. La salida del inversor hexagonal Schmitt se
conecta a la primera entrada de una primera puerta OR, por ejemplo,
una puerta OR cuádruple con 2 entradas 74VHC32. El segundo terminal
de entrada de la primera puerta OR se conecta al terminal -DS del
\muP 320 mientras que el terminal de salida de la puerta OR se
conecta a la línea -RD del sistema. Los terminales R/W y DS del
\muP 320 también se conectan a los dos terminales de entrada de
una segunda puerta OR de 2 entradas. El terminal de salida de la
segunda puerta OR se conecta a la línea -WR del sistema. Los
terminales PE6/SIZO, -DSACK0, -DSACK1, -AVEC y MODCLK del \muP
320 se conectan a las líneas -WDSTRB, -DSACKO, -DSACKI, -AVEC y
MODCLK del sistema, respectivamente. El terminal VSTB del \muP 320
se conecta a tierra.
El controlador 20 incluye cuatro módulos de
memoria, uno de los cuales es un módulo 712 de memoria flash del
bloque de arranque, en este caso, una memoria flash avanzada del
bloque de arranque de 3 V TE28F800B3B de Intel. Los terminales de
datos, D0-D15, del módulo 712 de memoria del flash
del bloque de arranque se conectan a las líneas del bus de datos
del sistema D0-D15, respectivamente. Los terminales
de dirección del módulo de memoria 712, A0-A18, se
conectan a las líneas del bus de direcciones del sistema
A1-A19, respectivamente y, además, cada una de las
líneas A0-A19 y las líneas D0-D15 se
conectan a tierra a través de respectivas combinaciones serie de
una resistencia de 22 ohmios y un condensador de 100 \muF. Los
terminales de la fuente de alimentación, VCCQ y VP/P, del módulo de
memoria 712 se conectan a la línea 3.3VCC del sistema. Los
terminales -RP, -CE, -OE y -WE del módulo de memoria 712 se
conectan a las líneas de los sistemas -RESET, -BOOT, -RD y -WR,
respectivamente. El terminal -WP del módulo 712 se conecta a tierra
a través de una resistencia de 10 Kohm y a la línea 3.3VCC del
sistema a través de un puente.
Otro módulo de la memoria incluido en el
controlador 20 es una memoria flash programable y borrable de sólo
lectura (PEROM) 714, en este caso, una PEROM AT29LV256 de Atmel. Los
terminales de datos, D0-D17, del módulo PEROM 714
se conectan a las líneas del bus de datos del sistema
D8-D15, respectivamente. Los terminales de
dirección del módulo de memoria 714, A0-A14, se
conectan a las líneas del bus de direcciones del sistema A0~A14,
respectivamente. Los terminales -OE, -CE y VCC del módulo de memoria
714 se conectan a las líneas -RD, -DATA y 3.3VCC del sistema,
respectivamente. El terminal VP/P del módulo 714 se conecta a las
líneas 3.3VCC o -WR del sistema a través de un puente
seleccionable.
El controlador 20 también incluye dos módulos de
memoria RAM estática de 256 K, 716, 718, en este caso, dos memorias
RAM estáticas de 256 K y 8 bits ISSIIS62LV2568ALL. Los terminales de
datos, D0-D7, de los módulos RAM 716, 718 se
conectan a las líneas D0-D7, D8-D15
del bus de datos del sistema, respectivamente. Los terminales de
dirección, A0-A17, del módulo RAM 716 se conectan a
las líneas A1-A18 del bus de direcciones del
sistema, respectivamente. Los terminales de dirección,
A0-A16, del módulo RAM 718 se conectan a las líneas
A1-A17 del bus de direcciones del sistema,
respectivamente. El terminal A17 de dirección del módulo RAM 718 se
conecta a la línea A18 o A0 del bus de direcciones del sistema a
través de un puente seleccionable.
Los terminales CE2, OE y R/W de los módulos RAM
716, 718 se conectan a las líneas 3.3VCC, -RD y -WR del sistema,
respectivamente. Los terminales CE1 de los módulos RAM 716, 718 se
conectan a las líneas -RAML y -RAM del sistema, respectivamente.
Las líneas -RD, -DATA, -WR, -RAM y -RAML del sistema se conectan a
tierra a través de sus respectivas combinaciones serie de una
resistencia de 100 ohmios y un condensador de 100 pF.
En referencia a las figuras
9A-9D, la interfaz de usuario 18 incluye controles
para cada uno de los sistemas 14, 16. Solamente se describirá uno
de estos conjuntos de controles, entendiéndose que el otro es
sustancialmente idéntico, a menos que se haga constar de otra
manera. Los interruptores o botones de un panel de membrana se
conectan a las líneas -HOME-KEY, -UPARROW, -DNARROW,
-BACK, -ENTER, -FLUSH, -PAUSE y -SILENCE del sistema,
respectivamente, a través de los filtros correspondientes de 100
pF/100 ohmios de un par de redes de filtros 722, estando la primera
red de filtros 722 asociada a las líneas -HOME-KEY,
-UP ARROW, -DNARROW y -BACK y la segunda red de filtros 722
asociada a las líneas -ENTER, -FLUSH, -PAUSE y -SILENCE. Estas
líneas se conectan a través de respectivas resistencias
pull-up de 3,3 Kohm a una fuente de alimentación de
+ 3,3 V. Estas líneas también se conectan a los terminales de
entrada respectivos 1A1, 1A2, 1 A3, 1A4, 2A1, 2A2, 2A3 y 2A4 de un
separador octal 74VHC244 de Fairchild 724. Los terminales de salida
respectivos 1Y1, 1Y2, 1Y3, 1Y4, 2Y1, 2Y2, 2Y3 y 2Y4 del separador
724 se conectan a las líneas D0-D7 del sistema,
respectivamente. Los terminales de salida correspondientes del otro
sistema 14, 16 se conectan a las líneas D8-D15 del
sistema.
Algunos indicadores y la iluminación del panel
son comunes a los dos sistemas 14, 16, incluyendo un indicador de
potencia, un indicador de batería, un indicador de silencio y una
luz de fondo. El interruptor de alimentación se conecta a través de
un filtro ajustado a aproximadamente 10MHz a la línea -POWER LED del
sistema que, a su vez, se conecta a través de una resistencia de
316 ohm en serie al colector de un transistor, por ejemplo, al
terminal de salida 1C de un par Darlington acoplado en una matriz
Darlington tipo ULN2003 de Allegro Microsystems 726. La línea
-BATTERY LED del sistema se conecta a través de un filtro ajustado a
aproximadamente 10 MHz a una resistencia en serie de 316 ohmios
que, a su vez, se conecta, por ejemplo, al terminal 2C de la matriz
726. La línea -SILENCE LED del sistema se conecta a través de un
filtro ajustado a aproximadamente 10 MHz a una resistencia en serie
de 316 ohmios que, a su vez, se conecta, por ejemplo, al terminal 3C
de la matriz 726. La línea -BKLIGHT del sistema se conecta, por
ejemplo, al terminal 4C de la matriz 726.
El sistema + 5 V 5VCC se conecta a los ánodos de
los indicadores LED 728, 730, 732, 734. Los cátodos de los LED 728,
730, 734 se conectan a través de las correspondientes resistencias
en serie de 316 ohmios a los terminales asociados 5C, 6C y 7C de la
matriz 726. El cátodo del LED 734 se conecta a través de una
resistencia de 316 ohmios a tierra.
Las líneas D0-D7 del sistema se
conectan a los terminales de entrada de los respectivos biestables,
por ejemplo, los terminales de entrada D0-D7,
respectivamente, de un biestable octal tipo D 74VHC273 de Fairchild
736. Los terminales de salida de los biestables respectivos como,
por ejemplo, los terminales Q0-Q6 del biestable
736, se conectan a las bases de los transistores correspondientes,
tales como las bases de los transistores de entrada de la matriz
Darlington 726. Los terminales CLK y -MR del biestable 736 se
conectan a las líneas -LEDS y -RESET del sistema, respectivamente.
El terminal CLK del biestable 736 también se conecta a tierra a
través de una combinación serie de una resistencia de 100 ohmios y
un condensador de 100 pF. Un terminal VCC del biestable 736 se
conecta a 3.3 VCC y se conecta a tierra a través de un condensador
de 0,1 \muF.
En referencia a las figuras
10A-10F, la interfaz de usuario 18 incluye una
interfaz LCD para la visualización de información del sistema y
adquisición de información por parte del cuidador. Una primera
matriz del separador octal de 3 estados 738, por ejemplo, un
amplificador de potencia/separador octal con salidas de 3 estados
74HCT244 de Fairchild, y una segunda matriz del separador octal de 3
estados 740, por ejemplo, un amplificador de potencia/separador
octal con salidas de 3 estados 74HCT244 de Fairchild, funcionan en
paralelo para transferir información de entrada y salida desde el
LCD al bus de datos del sistema.
Los terminales de entrada,
A1-A8, de la matriz del separador 738 y los
terminales de salida, Y1-Y8, de la matriz del
separador 740 se conectan a las líneas D8-D15 del
bus de direcciones del sistema, respectivamente. Los terminales de
salida, Y1-Y8, de la matriz del separador 738 y los
terminales de entrada, A1-A8, de la matriz del
separador 740 se conectan a las líneas LCD-D0,
LCD-D1, LCD-D2,
LCD-D3, LCD-D4,
LCD-D5, LCD-D6 y
LCD-D7 del sistema, respectivamente. Las líneas
LCD-D0 a LCD-D7 del sistema se
conectan a través de los respectivos filtros de 100 pF/100 ohmios
de un par de redes de filtros 742 a las patillas
6-13, respectivamente, de un conector LCD 744.
Los terminales VCC y GND de las matrices del
separador 738, 740 se conectan a la línea 3.3VCC del sistema y a
tierra, respectivamente. Además, los terminales VCC de las matrices
del separador 738, 740 se conectan a tierra a través de los
respectivos condensadores de 0,1 \muF. Las líneas -LCD y -WR del
sistema se conectan a las entradas de una puerta OR de 2 entradas,
cuya salida se conecta a los terminales -1OE y -2OE del separador
de la matriz 738. De igual modo, las líneas -LCD y -RD del sistema
se conectan a las entradas de una puerta OR de 2 entradas, cuya
salida se conecta a los terminales -1OE y -2OE del separador de la
matriz 740.
La línea -LCD del sistema también se conecta al
terminal de entrada, D, de un biestable tipo D 746, en este caso,
un biestable dual tipo D 74HCT74 de Fairchild. La línea CLKOUT del
sistema se conecta al terminal CLK del biestable 746 y también se
conecta a tierra a través de una combinación serie de una
resistencia de 100 ohmios y un condensador de 100 pF. Los
terminales GRD y VCC del biestable 746 se conectan a tierra y a la
línea 5VCC del sistema, respectivamente. Los terminales CLR y PR del
biestable 746 se conectan a través de las respectivas resistencias
de 1 Kohm a las líneas VCC y 5VCC del sistema, respectivamente.
El terminal de salida, Q, del biestable 746 y la
línea -LCD del sistema se conectan a las entradas de una puerta AND
de 2 entradas. La línea -LCD también se conecta a tierra a través de
una combinación serie de una resistencia de 100 ohmios y un
condensador de 100 pF. La salida de la puerta AND se conecta a la
línea -DLY-LCD del sistema. Las líneas -WR, -RD,
A0, -DLY-LCD y -RESET del sistema se conectan a los
respectivos terminales de entrada, A1-A5, de una
matriz del separador octal 748, en este caso, un separador octal con
salidas de 3 estados 74HCT244 de Fairchild.
Las entradas A6-A8 de la matriz
del separador 748 se conectan a tierra a través de las respectivas
resistencias de 100 Kohm. Los terminales -1OE, -2OE y GND de la
matriz del separador 748 se conectan a tierra. El terminal de
tensión, VCC, de la matriz del separador 748 se conecta a la línea
5VCC del sistema y a tierra a través de un condensador de 0,1
\muF. Los terminales de salida, Y1-Y5, de la
matriz del separador 748 se conectan a las líneas
-LCD-WRITE, -LCD-READ,
LCD-A0, -LCD-CS y
-LCD-RESET del sistema que, a su vez, se conectan a
través de los respectivos filtros de 100 pF/100 ohmios (por ejemplo,
filtros ajustados a aproximadamente 10 MHz) a las patillas 3, 2, 4,
5, y 1, respectivamente, del conector 744. Cuatro de los filtros se
incluyen en la red de filtros 743.
El conector 744 incluye conexiones para el
ajuste de contraste. La energía para el ajuste de contraste se
suministra mediante una bomba de carga inversora 750, por ejemplo,
una bomba de carga inversora regulada, ajustable -2x MAX868 de
Maxim. Los terminales -SHDW e IN de la bomba 750 se conectan a la
línea 5VCC del sistema. Los terminales PGND y GND de la bomba 750
se conectan a la tierra del sistema. Los condensadores
independientes de 0,1 \muF se conectan entre los terminales
móviles C2+ y C2- y C1+ y C1- de la bomba 750. El terminal C1+ de
la bomba 750 también se conecta al ánodo de un primer diodo
rectificador y al cátodo de un segundo diodo rectificador a través
de un condensador de 0,1 \muF.
El cátodo del primer diodo se conecta al
terminal OUT de la bomba 750 y a tierra a través de un condensador
de 0,1 \muF. El ánodo del segundo diodo se conecta a tierra a
través de un condensador de 1,0 \muF, al primer terminal de un
bloque de resistencias de 10 Kohm, y al terminal FB de la bomba 750
a través de una resistencia de 374 Kohm. El terminal FB de la bomba
750 también se conecta a la línea 5VCC del sistema a través de una
resistencia de 100 Kohm. El segundo terminal del bloque de 10 Kohm
se conecta directamente a tierra. El primer terminal y el terminal
de barrido del bloque de 10 Kohm se conectan a las patillas 16 y 17,
respectivamente, del conector 744 a través de filtros separados
ajustados a aproximadamente 10 MHz.
En referencia a las figuras
11A-11C, los sistemas 14, 16 incluyen controles para
los motores independientes de la bomba de la jeringuilla 72, 172,
respectivamente. Solamente se describirá uno de estos circuitos de
control, entendiéndose que el otro es sustancialmente idéntico, a
menos que se haga constar de otra manera. La línea -STEPPERS del
sistema se conecta al terminal CLK de un biestable octal tipo D 752,
en este caso, el 74VHC273 de Fairchild. Los terminales VCC, GND y
MR del biestable 752 se conectan a la línea 3.3VCC del sistema, a
tierra, y a la línea -RESET del sistema, respectivamente. Además, el
terminal VCC del biestable 752 se conecta a tierra a través de un
condensador de 0,1 \muF.
Los terminales de entrada,
D0-D7, del biestable se conectan al bus de datos del
sistema D0-D7, respectivamente. Los terminales de
salida Q0, Q2, Q3, Q4, y Q5 del biestable 752 se conectan,
respectivamente, a los terminales DIR, HALF/-FULL, -RESET, CONTROL
y ENABLE de un controlador de motor paso a paso 754, por ejemplo, un
controlador de motor paso a paso L297 de
SGS-Thomson. Los terminales VCC, GND y STEP del
regulador 754 se conectan a la línea 5VCC, a tierra, y a la línea
STEP2 del sistema, respectivamente. Además, el terminal VCC del
controlador 754 se conecta a tierra a través de un condensador de
0,1 \muF. El terminal OSC del controlador 754 se conecta a tierra
a través de un condensador de 3.300 pF y a la línea 5VCC del sistema
a través de una resistencia de 22,1 Kohm.
El terminal SYNC del controlador 754, que está
asociado al motor de la bomba 72, se conecta al circuito del
controlador del motor de la bomba 172. El terminal VREF del
controlador 754 se conecta a tierra a través de un condensador de
0,1 \muF y al contacto deslizante de 1 Kohm del bloque de
resistencias. El primer terminal de este bloque de resistencias de
1 Kohm se conecta a la línea 5VCC del sistema y el segundo terminal
se conecta a la tierra del sistema. Los terminales A, B y -lNH1 del
controlador 754 se conectan a los terminales INPUT1, INPUT2 y
ENABLE de un primer controlador de puente completo 756, por ejemplo,
un controlador de puente completo DMOS L6203 de
SGS-Thomson. Los terminales C, D y -INH2 del
controlador 754 se conectan a los terminales INPUT1, INPUT2, y
ENABLE de un segundo controlador de puente completo 758. Los
terminales SENS1 y SENS2 del controlador 754 se conectan a los
terminales SENS de los controladores 756, 758, respectivamente, a
través de las respectivas resistencias de 22,1 Kohm. Los terminales
SENS1 y SENS2 del controlador 754 también se conectan a tierra a
través de los respectivos condensadores de 100 pF.
Los terminales VREF de los controladores 756,
758 se conectan a tierra a través de los respectivos condensadores
de 0,22 \muF. Los terminales VS de los controladores 756, 758 se
conectan a la línea MOTOR-POWER del sistema, a
tierra a través de los respectivos condensadores de 0,1 \muF y a
la línea MOTOR-GND del sistema a través de los
respectivos condensadores de 0,1 \muF. La línea
MOTOR-GND del sistema también se conecta a la línea
MOTOR-POWER del sistema a través de un condensador
de 22 \muF y a los terminales SENS de los controladores 756, 758
a través de las respectivas resistencias de 0,1 ohmios. Los
terminales SENS de los controladores 756, 758 también se conectan a
las líneas I-MOTOR-1A y
I-MOTOR-1B, respectivamente, a
través de las respectivas resistencias de 402 Kohm. Las líneas
I-MOTOR-1A y
I-MOTOR-1B del sistema también se
conectan a tierra a través de los respectivos condensadores de 0,22
\muF.
El terminal OUT1 de los controladores 756, 758
se conecta al terminal BOOT1 de los controladores 756, 758,
respectivamente, a través de los respectivos condensadores de 0,015
\muF. De forma similar, el terminal OUT2 de los controladores
756, 758 se conecta al terminal BOOT1 de los controladores 756, 758,
respectivamente, a través de los respectivos condensadores de 0,015
\muF. El terminal OUT1 de los controladores 756, 758 también se
conecta al terminal OUT2 de los controladores 756, 758 a través de
las respectivas combinaciones serie de una resistencia de 10 ohm y
un condensador de 0,022 \muF. Los terminales OUT1 y OUT2 del
controlador 756 y los terminales OUT1 y OUT2 del controlador 758 se
conectan a las patillas 1-4, respectivamente, del
conector de la unidad rasante 760 y a los terminales IN3, IN4, IN5 e
IN6, respectivamente, de una matriz de protección electrónica 762,
por ejemplo, una matriz de protección electrónica SP723 de Harris.
Los terminales V+ y V- de la matriz de protección 762 se conectan a
las líneas MOTOR-POWER y MOTOR-GND
del sistema, respectivamente.
En referencia a las figuras
12A-12E, se muestra el controlador de potencia del
aparato de tratamiento de heridas 10. El controlador de potencia
incluye un microcontrolador CMOS de 8 bits 764, en este caso, un
microcontrolador CMOS de 8 bits PIC16C622 basado en EPROM de
Microchip. Un circuito de reloj de 4 megahercios (MHz) se conecta a
través de los terminales OSC1/CLKIN y OSC2/CLOUT del
microcontrolador 764. Este circuito incluye un cristal de 4 MHz
conectado a través de los terminales OSC1/CLKIN y OSC2/CLKOUT del
microcontrolador 764. Los terminales OSC1/CLKJN y OSC2/CLKOUT
también se conectan a tierra a través de los respectivos
condensadores de 22 pF. Los terminales RA0/AN0 y RA1/AN1 del
microcontrolador 764 se conectan a tierra a través de las
respectivas combinaciones en paralelo de una resistencia de 22,1
Kohm y un condensador de 0,01 \muF. Los terminales RA0/AN0 y
RA1/AN1 también se conectan a las líneas PS y +12V del sistema,
respectivamente, a través de resistencias independientes de 100
Kohm.
Los terminales RA4/TOCKI, VDD y VSS del
microcontrolador 764 se conectan a las líneas PWR-DN
y PIC-VDD del sistema, y a tierra, respectivamente.
El terminal RBO/INT se conecta a tierra a través de una resistencia
de 10 Kohm. Los demás terminales del puerto B,
RBI-RB7 y el terminal -MCLR se conectan a las líneas
PWR-SRC, PS-EN,
BATT-EN, GG-D1,
GG-DD, GG-CLK, BP-DQ
y PPIC-VDD del sistema, respectivamente, a través de
las respectivas resistencias de 10 Kohm. La línea
PPIC-VDD del sistema también se conecta a tierra a
través de un condensador de 1,0 \muF y al terminal OUT, patillas
1 y 2, de un regulador de tensión lineal 766, tal como un regulador
de baja caída MJC5200 de Micrel.
Los terminales de entrada, patillas 7 y 8, y el
terminal EN del regulador 766 se conectan a tierra a través de un
condensador de 22 \muF y al terminal de cátodo de un primer y un
segundo diodo rectificador. Además, el terminal EN del regulador
766 se conecta a tierra a través de un condensador de 0,1 \muF. El
ánodo del primer diodo rectificador se conecta a la línea +12V del
sistema. El ánodo del segundo diodo rectificador se conecta a la
patilla 1 de un conector interruptor ON/OFF 768 y al terminal
RB0/INT del microcontrolador 764 a través de una resistencia de
30,1 Kohm. La patilla 3 del conector interruptor 768 se conecta al
cátodo de un primer y un segundo diodo rectificador. El ánodo del
primer diodo rectificador se conecta al cátodo de un tercer diodo
rectificador y el ánodo del tercer diodo rectificador se conecta a
la línea PS del sistema. El ánodo del segundo diodo rectificador se
conecta al ánodo de un diodo Zener de 3,6 voltios. El ánodo del
diodo Zener de 3,6 voltios se conecta a la línea BATT+ del
sistema.
Las líneas PS-EN y
BATT-EN del sistema se conectan a los circuitos
amplificadores discretos 770, 772. Solamente se describirá el
circuito amplificador PS-EN 770, entendiéndose que
el circuito amplificador BATT-EN 772 es
sustancialmente idéntico a éste, a menos que se haga constar de otra
manera. La línea PS-EN del sistema se conecta a un
circuito divisor de tensión formado por la conexión serie a tierra
de una resistencia de 10 Kohm y una resistencia posterior de 3,57
Kohm. La base de un transistor Darlington, por ejemplo, un
transistor Darlington MMBT6427LT1, se conecta al contacto central
del circuito divisor de tensión. El colector del transistor
Darlington se conecta a tierra. El emisor del transistor Darlington
se conecta a la puerta de un MOSFET HEXFET, por ejemplo, un MOSFET
de potencia 1RF4905 HEXFET, a través de una resistencia de 1
Kohm.
El terminal fuente del MOSFET HEXFET se conecta
al terminal de puerta del MOSFET a través de una resistencia de 10
Kohm y al ánodo de un diodo de rectificador de barrera Schottky. El
cátodo del diodo Schottky se conecta a la línea PS del sistema en
el circuito amplificador 770 y a la línea BATT+ del sistema en el
circuito amplificador 772. En el circuito 770, la línea PS se
conecta a la línea BF-PS del sistema a través de un
fusible de 7 amperios. La línea BF-PS se conecta a
la patilla 1 de un conector de entrada de alimentación. La patilla 2
del conector de entrada de alimentación se conecta a la patilla 1
del mismo a través de un condensador de 0,1 uE, a la línea
MOTOR-GND del sistema, y a tierra. En el circuito
772, se omite el fusible de 7 amperios y el conector de entrada de
alimentación.
Los terminales de drenaje de los MOSFET HEXFET
de los circuitos amplificadores 770, 772 se conectan a las líneas
MOTOR-POWER y +12V del sistema. La línea +12V del
sistema se conecta a tierra a través de un condensador de 22 \muF
y al ánodo de un diodo rectificador de barrera Schottky. El cátodo
del citado diodo Schottky se conecta a tierra a través de un
condensador de 1.500 \muF y al terminal VIN de un regulador
reductor de 12 a 5V 774, en este caso, un regulador de conmutación
reductor LT1076-8 de Linear Technology. El terminal
GND del regulador 774 se conecta a la tierra del sistema. El
terminal de referencia de tensión, VC, del regulador 744 también se
conecta a tierra a través de una red serie R-C
formada por una resistencia de 10 Kohm y un condensador de 0,033
\muF.
Los terminales VSW y FB/SENSE del regulador 744
se interconectan a través de una inductancia de 100 microhercios
(\muH). El terminal VSW del regulador 744 también se conecta al
ánodo de un diodo rectificador de barrera Schottky. El cátodo de
este diodo Schottky se conecta a tierra. El terminal FB/SENSE del
regulador 744 también se conecta a la línea 5VCC del sistema y a
tierra a través de un condensador de 1.800 \muF. La línea 5VCC
del sistema también se conecta a tierra a través de un condensador
de 10 \muF y al terminal IN de un regulador de tensión de gran
intensidad 776, por ejemplo, un regulador de baja caída de gran
intensidad MIC29150-3.3BU de Micrel. El terminal
GND del regulador 776 se conecta a la tierra del sistema. El
terminal OUT del regulador 776 se conecta a la línea 3.3VCC del
sistema y a tierra a través un condensador de aproximadamente 11
\muF.
En referencia a las figuras
13A-13D, se muestra el sistema de carga de la
batería para el aparato de tratamiento de heridas 10. El sistema de
carga de la batería incluye un controlador de carga rápida 778, en
este caso, un CI de carga rápida BQ2004H de Unitrode. El terminal
BAT del controlador 778 se conecta a tierra a través de una red
paralela R-C formada por una resistencia de 100 Kohm
y un condensador de 0,1 \muF. El terminal BATT también se conecta
a la línea del sistema BATT+ a través de una resistencia de 402
Kohm. El terminal TCO del controlador 778 se conecta a tierra a
través de una red paralela R-C formada por una
resistencia de 10 Kohm y un condensador de 0,1 \muF. El terminal
TCO también se conecta a la línea 5CHG+ del sistema a través de una
resistencia de 32,4 Kohm.
El terminal TS del controlador 778 se conecta a
tierra a través de un condensador de 0,1 \muF y a la línea
BATT-THERM del sistema a través de una resistencia
de 100 Kohm. La línea BATT-THERM se conecta a tierra
a través de una resistencia de 3,57 Kohm y a la línea +5CHG del
sistema a través de una resistencia de 4,87 Kohm. El terminal LED1
del controlador 778 se conecta a la línea DONE del sistema y al
ánodo del LED 780 a través de una resistencia de 825 ohmios. El
cátodo del LED 780 se conecta a tierra.
Los terminales SNS y VSS del controlador 778
también se conectan a tierra. El terminal LED2 del controlador 778
se conecta a la línea FAST-CHG del sistema. El
terminal de control de la corriente de carga, MOD, del controlador
778 se conecta a la línea -DISABLE-CHG del sistema a
través de una resistencia de 4,87 Kohm. El terminal -INH del
controlador 778 se conecta a tierra a través de una resistencia de
4,87 Kohm y al ánodo de un diodo Zener de 5,1 V. El cátodo del
diodo Zener de 5,1 voltios se conecta a tierra. Cada uno de los
terminales de la fuente de voltaje (VCC), VSEL, DSEL y -DCMD del
controlador 778 se conectan a la línea +5CHG del sistema.
El terminal TM1 del controlador 778 se conecta a
la línea +5CHG del sistema a través de una resistencia de 1 Kohm.
El terminal TM1 también puede conectarse directamente a tierra o a
la línea +5CHG del sistema a través de un puente seleccionable. El
terminal TM2 del controlador 778 se conecta a la línea
SHORT-CHG-HOLDOFF del sistema. El
terminal TM2 también puede conectarse directamente a tierra o a la
línea +5CHG del sistema a través de un puente seleccionable.
\global\parskip0.900000\baselineskip
La línea +5CHG del sistema se conecta a los
terminales OUT, patillas 1 y 2, de un regulador de tensión 782, por
ejemplo, un regulador de baja caída MIC5200-5.0BM de
Micrel, y al terminal GND del regulador 782 a través de un
condensador de 1,0 \muF. El terminal GND del regulador 782 se
conecta a la tierra del sistema. Los terminales IN, patillas 7 y 8,
y EN del regulador 782 se conectan al terminal GND del regulador 782
a través de un condensador de 1,0 \muF.
Los terminales IN y EN del regulador 782 también
se conectan a los cátodos de un primer y un segundo diodo
rectificador. El ánodo del primer diodo rectificador se conecta a la
línea +12V del sistema. El ánodo del segundo diodo rectificador se
conecta al terminal VIN de un regulador de conmutación 784, por
ejemplo, un regulador de conmutación de alta eficacia LT1171 de
Linear Technology, para poner a tierra a través de un condensador
de 470 \muF, a la línea BF-PS del sistema a través
de un fusible de 3 amperios, y al terminal -INH del controlador 778
a través de una resistencia de 10 Kohm.
El terminal de tensión de funcionamiento (VC)
del regulador 784 se conecta a tierra a través de una combinación
serie de una resistencia de 1 Kohm y un condensador de 1 \muF. El
terminal GND del regulador 784 también se conecta a la tierra del
sistema. Los terminales VIN y VSW del regulador 784 se interconectan
a través de una inductancia de 100 \muH. El terminal VSW del
regulador 784 también se conecta al ánodo de un diodo rectificador
de barrera Schottky. El cátodo de este diodo Schottky se conecta a
la línea VBOOST del sistema, a tierra a través de un condensador de
390 \muF, y al terminal FB del regulador 784 a través de una
resistencia de 16,2 Kohm. El terminal FB del regulador 784 también
se conecta a tierra a través de una resistencia de 1,24 Kohm.
La línea VBOOST del sistema se conecta a tierra
a través de un condensador de 0,1 \muF y al terminal IN de un
regulador de tensión de gran intensidad 786, por ejemplo, un
regulador de baja caída de gran intensidad MIC29302B de Micrel. Los
terminales ON/OFF y GND del regulador 786 se conectan a la línea
-DISABLE-CHG del sistema y a tierra,
respectivamente. El terminal OUT del regulador 786 se conecta a
tierra a través de un condensador de 10 \muF y al ánodo de un
diodo Schottky. El cátodo de este diodo Schottky se conecta a la
línea BATT+ del sistema.
Los terminales OUT y ADJ del regulador 786 se
interconectan a través de una red serie R-C formada
por una resistencia de 32,4 Kohm y un condensador de 1,0 \muF. El
terminal ADJ del regulador 786 también se conecta a tierra a través
de una resistencia de 200 Kohm y al cátodo de un primer diodo
rectificador. El ánodo de este primer diodo rectificador se conecta
al cátodo de un segundo diodo rectificador y al terminal FB del
regulador 784. El ánodo de este segundo diodo rectificador se
conecta al terminal de salida, patilla 1, de un amplificador
operacional 788, en este caso, un amplificador operacional entrada
salida carril a carril dual CMOS LMC6482 de National Semiconductor,
y a la entrada inversora (-) del amplificador 788 a través de una
resistencia de 412 Kohm.
El terminal de entrada inversora del
amplificador 788 se conecta a tierra a través de una resistencia de
49,9 Kohm. El terminal positivo de tensión, patilla 5, y el
terminal negativo de tensión, patilla 4, del amplificador 788 se
conectan a las líneas +5CHG y - 5CHG del sistema, respectivamente.
El terminal no inversor (+) del amplificador 788 se conecta a la
entrada no inversora (+) de un amplificador operacional 792, en este
caso, un amplificador operacional entrada salida carril a carril
dual CMOS LMC6482 de National Semiconductor, a través de una
resistencia de 95,3 Kohm. El terminal no inversor del amplificador
792 también se conecta a la línea +5CHG del sistema a través de una
resistencia de 200 Kohm y a tierra a través de un condensador de 0,1
\muF.
El terminal de entrada inversora (-) del
amplificador 792 se conecta a tierra a través de una resistencia de
200 Kohm. Los terminales inversor y salida del amplificador 792 se
interconectan a través de una resistencia de 169 Kohm. El terminal
de salida del amplificador 792 también se conecta a la línea -BATT
del sistema a través de una resistencia de 1,0 Kohm. Los terminales
de fuente de alimentación positiva, V+, y fuente de alimentación
negativa, V-, del amplificador 792 se conectan a las líneas+5CHG y
-5CHG del sistema, respectivamente, y a tierra a través de los
respectivos condensadores de 0,1 \muF.
El terminal de entrada no inversora del
amplificador 788 también se conecta al terminal de salida de un
amplificador de instrumentación 790, como un amplificador de
instrumentación de baja potencia INA128U de
Burr-Brown. El terminal REF del amplificador 790 se
conecta a la tierra del sistema. Los terminales de fuente de
alimentación positiva y fuente de alimentación negativa del
amplificador 790 se conectan a las líneas +5CHG y -5CHG del
sistema, respectivamente, y a tierra a través de los respectivos
condensadores de 0,1 \muF. Una resistencia de ajuste de ganancia
de 7,15 Kohm se conecta a través de los terminales RG del
amplificador 790.
El terminal de entrada no inversora (+) del
amplificador 790 se conecta a las líneas BATT- y
BATT-SENSE del sistema. El terminal inversor (-)
del amplificador 790 se conecta a tierra y a la línea
MOTOR-GND del sistema. El terminal de entrada no
inversora (+) y el terminal inversor (-) del amplificador 790 se
interconectan a través de una resistencia de 0,025 ohmios.
La línea BATT-TERM del sistema
se conecta a tierra a través de una resistencia de 3,57 Kohm, a la
línea +5CHG del sistema a través de una resistencia de 4,87 Kohm, y
a la patilla 3 de un conector de batería 796. La línea BATT+ del
sistema se conecta a la patilla 1 del conector 796 a través de un
fusible de 7 amperios. La línea BATT- del sistema se conecta a la
patilla 2 del conector 796. La patilla 4 del conector 796 se conecta
a tierra.
\global\parskip1.000000\baselineskip
En referencia a la figura 14, el sistema de
carga de batería también incluye un monitor de carga de batería
794, en este caso, un CI indicador de carga BQ2014 de Unitrode con
control externo de la carga. Cada uno de los terminales SEG2/PROG2,
SEG3/PROG3, SEG4/PROG4 y SEG5/PROG5 del monitor 794 se conectan a
tierra a través de las respectivas resistencias de 100 Kohm. El
terminal DONE del regulador 794 también se conecta a la línea DONE
del sistema y a tierra a través de una resistencia de 200 Kohm. El
terminal de tierra, VSS, del monitor 794 se conecta a tierra. El
terminal VSS del monitor 794 también se conecta al terminal de la
fuente de alimentación, VCC, del monitor 794 a través de un
condensador de aproximadamente 1,1 \muF. Una resistencia de 10
Kohm se conecta entre los terminales VCC y D1SCTL del monitor
794.
El terminal VCC del monitor 794 también se
conecta al cátodo de un diodo Zener de 5,1 V y a la línea BATT+ del
sistema a través de una resistencia de 10 Kohm. El cátodo de este
diodo Zener de 5,1 V se conecta a tierra. El terminal DIO del
monitor 794 se conecta al ánodo de un primer diodo rectificador y al
cátodo de un segundo diodo rectificador. El cátodo de este primer
diodo rectificador se conecta a la línea BATT+ del sistema. El
ánodo del segundo diodo rectificador se conecta a tierra. El
terminal DIO del monitor 794 también se conecta a la línea
BP-DQ del sistema a través de una resistencia de 1
Kohm. El terminal BP-DQ también se conecta a la
línea PPIC-VDD del sistema a través de una
resistencia de 100 Kohm.
El terminal BATTSENS del monitor 794 se conecta
a la línea BATT+ del sistema a través de una resistencia de 681
Kohm y a tierra a través de una combinación en paralelo de un
condensador de 0,1 \muF y una resistencia de 66,5 Kohm. El
terminal SENSE del monitor 794 se conecta a tierra a través de un
condensador de 0,1 \muF y a la línea BATT-SENSE
del sistema a través de una resistencia de 100 Kohm.
En referencia a las figuras
15A-15D, las líneas D0-D7 del bus de
datos se conectan a los terminales de salida,
1Y1-1Y4 y 2Y1-2Y4, respectivamente,
de un separador octal de 3 estados 820, por ejemplo, un amplificador
de potencia/separador octal con salidas de 3 estados 74VHC244 de
Fairchild. Los terminales -1OE y -2OE del separador 820 se conectan
a la línea -SWSENSORS del sistema. El terminal de tensión de
alimentación, VCC, se conecta a la línea 3.3VCC del sistema y a
tierra a través de un condensador de 0,1 \muF. Los terminales de
entrada, 1A1-1A4, del separador 820 se conectan a
las líneas -SYRINGE2, -HOME2, -END2 y -WASTE2 del sistema,
respectivamente. Los terminales de entrada,
2A2-2A4, del separador 820 se conectan a las líneas
-SYRINGE1, -HOME1 y -END1 del sistema, respectivamente. Cada uno de
los terminales de entrada del separador 820, 1
A1-1A4 y 2A1-2A4, se conectan a la
línea 5VCC del sistema a través de las respectivas resistencias de
475 ohmios.
Las líneas D8-D15 del bus de
datos se conectan a los terminales de salida,
1Y1-1Y4 y 2Y1-2Y4, respectivamente,
de un separador octal de 3 estados 822, por ejemplo, un amplificador
de potencia/separador octal con salidas de 3 estados 74VHC244 de
Fairchild. Los terminales -1OE y -2OE del separador 822 se conectan
a la línea -SWSENSORS del sistema y a tierra a través de una red
serie R-C formada por una resistencia de 100 ohmios
y un condensador de 100 pF. El terminal de tensión de alimentación,
VCC, se conecta a la línea 3.3VCC del sistema y a tierra a través de
un condensador de 0,1 \muF.
Los terminales de entrada 1A1, 1A4, 2A1, 2A3 y
2A4 del separador 822 se conectan a las líneas -WASTE1,
PWR-ON, PWR-SRC,
FAST-CHG y CHG-DONE del sistema,
respectivamente. Los terminales de entrada 1A2 y 1A3 del separador
822 se conectan a tierra a través de las respectivas resistencias de
1,0 Kohm. El terminal de entrada 2A2 del separador 822 también se
conecta a tierra a través de un interruptor basculante. Cada uno de
los terminales 1A1, 1A4 y 2A2 se conectan a la línea 5VCC del
sistema a través de las respectivas resistencias de 475 ohmios.
Las líneas -HOME2 y -END2 del sistema se
conectan a través de los filtros respectivos de 10 MHz de una red
de filtros 824 a las patillas 2 y 6 del conector del sensor rasante
826, respectivamente. Las patillas 2 y 6 del conector 826 se
conectan a los terminales IN3 e IN1, respectivamente, de una matriz
de protección electrónica 834, en este caso, una matriz de
protección electrónica SP723 de Harris para protección contra
descargas electrostáticas y sobretensiones. Las líneas -SYRINGE2 y
-WASTE2 del sistema se conectan a través de los respectivos filtros
de 10MHz de la red de filtros 824 a las patillas 1 y 5,
respectivamente, de un conector de sensor de drenaje y jeringuilla
828. Las patillas 1 y 5 del conector 828 se conectan a los
terminales IN5 e IN6, respectivamente, de la matriz de protección
834.
Las líneas -HOME1 y -END1 del sistema se
conectan a través de los respectivos filtros de 10 MHz de la red de
filtros 824 a las patillas 2 y 6 de un conector del sensor rasante
830; las patillas 2 y 6 del conector 830 se conectan a los
terminales IN3 e IN1, respectivamente, de una matriz de protección
electrónica 836, en este caso, una matriz de protección electrónica
SP723 de Harris para protección contra descargas electrostáticas y
sobretensiones. Las líneas -SYRINGE1 y -WASTE1 del sistema se
conectan a través de los respectivos filtros de 10MHz de la red de
filtros 824 a las patillas 1 y 5, respectivamente, de un conector de
sensor de drenaje y jeringuilla 832. Las patillas 1 y 5 del
conector 832 se conectan a los terminales IN6 e IN5,
respectivamente, de la matriz de protección 836.
Los terminales IN4 de las matrices de protección
834, 836 se conectan a la patilla 1 de los conectores 826, 830,
respectivamente, y a la línea 5VCC del sistema a través de los
respectivos filtros de 1.000 pF de la red de filtros 824. Las
patillas de la fuente de alimentación, V+, y las patillas de tierra,
V-, de las matrices de protección 834, 836 se conectan a la línea
5VCC del sistema y a tierra, respectivamente. Las patillas 3 y 7 de
los conectores 826, 830 se conectan a tierra. Las patillas 5 de los
conectores 826, 830 se conectan a los terminales IN2 de las
matrices de protección 834, 836, respectivamente, y a la línea 5VCC
a través de los respectivos filtros de 1.000 pF de la red de
filtros 824. Las patillas 2 y 6 de los conectores 828, 832 se
conectan a tierra.
En referencia a la figura 16, los sistemas 14,
16 incluyen cada uno las respectivas válvulas proporcionales y
bombas de vacío. Solamente se describirá un circuito del conector de
la válvula y un circuito del conector de la bomba de vacío,
entendiéndose que los otros son sustancialmente idénticos a estos, a
menos que se haga constar de otra manera. La línea
MOTOR-GND del sistema se conecta, a través de un
condensador de 1,0 \muP, a la línea +12V del sistema, al terminal
fuente de un MOSFET del modo de realce de p-canal
800, en este caso, un MOSFET del modo de realce del
p-canal SI9407 de TEMIC, y a la puerta del MOSFET
800 a través de una resistencia de 10,0 Kohm. La línea VALVE 1 del
sistema se conecta a la base de un transistor Darlington a través de
una resistencia de 10,0 de Kohm. El terminal colector de este
transistor Darlington se conecta a la puerta del MOSFET 800 a
través de una resistencia de 1 Kohm y el terminal emisor se conecta
a tierra. El drenaje del MOSFET 800 se conecta a la patilla 1 de un
conector de válvula proporcional 802 a través de un filtro de 1.000
pF 804. La línea MOTOR-GND del sistema se conecta a
la patilla 2 del conector 802 y al ánodo de un diodo rectificador.
El cátodo de este diodo rectificador se conecta a la patilla 1 del
conector 802. La línea MOTOR-GND también se conecta
al filtro 804.
La línea MOTOR-GND del sistema
se conecta, a través de un condensador de 1,0 \muP, a la línea
+12V del sistema, al terminal fuente de un MOSFET del modo de
realce del p-canal 806, en este caso, un MOSFET del
modo de realce del p-canal SI9407 de TEMIC, y a la
puerta del MOSFET 806 a través de una resistencia de 10,0 Kohm. La
línea VACPUMP1 del sistema se conecta a la base de un transistor
Darlington a través de una resistencia de 10,0 Kohm como se muestra
en la figura 16. El terminal colector de este transistor Darlington
se conecta a la puerta del MOSFET 806 a través de una resistencia
de 1 Kohm y el terminal emisor se conecta a tierra. El drenaje del
MOSFET 806 se conecta a la patilla 1 del conector de la bomba de
vacío 808 a través de un filtro condensador de 1.000 pF 810. La
línea MOTOR-GND del sistema se conecta a la patilla
2 del conector 808 y al ánodo de un diodo rectificador. El cátodo
de este diodo rectificador se conecta a la patilla 1 del conector
808. La línea MOTOR-GND también se conecta al filtro
810.
En referencia a la figura 17, la línea +5CHG del
sistema se conecta a tierra a través de un condensador de 1,0
\muF y al terminal IN de un inversor de tensión 798, en este caso,
un inversor de tensión de condensador conmutado MAX870 de MAXIM. El
terminal OUT del inversor 798 se conecta a tierra a través de un
condensador de 1,0 \muF y a la línea -5CHG del sistema. Los
terminales C1 y C2 del oscilador interno del inversor 798 se
interconectan a través de un condensador de 1,0 \muF. El terminal
GND del inversor 798 se conecta a la tierra del sistema.
La línea TXD del sistema se conecta al terminal
T1IN de un transmisor-receptor
RS-232 812, en este caso, un
transmisor-receptor RS-232 +5V
MAX232E de MAXIM, como se muestra en la figura 17. La línea RXD del
sistema se conecta al terminal R1OUT del
transmisor-receptor 812. Los terminales T2IN y GND
del transmisor-receptor 812 se conectan a tierra.
Los terminales C1+ y C1- de la bomba de carga positiva del
transmisor-receptor 812 se interconectan a través
de un condensador 0,1 \muF. Los terminales C2+ y C2- de la bomba
de carga negativa del transmisor-receptor 812 se
interconectan a través de un condensador 0,1 \muF. El terminal de
tensión de alimentación, VCC, del
transmisor-receptor 812 se conecta a la línea 3.3VCC
del sistema y a tierra a través de un condensador de 0,1 \muF.
Los terminales de tensión, V+ y V-, de la bomba de carga se conectan
a la línea 3.3VCC del sistema y a tierra, respectivamente, a través
de los respectivos condensadores de 0,1 \muF. Los terminales
T1OUT y R1OUT del transmisor-receptor 812 se
conectan a las patillas 1 y 2, respectivamente, del conector 816 a
través de los respectivos filtros de 1.000 pF de una red de filtros
814. La patilla 3 del conector 816 se conecta a tierra.
Las líneas D8-D15 del bus de
datos del sistema se conectan a los terminales de entrada
D0-D7, respectivamente, del biestable octal tipo D
818, en este caso, un biestable octal tipo D 74VHC273 de Fairchild,
como muestra la figura 17. Los terminales de salida de datos,
Q0-Q3, del biestable 818 se conectan a las líneas
VACPUMP2, VACPUMP1, ALARM-LO y
ALARM-HI del sistema, respectivamente. El terminal
de tensión de alimentación, VCC, del biestable 818 se conecta a la
línea 3.3VCC del sistema y a tierra a través de un condensador de
0,1 \muF. Los terminales -MR y CLK del biestable 818 se conectan
a las líneas CONTROL1 y -RESET del sistema, respectivamente. El
terminal CLK del biestable 818 también se conecta a tierra a través
de una red serie R-C formada por una resistencia de
100 ohmios y un condensador de 100 pF.
La línea V-PIEZO del sistema se
conecta a tierra a través de una resistencia de 100 Kohm y al
terminal A de un avisador piezoeléctrico a través de una
resistencia de 402 Kohm según las indicaciones de la figura 17. El
terminal B del avisador piezoeléctrico se conecta a la línea +12V
del sistema. El terminal A del avisador piezoeléctrico también se
conecta al colector de un primer y un segundo transistor Darlington
a través de una resistencia de 1,69 Kohm y una resistencia 1,13
Kohm, respectivamente. Los emisores del primer y segundo transistor
Darlington se ponen a tierra. Las bases del primer y segundo
transistor Darlington se conectan a las líneas
ALARM-LO y ALARM-HI del sistema,
respectivamente, a través de las respectivas resistencias de 10
Kohm.
Aunque se ha descrito detalladamente un
dispositivo de terapia de heridas con vacío y un método de
aplicación de terapia de heridas con vacío haciendo referencia a
una determinada realización preferida, las variaciones y
modificaciones del dispositivo y del método están dentro del alcance
de la invención tal y como se describe y define en las siguientes
reivindicaciones.
Claims (10)
1. Un dispositivo de terapia de heridas con
vacío (10) para aplicar presión negativa al lecho de una herida
(22), el dispositivo de terapia de heridas con vacío que comprende
un controlador (20), un vendaje de vacío (28) configurado para
comunicarse fluidamente con el lecho de la herida (22), una fuente
de vacío (110) conectada fluidamente con el vendaje de vacío (28)
que proporciona presión negativa al lecho de la herida,
caracterizado porque un controlador (20) controla la
velocidad de cambio de la presión negativa aplicada en el lecho de
la herida para no exceder la velocidad máxima permitida
predeterminada.
2. Dispositivo, según la reivindicación 1, que
comprende además una válvula accionada eléctricamente (130)
conectada eléctricamente al controlador (20) y conectada fluidamente
entre la fuente de vacío (110) y el vendaje de vacío (28).
3. Dispositivo, según la reivindicación 2, que
comprende además un transductor de presión (124) comunicado
fluidamente con el lecho de la herida (22) y conectado
eléctricamente al controlador (20).
4. Dispositivo, según la reivindicación 3, donde
el controlador (20) implementa un algoritmo de control PID
(302).
5. Dispositivo, según la reivindicación 4, donde
el controlador (20) implementa un filtro para limitar la señal de
control generada por el algoritmo de control PID (302) dentro de los
límites.
6. Dispositivo, según cualquier reivindicación
anterior, donde el controlador (20) comprende un regulador
configurado para regular la presión negativa aplicada en el lecho de
la herida (22) mediante el vendaje de vacío (28) y la fuente del
vacío (110) como respuesta a una señal de regulación de presión, un
transductor de presión (124) colocado para detectar la presión
negativa en el lecho de la herida y proporcionar una señal de
presión indicativa de la presión negativa en el lecho de la herida,
un sistema de circuitos del punto de referencia (312) configurado
para proporcionar una señal del punto de referencia indicativa de
una presión negativa deseada en el lecho de la herida (22) y un
sistema de circuitos de control conectados eléctricamente al
transductor de presión, al sistema de circuitos y al regulador,
donde el sistema de circuitos de control genera la señal de
regulación de presión como respuesta a la señal de presión y a la
señal del punto de referencia para limitar la velocidad de cambio de
la presión negativa en el lecho de la herida mientras que se ajusta
la presión negativa en el lecho de la herida a la presión negativa
deseada.
7. Dispositivo, según la reivindicación 6, donde
el sistema de circuitos del punto de referencia (312) puede ser
ajustado manualmente por un cuidador.
8. Dispositivo, según la reivindicación 6 o la
reivindicación 7 como dependiente de la reivindicación 1, donde el
regulador (130) comprende una válvula accionada eléctricamente
conectada fluidamente al vendaje (28) y a la fuente de vacío (110) y
conectada eléctricamente al sistema de circuitos de control
(20).
9. Dispositivo, según la reivindicación 2 o la
reivindicación 8, donde la válvula (130) es una válvula
proporcional.
10. Dispositivo, según las reivindicaciones 2, 8
ó 9, donde el controlador (20) genera una señal modulada.
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