KR101552396B1 - 압박 장치에서의 잔류 압력 제어 - Google Patents
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Abstract
압박 장치를 제어하는 방법이 대상의 신체의 일부에 압박을 적용하기 위해서 가압될 수 있는 팽창가능한 블래더를 가지는 압박 장치의 배기 단계를 제어한다. 그러한 방법은 가압 유체의 공급원으로부터 대상의 신체의 일부 주위에 배치된 제 1의 팽창가능한 블래더로 가압 유체를 전달하는 단계 및 제 1 밸브를 개방함으로써 제 1의 팽창가능한 블래더로부터 가압 유체를 배기시키는 단계를 포함한다. 그러한 방법은 제 1의 팽창가능한 블래더의 배기 중에 제 1의 팽창가능한 블래더 내의 유체 압력을 모니터링하는 단계를 더 포함한다. 적어도 부분적으로 모니터링되는 유체 압력을 기초로, 제 1 밸브가 선택적으로 폐쇄되고 그리고 선택적으로 재개방되어 제 1의 팽창가능한 블래더 내의 유체 압력을 제어하여 희망하는 잔류 압력 범위 내에서 유지한다.
Description
본원 발명은 전반적으로 압력 제어에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 압박 장치의 블래더(bladder) 내의 잔류 압력을 제어하는 것에 관한 것이다.
환자가 오랜 기간 동안 침대에서 지내게 되는 경우에, 환자의 사지, 특히 다리에서 혈액의 풀링(pooling) 또는 울혈(stasis)이 발생할 수 있다. 울혈은 문제가 되는데, 이는 혈전(thrombi)의 형성을 유발하는 유의한 요인이기 때문이다. 이러한 것을 발생을 방지하기 위해서, 순환 촉진을 위해서 사지 조직들 내의 간극 공간의 외부로 유체를 이동시키는 것이 바람직하다.
순환을 개선하기 위해서 그리고 환자의 팔다리에 혈전이 형성되는 것을 최소화하기 위해서, 간헐 공압식 압박(intermittent pneumatic compression; IPC) 장치들이 이용된다. 전형적으로, 이러한 장치들은 팔다리에 대한 압박 펄스 또는 압박 치료를 제공하기 위해서 하나 이상의 팽창가능한 블래더를 가지는 압박 슬리브 또는 의류(garment)를 포함한다.
공압식 압박 치료는 일반적으로 공압식 펌프, 및 특정 블래더들 내외로의 공기 유동을 제어하는 밸브들에 의해서 제공된다. 전형적으로, 블래더들의 팽창은 압박 장치의 마이크로프로세서에 의해서 제어되어 필요한 치료 효과를 제공하는 설정 압력에 도달하게 된다. 설정 압력에 도달한 후에는, 보통 주변 압력에 도달할 때까지 블래더는 배기된다.
하나의 양태에서, 압박 장치를 제어하는 방법은, 대상의 신체의 일부에 압박을 적용하기 위해서 가압될 수 있는 팽창가능한 블래더를 가지는 압박 장치의 배기 단계(vent phase)를 제어한다. 이 방법은 가압 유체의 공급원으로부터 대상의 신체의 일부 주위에 배치된 제 1의 팽창가능한 블래더로 가압 유체를 전달하는 단계 및 제 1 밸브를 개방함으로써 제 1의 팽창가능한 블래더로부터 가압 유체를 배기시키는 단계를 포함한다. 이 방법은 제 1의 팽창가능한 블래더의 배기 중에 제 1의 팽창가능한 블래더 내의 유체 압력을 모니터링하는 단계를 더 포함한다. 적어도 부분적으로 모니터링되는 유체 압력을 기초로, 제 1 밸브가 선택적으로 폐쇄되고 그리고 선택적으로 재개방됨으로써 제 1의 팽창가능한 블래더 내의 유체 압력을 제어하여 희망하는 잔류 압력 범위 내에서 유지한다.
다른 양태에서, 압박 장치를 제어하는 방법은, 대상의 신체의 일부에 압박을 적용하기 위해서 가압될 수 있는 팽창가능한 블래더를 가지는 압박 장치의 배기 단계를 제어하는 단계를 포함한다. 이 방법은 가압 유체의 공급원으로부터 대상의 신체의 일부 주위에 배치된 팽창가능한 블래더로 가압 유체를 전달하는 단계 및 비례 밸브를 부분적으로 개방함으로써 팽창가능한 블래더로부터 가압 유체를 배기시키는 단계를 포함한다. 이 방법은 배기 중에 팽창가능한 블래더 내의 유체 압력을 모니터링하는 단계를 더 포함한다. 적어도 부분적으로, 팽창가능한 블래더 내의 모니터링되는 유체 압력을 기초로, 상기 팽창가능한 블래더 내의 유체 압력이 희망하는 잔류 압력 범위 내에서 있을 때 상기 비례 밸브를 폐쇄한다.
또 다른 양태에서, 대상의 신체 일부에 압박 처치(treatment)를 적용하기 위한 압박 장치로서, 상기 장치가 제어기, 상기 제어기와 유체 소통하는 제 1의 팽창가능한 블래더, 및 상기 제 1의 팽창가능한 블래더와 유체 소통하는, 3-방향/2-위치의 평상시 개방형 제1 밸브를 포함한다. 상기 제어기는 제 1의 팽창가능한 블래더에 의해서 수용될 수 있는 가압 유체를 공급하도록 구성된다. 상기 제 1 밸브가 제어기에 의해서 작동되어 상기 제 1의 팽창가능한 블래더로부터의 가압 유체의 배기를 제어할 수 있다.
또 다른 양태에서, 대상의 신체 일부에 압박 처치를 적용하기 위한 압박 장치로서, 상기 장치가 제어기, 복수의 팽창가능한 블래더들, 및 복수의 밸브들을 포함한다. 상기 제어기는 가압 유체를 공급하도록 구성된다. 상기 복수의 팽창가능한 블래더들이 상기 제어기와 유체 소통되고, 그리고 상기 제어기로부터의 가압 유체가 상기 복수의 팽창가능한 블래더들의 각각에 의해서 수용될 수 있다. 상기 복수의 밸브들의 각각이 각각의 팽창가능한 블래더와 유체 소통된다. 복수의 밸브들 모두보다는 적은 수의 밸브들이 상기 복수의 팽창가능한 블래더로부터 유체를 배기시킨다. 이러한 구성은, 예를 들어, 블래더들을 배기시키는데 필요한 밸브들의 수를 감소시킬 수 있고, 그에 따라, 압박 장치의 전체적인 크기를 감소시킬 수 있다.
하나 이상의 양태들에서, 매니폴드가 각각의 블래더와 유체 소통될 수 있고, 그리고 단일 압력 변환기가 각각의 블래더 내의 유체 압력을 측정하기 위해서 상기 매니폴드와 유체 소통될 수 있다. 일부 양태들에서, 체크 밸브가 매니폴드의 상류에 위치될 수 있고 그리고 매니폴드와 유체 소통할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 특정 양태들에서, 매니폴드가 오조작-방지 오리피스(fail-safe orifice)를 형성할 수 있다.
실시예들이 이하의 장점들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 압박 장치의 배기 단계를 제어하는 방법들이, 블래더 내의 유체 압력을 제어하여 희망하는 잔류 압력 범위(예를 들어, 주위 압력보다 높고 대상의 처치를 위한 압박 압력보다 낮은 압력 범위) 내에서 유지하기 위해서, 적어도 부분적으로 블래더 내의 측정된 유체 압력을 기초로, 밸브를 선택적으로 폐쇄하고 그리고 선택적으로 재개방하는 단계를 포함한다. 그러한 배기 단계 중의 블래더 내의 유체의 제어는, 예를 들어, 처치의 후속 단계 중에 블래더를 팽창시키기 위해서 필요한 유체(예를 들어, 공기)의 양을 감소시킬 수 있다. 블래더를 팽창시키기 위해서 필요한 유체의 양을 감소시키는 것은 압박 및 배기 프로세스의 전체적인 사이클 시간을 감소시켜 대상의 신체의 일부에 대한 개선된 처치를 도울 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 블래더를 팽창시키는데 필요한 유체의 양을 감소시키는 것은 블래더의 팽창과 연관된 공기 공급의 크기를 감소시킬 수 있고, 그러한 감소는, 예를 들어, 압박 장치의 휴대성을 개선할 수 있고 및/또는 대상의 인접지에서 압박 장치가 자치하는 공간의 양을 감소시킬 수 있다.
특정 실시예들에서, 압박 장치의 배기 단계를 제어하는 방법들이 하나 이상의 블래더들 내의 잔류 압력을 제어하기 위해서 하나 이상의 밸브들을 제어하는 단계를 포함한다. 일부 구현예들에서, 3개의 블래더들 내의 잔류 압력의 그러한 제어는 3개의 블래더들 내의 잔류 압력들의 구배(gradient)의 이용을 도울 수 있다. 예를 들어, 대상의 발목 주위에 배치될 수 있는 제 1 블래더가 약 4 mmHg의 잔류 압력을 가질 수 있고, 대상의 종아리 주위에 배치될 수 있는 제 2 블래더가 약 2 mmHg의 잔류 압력을 가질 수 있고, 그리고 대상의 허벅지 주위에 배치될 수 있는 제 3 블래더가 약 0 mmHg의 잔류 압력을 가질 수 있다. 잔류 압력에서의 상기와 같은 구배는, 압박 압력들의 구배를 대상에 적용하기 위해서 블래더들이 팽창될 때, 각각의 블래더의 각각의 팽창 시간들 및/또는 각각의 팽창 부피들을 감소시킬 수 있다.
다른 목적들 및 특징들은 상세한 설명 및 도면들로부터, 그리고 청구항들로부터 명확해질 수 있을 것이다.
도 1은 압박 장치의 개략도이다.
도 2는 도 1의 압박 장치의 압력 프로파일을 도시한 그래프이다.
도 3은 전용 밸브들을 각각 가지는 블래더들을 포함하는 압박 장치의 개략도이다.
도 4는 각각 전용 밸브들 및 전용 압력 변환기들을 가지는 블래더들을 포함하는 압박 장치의 개략도이다.
도 5는 공통 매니폴드 압력을 제어하는 밸브 및 특정 블래더들을 위한 전용 밸브들을 포함하는 압박 장치의 개략도이다.
도 6은 공통 매니폴드 압력을 제어하는 밸브 및 특정 블래더들을 위한 전용 밸브들을 포함하는 압박 장치의 다른 실시예의 개략도이다.
도 7은 수동형(passive) 체크 밸브를 포함하는 압박 장치의 개략도이다.
도 8은 평상시 개방형 밸브(normally open valve) 및 평상시 폐쇄형 밸브(normally close valve)를 포함하는 압박 장치의 개략도이다.
도 9는 제어기 및 압박 슬리브의 사시도이다.
도면들 전체를 통해서, 상응하는 참조 문자들은 상응하는 부분들을 나타낸다.
도 2는 도 1의 압박 장치의 압력 프로파일을 도시한 그래프이다.
도 3은 전용 밸브들을 각각 가지는 블래더들을 포함하는 압박 장치의 개략도이다.
도 4는 각각 전용 밸브들 및 전용 압력 변환기들을 가지는 블래더들을 포함하는 압박 장치의 개략도이다.
도 5는 공통 매니폴드 압력을 제어하는 밸브 및 특정 블래더들을 위한 전용 밸브들을 포함하는 압박 장치의 개략도이다.
도 6은 공통 매니폴드 압력을 제어하는 밸브 및 특정 블래더들을 위한 전용 밸브들을 포함하는 압박 장치의 다른 실시예의 개략도이다.
도 7은 수동형(passive) 체크 밸브를 포함하는 압박 장치의 개략도이다.
도 8은 평상시 개방형 밸브(normally open valve) 및 평상시 폐쇄형 밸브(normally close valve)를 포함하는 압박 장치의 개략도이다.
도 9는 제어기 및 압박 슬리브의 사시도이다.
도면들 전체를 통해서, 상응하는 참조 문자들은 상응하는 부분들을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 간헐 공압식 압박(IPC) 장치(1)의 공압식 회로는 블래더(3) 및 블래더 내의 잔류 압력을 제어하기 위한 제어기(5)를 포함한다. IPC 장치(1)에서, 블래더(3)를 포함하는 압박 슬리브(13)가, 예를 들어, 튜빙(15)을 통해서, 블래더로 압축 공기를 제공하는 공기 공급부(21)(예를 들어, 압축기)에 동작적으로 연결된 프로세서(19)를 가지는 제어기(5)에 연결된다. 밸브(23)가 슬리브(13)와 공기 공급부(21) 사이에 제공된다. 압력 변환기(25)는, 밸브(23)의 하류에서, 블래더(3) 내의 압력을 모니터링한다. 변환기(25)는 블래더(3)에 또는 블래더와 소통하는 매니폴드(미도시)에 직접적으로 연결될 수 있을 것이다. 슬리브(13)가 2개 이상의 블래더들을 구비할 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 슬리브(113)가 3개의 블래더들을 가진다.
이제 도 1 및 9를 참조하면, 제어기(5)가 하우징(22) 내에 배치된다. 하우징(22) 상의 제어 패널(24)은, 예를 들어, 제어기(5)로 매개변수들을 입력하기 위한 표시부들 및 제어기들을 포함한다. 출력 커넥터(26)가 하우징(22) 상에 배치되고 그리고 제어기(5) 및 공기 공급부(21)를 슬리브(13)로 연결하기 위해서 튜빙(15)과 결합될 수 있다. 슬리브(13)는, 사용 중에, 대상의 발목, 종아리, 및 허벅지 각각에 압력을 적용하는 3개의 블래더(3)를 포함한다. 대상의 일부(예를 들어, 팔다리)에 특별한 압박 처치 프로토콜을 적용하기 위해서 요구되는 바에 따라서, 슬리브(13)가 보다 적은 수의 또는 부가적인 블래더들을 가질 수 있다는 것을 이해하여야 할 것이다.
슬리브(13)는 대상의 팔다리(예를 들어, 다리)(도 9) 주위를 감싸도록 구성된다. 팔다리로 압박 펄스를 제공하기 위해서, 제어기(5)는 밸브(23)를 개방하고 공기 공급부(21)를 활성화시켜, 블래더 내의 압력이 압박 사이클에서의 동작에 적합한 값에 도달할 때까지 블래더(3)로 압축 공기를 공급한다. 슬리브들이 둘 이상의 블래더들을 가지는 실시예들에서, 순차적인 압박 치료가 대상의 팔다리에 적용될 수 있다. 가압이 완료될 때, 공기 공급부(21)가 비활성화되고 그리고 블래더(3)가, 예를 들어, 튜빙(15)을 통해서 제어기(5)로 역으로 배기함으로써 감압될 수 있을 것이다. 공기가 밸브(23)를 통해서 대기로 배기될 수 있을 것이다. 배기 후에 블래더(3) 내에서 일부 압력(즉, 잔류 압력)을 유지하는 것이 바람직할 수 있을 것이다. 블래더(3) 내의 잔류 압력을 제어하는 것은, 후속 가압화를 위해서 요구되는 공기를 감소시킴으로써, 장치(1)의, 그리고 특히 공기 공급부(21)의 유동 요건을 감소시킨다. 일부 실시예들에서, 희망하는 잔류 압력 범위가 약 0 내지 약 15 mmHg(예를 들어, 약 1 mmHg 내지 약 10 mmHg)이다.
프로세서(19)는 블래더(3)를 가압하여(예컨대, 팽창) 착용자의 팔다리에 압박 압력을 제공하기 위해서 컴퓨터-실행가능 명령을 실행한다. 예를 들어, 프로세서(19)가 제 1 압박 압력(예를 들어, 20 mmHg)까지 블래더(3)를 가압하여 팔다리 내의 혈액을 블래더(3) 아래의 영역(예를 들어, 종아리)으로부터 이동시키기 위해서 명령들을 실행할 수 있을 것이다. 압박 사이클의 이러한 단계가 팽창 단계로서 공지되어 있다. 블래더(3)를 제 1 압박 압력까지 가압한 후에, 프로세서(19)가 블래더 내의 압력을 잔류 압력(예를 들어, 10 mmHg)까지 감소시키기 위한 명령들을 실행할 수 있을 것이며, 그에 따라 혈액이 블래더 아래의 팔다리 영역으로 재진입할 수 있게 허용할 수 있을 것이다. 압박 사이클의 이러한 단계가 배기 단계로 공지되어 있다. 배기 단계 중에, 블래더 내의 압력이 희망 잔류 압력(예를 들어, 미리 결정된 잔류 압력)에 도달할 때까지, 블래더(3) 내의 압력이 압력 변환기(25)에 의해서 감지될 수 있다.
배기 단계 중에 블래더(3) 내의 압력을 제어하기 위해서, 프로세서(19)가 블래더를 희망 잔류 압력까지 배기시키도록 밸브(23)를 동작시키기 위한 명령들을 실행할 수 있다. 예를 들어, 블래더 내의 압력이 미리 결정된 잔류 압력 범위 이내가 될 때까지 유체가 블래더(3)로부터 배기될 때, 프로세서(19)가 밸브(23)를 개방 및 폐쇄할 수 있다.
도 2를 참조하면, 팽창 단계가 일단 완료되면, 프로세서(19)는 밸브(23)를 개방하기 위한 명령들을 실행하고 그리고 블래더(3) 내의 압력이 강하되기 시작하여, 배기 단계를 시작한다. 블래더(3) 내의 압력이 하한 범위 압력(P1)(예를 들어, 하한 압력 범위(P1)가 주위 압력보다 높을 수 있다)에 도달하였다는 것을 압력 변환기(25)가 감지할 때까지 밸브(23)가 개방되어 유지되도록, 미리 결정된 압력 값들(P1, P2)이 설정될 수 있을 것이다. 변환기(25)가 P1 또는 그 미만의 압력을 측정할 때, 프로세서(19)가 밸브(23)를 폐쇄하기 위한 명령들을 실행하여, 블래더(3) 내의 압력이 상승되게 한다. 블래더(3) 내의 압력이 상한 범위 압력(P2)에 도달하거나 초과하였다는 것을 압력 변환기(25)가 감지할 때, 프로세서(19)가 밸브(23)를 개방하기 위한 명령을 실행하여, 블래더 내의 압력이 강하되게 한다. 블래더(3) 내의 압력이 P1 과 P2 사이의 압력 범위 내에서 같은 수준이 될(level out) 때까지, 프로세서(19)는 이러한 방식으로 밸브를 동작(즉, 밸브(23)를 반복적으로 개방 및 폐쇄)시키기 위한 명령들을 실행할 수 있다. 프로세서(19)는 또한 그러한 프로세서에 동작적으로 연결된 타이머(31)를 이용하여 규칙적인 간격들로 밸브(23)를 개방 및 폐쇄하기 위한 명령들을 실행할 수 있다. 예를 들어, 희망하는 잔류 압력이 블래더(3) 내에서 유지될 때까지, 프로세서(19)가 약 200 ms 마다 밸브(23)를 개방 및 폐쇄할 수 있다. 비록 도 2가 단일 블래더에 대한 시간의 함수로서 잔류 압력을 도시하고 있지만, 그러한 프로세스가 복수의 블래더들을 가지는 압박 장치들에서 이용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
도 3을 참조하면, 공압식 회로(101)가 3개의 블래더(103A, 103B, 103C)를 포함하고, 상기 블래더들의 각각이 전용 밸브(123A, 123B, 123C)와 유체 소통한다. 회로(1)의 부분들에 전반적으로 상응하는 회로(101)의 부분들에 대해서, 동일한 번호에 "100"을 더하여 부여할 것이다. 하나의 압력 변환기(125)가 블래더(103A, 103B, 103C)와 소통하는 매니폴드(127)와 유체 소통한다. 공기 공급부(121)가 튜빙(115)을 통해서 블래더(103A, 103B, 103C)로 압축 공기를 전달한다. 전술한 바와 같이, 회로(101)는 블래더(103A, 103B, 103C)를 희망하는 잔류 압력까지 배기시킬 수 있다. 예를 들어, 밸브들이 개방될 때마다, 목표 잔류 압력에 도달할 때까지 압력 변환기(125)가 상응하는 블래더 내의 압력을 측정한다. 각각의 밸브(123A, 123B, 123C)가 3-방향/2위치의 평상시 폐쇄형 솔레노이드 밸브이다. 이러한 밸브들의 각각이 3개의 포트를 포함하고 그리고 제 1 위치에서 제 2 포트(즉, 블래더 포트)와 유체 소통하도록 제 1 포트(즉, 유입구 포트)를 위치시키기 위해서 작동될 수 있다. 각각의 밸브는, 제 2 위치에서 제 3 포트(즉, 배기 포트)와 유체 소통하도록 제 2 포트를 위치시키기 위해서 추가적으로 작동될 수 있다. 각각의 밸브(123A, 123B, 123C)의 제 1 포트가 공기 공급부(121)와 유체 소통한다. 각각의 밸브(123A, 123B, 123C)의 제 2 포트가 각각의 블래더(103A, 103B, 103C)와 유체 소통하고 그리고 제 3 포트가 주변 대기와 유체 소통한다. 밸브들(123A, 123B, 123C)이 또한 다른 타입들이 될 수 있을 것이다.
각각의 블래더(103A, 103B, 103C) 내의 압력이 공통되는 또는 상이한 잔류 압력으로 제어될 수 있다. 각각의 블래더를 공통 잔류 압력으로 제어하기 위해서, 제어기(105)가 동시에 블래더(103A, 103B, 103C)를 배기하여 매니폴드(127)에서 균일한 압력을 생성할 수 있다. 매니폴드 압력은, 목표 잔류 압력에 도달할 때까지 밸브들(123A, 123B, 123C)을 동시에 개방 및 폐쇄함으로써 제어된다.
각각의 블래더들(103A, 103B, 103C) 내의 압력이 상이한 잔류 압력들로 제어될 수 있다. 블래더들(103A, 103B, 103C) 내의 압력을 상이한 잔류 압력들로 제어하기 위해서, 제어기(105)는 각각의 블래더를 독립적으로 배기시킨다(예를 들어, 제어기가 각각의 밸브를 독립적으로 개방 및 폐쇄하는 프로세스를 제어할 수 있다). 이는, 예를 들어, 각각의 블래더(103A, 103B, 103C) 내의 압력을 모니터링하기 위한 단일 압력 변환기의 이용을 도울 수 있다.
일부 실시예들에서, 제어기(105)는 블래더(103A, 103B, 103C)를 각각의 잔류 압력들로 순차적으로 배기시킨다. 이 실시예들에서, 제 1 블래더(103A)가 상응하는 밸브(123A)의 반복적인 개방 및 폐쇄에 의해서 배기된다. 압력 변환기(125)는 제 1 블래더(103A)에 상응하는 매니폴드(127) 내의 압력을 측정하고 그리고 블래더는, 밸브(123A)가 폐쇄되는 시점이 되는, 압력이 제 1 블래더에 대한 희망하는 잔류 압력에 도달할 때까지, 배기된다. 이어서, 제어기(105)가 제 2 블래더(103B)를 인덱싱(index)하고, 그리고 매니폴드(127) 내의 압력이 제 2 블래더에 대한 희망하는 잔류 압력에 도달할 때까지 제 2 블래더를 배기시킨다. 마지막으로, 제어기(105)는 제 3 블래더(103C)를 인덱싱하고 그리고 매니폴드(127) 내의 압력이 제 3 블래더에 대한 희망하는 잔류 압력에 도달할 때까지 제 3 블래더를 배기시킨다. 제어기(105)는, 블래더들 중 임의의 블래더 내에서 목표 잔류 압력에 도달하기 전에, 블래더들(103A, 103B, 103C) 사이에서 인덱싱할 수 있다. 제어기(105)는 또한 각각의 블래더(103A, 103B, 103C)를 동일한 또는 상이한 잔류 압력까지 순차적으로 배기시킬 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제어기(105)가 비-순차적인 순서로 블래더들(103A, 103B, 103C) 사이에서 인덱싱할 수 있다.
도 4를 참조하면, 각각의 블래더(203A, 203B, 203C)가 전용 밸브(223A, 223B, 223C) 및 전용 압력 변환기(225A, 225B, 225C)를 각각 구비한다는 것을 제외하고, 공압식 회로(201)가 회로(101)(도 3)와 유사하다. 회로(1)의 부분들에 전반적으로 상응하는 회로(201)의 부분들에 대해서, 동일한 번호에 "200"을 더하여 부여할 것이다.
각각의 블래더(203A, 203B, 203C)가 각각의 전용 압력 변환기(225A, 225B, 225C)로부터의 압력 판독값들을 이용하여 희망하는 잔류 압력으로 제어될 수 있다. 또한, 전용 압력 변환기를 가지는 것에 의해서, 제어기(205)가 공통되는 또는 상이한 잔류 압력으로 각각의 블래더(203A, 203B, 203C)를 동시에 배기시킬 수 있게 된다.
도 5를 참조하면, 공압식 회로(301)가 공통 매니폴드(327) 내의 압력을 제어하는 제 1 밸브(323A), 제 2 블래더(303B) 전용의 제 2 밸브(323B), 및 제 3 블래더(303C) 전용의 제 3 밸브(323C)를 포함한다. 단일 압력 변환기(325)가 매니폴드(327) 및 3개의 블래더(303A, 303B, 303C) 내의 잔류 압력을 측정한다. 제 1 밸브(323A)는 각각의 블래더로부터 회로의 외부로 공기를 배기시키기 위한 "배기 밸브"로서 기능한다. 도시된 실시예에서, 각각의 밸브(323A, 323B, 323C)가 2-방향/2-위치의, 평상시 폐쇄형 솔레노이드 밸브이다. 이러한 밸브들은 2개의 포트 즉, 유입구 포트 및 배출구 포트를 가지고, 그리고 밸브에 에너지공급될 때까지 폐쇄된다. 밸브들 (323A, 323B, 323C)이 또한 다른 타입의 밸브들이 될 수 있을 것이다. 회로(1)의 부분들에 전반적으로 상응하는 회로(301)의 부분들에 대해서, 동일한 번호에 "300"을 더하여 부여할 것이다.
배기 단계 동안에, 제어기(305)가 매니폴드(327) 및 3개의 블래더들(303A, 303B, 303C) 내의 잔류 압력을 제어하기 위해서 제 1 밸브(323A)를 이용한다. 압박 처치 동안에, 블래더들(303A, 303B, 303C) 및 매니폴드(327)가 모두 서로 개방되거나, 특정 경우들에서, 처치 중에 타이밍된 동작을 위해서 제어될 수 있을 것이다. 예를 들어, 제 2 밸브(323B) 및 제 3 밸브(323C)가 배기 동안에 개방되어 유지되도록, 제어기(305)에 의해서 지시받을 수 있다. 제어기(305)는 배기 단계 중에 3개의 블래더들 모두 내부의 잔류 압력을 제어하기 위해서 제 1 밸브(323A)를 개방 및 폐쇄할 수 있다. 제어기(305)는 또한, 배기 중에 제 2 밸브(323B) 및 제 3 밸브(323C)가 개방되어 유지되도록 그리고 제 1 밸브(323A)가 개방 및 폐쇄되도록 지시할 수 있다. 이러한 구성이 각각의 블래더들(303A, 303B, 303C) 내의 잔류 압력의 독립적인 제어를 허용하지 않지만, 이러한 구성은 단일 압력 변환기(325)로 구현될 수 있고, 이는 부가적인 압력 변환기들을 필요로 하는 구현예들에 대비하여 비용을 절감한다.
회로(301)는 또한 배기 단계 중에 배기 밸브(323A)만을 개방 상태로 유지하고 그리고 제 2 및 제 3 밸브들(323B, 323C)을 독립적으로 개방 및 폐쇄함으로써 동작될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 제어기(305)에 의해서 제 3 밸브(323C)가 폐쇄되고 그리고 제 2 밸브가 개방 및 폐쇄될 때, 제 1 및 제 2 블래더(303A, 303B) 내의 압력이 매니폴드(327) 내의 압력으로 정상화(normalize)될 것이고 그리고 제 1 및 제 2 블래더들 내의 잔류 압력이 동일해질 것이다. 제어기(305)가 제 2 밸브(323B)를 폐쇄하고 그리고 제 3 밸브(323C)를 인덱싱할 때, 제 3 밸브의 개방 및 폐쇄로 인해서 제 3 블래더(303C) 내의 압력이 매니폴드(327) 내의 압력으로 정상화될 것이고, 그에 따라 제 1 및 제 3 블래더들(303A, 303C) 내의 잔류 압력이 동일해질 것이다. 이러한 압력은 제 2 블래더(303B) 내의 압력과 같거나 상이할 수 있을 것이다. 밸브 파워 소모를 최적화하기 위해서, 압박 처치 시간에 대한 배기 시간의 길이에 의존하여, 밸브들(323A, 323B, 323C)이 평상시 개방형 또는 평상시 폐쇄형일 수 있다.
도 6을 참조하면, 회로(301)의 배기 밸브(323A)가 비례 제어 배기 밸브(423A)로 대체되었다는 것을 제외하고, 공압식 회로(401)는 회로(301)(도 5)와 유사하다. 회로(1)의 부분들에 전반적으로 상응하는 회로(401)의 부분들에 대해서, 동일한 번호에 "400"을 더하여 부여할 것이다.
도시된 실시예에서, 비례 제어 밸브(423A)가 3-방향/3-위치, 압전 밸브이다. 그러나, 그러한 밸브가 3-방향/2-위치, 압전 밸브(미도시) 또는 임의의 다른 적합한 비례 제어 밸브가 될 수 있을 것이다. 밸브(423A)와 같은 비례 밸브는 부분적으로 개방 및 폐쇄되어 밸브를 통과하는 유량 및 유속을 변화시킬 수 있을 것이다. 제어기(405)는, 블래더들(403A, 403B, 403C) 내의 잔류 압력을 제어하기 위해서 배기 단계 중에 밸브(423A)가 개방되는 정도를 제어할 수 있다. 제어기(405)는 배기 밸브(423A)를 부분적으로 개방할 수 있고, 그에 따라 블래더(403A, 403B, 403C)로부터 공기가 배기되는 속도가 블래더들/매니폴드(427) 내의 측정된 압력과 희망하는 잔류 압력 사이의 차이에 비례한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제어기(405)가 배기 밸브(423A)를 부분적으로 개방할 수 있고, 그에 따라, 공기가 블래더들/매니폴드로부터 배기되는 속도가 블래더들/매니폴드 내의 압력의 변화 속도에 비례한다. 통상적인 솔레노이드 밸브에 대비할 때, 밸브(423A)를 이용하는 비례 제어는 적은 파워를 이용하고 그리고 블래더(403A, 403B, 403C) 내의 치료적인 압박 압력과 희망하는 잔류 압력 사이의 매끄러운 전이를 도울 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 밸브(423A)를 이용하는 비례 제어가 필요에 따라서 사이클마다 블래더들(403A, 403B, 403C) 내의 잔류 압력을 변경할 수 있다. 솔레노이드 밸브들에 비교할 때, 이러한 밸브는 잔류 압력을 제어하기 위해서 반복적으로 폐쇄 또는 개방될 필요가 없다.
도 7을 참조하면, 수동 체크 밸브(529)가 배기 밸브(523A)의 하류에 위치된다는 것을 제외하고, 공압식 회로(501)는 회로(301)(도 5)와 유사하다. 제어기(505)는, 각각의 블래더들(503A, 503B, 503C) 내의 잔류 압력을 제어하기 위해서, 체크 밸브(529)를 제어한다. 회로(1)의 부분들에 전반적으로 상응하는 회로(501)의 부분들에 대해서, 동일한 번호에 "500"을 더하여 부여할 것이다.
배기 단계 중에, 제어기(505)가 배기 밸브(523A)를 개방할 때, 매니폴드(527) 내의 압력이 체크 밸브 열림(cracking) 압력(예를 들어, 체크 밸브의 제조 중에 설정된 압력) 미만으로 낮아질 때까지, 공기가 체크 밸브(529)를 통과한다. 열림 압력이, 예를 들어, 블래더들(503A, 503B, 503C) 내의 희망하는 잔류 압력을 기초로, 선택될 수 있을 것이다. 매니폴드(527) 내의 압력이 체크 밸브(529)의 열림 압력 미만으로 떨어질 때, 체크 밸브가 폐쇄되어, 매니폴드 내의 압력이 증가되게 한다. 매니폴드(527) 내의 압력이 열림 압력보다 더 높은 레벨까지 상승할 때, 체크 밸브(529)가 개방되어, 매니폴드 내의 압력을 감소시킨다. 그에 따라, 체크 밸브(529)는 그 열림 압력을 통해서 블래더들(503A, 503B, 503C) 내의 잔류 압력을 제어한다.
도 3을 다시 참조하면, 수동 체크 밸브(미도시)가 회로(201)의 각각의 밸브(223A, 223B, 223C)의 배출구에 (예를 들어, 매니폴드(227)와 각 밸브 사이에서) 부가될 수 있다. 3개의 체크 밸브들의 이용에 의해서, 각각의 블래더(203A, 203B, 203C)가 공통된 또는 상이한 잔류 압력으로 제어될 수 있다. 체크 밸브들이 수동형이기 때문에, 잔류 압력의 제어를 위해서 파워가 소비되지 않는다. 체크 밸브의 열림 압력이 고정되는 이러한 실시예들에서, 블래더에 대한 잔류 압력이 일정한 값이 된다.
도 8을 참조하면, 밸브들(623A 및 623B)이 3-방향/2-위치의 평상시 개방형 솔레노이드 밸브들이라는 것을 제외하고, 공압식 회로(601)가 회로(101)(도 3)와 유사하다. 회로(1)의 부분들에 전반적으로 상응하는 회로(601)의 부분들에 대해서, 동일한 번호에 "600"을 더하여 부여할 것이다. 밸브(623C)가 3-방향/2-위치의 평상시 폐쇄형 솔레노이드 밸브이다. 밸브들(623A, 623B, 623C)이 각각 블래더들(603A, 603B, 603C)과 연관된다. 체크 밸브(629)가 공기 공급부(621)와 매니폴드(627) 사이에 배치된다. 블래더(603A)가 대상의 발목에 압박을 적용할 수 있고, 블래더(603B)가 대상의 종아리에 압박을 적용할 수 있고, 그리고 블래더(603C)가 대상의 허벅지에 압박을 적용할 수 있다. 블래더들(603A, 603B)(예를 들어, 환자의 다리의 발목 및 종아리 주위에 배치된 블래더들)과 연관된 3-방향/2-위치 밸브들에 의해서, 팽창 단계들 사이에서 잔류 압력이 이러한 블래더들 내에서 유지될 수 있게 된다. 매니폴드(627) 내의 오리피스(633)가 블래더(603A, 603B, 603C)로부터 유체를 배기시키기 위한 오조작-방지 메커니즘을 제공할 수 있을 것이다. 오리피스(633)는, 팽창 사이클 중에 밸브들이 오작동하는 경우에 매니폴드를 배기시키는데 도움을 주기 위한, 매니폴드(627) 내의 작은 개구부이다. 오리피스(633)는, 예를 들어, 약 0.005 인치 직경 내지 약 0.2 인치 직경이 될 수 있을 것이다.
개시 내용의 범위로부터 벗어나지 않고도, 변경들 및 변형들이 가능하다는 것이 분명할 것이다.
본원 발명의 또는 본원 발명의 바람직한 실시예(들)의 요소들을 도입할 때, 관사들("a", "an", "the"), 및 "상기"("said)" 는 하나 이상의 요소들이 존재한다는 것을 의미하도록 의도된 것이다. "포함하는(comprising)", "가지는(including)", "구비하는(having)"이라는 용어는 포괄적인 것으로 의도된 것이고, 그리고 나열된 요소들 이외의 부가적인 요소들이 존재할 수 있다는 것을 의미한다.
전술한 내용을 고려할 때, 몇몇 목적들이 달성되고 그리고 다른 바람직한 결과들이 얻어진다는 것을 확인할 수 있을 것이다.
이러한 개시 내용의 범위로부터 벗어나지 않고도, 여러 가지 변경들이 상기 구성들 및 방법들에서 이루어질 수 있음에 따라, 상기 설명에 포함된 그리고 첨부 도면들에 도시된 모든 내용이 예시적인 것으로 해석되어야 할 것이고 그리고 제한적인 의미로 해석되지 않아야 할 것이다.
Claims (13)
- 대상의 신체 일부에 압박 처치를 적용하기 위한 압박 장치로서:
가압 유체를 공급하도록 구성된 제어기;
상기 제어기와 유체 소통하는 제 1의 팽창가능한 블래더로서, 상기 제어기로부터의 가압 유체가 상기 제 1의 팽창가능한 블래더에 의해서 수용될 수 있는, 제 1의 팽창가능한 블래더; 및
상기 제 1의 팽창가능한 블래더와 유체 소통하는, 3-방향/2-위치의 평상시 개방형 제1 밸브로서, 상기 3-방향/2-위치의 평상시 개방형 제1 밸브가 상기 제어기에 의해서 작동되어 상기 제 1의 팽창가능한 블래더로부터의 가압 유체의 배기를 제어할 수 있는, 3-방향/2-위치의 평상시 개방형 제1 밸브를 포함하며,
상기 3-방향/2-위치의 평상시 개방형 제1 밸브는 3개의 포트를 포함하고, 제1 위치에서는 제2 블래더 포트와 유체 소통하도록 제1 유입구 포트를 위치시키기 위해 작동하여 제어기를 제1의 팽창가능한 블래더와 유체 소통하도록 배치할 수 있고, 또한 제2 위치에서는 제3 배기 포트와 유체 소통하도록 제2 블래더 포트를 위치시키기 위해 작동하여 제1의 팽창가능한 블래더를 대기와 유체 소통하도록 배치할 수 있는, 압박 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제어기와 유체 소통하는 제 2의 팽창가능한 블래더로서, 상기 제어기로부터의 가압 유체가 상기 제 2의 팽창가능한 블래더에 의해서 수용될 수 있는, 제 2의 팽창가능한 블래더;
상기 제 2의 팽창가능한 블래더로부터 유체를 배기하기 위해서, 상기 제 2의 팽창가능한 블래더와 유체 소통하는, 3-방향/2-위치의 평상시 개방형 제2 밸브;
상기 제어기와 유체 소통하는 제 3의 팽창가능한 블래더로서, 상기 제어기로부터의 가압 유체가 상기 제 3의 팽창가능한 블래더에 의해서 수용될 수 있는, 제 3의 팽창가능한 블래더; 및
상기 제 3의 팽창가능한 블래더로부터 유체를 배기하기 위해서, 상기 제 3의 팽창가능한 블래더와 유체 소통하는, 제 3 밸브를 더 포함하며,
상기 3-방향/2-위치의 평상시 개방형 제2 밸브는 3개의 포트를 포함하고, 제1 위치에서는 3-방향/2-위치의 평상시 개방형 제2 밸브의 제2 블래더 포트와 유체 소통하도록 3-방향/2-위치의 평상시 개방형 제2 밸브의 제1 유입구 포트를 위치시키기 위해 작동하여 제어기를 제2의 팽창가능한 블래더와 유체 소통하도록 배치할 수 있고, 또한 제2 위치에서는 3-방향/2-위치의 평상시 개방형 제2 밸브의 제3 배기 포트와 유체 소통하도록 3-방향/2-위치의 평상시 개방형 제2 밸브의 제2 블래더 포트를 위치시키기 위해 작동하여 제2의 팽창가능한 블래더를 대기와 유체 소통하도록 배치할 수 있는, 압박 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 3 밸브는 3-방향/2-위치의 평상시 폐쇄형 밸브이고, 상기 3-방향/2-위치의 평상시 폐쇄형 제3 밸브는 3개의 포트를 포함하고, 제1 위치에서는 3-방향/2-위치의 평상시 폐쇄형 제3 밸브의 제2 블래더 포트와 유체 소통하도록 3-방향/2-위치의 평상시 폐쇄형 제3 밸브의 제1 유입구 포트를 위치시키기 위해 작동하여 제어기를 제3의 팽창가능한 블래더와 유체 소통하도록 배치할 수 있고, 또한 제2 위치에서는 3-방향/2-위치의 평상시 폐쇄형 제3 밸브의 제3 배기 포트와 유체 소통하도록 3-방향/2-위치의 평상시 폐쇄형 제3 밸브의 제2 블래더 포트를 위치시키기 위해 작동하여 제3의 팽창가능한 블래더를 대기와 유체 소통하도록 배치할 수 있는, 압박 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 블래더가 대상의 발목에 압박을 적용하도록 구성되고;
상기 제 2 블래더가 대상의 종아리에 압박을 적용하도록 구성되고; 그리고
상기 제 3 블래더가 대상의 허벅지에 압박을 적용하도록 구성되는, 압박 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 블래더들의 각각과 유체 소통하는 매니폴드; 및
상기 블래더들의 각각의 유체 압력을 측정하기 위해서 상기 매니폴드와 유체 소통하는 단일 압력 변환기를 더 포함하는, 압박 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 매니폴드의 상류에 상기 매니폴드와 유체 소통하는 체크 밸브를 더 포함하는, 압박 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 매니폴드가 블래더들로부터 유체를 배기시키기 위한 오조작-방지 오리피스(fail-safe orifice)를 형성하는, 압박 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제어기가 컴퓨터-실행가능 명령들을 실행하도록 구성된 프로세서를 구비하고, 상기 컴퓨터-실행가능 명령들이:
가압 유체의 공급원으로부터 대상의 신체의 일부 주위에 배치된 제 1의 팽창가능한 블래더로 가압 유체를 전달하기 위한 명령,
상기 배기 중에 상기 제 1의 팽창가능한 블래더로부터 가압 유체를 배기시키기 위한 명령,
상기 배기 중에 상기 제 1의 팽창가능한 블래더 내의 유체 압력을 모니터링하기 위한 명령, 그리고
적어도 부분적으로, 상기 모니터링되는 유체 압력을 기초로, 상기 제 1의 팽창가능한 블래더 내의 유체 압력을 제어하여 희망하는 잔류 압력 범위 내에서 유지하기 위해서 상기 제 1 밸브를 선택적으로 폐쇄하고 선택적으로 재개방하기 위한 명령을 포함하는, 압박 장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 희망하는 잔류 압력 범위가 1 내지 10 mmHg인, 압박 장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 프로세서가, 상기 제 1의 팽창가능한 블래더 내의 유체 압력을 희망하는 잔류 압력 범위 내에서 유지하기 위해서 상기 밸브를 선택적으로 폐쇄하고 재개방하는 것을 반복하는 것을 포함하는 컴퓨터-실행가능 명령들을 실행하도록 추가적으로 구성되는, 압박 장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 프로세서가, 상기 제 1의 팽창가능한 블래더 내의 유체 압력을 희망하는 잔류 압력 범위 내에서 유지하기 위해서 규칙적인 시간 간격으로 상기 밸브를 선택적으로 폐쇄하고 선택적으로 재개방하는 것을 포함하는 컴퓨터-실행가능 명령들을 실행하도록 추가적으로 구성되는, 압박 장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 규칙적인 시간 간격이 200 ms인, 압박 장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 유체 압력을 모니터링하기 위한 컴퓨터-실행가능 명령들이 상기 제 1의 팽창가능한 블래더와 유체 소통하는 압력 변환기로부터 신호를 수신하는 것을 포함하는, 압박 장치.
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