CN103357076A - 负压伤口治疗泵的节能控制*** - Google Patents

Abstract

一种用于医疗设备泵的操作***具有微处理器，其以使泵能量消耗最小并且使给所述泵供电的电池使用寿命最长的方式来控制泵部件的操作。与医疗设备泵相连的微处理器包括调制电路，该调制电路间歇地操作泵并且仅当压力传感器表示由泵施加的压力处于阈值时才操作。其它传感器的操作仅当需要来自该传感器的信息时才通电，而其它更必要的传感器通过调制电路间歇地操作。填充传感器间歇地操作，而倾斜传感器仅当从填充传感器接收到信号时才激活。光学传感器仅当从泵壳体上拆除罐时才激活，在此期间将泵断电。

Description

负压伤口治疗泵的节能控制***

相关申请的交叉参考

本申请要求2012年4月5日提交的美国临时专利申请号61/620,608的国内优先权，其全部内容通过引用纳入本文。

技术领域

本发明大体上涉及负压伤口治疗***，更具体地说涉及将控制能量消耗的控制***，该能量消耗来自启动负压泵操作的电池。

背景技术

负压伤口治疗包括绷带***，其应用到患者的伤口部位以产生围绕绷带***周边和围绕需治疗的伤口周边的密封。所述负压绷带***具有连接器，其连接到泵，所述泵将绷带***上抽真空，促使在伤口部位内的任意液体和分泌物通过连接连接器和泵的导管移向泵。将罐连接到所述导管，以在液体和分泌物到达泵之前进行截取，收集液体和分泌物直到罐填充到预定水平为止。优选地，当充满所述罐时，所述罐可以从泵壳体被移除并替换。

在2000年11月7日授权给Kenneth W.Hunt等的美国专利号6,139,982的专利中，公开了一种负压伤口治疗装置，其中将罐可拆卸地安装在泵壳体中，并通过导管连接到泵，以使罐内抽真空。用单独的导管连接罐到负压绷带***，从待治疗中的伤口抽取液体和分泌物到罐内。在导管连接罐和泵所在的罐的出口端提供过滤器，防止从绷带***收集到罐内的液体和分泌物进入泵内。

在2006年2月28日颁布的Thomas A.Boynton等的美国专利号7,004,915的专利中公开了一种罐，其通过第一导管连接到负压绷带***并通过第二导管连接到泵，所述泵通过第二导管在罐上施加负压，从而通过罐将第一导管和连接的绷带***抽真空。所述罐在第二导管与罐的连接处结合有第一和第二疏水性过滤器，这样第一疏水性的过滤器适合于作为罐的填充传感器，第二疏水性过滤器进一步防止从伤口部位收集的液体和分泌物污染泵。在第一和第二疏水性过滤器之间还设置有气味过滤器，以抵消收集到的伤口分泌物中产生的恶臭气体。

在2009年11月3日授权给Cesar Z.Lina等的美国专利号7,611,500的专利中，罐包括出口，其插支撑在泵壳体上的端口以连接罐和真空源。当罐正确地固定在端口上时，在泵壳体上运载的开关关闭。罐包括过滤器盖子，其允许泵通过端口端口从罐中吸取空气并对负压绷带***施加真空。罐还包括电容传感器的形式的填充传感器，其识别在罐内的电容变化，该变化对应于到达位于罐靠近出口的侧面的填充传感器液面。

2011年4月19日授予Thomas Lawhorn等人的专利号为7,927,319的美国专利公开了在负压绷带治疗设备中的泄漏检测***，该检测***检测泵的能量消耗并且与目标功率级进行比较，从而使用于比较泵的实际功率级与目标功率级的处理装置在预定时间内实际功率级大于目标功率级时引发警报，这表示在分泌液收集设备中存在泄漏。在2011年1月25日授予Christopher Locke等人的专利号为7,876,546的美国专利中公开了用于负压伤口治疗设备的模块部件***，其相应地由软件驱动控制***来操作。

在上述每种负压伤口治疗设备中，都是直接地从负压绷带抽取液体和分泌物进入收集液体和分泌物的罐中。典型地，液体和分泌物的移动是受限制的，通过疏水性过滤器防止液体和分泌物进入真空管，并进入泵中，从而防止污染泵。优选地当所述罐填满时，可从泵壳体拆卸和处理所述罐，用新罐替换。具体地，罐上具有填充传感器，罐的方向对于防止液体被填充传感器感测非常关键。

已知的许多市售负压伤口治疗***都是便携式设备，这意味着泵和罐足够地小，以便能够附着于患者，并随患者移动，从一个位置移动到另一个位置。用来操作泵的能源由电池或者电池组提供，这使得该负压伤口治疗设备能够完全便携。由存储能量有限的一次性电池给多部件设备供电是难以维持的。绷带的更换同时由医疗护理人员来进行，这时可以在不干扰负压伤口治疗操作的情况下很容易更换一次性电池。在每隔48-72个小时进行绷带更换的目标下，电池电能优选地在需要更换之前至少持续72个小时。

因此，需要为多部件负压伤口治疗设备提供控制***，从而提供节能功能以使得一次性电池能够使泵连续操作至少72个小时。还需要为负压伤口治疗设备提供软件驱动控制***，其可操作用于节省能量消耗。

发明内容

本发明的目的在于通过提供用于电池操作泵的节能操作***来克服现有技术的缺点。

本发明的另一目的在于提供用于负压伤口治疗***中的泵的节能操作***。

本发明的优点在于在不需要更换电池的情况下，电池供电泵的运行时间最长。

本发明的特征在于，操作***关闭泵的所有非必要零件直到需要该零件运行。

本发明的另一特征在于，泵的填充传感器间歇地运行来检测从负压绷带中收集液体的罐内的液位。

本发明的还一特征在于，只有从填充传感器接收到信号时才激活倾斜传感器。

本发明的还一特征在于，关闭显示屏直到需要从微处理器向负压伤口治疗设备的使用者发送消息。

本发明的另一优点在于，泵间歇地运行并且仅当压力传感器提供负压处于阈值的指示时才运行。

本发明的另一特征在于，用于确定罐是否正确安装于泵壳体上的光学传感器仅当罐泵壳体上脱离时激活，直到罐被正确安装。

本发明的还一特征在于，当光学传感器激活时泵不运行。

本发明的还一优点在于，使泵有效运行的同时泵的能量消耗最低。

本发明的还一目的在于，该泵包括控制泵运行的微处理器，该微处理器装有调制电路。

本发明的另一特征在于，调制电路根据用于与泵相关的医疗设备操作的微处理器的需要使得泵间歇性运行。

本发明的还一目的在于，提供具有操作***的医疗设备泵，该操作***结构牢固、易于维护并且使用简单有效。

通过提供用于医疗设备泵的操作***，根据本发明来实现上述和其他目的、特征和优点，其中微处理器以使泵能量消耗最小并且使给泵操作供电的电池使用寿命最长的方式控制泵的操作。与医疗设备泵相关的微处理器包括调制电路，该调制电路使泵间歇地运行并且仅当压力传感器指示泵施加的压力处于阈值时运行。其他传感器的运行仅当需要来自该传感器的信息时被供电，而其他更必要的传感器由调制电路间歇地操作。填充传感器间歇地运行，而倾斜传感器仅当从填充传感器接收到信号时被促动。光学传感器仅当从泵壳体拆除罐时激活，而每当激活光学传感器时该泵断电。

附图说明

下面通过结合附图给出的详细说明来更加全面地理解本发明的前文和其他目的、特征和优点。但是，要清楚理解的是，这些附图用于说明目的，而不是用来对本发明进行限定。

图1是结合本发明的原理的负压伤口***泵和罐的分解前视图；

图2是图1所示负压伤口***泵和罐的分解后视图；

图3是图1和2所示的泵和罐的左视图，但显示出罐刚刚接合到泵壳体上；

图4是图3所示的泵和罐的左视图，但示出的是罐将要插合在泵壳体上；

图5是具有装配好的泵和罐连接到负压绷带的负压伤口***的前视图；

图6为逻辑流程图，该流程图反映了在泵的控制下倾斜和填充传感器的操作；并且

图7为示意性方框图，该方框图显示出控制逻辑功能。

具体实施例

参考图1-5，可以最清楚地看到用于负压伤口治疗***10的泵。该***10包括安装在泵壳体12中的泵11，泵11从真空端口13抽真空，用于抽取来自负压绷带34的液体和分泌物，这将在下面进行详细的讨论。泵壳体12具有显示屏15和控制按钮16-19，用于启动泵11的运行和检测泵的功能。泵壳体12的顶面形成有插销栓14，以使罐20与泵壳体可操作地连通过程中保持在泵壳体上，这将在下文进行详细的描述。在实施例中，控制按钮16-19可以提供对于泵10的操作控制。控制按钮16可以用于设置泵10的操作压力。控制按钮17可用于打开或关闭泵10，来启动或停止负压治疗。控制按钮18可以限定运行方式，如泵10连续运行或者间歇运行。控制开关19可用于打开和关闭电子设备，在可以操作其他控制按钮16-18前需要给这些电子器件供电。

罐20是空心结构，用于收集和储存从负压伤口治疗绷带34抽取的液体和分泌物。罐20可拆卸地支撑在泵壳体12的安装架25上，并与泵壳体12可操作地配合，接受来自泵壳体的真空，并将真空施加到负压绷带34，以从负压绷带34抽取液体和分泌物。罐20上缘形成有插销构件22，以可定位地与在泵壳体12上的插销栓14啮合。同样，罐20的底面形成有安装调整片23，安装调整片23的大小适合于***到在壳壁架25中形成的定位槽24中，以将罐20固定到泵壳体12上，并确保罐20正确地安装在泵壳体12上。

罐20具有接收器端口26，当罐20正确地安装在泵壳体12上时，端口26与真空端口13对齐，这样泵11可以在罐20中产生真空。罐20也具有固位体孔27，接收在泵壳体12上的固位体调整片28，以稳定罐20在泵壳体12上的位置。在图3和4中示出将罐20安装在泵壳体12上的过程。首先，将罐20定位在泵壳体12的安装架25上，从而安装调整片23滑入相应的定位槽24。然后，将罐20绕安装调整片23旋转，直到插销22扣住插销栓14，确保将罐20固定在泵壳体12上。如果正确对准罐20，则固位体调整片28将插进相应的固位体孔27，为罐20提供相对于泵壳体12的横向稳定性。

因为需要真空端口13在接收器端口26内连接，以确保正确操作负压伤口治疗***10，所以泵壳体12具有光学传感器30，用于将红外光引导到安装在罐20上的反射器33上。如果反射器33没有正确对准，即垂直于光学传感器30，则红外线光束将不会反射回红外光学传感器30内。泵11可操作地连接到光学传感器30，从而需要收到反射器33的反射信号以激活泵11。优选地，光学传感器30将在显示屏15发出消息，来警告使用者罐20对准或者没有正确对准泵11。

如图5所示，一旦罐20正确地固定在泵壳体12上，泵11就可以自由地操作，并通过与接收器端口26啮合的真空端口13，在罐20内产生真空，而该真空反过来施加到连接到罐20的入口端口36并延伸至负压绷带34的导管35。液体和分泌物通过导管35被抽取到罐20内，并下降到罐20底部。优选地，在接收器端口26的内侧使用疏水性过滤器（没有示出），以防止液体和分泌物通过真空端口13进入泵11中。

罐20具有一对电阻型填充传感器38，其伸入罐20的内部并通过接触37连接至安装在泵壳体12内的微处理器51，如在图7的示意性方框图中所示。填充传感器38定位在邻近光学传感器30和反射器33的位置，并给微处理器51提供信号，表示液体正在交叉连通这两个填充传感器38，这使得电流能够从一个填充传感器38流向另一个。填充传感器38被罐20内的液体占据时，电路完成向微处理器51发信号。此外，泵壳体12支撑倾斜传感器39，倾斜传感器39可以测定泵壳体12的方向和角度，因此罐20是定向的。来自倾斜传感器39和填充传感器38的信号都被发送到微处理器51，以控制泵11的操作功能。

如图6中可以看到的，来自填充传感器38和倾斜传感器39的合并信号，将控制泵11的运行。当罐定向在垂直位置时，负压治疗***10，具体地说泵11和罐20，将最高效地运行。因此，当罐20没有在垂直位置时，使用者需要被告知方向不恰当，以便使用者可以调整罐20的方向。优选地，倾斜传感器39将能确定倾斜的角度，但是相对于完全准确将具有一定的偏差。例如，鉴定为罐20在垂直方向可以包括正负几度的垂直方向。

如图6所示，程序40起始于带有询问功能，以便知道倾斜传感器39是否激活的步骤41。如果倾斜传感器39没有激活，则在步骤42的下一个询问，确定填充传感器38是否已经激活。如果填充传感器没有激活，则泵11的运行将如预定的继续。如果填充传感器38已经在步骤42激活，程序将延迟12秒，然后在步骤43确保填充传感器38不是被罐20内的液体的飞溅而激活，飞溅的液体会导致虚假警报。在延迟电路时间届满后，程序40将在步骤43询问填充传感器38或者倾斜传感器39的状态是否有变化。如果在步骤43确定没有状态变化，则然后泵11自动地在步骤45关闭，因为罐20充满。如果在步骤43状态已有变化，则在步骤41程序再一次启动。

如果在步骤41，倾斜传感器39已经激活，则程序延迟激活8秒，来预防由于罐20的移动，液体飞溅到填充传感器38，发出错误信号。然后在步骤44，程序询问倾斜传感器38状态是否有变化。如果在步骤44倾斜传感器39状态已有变化，则程序返回步骤41来询问倾斜传感器39是否已经激活。如果在步骤44对询问的答复是否定的，则程序40在步骤46询问填充传感器38，以判断填充传感器38是否已经激活。如果填充传感器38没有激活，则程序在步骤47触发警报，优选地包括听觉和视觉警报，来通知使用者重新定向罐20，同时暂停泵的运行直到罐返回到垂直方向。

然后程序40返回到步骤44，判断倾斜传感器39的状态是否已变化。只有在步骤44，倾斜传感器39的状态已有变化，才会切断警报，泵才会恢复运行。如果在步骤46填充传感器38已经激活，则也会触发警报并暂停泵11的运行。如果在步骤49中，填充传感器的状态已变化60秒，则程序返回步骤41，来确定倾斜传感器38是否仍然是激活的。如果在步骤49填充传感器38和倾斜传感器39都是激活的，则程序将在步骤45自动关闭泵11。

现在参考图7中控制***50的示意图，本领域技术人员可以看到微处理器51接收来自填充传感器38和倾斜传感器39的输入，以按照上述方式控制泵11的连续运行。此外，光学传感器30连接至微处理器51，来控制泵11的初始启动。没有来自光学传感器30的信号确认，微处理器51不会允许泵11开始运行。微处理器51还接受来自压力传感器55的信号，以监测通过真空端口13施加的负压。如果压力显著上升或下降，则泵11将停止运行，并通过显示屏15提供信息，告知使用者压力存在问题。压力存在问题可能由泵11、***导管35运行有误，或者罐20溢出或者其他事情的故障引起。通过LCD显示屏15向使用者提供警报或者错误信息等可视显示，同时通过可操作地连接到微处理器51的蜂鸣器59向使用者提供听觉的警报或者信号。

控制***50由软件驱动微处理器51操作以按照节约一次性电池57的能量消耗的方式控制负压伤口治疗***10的各个部件。优选地，将需要电源操作的部件包括泵11、阀门53、警报器59和LCD显示屏15选择为用于***10的低能量消耗类型，LCD显示屏15包括LED指示灯和屏幕背光源。泵11为能量消耗最高的部件，用来从绷带34将液体和分泌物抽入至罐20中以便从***10中收集并移除。为了控制泵11的能量消耗，微处理器51装有调制电路，该调制电路可操作用于只有当压力传感器55感测到罐20的压力已经降至低于阈值时才驱动泵。因此，泵11不是连续操作，而是间歇操作，以维持罐20和通向绷带34的导管35内有效的操作真空。

在该***10中的所有关键部件都由存储在微处理器51中的软件按照这样的方式控制，即，每个部件仅当负压伤口治疗***10的操作需要该部件时才接通进行操作。阀门53可操作地与泵11相连以在需要泵11提高施加于罐20的负压水平时打开和关闭。因此，阀门53仅当由压力传感器55限定的泵11的操作需要时才打开。另外，不是所有传感器电路在***10的操作期间都是激活的，除非***10的操作需要该电路。例如，用于光学传感器30的电路仅当罐20脱离泵壳12时激活。用于倾斜传感器39的电路直到填充传感器38表示罐20看来已充满时关闭。然后，倾斜传感器39和填充传感器38如图6所示操作。LCD显示器15可以关闭，除非微处理器51确定需要向使用者发送例如出错信息的消息时，或除非使用者正在选择控制按钮16-18之一进行调整或问询***时启动。

关闭对于负压伤口治疗***10的操作不是完全必要的部件的另一个好处在于，***10的操作更安静。通过间歇地操作泵11，泵11的整体噪声明显低于连续操作的泵11。另外，关闭关键部件和非必要电路也降低了噪声。因此，微处理器51的节能功能将提供更安静的操作***10。

上文以基本实施例或特定实施例描述了本申请的发明。虽然本发明已经通过优选的实施例进行了阐述，但是本领域技术人员所知道的各种替代变形也在本公开的范围内。

Claims (20)

1. 一种给绷带提供真空的操作泵的方法，所述泵包括壳体，所述壳体上安装有用于存储从所述绷带获得的液体和分泌物的可拆卸罐，所述方法包括以下步骤：

提供包括调制电路的微处理器控制；

通过所述微处理器间歇地操作所述泵并且仅当与施加于所述绷带上的真空相关的压力传感器指示真空的负压处于阈值时才操作所述泵；并且

仅当所述微处理器从填充传感器接收到表示填充传感器被所述罐内的液体激活的信号时才通过所述微处理器激活与所述泵相连的倾斜传感器。

2. 如权利要求1所述的方法，其中所述填充传感器通过所述微处理器间歇地激活以检测所述罐内的液体水平。

3. 如权利要求1所述的方法，其中所述微处理器关闭所述泵的所有部件直到需要维持所述绷带的运行。

4. 如权利要求1所述的方法，其中所述泵包括位于所述泵和所述绷带之间、用于将所述绷带内的负压与所述泵隔离的阀门，所述阀门在所述泵运行时通过所述微处理器打开。

5. 如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

关闭显示屏，直到所述微处理器确定需要给使用者发送消息。

6. 如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

仅当所述罐与所述壳体脱离时通过所述微处理器给光学传感器供电。

7. 如权利要求6所述的方法，其中所述微处理器在给所述光学传感器供电时不会进行所述操作步骤。

8. 一种给负压伤口治疗绷带提供真空的泵，所述泵包括壳体，所述壳体上安装有用于存储从所述绷带获得的液体和分泌物的可拆卸罐，所述泵包括：

填充传感器，与所述罐可操作地连接以提供在所述罐内的液体达到所述填充传感器的填充指示信号；

倾斜传感器，与所述泵可操作地连接以提供所述泵未以垂直方向定位的倾斜指示信号；

显示屏，提供与所述泵的运行相关的信息；

阀门，所述阀门设置于所述泵和所述绷带之间，用于将所述绷带内的负压与所述泵隔离；

光学传感器，所述光学传感器安装在所述泵壳体上并与所述罐相关联以提供所述罐被正确安装在所述泵壳体上的指示；

压力传感器，所述压力传感器与所述泵连接以提供施加于所述绷带上的真空的指示；以及

包括调制电路的微处理器控件，用于使所述泵间歇运行并且仅当所述压力传感器表示施加于所述绷带上的负压处于阈值时运行。

9. 如权利要求8所述的泵，其中所述微处理器与所述填充传感器连接以间歇地给所述填充传感器供电。

10. 如权利要求9所述的泵，其中所述微处理器与所述倾斜传感器连接以仅当所述微处理器从所述填充传感器接收到表示所述填充传感器由所述罐内的液体激活的信号时给所述倾斜传感器供电。

11. 如权利要求8所述的泵，其中所述微处理器与所述阀门连接以当所述泵通过所述调制电路运行时打开所述阀门。

12. 如权利要求8所述的泵，其中所述微处理器与所述显示屏连接以关闭所述显示屏，除非需要在所述显示屏上显示消息。

13. 如权利要求8所述的泵，其中所述微处理器与所述光学传感器连接以仅当所述罐与所述泵壳体脱离时给所述光学传感器供电。

14. 如权利要求13所述的泵，其中所述微处理器当给所述光学传感器供电时将所述泵断电。

15. 一种电池供电医疗设备的操作方法，所述医疗设备具有微处理器和与连接所述微处理器的操作部件，所述方法用于使电池电量消耗最小，该方法包括以下步骤：

给所述微处理器提供调制电路；

根据用于操作所述医疗设备的所述微处理器的需要，通过所述调制电路间歇地操作所述医疗设备和选择的所述操作部件。

16. 如权利要求15所述的方法，其中所述医疗设备为用于给相关的负压伤口治疗设备提供真空的泵，仅当与施加在所述负压伤口治疗设备上的真空相关的压力传感器表示所述真空的负压处于阈值时，所述调制电路给所述泵的操作供电。

17. 如权利要求16所述的方法，其中所述操作部件中的两个包括与所述泵相连以当所述泵处于非垂直位置时给所述微处理器提供信号的倾斜传感器和当与所述泵相连的罐被来自所述负压伤口治疗设备的操作的液体充满时给所述微处理器提供信号的填充传感器，所述方法还包括以下步骤：

通过所述调制电路间歇地操作所述填充传感器以检测所述罐内的液体水平；并且

仅当所述微处理器从所述填充传感器接收到表示其由所述罐内的液体激活的信号时激活所述倾斜传感器。

18. 如权利要求17所述的方法，还包括以下步骤：

关闭与所述泵相连的显示屏，直到所述微处理器确定需要向所述负压伤口治疗设备的使用者发送消息。

19. 如权利要求17所述的方法，其中所述泵包括使得施加于所述负压伤口治疗设备上的真空与所述泵隔离的阀门，所述阀门在所述泵运行时通过所述微处理器打开。

20. 如权利要求17所述的方法，还包括以下步骤：

仅当所述罐与所述泵脱离时通过所述微处理器给所述光学传感器供电，所述微处理器只要给所述光学传感器供电就将所述泵断电。

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