СИСТЕМА ЛЕЧЕНИЯ ПОНИЖЕННЫМ ДАВЛЕНИЕМ, ИМЕЮЩАЯ ВОЗМОЖНОСТИ СНЯТИЯ БЛОКИРОВКИ И ЗАЩИТЫ ДАВЛЕНИЯ С ДВОЙНОЙ ЗОНОЙ
UNBLOCKING LOW-PRESSURE THERAPY SYSTEM WITH ENABLED DOUBLE ZONE PRESSURE PROTECTION

Предпосылки изобретения
1. Область Изобретения
Настоящее изобретения относится в целом к устройствам лечения ткани, конкретно к системе лечения пониженным давлением, имеющей возможности снятия блокировки и защиты давления с двойной зоной.
2. Описание Уровня Техники
Клинические исследования и практика показали, что приложение пониженного давления вблизи участка ткани увеличивает и ускоряет рост новой ткани на указанном участке ткани. Возможные приложения этого явления многочисленны, но одно конкретное применение пониженного давления включает лечение ран. Это лечение (часто упоминаемое в медицинском сообществе как «терапия раны отрицательным давлением», «терапия пониженным давлением» или «вакуумная терапия») обеспечивает много преимуществ, включая миграцию эпителиальных и подкожных тканей, улучшенный кровоток и микродеформации ткани на участке раны. Вместе все эти преимущества приводят к улучшенному развитию гранулированной ткани и к снижению времени заживления раны.
Хотя пониженное давление может оказывать благотворное влияние на рану и в других случаях, в которых наблюдается увеличенный рост ткани, величиной пониженного давления, приложенного к участку ткани, необходимо управлять, чтобы предотвратить повреждение ткани и возможность чрезмерного кровотечения. Для систем, которые обеспечивают терапию пониженным давлением, обычным делом является развитие блокировок. Обычным способом для борьбы с этими блокировками является приложение дополнительного отрицательного давления. Это дополнительное отрицательное давление может представлять опасность для безопасного использования этих устройств. Таким образом, для системы лечения пониженным давлением и способа существует потребность равномерного распределения приложения пониженного давления для стимулирования роста ткани, предотвращая при этом чрезмерное приложение пониженного давления, которое может привести к повреждению ткани.
Сущность изобретения
Проблемы, состоящие в управлении давлениями, приложенными системой лечения ткани, решаются системами и способами, выполненными в соответствии с настоящим изобретением. В одном варианте выполнения предусмотрена система лечения пониженным давлением, содержащая источник пониженного давления, проточно сообщающийся с участком ткани. Предусмотрено измерительное устройство, находящееся в сообщении с источником пониженного давления и предназначенное для измерения давления источника в источнике пониженного давления. Устройство для обработки данных находится в сообщении с измерительным устройством и предназначено для определения разности давлений между давлением источника и требуемым давлением на участке ткани. Устройство для обработки данных дополнительно находится в сообщении с источником пониженного давления и предназначено для регулирования давления источника, приложенного источником пониженного давления. Давление регулируют таким образом, чтобы разность давлений не превышала (а) первую максимальную разность давлений, если между источником пониженного давления и участком ткани имеется блокировка, и не превышала (b) вторую максимальную разность давлений, если между источником пониженного давления и участком ткани нет никакой блокировки.
В соответствии с другим вариантом выполнения настоящего изобретения предусмотрен способ лечения участка ткани. Способ включает приложение пониженного давления к участку ткани с помощью источника пониженного давления. Давление источника контролируют в источнике пониженного давления, а также определяют разность давлений между давлением источника и требуемым давлением на участке ткани. Если между источником пониженного давления и участком ткани имеется блокировка, то разность давлений ограничивают первой максимальной разностью давлений. Если между источником пониженного давления и участком ткани нет никакой блокировки, то разность давлений ограничивают второй максимальной разностью давлений.
В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения предусмотрена система лечения пониженным давлением, содержащая средство приложения пониженного давления к участку ткани и средство осуществления контроля за давлением источника в средстве приложения пониженного давления. Система дополнительно содержит средство определения разности давлений между давлением источника и требуемым давлением на участке ткани. Предусмотрено средство ограничения разности давлений первой максимальной разностью давлений, если между участком ткани и средством приложения пониженного давления имеется блокировка. Система дополнительно содержит средство ограничения разности давлений второй максимальной разностью давлений, которая выше, чем первая максимальная разность давлений, если между участком ткани и средством приложения пониженного давления нет никакой блокировки.
Другие предметы, признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидными со ссылками на чертежи и их детализированные описания, которые следуют далее.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 иллюстрирует схематическую систему лечения пониженным давлением, содержащую узел терапии пониженным давлением в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.
Фиг.2 изображает блок-схему узла терапии пониженным давлением, изображенного на Фиг.1.
Фиг.3 иллюстрирует блок-схему иллюстративного способа лечения участка ткани в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.
Детальное описание предпочтительного варианта выполнения
В последующем детальном описании предпочтительных вариантов выполнения ссылка сделана на сопровождающие чертежи, которые являются частью этого описания и на которых посредством иллюстрации показаны конкретные предпочтительные варианты выполнения, в которых может быть осуществлено изобретение. Эти варианты выполнения описаны в достаточных деталях, чтобы позволить специалистам осуществить изобретение на практике, при этом подразумевается, что могут быть осуществлены и другие варианты выполнения, и что могут быть выполнены логические, структурные, механические, электрические и химические изменения, не отступая от сущности или объема изобретения. Чтобы избежать деталей, не нужных специалистам для осуществления изобретения, в описании может быть опущена конкретная информация, известная специалистам. Последующее детальное описание не должно поэтому пониматься в ограничивающем смысле, при этом область настоящего изобретения определяется только приложенной формулой изобретения.
Термин «пониженное давление», как он здесь используется, в целом относится к давлению, меньшему, чем давление окружающей среды на участке ткани, который подвергается лечению. В большинстве случаев это пониженное давление будет меньше, чем атмосферное давление, в котором расположен пациент. Хотя термины «вакуум» и «отрицательное давление» могут быть использованы, чтобы описывать давление, приложенное к участку ткани, фактическое давление, приложенное к участку ткани, может быть значительно меньше, чем давление, обычно приписываемое полному вакууму. В соответствии с этой спецификацией увеличение пониженного давления или вакуумного давления относится к относительному уменьшению абсолютного давления, тогда как уменьшение пониженного давления или вакуумного давления относится к относительному увеличению абсолютного давления.
Термин «участок ткани», как он здесь используется, относится к ране или дефекту, расположенному на любой ткани или внутри нее, включая, но не ограничиваясь этим, костную ткань, жировую ткань, мышечную ткань, кожную ткань, сосудистую ткань, соединительную ткань, хрящи, сухожилия или связки. Термин «участок ткани» может дополнительно относится к областям любой ткани, которые не обязательно поражены или дефектные, но являются вместо этого областями, в которых желательно усилить или стимулировать рост дополнительной ткани. Например, лечение ткани пониженным давлением может использоваться в конкретных областях ткани, чтобы вырастить дополнительную ткань, которая может быть собрана и пересажена в другое место ткани.
Со ссылкой на Фиг.1 показана система 100 лечения пониженным давлением, выполненная в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения, которая предназначена для доставки пониженного давления к участку 102 ткани пациента. Система 100 лечения пониженным давлением содержит источник 104 пониженного давления, проточно сообщающийся с помощью трубопровода 108 с контейнером 112. Контейнер 112 проточно сообщается с помощью трубопровода 116 с переходником 120 магистрали, который находится в контакте и проточном сообщении с распределительной магистралью 124. Распределительная магистраль 124 помещена в контакте с участком 102 ткани. На распределительной магистрали 124 размещена хирургическая салфетка 128, которая предпочтительно герметизирована с тканью, окружающей периметр указанного участка 102 ткани. Переходник 120 магистрали предпочтительно выступает через хирургическую салфетку 128, которая выполнена герметичной с переходником 120 магистрали. Хирургическая салфетка 128 может быть изготовлена из непроницаемого или полунепроницаемого материала, чтобы способствовать поддержанию пониженного давления на участке 102 ткани.
Распределительная магистраль 124 прежде всего обеспечивает распределение пониженного давления на участке 102 ткани, переправляя эксудаты и другие жидкости от участка 102 ткани, вызывая микродеформацию на участке 102 ткани и способствуя созданию хирургической салфеткой 128 места, в котором поддерживается пониженное давление. На практике распределительная магистраль 124 обычно представляет собой пенопласт с открытыми порами, такой как пенополиуретан пониженной плотности или пенополивинилалкоголь. Пенопласт с открытыми порами, помещенный в контакт с тканью 102, имеет размер, соответствующий участку 102 ткани, и затем его периодически заменяют меньшими частями пенопласта по мере того, как ткань начинает расти и участок 102 ткани становится меньше. Частая замена пенопласта с открытыми порами необходима, чтобы минимизировать врастание ткани внутрь пор пенопласта. Несмотря на традиционное использование пенопласта с открытыми порами, в качестве сменных распределительных магистралей может быть использовано много других альтернативных материалов, включая марлю и любые другие материалы, способные к обеспечению характеристик распределения. Точно так же в качестве распределительной магистрали могут быть использованы незаменяемые, биологически совместимые материалы, чтобы потом их оставить на месте на участке 102 ткани. В большинстве случаев эти биологически совместимые материалы будут служить площадками для роста новой ткани, и если эти материалы являются саморассасывающимися, то они будут поглощены телом пациента во время или после лечения.
Система 100 лечения пониженным давлением дополнительно содержит первое измерительное устройство 132, находящееся в сообщении с участком 102 ткани и предназначенное для измерения давления на участке 102 ткани. Второе измерительное устройство 136 находится в сообщении с источником 104 пониженного давления и предназначено для измерения давления источника в источнике 104 пониженного давления. Первые и вторые измерительные устройства 132, 136 могут быть датчиками давления или датчиками любого другого типа, способными к определению давления текучей среды (то есть жидкости или газа). Первое и второе измерительные устройства 132, 136 могут содержать устройства обработки данных (не показаны), чтобы способствовать сбору, интерпретации, приведению к требуемым условиям или передаче данных. Физическая связь между измерительными устройствами 132, 136 и элементами текучей среды системы 100 лечения пониженным давлением может меняться в зависимости от типа измерительного устройства 132, 136, которое используется. Точно так же физическое местоположение, в котором каждое измерительное устройство 132, 136 соединяется с элементами текучей среды системы 100 лечения пониженным давлением, может меняться до тех пор, пока определяется требуемое давление или его приближение. Первое измерительное устройство 132 проиллюстрировано на Фиг.1, как физически соединенное с трубопроводом 116 вблизи переходника 120 магистрали. Хотя это является лишь одной из возможных конфигураций, в другом варианте выполнения первое измерительное устройство 132 является датчиком давления и проточно сообщается через измерительный просвет трубопровода 116 с местом ниже хирургической салфетки 128. Путем выполнения нескольких просветов в трубопроводе 116 (по меньшей мере одного для доставки пониженного давления и по меньшей мере одного для измерения давления на участке ткани) первое измерительное устройство 132 может быть расположено дистанционно от участка 102 ткани. Первое измерительное устройство 132 может быть размещено в различных местах, пока давление на участке ткани, определенное первым измерительным устройством 132, по существу приблизительно равно давлению, которому подвержен участок 102 ткани.
Что касается второго измерительного устройства 136, то второе измерительное устройство 136 может быть соединено с трубопроводом 108 (проиллюстрирован на Фиг.1) или с контейнером 112 для определения давления источника, которое соответствует пониженному давлению, которое создается источником 104 пониженного давления. В качестве альтернативы второе измерительное устройство 136 может быть помещено в сообщение с выходным отверстием источника 104 пониженного давления, чтобы непосредственно измерять величину давления вакуума, создаваемого источником 104 пониженного давления.
Все еще со ссылкой на Фиг.1, но также и на Фиг.2, источник 104 пониженного давления и контейнер 112 могут содержаться внутри узла 140 терапии пониженным давлением или быть установленными на этом узле. Узел 140 терапии может также содержать первое и второе измерительные устройства 132, 136, а также устройство 210 для обработки данных, которое выполняет программу 214. Устройство 210 для обработки данных может быть выполнено с одним или большим количеством процессоров, которые являются одного и того же или различного типа. Например, устройство 210 для обработки данных может содержать один или большее количество процессоров, логику, аналоговые компоненты или любую другую электронику, которая позволяет получать сигналы, включая информацию, такую как давление жидкости на участке ткани.
Устройство 210 для обработки данных дополнительно может находиться в сообщении с (i) памятью 218 для хранения данных и кодов программы, (ii) устройством 222 ввода/вывода (I/O) для общения с другими устройствами и системами, такими как клапаны или измерительные устройства, беспроводным образом, через провод или через входное устройство памяти (не показано), (iii) узлом 226 хранения, который может хранить одну или большее количество баз 228а-228n данных (все вместе 228), таких как база данных, имеющая один или большее количество файлов, (iv) электронным дисплеем 232, который может, а может и не быть сенсорным, и (v) сигналом 236, который выполнен с возможностью оповещения пользователя узла 140 терапии пониженным давления, используя аудио-, визуальные или другие сигналы. Программное обеспечение 214 может быть выполнено, чтобы взаимодействовать с каждым из других устройств (например, электронным дисплеем 232), чтобы разрешить управление и наблюдение за лечением пониженным давлением.
Устройство 210 для обработки данных находится в сообщении с первым и вторым измерительными устройствами 132, 136, чтобы управлять приложением пониженного давления источником 104 пониженного давления. При работе расчетное давление предписано (предпочтительно доктором или другим лицензированным медперсоналом) для подачи к участку 102 ткани. Расчетное давление является «требуемым» пониженным давлением, которому должен быть подвержен участок 102 ткани. Требуемое давление участка ткани изменяется от участка к участку ткани, но в целом выбирается, основываясь на типе ткани, составляющей участок ткани, типе повреждения ткани или раны (если имеется), состоянии здоровья пациента и предпочтении лечащего врача. После выбора требуемого давления участка ткани источник 104 пониженного давления приводится в действие, чтобы достигнуть требуемого давления на участке ткани в ране. Во многих случаях источник 104 пониженного давления должен работать при более высоком пониженном давлении (то есть более низком абсолютном давлении), чем требуемое давление на участке ткани, из-за потери давления между источником 104 пониженного давления и участком 102 ткани. Помимо этого гидростатическое давление эксудатов и других жидкостей внутри трубопроводов может привести к снижению давления вакуума на участке 102 ткани. На Фиг.1 высота Н контейнера 112 над участком 102 ткани определяет величину гидростатического давления, приложенного к участку 102 ткани жидкостью в трубопроводе 116. Для эксудатов и жидкостей с плотностью, близкой к плотности воды, гидростатическое давление, приложенное одним футом жидкости, равняется почти 25 мм ртутного столба. Некоторые жидкости, оттянутые из участка ткани, могут быть более тяжелыми или более вязкими, чем вода, и поэтому иметь более явный эффект на потери давления на участке 102 ткани.
Как пример возможных потерь давления, вызванных весом жидкости в трубопроводах, предписанное расчетное давление для конкретного участка ткани может быть -125 мм ртутного столба. Если контейнер 112 размещен на четыре фута выше участка ткани, и если трубопровод 116 между контейнером 112 и участком 102 ткани полностью заполнен жидкостью, то гидростатическое давление, приложенное этой жидкостью, может быть почти 100 мм ртутного столба. Этот конкретный пример может быть очень общим, если участок ткани расположен на нижней конечности пациента, такой как ступня, а контейнер 112 установлен рядом с головой пациента или выше нее (например, на штативе для внутривенных вливаний, когда пациент находится в инвалидном кресле). Если гидростатическое давление жидкости в трубопроводе 116 равно приблизительно 100 мм ртутного столба, необходимо приложить давление источника, равное приблизительно -225 мм ртутного столба, чтобы давление на участке ткани равнялось -125 мм ртутного столба.
Другим фактором, который может уменьшить давление на участке ткани (относительно давления источника), является блокировка трубопровода между участком 102 ткани и источником 104 пониженного давления. Разность давлений между давлением, доставляемым источником 104 пониженного давления (то есть давлением источника), и требуемым давлением на участке 102 ткани важно контролировать из-за возможности того, что разность давления по меньшей мере частично вызывается блокировкой. Если имеется блокировка, то с очевидностью важно снять блокировку как можно скорее. Блокировки мешают приложению предписанных расчетных давлений, что приводит к задержкам лечения и более медленному заживлению. С другой стороны, попытка снять блокировку, прикладывая дополнительное давление к трубопроводам, может быть опасной, если разность давления через блокировку становится слишком большой. Когда блокировка снята в присутствии высокого пониженного давления (относительно участка ткани), это высокое пониженное давление почти мгновенно сообщается к участку ткани. Быстрое образование дополнительного пониженного давления на участке ткани может привести к повреждению тканей и вызвать чрезмерное кровотечение.
Описанная здесь система 100 лечения пониженным давлением предусматривает защиту против повреждения участка 102 ткани, вызванного высокими отрицательными давлениями, обеспечивая одновременно способность преодолевать высокие гидростатические давления при нормальных (без блокировок) условиях. Система 100 использует «двойной зональный» подход, в котором разность давлений между давлением источника и требуемым давлением на участке ткани контролируется, а затем сравнивается с одной из двух максимальных разностей давлений, в зависимости от того, имеется блокировка или нет. Более конкретно, если требуемое давление на участке ткани для участка 102 ткани не было удовлетворено, то давление источника в источнике 104 пониженного давления увеличивается и контролируется вторым измерительным устройством 136. По мере того, как давление источника продолжает увеличиваться, определяется разность давлений между давлением источника и требуемым давлением участка ткани. Разность давлений может быть вычислена устройством 210 для обработки данных после получения данных от второго измерительного устройства 136. Пока разность давлений не превышает первую максимальную разность давлений, система 100 лечения пониженным давлением предпринимает попытку достигнуть требуемого давления на участке ткани для участка 102 ткани. Первое измерительное устройство 132 продолжает контролировать участок 102 ткани, чтобы определить достигает ли давление на участке 102 ткани требуемого давления на участке ткани.
Источнику пониженного давления не разрешается продолжать увеличивать давление источника неограниченное время. Вместо этого давление источника ограничивается, основываясь на разности давлений между давлением источника и требуемым давлением участка ткани. В начальном режиме «безопасном» или «зеленозональном» режиме работы разности давлений не позволяется превысить первую максимальную разность давлений. Было найдено, что внезапное снятие блокировки может привести к приложению давления источника непосредственно к участку раны. Поэтому необходимо ограничить абсолютное давление источника безопасной разностью давлений выше требуемого давления участка ткани. Клиническая практика показала, что приблизительно 50 мм ртутного столба является безопасной величиной разности давлений, при этом в одном варианте выполнения первая максимальная разность давлений установлена приблизительно в 50 мм ртутного столба. Более конкретно, для большинства участков ткани мгновенное изменение пониженного давления приблизительно на 50 мм ртутного столба не будет наносить повреждение участку ткани. Во многих случаях «блокировки» разность давлений в 50 мм ртутного столба или менее достаточна, чтобы снять блокировку. Однако в случае, когда блокировка не снята этой величиной разности давлений, система 100 лечения пониженным давлением не позволит дальнейшему увеличению пониженного давления просто снять блокировку. Вместо этого устройство 210 для обработки данных сообщает условие сигнала, указывающее на блокировку, устройству 236 сигнализации и продолжает прикладывать пониженное давление в пределах зеленозональных параметров (то есть когда разность давлений не превышает приблизительно 50 мм ртутного столба).
Если разность давлений достигает первой максимальной разности давления (то есть приблизительно 50 мм ртутного столба), и расчетное давление все еще превышает давление участка ткани, то выполняется тест на блокировку. Когда изменение давления источника в источнике 104 пониженного давления не приводит к непосредственно соответствующему изменению в давлении участка ткани, между участком 102 ткани и источником 104 пониженного давления имеется блокировка. Если непосредственно соответствующее изменение на участке 102 ткани действительно происходит, как указывается первым измерительным устройством 132, то блокировка отсутствует.
Если тест на блокировку определяет, что блокировка отсутствует, и давление участка ткани еще не равняется требуемому давлению участка ткани, давление источника может быть безопасным образом увеличено, поскольку нет никакого риска внезапного образования дополнительного давления на участке ткани. В этом «краснозональном» режиме работы разности давлений не позволяется превысить вторую максимальную разность давлений. В одном варианте выполнения вторая максимальная разность давлений равна приблизительно 100 мм ртутного столба. Рабочие параметры красной зоны предусмотрены для ситуаций, когда система 100 лечения пониженным давлением подтвердила отсутствие блокировок между источником 104 пониженного давления и участком 102 ткани. Этот режим работы может быть особенно полезным в ситуациях, в которых чрезмерные гидростатические давления жидкости на участке ткани приводят к тому, что давление участка ткани намного ниже, чем требуемое давление участка ткани, несмотря на повторяющееся увеличение давления источника.
Тогда как предпочтительно, чтобы первая максимальная разность давлений равнялась 50 мм ртутного столба, а вторая максимальная разность давлений равнялась 100 мм ртутного столба, эти значения давления могут изменяться в зависимости от конкретного участка ткани, который подвергают лечению, и индивидуальных заболеваний. Хотя система защиты давления, описанная выше, является «двойной зональной» системой, должно быть очевидно, что для обеспечения дополнительной защиты может быть использована мультизональная система, имеющая больше чем два параметра давления.
Со ссылкой на Фиг.3, способ 300 лечения участка ткани в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения включает осуществление контроля за давлением источника в источнике 304 пониженного давления, осуществление контроля за давлением участка ткани на участке 308 ткани и определение разности давлений между давлением источника и требуемым давлением участка ткани. Если между источником пониженного давления и участком ткани имеется блокировка, то разность давлений ограничивают первой максимальной разностью давлений на этапе 316. Если между источником пониженного давления и участком ткани нет никакой блокировки, то разность давлений ограничивают второй максимальной разностью давлений на этапе 320.
Из предшествующего описания должно быть очевидно, что было предложено изобретение, имеющее существенные преимущества. Тогда как изобретение проиллюстрировано только в нескольких из его форм, оно не только не ограничивается этими формами, но также может быть подвержено различным изменениям и модификациям, не отступая от сущности изобретения.