便携式局部氧气治疗系统的制作方法

专利名称：便携式局部氧气治疗系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种局部氧气治疗系统和一种用于治疗慢性未愈合伤口的方法。该系统构造成携带极为方便，从而允许患者在治疗期间走动自如。
背景技术：
美国疾病控制和预防中心估计美国慢性未愈合伤口每年影响570万人，年总治疗 成本为大约200亿美元。慢性未愈合伤口通常是糖尿病溃疡、静脉郁积溃疡、褥疮溃疡(褥疮、压疮)、术后感染和坏疽病变(gangrenous lesion)的结果。诸如这些的慢性伤口可维持数月不愈合。截肢是用于例如由于感染或坏疽而威胁生命的慢性伤口的最后治疗手段。已设计各种疗法来加速慢性未愈合伤口的愈合高压氧气治疗一患者在典型地2至3倍于大气压下的加压高压舱内接受治疗，并允许呼吸100%氧气。虽然已表明该疗法在加速伤口愈合方面有效，但该疗法昂贵，主要原因是建造和操作高压舱的成本。该疗法还耗时而且对患者来说不方便。患者必须一周去医院或诊所治疗几次，每次治疗均典型地持续几个小时，并且在伤口充分愈合之前可能需要治疗数月。局部氧气腔室一身体的受影响区域被封闭在柔性或刚性腔室内并该腔室被充填100%氧气。氧气可由压缩氧气罐或氧气浓缩器供应。此疗法没有高压氧气治疗那么昂贵，且其携带足够方便使得一些患者可在家接受治疗。然而，它仍是耗时的，每周需要四个90分钟疗程，在此期间，患者必须保持静止不动。由于该疗法是间歇的，所以可能不会有更加连续地施加治疗的情况下那么有效。经皮连续氧气疗法——电池供电的电化氧气浓缩器经小的柔性导管供应100%氧气，该导管在置于伤口上的绷带下方插入。用于氧气产生绷带和方法的美国专利5，578，022中记载了电化氧气浓缩器。该疗法连续进行长达15天，并且氧气浓缩器很小，从而允许患者走动自如。然而，来自氧气浓缩器的氧气的流率很低，仅每小时3ml，并且必须每隔7至15天更换整个一次性氧气浓缩器，大大增加了治疗成本。当前15天一次性氧气浓缩器的成本为700美元，或每治疗日为大约47美元。因此，提供这样一种用于治疗慢性未愈合伤口的局部氧气治疗系统将是有益的该局部氧气治疗系统携带极为方便，允许患者在治疗期间走动自如，可供用于各种治疗方案，并具有提供慢性未愈合伤口的更经济的治疗的可能。


图I是根据本发明的局部氧气治疗系统的剖面侧视图。图2是图I的局部氧气治疗系统的俯视图，其中成形的保护壳被移除以显示氧气源内部。图3示出了通过柔性管连接到氧气源的刚性或半刚性穹顶形状的伤口敷裹胶囊。图4示出了通过柔性管连接到氧气源的薄型(low-profile)且定型配合(form-fitting)的伤口敷裹胶囊。图5示出了通过多条带而附接在患者的下肢上的根据本发明的局部氧气治疗系统。
具体实施例方式本发明提供一种用于治疗慢性未愈合伤口的局部氧气治疗系统。该系统构造成携带极为方便，从而允许患者在治疗期间走动自如。局部氧气治疗系统100包括氧气源102和伤口敷裹胶囊104。氧气源102可直接 附接在伤口敷裹胶囊104上或者集成在其中，如图I和2所示。图I是剖面侧视图，且图2是俯视图，其中成形的保护壳148被移除以显示氧气源102内部。或者，氧气源102和伤口敷裹胶囊104可为通过柔性管106连接的单独模块，如图3和4所示。氧气源102、伤口敷裹胶囊104和柔性管106可具有鲁尔配件(luer fitting)或快速连接/分离配件108以便系统的容易组装和改造。伤口敷裹胶囊104可为圆形的、椭圆形的、正方形的、矩形的、三角形的或任何用于覆盖一个或多个待治疗的伤口的有利形状。伤口敷裹胶囊104还能够形成或可形成为管状或圆柱形的构型，以配合在肢体或患者身体的另一部分周围。在一个优选实施例中，氧气源102包括微型压缩氧气瓶110和微型压力调节器112，该压力调节器112将氧气经输出管116传送到伤口敷裹胶囊104(可选地经由柔性管106连接)的内部。在当前实施例中，压缩氧气瓶110大约为长2. 5英寸X直径0.73英寸并包含压缩至大约3000psi的氧气。压缩氧气瓶110的其它尺寸和压力也可用于该系统中。微型压力调节器112优选可将压力调节为0-20psi，使得氧气源能够在大气压或略高的压力下供应流率为每小时O-IOml的氧气。可选地，氧气源可在压力调节器112下游包括标定孔口、可调节孔口、多孔限流器或其它流量控制装置114，以控制氧气的流率。可选地，还可包括通/断阀。在当前尺寸下，压缩氧气瓶110具有足够在每小时IOml的流率下在大约5天的时间、在每小时5ml流率下在大约10天的时间或者在每小时3ml的流率下在大约17天的时间进行局部氧气治疗的能力。所需的治疗流率将主要取决于覆盖一个或多个待治疗的伤口所需的伤口敷裹胶囊的尺寸。在一替代实施例中，氧气源可利用固定压力调节器。与标定孔口联接的固定压力调节器将能够传送可靠地预设流率的氧气。具有压缩氧气瓶的氧气源足够小使得它可直接附接在伤口敷裹胶囊上或者集成在其中，如图I和2所示。如果氧气源是单独的模块，如图3和4中，则它可被直接安放在保护壳146中，并且它可邻近伤口敷裹胶囊附接在身体上或者它可被夹在患者的皮带上或用针别在患者衣服上。整个处理系统仅重数盎司使得患者在局部氧气治疗以连续或间歇的方式发生的同时可自由地四处走动、工作或锻炼。保持患者能够走动对维持循环尤为重要，该循环特别是对下肢的伤口愈合过程很重要。它还降低了总的医疗成本，因为患者可保持活动和生产且无需中断他或她有规律地接受治疗的计划。压缩氧气瓶将典型地大约每隔5至17天更换，这取决于所使用的氧气流率，但如果希望的话可在更长或更短的时间更换。或者，可在氧气源中设置两个或更多氧气瓶以提供时间更长的治疗和/或更高的流率。连接到压力调节器的中空、管状尖头(spike) 118刺穿压缩氧气瓶的末端以连接到瓶内部，同时在尖头周围形成密封。可选地，可设置0形圈或其它密封部件122，以有助于在瓶110与管状尖头118之间形成密封。优选地，设置诸如螺钉、凸轮、杠杆或拨片的机构120以增加用于刺穿压缩氧气瓶的末端的机械优势。该机构可使瓶移向尖头或者使尖头移向瓶。为安全起见，该机构还防止压缩氧气源在瓶内仍存在压力时与尖头分离。一个选择是给该机构配置中间位置，在该中间位置允许来自瓶的压力在瓶被释放之前安全地泄放。可选地，氧气源可构造成使氧气与环境空气混合，以实现在20%至100%的范围内的氧气水平。 可选地，氧气源可构造成将多于一种气体传送到伤口敷裹胶囊。气体可被混合或者它们可被有序或交替地传送。例如，可首先和/或定期传送氮气或二氧化碳，以提供一个或多个低氧或缺氧时段。已表明低氧增加了组织的释放和血管生长因子，这有益于伤口愈合。在低氧时段之后接着高氧气浓度时段将加速伤口愈合过程。另一选择将是将氧气与具有其它治疗效果的气体混合或交替地传送氧气和所述气体。例如，可给送一氧化氮以产生血管舒张并增加对伤口的血液灌注以加速愈合。或者，氧气源可利用压缩混合气体(例如HELIOX或NITROX混合物)的单个瓶。伤口敷裹胶囊可采用诸多不同的构型制造。图3示出了在治疗期间覆盖并保护伤口的刚性或半刚性穹顶130形状的伤口敷裹胶囊104。穹顶的基部可成形为抵靠在患者肢体、躯干或其它待治疗区域的表面上配合。在一替换中，穹顶形的伤口敷裹胶囊可由随着高压压力(即，高于大气压的压力)的施加而膨胀的不可渗透的弹性材料制成。储存在穹顶中的弹性能量可帮助维持伤口敷裹胶囊内的压力。通过关闭通向伤口敷裹胶囊的入口上的可选地旋塞阀或单向阀132，穹顶的弹性材料可在更长的时间维持该内部压力，即使氧气源分离。伤口敷裹胶囊可包括泄压阀124以防止过压，或者密封件126可构造成当施加过大的压力时充当泄压阀。可选地，伤口敷裹胶囊可形成有端口或单向阀128，以便在不必移除伤口敷裹胶囊的情况下建立与伤口敷裹胶囊内部的连接。该端口或阀可用于引入诸如水和药品之类的物质。注射器针头或喷射装置可穿过该端口或阀而插入。图4示出了伤口敷裹胶囊104，该伤口敷裹胶囊104为薄型的且更加定型配合使得它可被不显眼地穿戴在患者衣服下方。伤口敷裹胶囊104可成形为配合不同身体部分，或者它可以是柔性的使得它可配合在几乎患者身体的任何部分上。可选地，柔性伤口敷裹胶囊可具有沿边缘嵌埋的有延展性的部件134，诸如退火的铜线或铝线，使得伤口敷裹胶囊可被手动成形为抵靠在患者肢体、躯干或其它待治疗区域的表面上配合。虽然伤口敷裹胶囊的该实施例可为柔性的，但优选地，在用于治疗的压力下不可伸展，否则伤口敷裹胶囊在加压时可能明显鼓起。可选地，跨柔性伤口敷裹胶囊的支承部件136，诸如金属线或更刚性的塑料部件或模制肋状物，将有助于保护伤口并将有助于保持柔性的伤口敷裹部件在施加内部气体压力时不会过度膨胀。伤口敷裹胶囊可构造成允许施加高压、等压或低压压力。为施加不同类型的压力，伤口敷裹胶囊应该不可渗透气体并且应该提供抵靠在患者身体表面上的良好密封。为施加等压压力，伤口敷裹胶囊可为可渗透的、不可渗透的或可半渗透的，并且抵靠在患者身体的表面上的密封并不关键。对于等压应用，伤口敷裹胶囊应该足以在给定的氧气流率下维持在伤口位置的期望氧气浓度。因此，氧气流率与用于维持有效的伤口愈合治疗的伤口敷裹胶囊的渗透性之间存在平衡。密封机构126可用于抵靠在患者身体上密封伤口敷裹胶囊104的边缘，充分包围伤口以在伤口位置维持期望的治疗氧气浓度。密封机构126可构成为软质弹性边缘密封件、弹性泡沫密封件、可膨胀的边缘密封件(膨胀至高于处理压力的压力)、充填流体的边缘密封件等。优选地，密封机构附接在伤口敷裹胶囊上。或者，可使用单独的密封机构。例如，可切割一块无菌弹性泡沫以配合在伤口位置周围，然后可使伤口敷裹胶囊抵靠在泡沫上就位以提供密封。为方便起见，该块泡沫可在一侧或两侧上具有接触粘合剂。替换地或除这些机构外，抵靠在皮肤上的密封可由凝胶(固态或半固态)或与皮肤相适应的低反应性粘合剂提供，诸如用于造口术装置的水胶粘合剂，或胶带。一些情况下，可能禁用高强度 粘合剂，因为许多具有慢性伤口的患者具有脆弱的皮肤并且粘合剂去除带来的伤害将延缓愈合并甚至本身变成慢性伤口。可选地，可在附接伤口敷裹胶囊前将保护层诸如皮下注射(hypo)活性敷料施加至皮肤。在一替代实施例中，伤口敷裹胶囊可为常规闭塞敷裹胶囊，其中柔性管106的端部安放在敷裹胶囊下方以向伤口传送氧气。该敷裹胶囊可覆盖有可渗透或可半渗透的阻挡层，以限制氧气扩散离开伤口区域。替换地或除上述附接方法之外，可提供一条或多条带子140以将局部氧气治疗系统100或该系统的伤口敷裹胶囊构件附接在患者身上，如图5所示。优选地，所述带子由透气的弹性材料制成并能可选地包括泡沫垫料或其它缓冲材料。所述带子缠绕在患者的肢体或躯干周围并分配附接力使得不会形成压疮。所述带子可附接在伤口敷裹胶囊上或者可简单地缠绕在其周围以将其保持在适当位置。所述带子可利用钩-环紧固件、纽扣、带扣、接触型粘合剂或其它已知的紧固机构附接。或者，可在伤口敷裹胶囊上覆盖弹性外罩。作为另一替换，可使用胶带来代替所述带子。所述带子结合形状一致的边缘密封件和/或粘合剂将有助于将伤口敷裹胶囊保持在适当位置并维持伤口敷裹胶囊内的高压压力。高压压力将更有效地通过扩散将氧气驱动到组织中。然而，局部的高压可干扰血液循环以及干扰淋巴球和纤维母细胞迁移至该区域，因此局部的高压应该仅被间歇地使用。氧气源可制造为可编程的，从而根据治疗方案施加循环压力。在高压、等压或低压压力之间交替可利用机械致动或电气致动的阀来完成。流量和/或压力可为脉冲的，这可改善氧气被吸收到血液和组织中。或者，伤口敷裹胶囊可构造成允许外部手动或机械加压。伤口敷裹胶囊的形状类似于可通过从外部在其上迫压而加压的波纹管、伸缩结构或苏醒球。可使用杠杆或其它机构来增加机械优势。可设置带子、闩锁、棘轮、弹簧或其它机构，从而一旦施加压力便维持该压力。或者，可设置机动和/或自动机构，以根据规定的治疗方案机械地升高或降低压力。可在氧气源和/或伤口敷裹胶囊中设置端口、储器或腔室142，以引入湿气，从而保持伤口和敷料潮湿，因为压缩氧气一般很干燥。湿气能以引入伤口敷裹胶囊中和/或进入的氧气流中的水蒸气或薄雾的形式提供。自动化湿气控制系统可设置有水分传感器、储水器和喷射器或蒸发器。伤口敷裹胶囊中的另一端口、储器或腔室144也可被用于将药品引导到伤口。该药品可喷洒、喷射或传送到伤口的表面。药品可包括局部麻醉剂、抗菌剂、抗生素、愈合促进剂(诸如一氧化氮)和/或组织生长因子。该局部氧气治疗系统可用于间歇或连续传送氧气和其它气体，取决于希望采用哪种治疗方案或发现哪种治疗方案最有效。典型地，伤口敷裹胶囊被施加在吸收剂伤口敷料上，以便从伤口吸收任何分泌液。可选地，对于短期或间歇使用局部氧气治疗系统而言，可省略吸收剂伤口敷料，以允许氧气与伤口之间不受约束的接触并允许在治疗期间观察伤口。可选地，伤口敷裹胶囊或其一部分可以是透明的，以允许在治疗期间观察伤口。可选地，局部氧气治疗系统可包括电子、机械或电子机械控制系统，以控制和/或改变局部氧气治疗的压力、流率、成分持续时间和时序。该局部氧气治疗系统可构造成可重复使用，其中仅需定期更换压缩氧气瓶。或者，该局部氧气治疗系统的一部分或全部，包括伤口敷裹胶囊和/或氧气源，可制造为一次性的。作为另一替换，可通过在瓶上增设进给阀或以其它方式连接到该瓶，使得该瓶可通过较大的压缩氧气罐重新充填从而使压缩氧气瓶可重新充填。 局部氧气治疗可与其它公知的模式结合，例如亚音速、音速或超音速振动、光动力治疗或低水平激光治疗。可选地，该局部氧气治疗系统可包括用于加热和/或冷却伤口或周围皮肤的特征结构。例如，组织可被加热以增加局部血压循环，或者被冷却以抵抗炎症。可选地，这些附加特征结构可为电池供电的，以允许最大化患者的活动能力。虽然本文已关于示例性实施例和用于实施本发明的最佳模式描述了本发明，但对于本领域的普通技术人员来说将显而易见的是，可对本发明作出各种特征结构和实施例、改型和变型的众多修改、改进和子组合而不脱离其精神和范围。
权利要求
1.一种便携式局部氧气治疗系统，包括 容纳压缩氧气的微型气瓶； 具有入口和出口的微型压力调节器，所述压力调节器的入口连接到所述气瓶；和伤口敷裹胶囊，所述伤口敷裹胶囊的内部构造成覆盖或封闭患者身体的外部，所述伤口敷裹胶囊的内部连接到所述压力调节器的出口； 其中，所述便携式局部氧气治疗系统确定尺寸并构造成可由患者穿戴而不干涉正常走动。
2.根据权利要求I所述的便携式局部氧气治疗系统，其中，所述微型气瓶和所述压力调节器被集成在所述伤口敷裹胶囊中从而作为单个可穿戴的单元。
3.根据权利要求I所述的便携式局部氧气治疗系统，其中，所述微型气瓶和所述压力调节器构造成第一可穿戴的模块且所述伤口敷裹胶囊构造成第二可穿戴的模块，其中柔性管将所述压力调节器的出口连接到所述伤口敷裹胶囊的内部。
4.根据权利要求I所述的便携式局部氧气治疗系统，还包括 连接在所述压力调节器的出口与所述伤口敷裹胶囊的内部之间的限流器。
5.根据权利要求I所述的便携式局部氧气治疗系统，其中，所述压力调节器提供在0-20PSI的范围内的可调节出口压力。
6.根据权利要求I所述的便携式局部氧气治疗系统，其中，所述压力调节器提供在0-20PSI的范围内的固定出口压力。
7.根据权利要求I所述的便携式局部氧气治疗系统，其中，所述压力调节器向所述伤口敷裹胶囊的内部提供O-IOml/小时的氧气流率。
8.根据权利要求I所述的便携式局部氧气治疗系统，其中，所述伤口敷裹胶囊呈穹顶形。
9.根据权利要求I所述的便携式局部氧气治疗系统，还包括 泄压阀，其构造成当所述伤口敷裹胶囊内部的压力超过预定水平时释放气体。
10.根据权利要求I所述的便携式局部氧气治疗系统，还包括 密封机构，其用于将所述伤口敷裹胶囊的边缘密封在患者皮肤上。
11.根据权利要求10所述的便携式局部氧气治疗系统，其中，所述密封机构构造成通过当所述伤口敷裹胶囊内部的压力超过预定水平时释放气体而充当泄压阀。
12.根据权利要求10所述的便携式局部氧气治疗系统，其中，所述密封机构包括软质弹性边缘密封件。
13.根据权利要求10所述的便携式局部氧气治疗系统，其中，所述密封机构包括弹性泡沫密封件。
14.根据权利要求10所述的便携式局部氧气治疗系统，其中，所述密封机构包括可膨胀的边缘密封件。
15.根据权利要求10所述的便携式局部氧气治疗系统，其中，所述密封机构包括流体充填的边缘密封件。
16.根据权利要求I所述的便携式局部氧气治疗系统，其中，所述伤口敷裹胶囊是不可渗透的。
17.根据权利要求I所述的便携式局部氧气治疗系统，其中，所述伤口敷裹胶囊是可渗透的。
18.根据权利要求I所述的便携式局部氧气治疗系统，其中，所述伤口敷裹胶囊是可半渗透的。
19.根据权利要求I所述的便携式局部氧气治疗系统，还包括 用于将所述伤口敷裹胶囊附接在患者身上的带子。
20.根据权利要求I所述的便携式局部氧气治疗系统，还包括 端口，其构造成用于在不从患者身上移除所述伤口敷裹胶囊的情况下将物质引入所述伤口敷裹胶囊的内部。
21.根据权利要求I所述的便携式局部氧气治疗系统，还包括 单向阀，其构造成用于在不从患者身上移除所述伤口敷裹胶囊的情况下将物质引入所述伤口敷裹胶囊的内部。
22.根据权利要求I所述的便携式局部氧气治疗系统，其中，所述伤口敷裹胶囊是柔性的，由此所述伤口敷裹胶囊能够成形为抵靠在待治疗的患者身体表面上配合。
23.根据权利要求I所述的便携式局部氧气治疗系统，还包括 沿所述伤口敷裹胶囊的边缘嵌埋的有延展性的部件，由此所述伤口敷裹胶囊能够成形为抵罪在待治疗的患者身体表面上配合。
24.根据权利要求I所述的便携式局部氧气治疗系统，还包括 用于根据预定的治疗方案使所述伤口敷裹胶囊的内部中的压力循环的装置。
25.根据权利要求I所述的便携式局部氧气治疗系统，还包括 用于根据预定的治疗方案使所述伤口敷裹胶囊内部的压力在高压、等压和/或低压压力之间循环的装置。
26.根据权利要求I所述的便携式局部氧气治疗系统，还包括 用于脉冲调制所述伤口敷裹胶囊内部的压力的装置。
27.根据权利要求I所述的便携式局部氧气治疗系统，还包括 用于手动地对所述伤口敷裹胶囊的内部进行加压的装置。
全文摘要
本发明提供一种用于治疗慢性未愈合伤口的局部氧气治疗系统。该系统构造成携带极为方便，允许患者在治疗期间走动自如。该局部氧气治疗系统包括氧气源和伤口敷裹胶囊。该氧气源包括微型压缩氧气瓶和经输出管将氧气传送到伤口敷裹胶囊内部的微型压力调节器。氧气源可直接附接在伤口敷裹胶囊上或者集成在其中。或者，氧气源和伤口敷裹胶囊可为通过柔性管连接的单独模块。
文档编号A61M37/00GK102648021SQ201080047751
公开日2012年8月22日 申请日期2010年10月25日 优先权日2009年10月23日
发明者埃米尔·贝尔森, 詹姆斯·J·利里 申请人:埃米尔·贝尔森, 詹姆斯·J·利里