可调节的支撑系统的制作方法

可调节的支撑系统的制作方法
【专利说明】可调节的支撑系统 发明领域
[0001] 本申请是2013年7月18日提交的美国申请序列号13/945,684的继续申请，是 2013年3月4日提交的美国申请序列号13/784,035的继续申请，是2013年2月6日提交 的美国申请序列号13/760, 482的部分继续申请，是2012年12月4日提交的美国申请序列 号13/693,691的部分继续申请，是2012年11月21日提交的美国申请序列号13/683, 198 的部分继续申请，是2012年2月28日提交的美国申请序列号13/407, 628的部分继续申请， 是2011年7月22日提交的美国申请序列号13/189,320的部分继续申请，这些申请中的每 一个通过引用以其整体并入本文。
[0002] 发明领域
[0003] 本发明涉及用于预防和治疗压疮的装置和方法。更具体地，本发明涉及使用缓 冲装置来预防和治疗压疮的装置和方法，该缓冲装置结合到个体坐在、躺卧或站立其上的 表面中或者通过利用支撑在内流体垫以及外流体垫内的单独的缓冲荚状物（cushioning pod)适合于施加到此类表面且容易顺应患者身体的各个区域。
[0004] 发明背景
[0005] 在较长的时间段内被强迫坐下或躺下的个体通常在其身体的局部区域之上遭受 称为褥疮或压疮的组织坏死。在2009年，急性护理中心有百万以上的人患有压疮。除急性 护理中心以外，长期护理中心每年有500, 000以上的人被诊断有压疮。当不变的压力抵靠 皮肤放置时，压疮通常发生在身体的骨性隆起是高的并且在下面的皮肤损坏的各位置处。 血液循环在这些局部区域中被抑制或阻止，且当患者已经抵靠缓冲装置或在其上躺着时会 甚至发生。其中通常出现压疮的身体的各区域的示例包括骶骨、转子、坐骨结节、踝、脚跟 等。当压疮形成时，它们可能导致在医院的延长停留或甚至导致截肢。
[0006] 常规的缓冲装置通常利用允许缓冲垫变形并顺应患者身体的诸如泡沫或弹簧的 柔性材料。虽然缓冲装置试图将来自患者身体的局部区域的载荷重新分配到身体的其余部 分之上的较大区域，但是此类装置通常降到最低点，使得患者身体接触下面的平台且仍然 将压力集中到身体上。
[0007] 其它的缓冲装置已经利用充满流体的缓冲垫，该充满流体的缓冲垫包括大的单个 囊状物或抑制囊状物内包含的流体横向流动的分隔的流体的囊状物或充满气体的囊状物。 在设置在波状外形座上的充满流体的囊状物中，当支撑患者身体重量时，充满流体的囊状 物通常在一个或多个区域下降至最低点。其中囊状物降至最低点的地方是高局部压力的来 源。因此，此类组件未跨过与囊状物接触的身体结构的各部分均匀地分配压力。在此类囊状 物中使用的水量可以增加，使得不发生下降至最低点。然而，该设计损失了稳定性。此外， 由于此类缓冲垫通常设计成适应范围广泛的患者人群，不与缓冲垫所设计的最大重量一样 重的患者将更加经受比所需要的更少的稳定性。
[0008] 与简单地增加流体量以阻止降至最低点的另一个问题是，在患者下方需要大量体 积的流体且/或需要专门的寝具。此外，许多充满流体的膜太厚而不能提供足够的压力减 低，因为悬吊（hammocking)发生在高凸出部的区域。因此，由于接触到患者身体的囊状物 材料缺乏足够的适合性，患者身体的悬置通常导致显著的非均匀的压力施加，较高的压力 施加到患者身体的凸出部分。
[0009] 然而其它缓冲装置利用分段的囊状物，以试图将单独的囊状物彼此隔离。由于分 段的缓冲垫中的每一个之间的流体被阻止，此类分段的缓冲垫会无法允许其充分适合患者 身体。
[0010] 因此，需要一种可以顺应患者身体各区域以更具有成本效率的、方便的和有效的 方式预防褥疮性溃疡的缓冲装置。

【发明内容】

[0011] 便携式支撑组件可结合到一件个人在一段延长时间段内坐、躺或站在其上的家具 中，以预防压疮的形成。此类便携式支撑组件可配置成顺应身体的其中压疮易于形成的特 定区域，例如，骶骨、转子、坐骨，以及身体的其中需要支撑的任何其它区域。该便携式支撑 组件可形成为长形状，以完全地围绕患者身体，例如围绕臀部或下背，或者围绕身体的一部 分，例如围绕脚踝或脚包裹。例如，支撑组件可以放置在床、轮椅或患者正搁在其上的平台 上（或者直接结合到床、轮椅或平台中）。
[0012] 支撑组件可配置成是便携式的，使得其与下面的床或缓冲垫无关，可直接穿戴在 患者身体之上。因此，患者可以在任何在下面的床或平台上利用支撑组件。此外，虽然所述 的示例说明了便携式支撑组件，但是如果需要并如前面所描述的，支撑组件可以结合到床、 在下面的缓冲垫和/或床垫中。
[0013] 如果结合到床中，则支撑组件还可包括床垫，如弹簧床垫、泡沫床垫、低漏气床垫、 分段空气床垫或循环气压床垫。床垫可包括组件或外垫定位在其中的凹部。
[0014] 通常，支撑组件可以包括彼此相邻定位的一个或多个荚状物，内垫，其包围一个或 多个荚状物使得荚状物的压缩由内垫控制，外垫，其包围内垫，和外壳，其附接到外垫，其中 外壳足够柔软，以穿戴在受试者身体的一部分上。
[0015] 在使用中，通过将便携式支撑组件直接固定到身体的待支撑的区域，经由包围一 个或多个荚状物的内垫控制沿支撑组件定位在该区域之下的一个或多个荚状物的位移，以 及从一个或多个荚状物和内垫到沿支撑组件定位并包围内垫的外垫重新分配压力载荷，支 撑组件可支撑身体的需要的区域，其中重新分配的压力载荷围绕所支撑的区域施加在身体 上。
[0016] 便携式支撑组件的一个变型通常可界定用于抵靠身体的需要支撑的区域，诸如骶 骨放置的固定区域。该固定区域通常可包括中央部分，该中央部分具有从该中央部分的任 一侧延伸的第一顺应性部分和/或第二顺应性部分。第一顺应性部分和/或第二顺应性部 分可以是足够柔软的，以允许该部分围绕或绕患者身体的至少一部分包裹，使得甚至当患 者走来走去时，组件可固定到身体，从而抵靠身体的支撑区域保持中央部分。
[0017] 中央部分可以通过利用相互包含的若干流体层为患者身体提供最大的局部支撑 量，以从患者身体接纳来自突起部的局部载荷并将局部载荷分配到周围区域上，并且以进 一步控制位移并抑制或阻止流体层降至最低点。中央部分可因此包含可以完全地包围在内 流体垫内的一个或多个充满流体的单独的荚状物，内流体垫将一个或多个荚状物包封在第 二流体层内。内流体垫可以沿中央部分定位。然后一个或多个荚状物和内流体垫均完全地 由第三流体层包围在可延伸穿过整个组件的外流体垫内。流体层中的每一个可固定到比流 体层相对更硬的外壳，并可界定或限制流体荚状物和/或流体垫的膨胀或移动。虽然组件 是可调节的以适合特定患者，但是特别地，外垫可任选地填充有流体到一个可变的量，以进 一步确保组件可以适合或顺应特定患者的身体结构。
[0018] 一个或多个荚状物中的每一个可以彼此分离，使得荚状物和/或与内垫之间不发 生流体连通。类似地，内垫可以与外垫分开，使得这两者之间不发生流体连通。在其它变型 中，内垫和外垫之间可以发生某种流体连通，只要内垫约束并阻止一个或多个荚状物的过 度压缩，以控制其位移并抑制其降至最低点。
[0019] 荚状物和/或流体垫中的每一个可以填充有不可压缩的流体，如水、粘性油或一 些其它生物相容的流体。然而在其它变型中，荚状物和/或流体垫可以可选地填充有诸如 空气、氮气等气体。在另外的变型中，取决于所期望的缓冲和作用力分布，一个或多个荚状 物和/或流体垫可以填充有流体或气体或两者的组合。流体可以是具有小于0. 9的比重或 具有小于0.7的比重的低密度流体。荚状物和/或流体垫可以包含除流体以外的固体。此 类固体的示例包括玻璃微珠。固体可以具有小于0.9或小于0.7的比重。使用低密度材料 可以减小设备的重量，而不减小其尺寸。
[0020] 一个或多个流体荚状物可各自在未压缩状态下占有例如IcmXlcmXO. 5cm至约 3cmX3cmX3cm的外表（envelope)，并且它们可以形成为各种形状，例如球形、圆柱形、立 方形等。此外，这些荚状物中的每一个可以由具有范围为例如0.1 mm至5mm的厚度的诸如 聚氨酯、硅树脂、乙烯树脂、尼龙、聚醋酸乙烯酯（PEVA)等各种材料形成。虽然该图示出了 四个荚状物，但是内垫内包含的荚状物的数量的范围可以为例如1至30个或更多，这些荚 状物均匀地或任意地布置在内垫内。此外，虽然荚状物可以在内垫内不受约束使得其相对 于彼此自由地移动，但是荚状物可以在内垫内固定到彼此，或者固定到内垫本身，使得其相 对移动被约束。
[0021] 在其它变型中，一个或多个弹簧组件可以用于提供缓冲支撑，而不是利用具有流 体包含在其内的荚状物。这些弹簧组件可以利用各种弹簧类型，如板簧或压缩弹簧，或者各 种其它类型的偏置机构。
[0022] 在任一情况下，荚状物可以把由若干荚状物接纳的来自患者的局部载荷或者通过 压缩和压力的转移转移到相邻的荚状物或者通过经由内垫和/或外垫中的流体的传送转 移到相邻的接触的荚状物。荚状物本身的压缩量可以由内垫控制，内垫将荚状物包封在定 位在中央部分之上的垫内。内垫可以用作悬吊层，以约束由单独的荚状物经历的位移量，但 是因为内垫本身可以是充满流体的，所以内垫还可以为患者身体提供支撑，同时也限制荚 状物的压缩。由单独的荚状物经受的压缩量可因此由内垫控制到范围为例如荚状物的未压 缩高度的〇%至90% (或10%至90% )之间。
[0023] 取决于例如荚状物的数量或要支撑的身体区域，内垫可以以一定尺寸制作成各种 构型。此外，内垫也可以由与荚状物相同或类似的材料，例如聚氨酯、硅树脂、乙烯树脂、尼 龙、聚醋酸乙烯酯（PEVA)等制成。虽然如上所描述的，内垫可以填充有流体（或气体或两者 的组合），但是内垫可以是可选地没有流体，并且而是用于约束单独的荚状物的膨胀。因此， 当荚状物经受压缩时，内垫可以任选地通气，以允许任何捕获的气体从荚状物之间排出。
[0024] 虽然一个或多个荚状物和内垫可以特别地围绕待支撑的身体区域集中，但是另外 的外垫可以包围并环绕内垫，内垫还包围一个或多个荚状物。外垫可以如上所描述的类似 地填充有流体或气体（或两者的组合），并且可以由一层与内垫和/或荚状物的材料相同或 类似的材料包围且还具有范围为例如0. 5mm至4cm之间的均勾或可变化的厚度。外垫还可 以约束内垫的压缩，内垫进而约束一个或多个荚状物的压缩，同时另外为周围的组织或身 体结构提供缓冲支撑。此外，外垫还可以遍布整个组件的长度，以为组件固定在其上的身体 区域提供缓冲支撑。
[0025] 进一步支撑组件的是外壳，外壳可以用作限制支撑件，以控制位移并抑制外垫的 进一步压缩，从而阻止患者身体降至最低点。外壳可以在组件的单个侧面上形成，使得当组 件由患者穿戴或使用时，外壳可以远离患者的皮肤定位，使得外垫保持与患者接触。因此， 外壳可以制作得比外垫相对更硬，而外垫仍然足够柔软用于在患者身体之上或围绕患者身 体顺应。因此，外壳可以由包括诸如聚丙烯、ABS、PVC、聚乙烯、尼龙、丙烯酸树脂、聚碳酸酯 等塑料的材料制成。外壳也可以由诸如聚合物、碳纤维、轻质金属、弹性材料、橡胶、泡沫等 其它材料制成。根据所使用的材料，外壳可以具有范围为例如Imm至3cm的厚度。
[0026] 当患者穿戴或使用支撑组件时，一个或多个充满流体的荚状物可因此支撑身体部 分（如骶骨或转子）并且由于患者的体重，一个或多个荚状物可以抵靠彼此压缩有限的量。 然而，由于周围的悬吊内垫，一个或多个荚状物可以被抑制降至最低点。身体部分上的压力 可以因此减小并分配/转移到内垫中存在的附近流体。此外，周围的外垫的存在还可以向 上并抵靠周围的身体部分，如大腿区域传送和重新分配所引起的压力。这种压力的减小可 以导致抵靠局部身体区域的压力减小至小于4. 3kPa或约为4. 3kPa的值，且因此预防组织 坏死并降低压疮的发生率。
[0027] 在另一个变型中，组件还可以包含沿组件的不同部分的另外的局部支撑区域。该 组件的其它变型可以包含隔板和其它机构，以任选地产生互连的流体区域。这些区域可允 许减少整个系统中的流体量并阻止流体在一个区域聚集。
[0028] 在另一个变型中，开孔泡沫可以放置在单独的内流体层和外流体层之间。该泡沫 层可以充满流体并且允许在不同流体层之间流体压力的转移。
[0029] 另外的变型可包含覆盖外垫的至少一部分的透气层。该层可以是多孔的，并且可 以由诸如棉等材料制成，使得空气可以穿过孔或开口循环。
[0030] 在其它变型中，一个或多个振动元件可以例如沿外垫的外层附接或结合到组件 中。这些振动元件可以振动，以直接抵靠所接触的皮肤表面施加微观或宏观振动，从而在接 触区域之上缓解压力或者将压力释放到流体垫本身中以间接地抵靠皮肤表面振动。振动元 件可以可使用范围为约例如10赫兹至300赫兹的频率的以约例如10微米至500微米的振 幅产生微观振动。这些振动可以允许增加血液循环，并且也可以帮助减少压疮的发生率。此 外，振动元件可以包括压电体、镍钛合金或任何其它致动器或驱动元件。
[0031] 在其它变型中，本文所描述的实施方案中的任何一个可以包含各种温度控制机 构。这些可以包括在支撑垫组件内的一个或多个区域，该一个或多个区域可以冷却和/或 加热，以预防和/或治疗压疮。
[0032] 外壳的可选的变型可以与本文所描述的特征中的任何一个一起使用。一个变型可 以包括具有中央支撑件的支撑组件，该中央支撑件包含织物部分。第一支撑部分和在相对 一侧上的对应的第二支撑部分各自可以有角度地联接到中央部分，并且单独的脊背支撑部 分也可以联接到中央支撑件。
[0033] 中央部分以及支撑部分和脊背支撑部分可以包括比织物部分和内垫或外垫相对 更硬的顺应性材料（例如，诸如铝等可锻金属、或塑料、泡沫或任何其它可弯曲材料）。当组 件放置在例如床垫或平台上时，支撑部分可以向患者提供足够的支撑，同时当患者躺在组 件上时使组件能够弯曲或屈曲成抵靠患者身体放置。支撑部分可包含由可拉伸或膨胀的材 料，诸如网眼或织物制成的对应的第一顺应性部分和第二顺应性部分，第一顺应性部分和 第二顺应性部分由把顺应性部分联接到其相应支撑部分的一个或多个可调节带（例如，具 有钩环紧固部分的带）支撑。顺应性部分的柔性可以使壳组件成形或更紧密地顺应患者身 体，并且也可提供提高的舒适性。
[0034] 在另一个变型中，支撑部分可以经由一个或多个可调节绳索（例如，蹦极绳索）、 柱状物附接到中央部分，一个或多个可调节绳索、柱状物可枢转地附接到平台并延伸成与 相应支撑部分内的一个或多个开口连接。在其它变型中，支撑的侧面部分可以包括可调节 地配置的复合组件。复合组件通常可包括许多单独的支撑元件（例如，塑料、金属、泡沫 等），其以交替图案沿相应纵向轴线连接至彼此。诸如金属丝、螺钉等的抗拉构件可以沿纵 向轴线穿过支撑元件的各个端，其中紧固构件在抗拉构件的端部处联接。
[0035] 在另一个外壳组件中，支撑部分可以包括倾斜的支撑件，倾斜的支撑件可调节地 固定到相应的第一可调节支撑件和第二可调节支撑件，第一可调节支撑件和第二可调节支 撑件绕第一枢轴和第二枢轴可以是可旋转的。可调节支撑件可各自支撑相应的第一顺应性 部分和第二顺应性部分，第一顺应性部分和第二顺应性部分提供用于抵靠患者支撑囊状物 组件的表面。
[0036] 在外壳组件的另一个变型中，在成形的壳构造中，顺应性支撑件可以以弯曲的或 弧形的方式从中央支撑部分延伸。顺应性支撑件可以在诸如像花瓣一样成形的条带或构件 中延伸，并且支撑件可以使用任何数量的固定机构，例如摩擦铰接机构、机电锁定系统、液 压锁定系统、磁锁定系统、电或磁流变锁定系统等固定在适当位置中。
[0037] 另外地和/或任选地，任何外壳组件可以包含遍及外壳的各个区域的一个或多个 区，该一个或多个区可以有选择地或同时地挤压、振动或以其它方式致动。这些选择的区可 以以选定的频率和/或振幅振动，并且可以以固定的间隔或次数致动。
[0038] 外壳组件的另一个变型可包括顺应性支撑件，该顺应性支撑件以弯曲的或弧形的 形状延伸以用于更紧密地抵靠患者身体顺应。支撑件可各自结合与相应的滑动支撑件相邻 的一个或多个支撑构件，相应的滑动支撑件可调整成相对于中央支撑部分推进或推出，以 彼此独立地或与每个支撑件一起同时地调节每个支撑件的旋转或弯曲半径。通过移动或使 支撑部分抵靠患者身体顺应，垫内的流体可以被重新分配，以减少可以在患者身体的任何 骨性隆起之下产生的任何压力。
[0039] 关于本文所描述的变型中的任何一个，来自每个变型的不同特征和方面可以在各 种组合中彼此组合。
【附图说明】
[0040] 图IA示出了患者身体的一部分和施加在身体的各部分，诸如转子上所产生的负 载压力。
[0041]图IB示出了患者身体的一部分，其中便携式支撑组件被穿戴在身体上，例如在臀 部周围以缓减压力。
[0042]图2示出了便携式支撑组件的一个变型的横截面端视图，该变型示出了包含在其 内的各层状的流体垫。
[0043] 图3示出了支撑组件的另一个变型的横截面端视图，该变型示出了包含在其内的 另外流体垫。
[0044] 图4A和图4B示出了支撑组件的另一个变型的透视图，该变型在铰接式平台上可 以是层状的。
[0045] 图5示出了包含诸如冷却机构和/或多个振动元件特征的支撑组件的另一个变型 的透视图。
[0046] 图6A和图6B示出了支撑组件的另一个变型的透视图和侧视图，该变型与内垫和 /或外垫结合利用一个或多个弹簧组件。
[0047] 图7示出了弹簧组件的一个变型的透视图。
[0048] 图8示出了弹簧组件的另一个变型的透视图。
[0049] 图9A-9D示出了可以与任何弹簧组件使用的各种弹簧设计。
[0050] 图10示出了支撑垫组件的具有一个或多个温度控制区域的另一个变型的透视 图。
[0051] 图11示出了支撑垫组件的具有单个温度控制区域的另一个变型的透视图。
[0052] 图12示出了支撑垫的另一个变型的透视图，该变型配置成用于可选的使用，例如 与轮椅一起使用。
[0053] 图13示出了支撑垫的配置成用于身体的其它区域，诸如肘部的另一个变型的透 视图。
[0054] 图14示出了外壳组件的可以包含织物部分和倾斜的脊背支撑件的另一个变型的 透视图。
[0055] 图15A和图15B示出了具有定位在壳上的囊状物组件的外壳组件的透视图。
[0056] 图16示出了外壳组件的另一个变型的透视图，其中支撑部分可以用一个或多个 可调节绳索固定。
[0057] 图17A-17C示出了支撑外壳组件的另一个变型的前视图和透视图，该变型利用柱 状物以用于可调节地支撑该支撑部分。