专利名称：负压治疗系统的负压控制装置以及控制方法
技术领域：
本发明涉及负压伤口治疗设备技术领域，尤其涉及一种负压伤口治疗系统的负压 控制装置以及控制方法。
背景技术：
Negative Pressure Wound Therapv Devices,
为NPWT，其原理为通过对伤口处施加负压，来促进伤口的愈合。根据美国近10年来的临床 表明，该设备对各种急慢性的伤口处理有着良好的愈合效果。一般地，负压伤口治疗系统包括负压伤口治疗设备、伤口处套件以及用来收集伤 口处渗出液的容器(这里称为此容器为集液瓶)。其中，伤口处套件用于封闭伤口，制造负 压空间。负压伤口治疗设备用于创造出所需要的伤口负压。参见图1，图中所示为一种常见 负压伤口治疗系统。虚线框内为负压伤口治疗设备8 ;1为人体伤口周围皮肤组织；伤口处 填充物2将人体伤口处覆盖；在伤口处填充物2的上方设置伤口封闭物3，将伤口封闭，伤 口填充物2通过连接管4连接到集液瓶5上，从而将来自伤口的渗出液导引至集液瓶5中， 通过集液瓶5收集来自伤口的渗出液，集液瓶5的另一端与可调气流量的抽气泵6连接，由 可调气流量的抽气泵6提供负压，为伤口渗出液流至集液瓶5提供动力；可调气流量的抽气 泵6连接一中央控制模块7，由中央控制模块7对可调气流量的抽气泵6实现控制。对于NPWT系统来说，间歇的负压工作方式在治疗上是有益的。这得益于间歇负压 对伤口末端血流速度的影响。根据已知的各种文献的研究结果，当负压作用于伤口时，伤口 末端血流速度会明显加快，血流的加速将带来更多的各种伤口恢复所必需的营养物质，如 氧气等。这种血流加快作用的时间一般不长，在5分钟左右后会恢复到正常水平，所以一般 间歇的治疗方式采用5分钟负压、2分钟恢复来作用于伤口，以促进伤口的愈合速度。临床 试验的结果也证实，这样做是有效的。现有的负压创面治疗技术，往往配合伤口处敷料一起 使用。伤口处敷料的一个重要功能，在于制造负压空间，填充伤口，并平均分散伤口处压力。 现有技术中的负压伤口治疗系统，其负压的控制非常机械化，参见图2，图2显示的是间歇 治疗模式下，现有技术的负压控制图，从图2中可以看出，集液瓶内从常压在极短时间内达 到较高的预定负压值，保持此负压值治疗一段时间后，再从此较高的预定负压值在极短的 时间内变为常压，保持常压一段时间后再进行下一个重复的周期，在此过程中，负压没有逐 渐改变的过程，在治疗开始、结束或者间歇治疗期间的负压变化都是在很短的时间内完成 改变。根据NPWT各临床运用所反馈的患者信息显示，大部分的患者，在使用时，都会因为气 压的骤然变化而产生疼痛感。这是因为伤口处负压的快速增加，会导致伤口处填充敷料对 伤口产生挤压；而伤口处负压的快速释放，会导致伤口处填充敷料的扩张膨胀，也对伤口产 生摩擦。而且，从图2中可以看出，现有的负压控制，其每一个周期，预定负压值都一样，每 一个周期经历的时间也一样，而在患者伤口的治疗过程中，一开始，伤口伤势比较严重、恶 化，所需的负压较高，到了后期，伤口开始愈合的时候，不需要较大的负压，而如果继续提供 负压的化，会对伤口的愈合产生副作用，影响伤口愈合。
发明内容
本发明的目的在于提供一种负压伤口治疗系统的负压控制装置以及方法，使集液 瓶内的负压可以逐渐变化，使得负压的变化可控，减少由于突然的压力改变而对患者产生 的疼痛感。同时，本发明的目的也在于通过对负压的控制，产生任意曲线的负压治疗方式，通 过控制最佳的治疗曲线，既能对患者进行有益的治疗，同时能从一定程度上缓解患者的不 适。本发明的负压伤口治疗系统的负压控制装置，包括抽气机构，通过对集液瓶内抽气而为集液瓶提供负压；电控阀，用于将外部气体导入集液瓶内；压力监测模块，用于监测集液瓶内的实际负压值； 负压控制模块，将实际负压值与预定负压值比较，根据比较结果，同时控制抽气机 构的抽气量以及电控阀的进气量，使集液瓶内的实际负压值接近或达到预定负压值。优选地，所述负压控制模块包括运算处理单元，将实际负压值与预定负压值比较，根据比较结果，发出控制指令；电控单元，根据所述控制指令控制抽气机构的抽气量以及电控阀的进气量。优选地，所述电控单元通过控制所述抽气机构的电机的旋转频率来控制抽气机构 的抽气量。优选地，所述电控单元通过控制所述电控阀的排气孔的大小来控制进气量。优选地，所述电控单元控制所述抽气机构的电压以及电控阀的电压，以控制抽气 机构的抽气量、电控阀的进气量。优选地，所述电控单元控制所述抽气机构的电流以及电控阀的电流，以控制抽气 机构的抽气量、电控阀的进气量。优选地，所述运算处理单元设有DA模块，用于向电控单元发送电压信号。优选地，所述运算处理单元设有PWM模块，用于向电控单元发送电压信号。 优选地，所述运算处理单元设有电压控制电流模块，用于向电控单元发送电流信号。优选地，所述预定负压值随时间变化。优选地，所述预定负压值随时间呈曲线变化。优选地，所述负压控制模块控制负压治疗过程中的负压振幅缓慢变小。优选地，在间歇治疗模式下，所述负压控制模块控制每个周期经历的时间逐渐变 小。本发明的负压伤口治疗系统的负压控制方法，包括1)对集液瓶内进行抽气，为集液瓶提供负压；2)同时，将外部气体导入集液瓶内；3)监测集液瓶内的实际负压值；4)将实际负压值与预定负压值比较，根据比较结果，通过同时控制抽气量以及进 气量，使集液瓶内的实际负压值接近或达到预定负压值。
本发明的负压伤口治疗系统的负压控制装置，由于设置用于对集液瓶抽气的抽气 机构、用于对集液瓶导入气体的电控阀、用于负压控制的负压控制模块，负压控制模块通过 同时控制抽气机构的抽气量以及电控阀的进气量而使集液瓶内的负压值能够按预定负压 值变化，这样即可使医护人员能够根据患者的实际情况调控负压的大小，使负压大小的渐 变控制能够实现，减少患者在负压治疗时因压力骤变而引起的伤口不适或者疼痛。医护人 员也可根据患者的实际情况，按照事先制作的预定负压值变化曲线来控制集液瓶中的负 压，既能对患者进行有益的治疗，同时能从一定程度上缓解患者的不适。
图1是现有负压伤口治疗系统的结构示意图；图2是现有负压伤口治疗系统的负压随时间的变化图；图3是PWM低占空比时的电压输出示意图；图4是PWM高占空比时的电压输出示意图；图5是本发明的负压伤口治疗系统的负压控制装置的结构示意图；图6是本发明的负压伤口治疗系统的负压控制装置的使用状态图；图7是本发明的负压伤口治疗系统的负压控制装置工作时，集液瓶内的负压曲线 图；图8是本发明负压伤口治疗系统的负压控制装置的负压控制流程图；图9是本发明的负压伤口治疗系统的负压控制装置可实现的不同负压曲线图。图中有关附图标记如下1-伤口，2-伤口敷料，3-贴膜，4-连接管，5-集液瓶，6_抽气泵，7_控制器，8_负 压伤口治疗设备，9-电控阀，10-压力监测模块。
具体实施例方式以下结合附图，通过具体的实施例对本发明的负压伤口治疗系统的负压控制装置 及控制方法进行详细说明。本实施例中的负压伤口治疗系统的负压控制装置设置有PWM模块，通过控制占空 比来控制抽气机构以及电控阀的电压。参见图3、图4，电容在输出为高电平时充电，高占空比跟低占空比对应的电压也 不一致，因此可控制占空比实现0 5V的电压输出。占空比为高电平的时间长度与低电平的时间长度的比值。占空比的控制通过有 PWM模块的端口实现。如图3、图4所示，占空比越大，获得的电压越大，当占空比为1时，即一直输出高电 平，则电压输出为5V，相反，当占空比为另一个极端0时，即一直输出低电平，则电压输出为 0V,占空比为0 1之间，电压输出即在0 5V之间。参见图5，本实施例的负压伤口治疗系统的负压控制装置所应用的负压伤口治疗 系统包括集液瓶5，用于收集伤口渗出液；负压伤口治疗设备8;
5
伤口套件，用于填充并封闭伤口 1，包括伤口填充物-伤口敷料2、伤口封闭物-贴 膜3，伤口敷料2通过连接管4与集液瓶5连通；参见图6，本实施例的负压伤口治疗系统的负压控制装置包括压力监控模块10，监测集液瓶内的实际负压值；抽气泵6，对集液瓶内进行抽气，为集液瓶5提供负压；电控阀9，将外部气体导入集液瓶内，以调节集液瓶内的负压，该电控阀9在负压 治疗过程中处于常开状态；负压控制模块，设置在控制器7中，将压力监测模块监测得到的集液瓶内的实际 负压值与预定负压值比较，根据比较结果，通过同时控制抽气泵6的抽气量以及电控阀的 进气量，而使集液瓶内的负压接近或达到预定负压值。其中，负压控制模块设有两个具有PWM模块的端口，分别连接抽气泵6和电控阀9， 通过控制占空比，控制相应的电压输出，进而通过控制抽气泵6的转速和电控阀9的排气孔 的大小来控制抽气速率和进气速率。其中，抽气泵6和电控阀9是负压伤口治疗系统通过电压精确控制实现负压在预 定负压值附近变化的关键元器件。本实施例中的负压伤口治疗系统的负压控制装置由于通过对抽气泵6和电控阀9 的同时控制，而能够实现负压值按时间缓慢变化，可以按照图7中所示的负压治疗曲线中 的预定的负压值变化；在间歇治疗模式下，本发明的负压伤口治疗系统的负压控制装置控 制负压按图7所示的负压曲线图变化，实现负压的缓慢变化。当间歇工作时，集液瓶内的 压力需要从常压到预定负压值，再从预定负压值变化到常压，根据需要，决定需要重复的次 数，假定预定负压值为-80mmhg，现有的负压伤口治疗系统使用0V，5V直接决定抽气泵、电 控阀的开闭，在较短的时间里使集液瓶内的压力由常压变为-80mmhg，然后持续一定时间 后，在较短的时间里使集液瓶内的压力由-SOmmhg变为常压，给患者造成疼痛感。本发明负 压伤口治疗系统设置抽气泵6以及电控阀9，运用具有PWM模块的端口对抽气泵6以及电控 阀9实现0 5V之间电压的任意输出，调节集液瓶内从常压到预定负压值、再从预定负压 值到常压的缓慢变化，能够使使用者慢慢适应负压的改变，从而使伤口减少不必要的疼痛 感。在实际应用中，医护人员还可以根据患者的不同情况可以设定不同的负压治疗曲线，通 过控制抽气泵6和电控阀9，使得不同的时刻集液瓶内的负压不同，使集液瓶内的负压按照 设定的负压曲线变化。其中，图7中负压曲线上升的斜率跟抽气泵6的抽气速率有关，而抽气速率又和抽 气泵6的电机的转速有关，转速越快，到达预定负压值就越快。当开始抽气进行负压治疗 时，对于较低的预定负压值，可以控制抽气泵6以较快的抽气速率运转，快速达到预定值； 而对于较高的预定负压值，如果抽气速率也非常快则使用者将感觉到明显的不适感，特别 是间歇治疗模式下，高低负压在治疗过程中经常变化，因此，在负压曲线上升的前半段，负 压较低，要控制抽气泵以较快速率抽气，到了后半段时，越来越接近振幅(即最大预定负压 值)，设定的负压曲线的斜率趋于0，意味着要控制抽气泵以较慢的速率抽气。同样地，负压曲线下降的斜率跟电控阀9的进气速率相关，而进气速率与电控阀 的流道孔径大小有关，孔径越大，进气速率越快，集液瓶内负压较快下降。孔径的大小可以 通过控制电控阀的电压来实现。当负压从振幅降低到常压过程中，处于较低的预定负压值时，负压的变化对患者的影响很小，可以使电控阀孔径开大点，使负压尽快下降。而处于较 高的预定负压值时，如果进气速率过大，患者会感觉到明显的不适感，特别是在间歇治疗模 式下，高低负压在治疗过程中经常变化。因此，在负压下降过程中，在下降前半段时，孔径开 的很小，缓慢地增加，到了后半段，此时负压值相对较低，就可以用大的孔径迅速进气，使负 压迅速降低。曲线的斜率即表现在孔径大小上，当负压开始下降时，孔径开得很小，然后慢 慢变大，到后半段时，孔径可全部开启，使集液瓶内的气压迅速回到常压。参见图8，在负压控制中，压力监测模块10连接到集液瓶处，监测集液瓶内的实际 负压值，负压控制模块将此实际负压值与负压曲线处的预定负压值比较，判断是否需要进 行抽气，具体如下如果在抽气过程中，监测到的实际负压值低于负压曲线处的预定负压值时，则计 算出需要减少的抽气泵PWM的占空比，从而使集液瓶中的实际负压值加大，接近或达到预 定负压值；如果在抽气过程中，监测到的实际负压值高于负压曲线处的预定负压值时，则计 算出需要增加的抽气泵PWM的占空比。如果不在抽气过程中，即集液瓶内呈进气状态，监测到的实际负压值低于负压曲 线处的预定负压值时，计算需要增加的电控阀PWM的占空比，否则计算需要减少电控阀PWM 的占空比。通过这一控制过程，使得集液瓶中的实际负压值按照预先设定的负压曲线变化。在采用本发明的负压控制装置进行的具体治疗过程中，可以根据患者的伤口大 小、伤口严重程度、伤口的类型以设定不同的负压值进行负压治疗，或设定不同的治疗模 式。例如，在负压治疗过程中，采用间歇治疗模式时，患者需用125mmhg的最大负压治疗，间 歇高压治疗时间为5分钟时，可以设定负压振幅及间歇治疗中每个周期所经历的时间在负 压治疗过程中缓慢变化变小。如设定整个治疗过程为M小时，根据伤口情况，可设定M小 时之后负压变化为75mmhg，治疗时间也可以先前设定的5分钟变为3分钟。之所以要使负 压以及治疗时间减小，是因为在伤口治疗过程中，伤口最初是恶化的、严重的，治疗一段时 间后伤口好转之后逐渐愈合，在愈合过程中，如果仍然利用伤口治疗最初的预定负压值以 及负压治疗时间，显然是不太合适的，所以在整个治疗过程中，要在治疗的不同阶段采用不 同的负压值、不同的治疗时间，使得在愈合过程中，负压降低、负压治疗时间变短，促进伤口 的治疗，以免因一直采用较大的负压、较长的负压治疗时间而出现副作用。参见图9，图9为本发明的负压伤口治疗系统的负压控制装置可以应用的不同负 压曲线图，通过本发明中的负压控制装置，可以以负压与时间的负压曲线关系，使得负压治 疗过程，可以根据不同的疾病选择不同的负压治疗曲线，负压按负压治疗曲线变化，达到最 佳的治疗效果。本发明的负压伤口治疗系统的控制方法，包括1)对集液瓶内进行抽气，为集液瓶提供负压；2)同时，将外部气体导入集液瓶内；3)监测集液瓶内的实际负压值；4)将实际负压值与预定负压值比较，根据比较结果，通过同时控制抽气量以及进 气量，使集液瓶内的实际负压值接近或达到预定负压值。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对 本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所确定的范围为准。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若于改进和润饰，这些改进和 润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种负压治疗系统的负压控制装置，其特征在于，包括抽气机构，通过对集液瓶内抽气而为集液瓶提供负压；电控阀，用于将外部气体导入集液瓶内；压力监测模块，用于监测集液瓶内的实际负压值；负压控制模块，将实际负压值与预定负压值比较，根据比较结果，同时控制抽气机构的 抽气量以及电控阀的进气量，使集液瓶内的实际负压值接近或达到预定负压值。
2.如权利要求1所述的负压治疗系统的负压控制装置，其特征在于，所述负压控制模 块包括运算处理单元，将实际负压值与预定负压值比较，根据比较结果，发出控制指令；电控单元，根据所述控制指令控制抽气机构的抽气量以及电控阀的进气量。
3.如权利要求2所述的负压治疗系统的负压控制装置，其特征在于，所述电控单元通 过控制所述抽气机构的电机的旋转频率来控制抽气机构的抽气量。
4.如权利要求2所述的负压治疗系统的负压控制装置，其特征在于，所述电控单元通 过控制所述电控阀的排气孔的大小来控制进气量。
5.如权利要求2所述的负压治疗系统的负压控制装置，其特征在于，所述电控单元控 制所述抽气机构的电压以及电控阀的电压，以控制抽气机构的抽气量、电控阀的进气量。
6.如权利要求2所述的负压治疗系统的负压控制系统，其特征在于，所述电控单元控 制所述抽气机构的电流以及电控阀的电流，以控制抽气机构的抽气量、电控阀的进气量。
7.如权利要求5所述的负压治疗系统的负压控制装置，其特征在于，所述运算处理单 元设有DA模块，用于向电控单元发送电压信号。
8.如权利要求5所述的负压治疗系统的负压控制装置，其特征在于，所述运算处理单 元设有PWM模块，用于向电控单元发送电压信号。
9.如权利要求5所述的负压治疗系统的负压控制系统，其特征在于，所述运算处理单 元设有电压控制电流模块，用于向电控单元发送电流信号。
10.如权利要求1所述的负压治疗系统的负压控制装置，其特征在于，所述预定负压值 随时间变化。
11.如权利要求1所述的负压治疗系统的负压控制装置，其特征在于，所述预定负压值 随时间呈曲线变化。
12.如权利要求1所述的负压治疗系统的负压控制装置，其特征在于，所述负压控制模 块控制负压治疗过程中的负压振幅缓慢变小。
13.如权利要求1所述的负压治疗系统的负压控制装置，其特征在于，在间歇治疗模式 下，所述负压控制模块控制每个周期经历的时间逐渐变小。
14.一种负压治疗系统的负压控制方法，其特征在于，包括1)对集液瓶内进行抽气，为集液瓶提供负压；2)同时，将外部气体导入集液瓶内；3)监测集液瓶内的实际负压值；4)将实际负压值与预定负压值比较，根据比较结果，通过同时控制抽气量以及进气量， 使集液瓶内的实际负压值接近或达到预定负压值。
全文摘要
本发明公开一种负压治疗系统的负压控制装置，包括抽气机构，通过对集液瓶内抽气而为集液瓶提供负压；电控阀，用于将外部气体导入集液瓶内；压力监测模块，用于监测集液瓶内的实际负压值；负压控制模块，将实际负压值与预定负压值比较，根据比较结果，同时控制抽气机构的抽气量以及电控阀的进气量，使集液瓶内的实际负压值接近或达到预定负压值。本发明的负压治疗系统的负压控制装置，可使医护人员能够根据患者的实际情况调控负压的大小，使负压大小的渐变控制能够实现，减少患者在负压治疗时因压力骤变而引起的伤口不适或者疼痛。本发明还公开一种负压治疗系统的控制方法。
文档编号G05D16/20GK102058932SQ20101059701
公开日2011年5月18日 申请日期2010年12月20日 优先权日2010年12月20日
发明者菅冀祁, 郑灿阳, 隗刚, 黄海明 申请人:惠州市华阳多媒体电子有限公司