用于使用微电子机械系统(mems)愈合伤口的系统和方法

专利名称：用于使用微电子机械系统(mems)愈合伤口的系统和方法
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背景技术：
1.发明领域本发明的原理大体上涉及用于治疗组织的系统和方法。更具体地，本发明的原理 涉及使用具有减压输送系统的微电子机械系统(MEMS)，也被称为BioMEMS，来治疗组织。2.相关技术的描述伤口疗法的领域在近年来已经有进步。伤口愈合疗法的进展之一是针对伤口的真 空辅助伤口愈合或减压输送的发展。将减压或负压施加到伤口已经被临床证实改善了伤口 或组织部位处的血液流动、增加了组织生长、减少了感染，并改善了愈合时间。看护者可以 使用这样的真空辅助伤口愈合来治疗各种慢性和急性伤口类型，如褥疮、糖尿病伤口、腹部 伤口、局部厚度烧伤、创伤伤口、皮片及移植物。关于伤口和伤口愈合过程的背景伤口通常被定义为对皮肤的上皮完整性的破坏。然而，这样的损伤可能会更深，包 括对真皮、皮下脂肪、筋膜、肌肉以及甚至骨头的损伤。适当的伤口愈合是导致组织修复的 高度复杂、动态和协调的系列步骤。急性伤口的愈合是动态的过程，涉及固有和迁移细胞群 体在细胞外基质环境内以协调的方式起作用来修复受伤的组织。一些伤口不能以这种方式 愈合(由于种种原因)，并可被称为慢性伤口。在组织损伤以后，伤口的协调愈合将通常包括四个重叠但明确定义的阶段止血、 发炎、增殖和重塑。止血涉及伤口响应和修复中的第一步骤，其是出血、凝固以及血小板和 补体激活。发炎在接近第一天的结束时达到高峰。细胞增殖发生在接下来的7-30天内，并 涉及伤口面积测量可以是最有益的时间段。在这段时间期间，纤维组织形成、血管再生、上 皮再形成以及细胞外基质合成发生。伤口中初始的胶原蛋白形成通常在大约7天后达到高 峰。伤口上皮再形成在最佳条件下发生在大约48个小时后，此时伤口可完全密封。愈合中 的伤口在3周时可具有全扩张强度的15 %至20 %，且在4个月时具有全强度的60 %。在第 一个月后，降解和重塑阶段开始，其中，细胞结构和血管分布减少并且扩张强度增大。正常 疤痕的形成经常需要6至12个月。 相关领域中测量伤口愈合过程的努力因为伤口治疗可能在材料和专业护理时间上都是昂贵的，所以对伤口和伤口愈合 进程的评估可是必需的。存在几个可以辅助看护者确定伤口的愈合进程的伤口参数。例如， 伤口面积和体积测量可以为看护者提供关于伤口是否正在愈合以及如果伤口正在愈合，那 么伤口正在愈合的速度如何的信息。除了伤口的大小和体积，看护者常常使用伤口的颜色和肌理来确定伤口健康和愈 合进程。伤口组织包括伤口床(wound bed)和周边伤口区域或伤口边缘。某些问题可从伤 口组织的颜色和肌理检测到。例如，正常肉芽组织具有健壮、红色、光泽质感的外观并容易出血，而坏死组织(即，死亡的组织)可是黄灰色且柔性的，通常称为“腐肉”组织，或是硬且 黑/棕色的，通常称为“焦痂”组织。看护者可以观察和监测这些和其他伤口组织，以确定 整体伤口和特定伤口区域的伤口愈合进程。伤口评估是为了适当地治疗伤口的重要过程， 因为不适当或不完整的评估可能会导致多种并发症。在未经治疗的组织部件处的感染可能 导致对患者的永久性伤害、截肢或者甚至死亡。感染可以缓慢开始，但迅速增长。如果感染增长过快，那么患者可能在很短的时间 跨度上患重病。在伤口的治疗期间，绷带或其他敷料(dressing)通常覆盖伤口。因此，看 护者不能够看到伤口，除非当敷料被去除或更换时。取决于伤口的大小和类型，敷料可能会 更少定期更换以避免干扰伤口的愈合过程。在更换伤口的间隔期间，感染可能会形成，而看 护者不知道感染已经开始或者感染正在进行的速度。当伤口由敷料覆盖时，其他问题可能 会在伤口愈合过程期间出现，并且可能未被注意直到更换敷料。发明概述为向看护者提供能够评估患者的组织部位的愈合和感染状况的改进，本发明的原 理提供了对来自组织部位的渗出物流体的一个或多个特征的测量。渗出物流体可被测量化 学特征(例如，PH水平)、生物标记物(例如，细菌计数(count)或类型)或者化学特征和 /或生物标记物的任何其他指示物(indicator)以辅助看护者治疗组织部位。用于测量渗 出物流体的一个或多个特征的一个实施方式包括使用放置在组织部位处或在组织部位附 近的微电子机械系统(MEMS)。通过将MEMS设备集成到正在操作一使用减压治疗组织部位 的减压输送系统中，减压输送系统可响应于感应渗出物流体的一个或多个特征的MEMS设 备来调整一个或多个治疗参数以补偿来自组织部位的渗出物流体的非期望的特征。减压输送系统的一个实施方式可包括被配置成向患者的组织部位施用治疗的机 电部件(electromechanical component)。处理单元可与机电部件通信并被配置成使机电 部件激活以向组织部位施用治疗。至少一个导管可被配置成向组织部位输送治疗。微电子 机械(MEMQ设备被配置成感应来自组织部位的渗出物流体的一个或多个特征，并还被配 置成传达指示所感应的渗出物流体特征的数据。处理单元可被配置成接收来自所述MEMS 设备的数据并使机电部件通过导管向患者的组织部位施用治疗。用于治疗患者的组织部位的方法的一个实施方式可包括感应患者的组织部位的 渗出物流体的一个或多个特征。所感应的渗出物流体的特征的水平可被测量，以及，响应于 测量到的特征水平，可使向组织部位施用或改变治疗。附图简述

图1是正在使用减压输送系统被治疗的患者的示例性的配置的图示。图2是覆盖组织部位的示例性的敷料的图示，减压正在通过减压输送系统施加到 组织部位，MEMS设备被包括在组织部位到减压输送系统的流体路径内。图3是覆盖组织部位的示例性的敷料的图示，MEMS设备被包括在组织部位到减压 输送系统的流体路径内。图4A是示例性的减压输送系统的框图。图4B是被配置成控制图4A的减压输送系统的操作的示例性的模块的框图。图5是包括用于显示示例性的图形用户界面的电子显示器的示例性的减压输送 系统的图示；以及
图6是用于感应在患者的组织部位处的渗出物流体的一个或多个特征并响应于 一个或多个特征将治疗流体输送至组织部位的示例性的过程的流程图。附图详述关于图1，用于治疗患者102的设置100被示出。患者正在通过减压输送系统106 接收在组织部位104处的减压治疗。减压输送系统106也被称为真空辅助疗法设备。减压 输送系统106可以是任何通常被用来在诸如伤口愈合的组织治疗的过程中辅助患者的系 统。此外，减压输送系统106可以是任何被配置成使用如本文进一步描述的软件来辅助看 护者监视组织部位104的愈合的计算系统。看护者通常是指任何医疗专业人士、用户、患者 的家庭成员或者与减压输送系统交互或连接的患者。在可选实施方式中，减压输送系统可 被集成到可用于治疗移动患者的集成敷料(integrateddressing)中。如本文所使用的术语“组织部位”是指位于任何组织上或内的伤口或缺陷，组织包 括但不限于骨组织、脂肪组织、肌肉组织、神经组织、皮肤组织、脉管组织、结缔组织、软骨、 腱或韧带。术语“组织部位”可进一步是指任何组织的不一定受伤或有缺陷的区域，而是被 期望添加或促进额外组织的生长的区域。例如，减压组织治疗可用于某些组织区域中以使 可被采集并移植到另一组织位置的额外组织生长。如本文所使用的术语“减压”通常是指小于正在经受治疗的组织部位处的环境压 力的压力。在大多数情况下，这种减压将小于患者所处之处的大气压力。可选地，减压可小 于在组织部位处的组织的静水压力。虽然术语“真空”和“负压”可以用来描述施加到组织 部位的压力，但是施加到组织部位的实际的真空水平可能显著地小于与绝对真空正常地相 关联的真空水平。减压可初始地在组织部位的区域中的管或导管中产生流体流。随着组织 部位周围的静水压力接近期望的减压，流可消退，并且减压然后被保持。除非另有说明，本 文所声明的压力的值是表压。减压输送系统106可包括从减压输送系统106延伸到组织部位104的减压导管 108。在组织部位104处，减压敷料110可包括可流体地连接到减压导管108的分配歧管 (不专门指出)。此外，盖布(drape) 112可放置在组织部位104和分配歧管110上。如本 文所使用的术语“歧管”通常是指被提供以辅助施加减压至组织部位、输送流体至组织部位 或从组织部位去除流体的物质或结构。歧管典型地包括多个流动通道或路径，其互相连接 以改进被提供至组织的在歧管周围的区域和从所述区域被去除的流体和压力的分配。歧管 的实例可包括但不限于具有被布置成形成流动通道的结构元素的器件、多孔泡沫，如开放 气孔泡沫、多孔组织集合以及液体、凝胶和包括或固化成包括流动通道的泡沫。盖布112可是透气性的柔性材料，并在减压治疗期间防止液体进入或离开组织部 位104。柔性材料是能够被弯曲或折曲的物体或材料。弹性体材料典型地是柔性的，但本文 对柔性材料的指代并不一定将材料选择仅限制于弹性体。所使用的与根据本发明的原理的 材料或减压输送装置有关的术语“柔性”通常是指材料的适合或接近地匹配组织部位的形 状的能力。例如，用于治疗骨缺陷的减压输送装置的柔性本质可以允许装置被包裹或折叠 在骨的具有缺陷的部分的周围。减压输送系统106可包括收集渗出物流体的渗出物罐(exudatecanister) 114。如 所示，渗出物罐114被示出从减压输送系统106突出，使得用户可以查看渗出物流体的水 平，如果渗出物罐114至少部分半透明的话。可选地，渗出物罐114可与减压输送系统106通过例如中间管(未示出)流体连通。在一个实施方式中，MEMS设备(未示出)可被集成到在减压输送系统106处的减 压导管108、减压敷料110、渗出物罐114中，直接应用到组织部位104，或者以其他方式定位 在减压输送系统106的流体路径内。MEMS设备通常被认为是机械元件、传感器、致动器和 电子部件或它们的组合的在公共基底上使用微加工技术的集成，并可通过使用机械和电子 部件的集成来执行一个或多个功能。用于减压输送系统106的功能可包括采样和感应、生 成反馈信号以及输送或使治疗被输送到组织部位104。这样的反馈通常被认为是自动控制 系统中的正反馈(active feedback)。“流体路径”是渗出物流体从组织部位104行进到渗 出物罐114之处的路径，包括组织部位104和渗出物罐114。MEMS设备可以固定地附接到 或可去除地定位在流体路径中以采样来自组织部位104的渗出物流体。虽然许多参数可以 在远离组织部位的流体路径中测量，但是某些参数如温度和压力在组织部位处被更精确地 测量。如本文所使用的术语“流体”通常是指气体或液体，但也可包括任何其他可流动的材 料，包括但不限于凝胶、胶体和泡沫。气体的一个实例是空气。关于图2，在人的身体202上的组织部位200正在接受来自减压输送系统(未示 出)的减压疗法。应当理解，减压输送系统可相似地用在动物的身体上。减压输送系统连 接到减压导管204并与分配歧管210直接或通过接合器206流体连通。盖布208可被配置 成覆盖分配歧管210，分配歧管210被示出为被压入盖布208中。盖布208覆盖在组织部 位200处的组织，从而帮助保持在盖布208的交叉212处形成并围绕组织部位200处的组 织214的密封，使得流体如空气不能进入或离开组织部位200。看护者可以使用他或她的手 215将盖布208压到人的身体202上的健康组织上围绕组织部位200以形成密封。通过防 止流体进入或离开组织部位200，组织部位200可得到减压疗法的最大益处，包括使额外感 染的机会最小化、改善组织的生长、减少水肿等。MEMS设备216可定位在组织部位200与减压输送系统之间的流体路径内。MEMS 216设备可固定到歧管、减压导管204、盖布208或流体路径内的任何其他地方。在一个实 施方式中，MEMS设备216被配置成与减压输送系统无线通信。无线MEMS设备有时也被称 为无线集成微系统(WIMS)。可选地，MEMS设备216可被配置成具有与减压输送系统的有线 连接。如果使用无线方式，那么MEMS设备216可被配置成使用任何无线通信协议来与减压 输送系统通信。例如，蓝牙 ( Bluetooth )无线通信协议可以被利用，因为减压输送系统 通常在形成蓝牙 通信路径的范围内。MEMS设备216可被配置成采样来自组织部位200的渗出物流体。在一个实施方 式中，MEMS设备216可被配置成测定渗出物流体的一个或多个具体特征，如pH水平或仏水 平，这可帮助测定组织的氧含量(oxygenation)。为了本说明书的目的，渗出物流体的特征 是指化学组成、化学特征、生物标记物或渗出物流体的任何可由MEMS设备216测量的其他 特征。可选地，MEMS设备216可被配置成采样并收集渗出物流体的原始数据。MEMS设备 216可将原始数据或处理过的数据传达到减压输送系统。此外，MEMS设备216可被配置成感应组织部位处的湿度。伤口部位处的湿度过低 可能会导致伤口的干燥。通过感应湿度，减压输送系统可确保伤口干燥不发生。在一个实 施方式中，预设定的最小阈值水平可被设定以触发警报或通过开始向组织部位的流体输送 来改变减压输送系统的操作。例如，可设置95%湿度的最小阈值水平，使得当湿度降低至低于95%时，减压输送系统向组织部位输送治疗流体。可设置90%的第二最小阈值水平，使 得响应于降低至低于第二最小阈值水平的湿度，警报可被生成以通知看护者该情况。在可 选实施方式中，组织部位本身的湿气可被MEMS设备216感应。关于图3，组织部位200的剖视图被提供以显示盖布208，盖布208在围绕在组织 部位200处的组织303如伤口组织的健康组织302上延伸。盖布208在歧管304和敷料泡 沫305上延伸，其与减压导管306流体连通。盖布208、歧管304和敷料泡沫305全部是敷 料的一部分，如本领域中所理解的。应当理解，敷料可由额外的、更少的和/或其他的部件 形成，如本领域中所理解的。减压导管306还与减压输送系统308流体连通。阀307可在 减压输送系统308的内部或外部，阀307可被减压疗法系统308控制以使减压和/或治疗 流体能够被向组织部位200施用或改变。减压疗法系统308可包括真空泵310和电子显示 器312。电子显示器312可以包括控制元件3Ha-314n(总体地314)，控制元件314a_3Hn 可由用户用于操作减压输送系统308。另外地或可选地，电子显示器312可包括触摸屏式电 子显示器316，触摸屏式电子显示器316使用户能够与减压输送系统308交互并操作减压输 送系统308。更详细的例证性的减压输送系统在图4A中提供。MEMS设备216被显示在盖布208之下并附接到或以其他方式接触歧管304。通过 使MEMS设备216尽可能靠近在组织部位200处的组织303地定位，MEMS设备216可以收集 和/或产生对渗出物流体的特征(例如，化学特征和/或生物标记物)的尽可能精确的读 数。在一个实施方式中，MEMS设备216可被放置为与组织部位200接触以测量在MEMS设 备216与组织部位200接触时被更精确地测量的某些参数。减压输送系统308可通过从MEMS设备216传达的一个或多个信号接收数据。数据 可包括指示渗出物流体的特征的原始数据或处理过的数据。如本领域中所理解的，MEMS设 备216可被配置成采样任何类型的特征，包括化学特征和/或生物标记物。例如，MEMS设备 216可被配置成采样并测量渗出物流体的PH水平、渗出物流体中的细菌计数或类型或者渗 出物流体中的任何其他可有助于辅助看护者治疗患者的化学特征和/或生物标记物。MEMS 设备216可另外地或者可选地被配置成感应环境因素，如压力、温度和如上文描述的湿度。 例证性的MEMS设备可被使用或修改，并用于感应压力以将压力读数无线传达到减压输送 系统308，该例证性的MEMS设备由位于美国密歇根州的伊普西兰蒂的htegrated Sensing System(ISSYS)生产。用于感应其他化学特征、生物标记物和/或环境条件的由ISSYS或其 他制造商生产的其它MEMS传感器可根据本发明的原理使用。关于图4A，示例性的减压输送系统400被示出配置有电子部件402和流体流装备 404。电子部件可以包括执行软件408的处理单元406。软件408可被配置成控制和管理减 压输送系统400的操作。处理单元406可与存储器410、显示器412、输入/输出(I/O)单元 414以及存储单元416通信。存储单元可以存储数据储存库418，数据储存库418可以是数 据库并且用于存储设置信息或与被减压输送系统400施用治疗的一个或多个患者相关联 的信息。应当理解，数据储存库418可由一个或多个数据文件配置，如本领域中所理解的。 存储器410可由处理单元406使用用于存储操作信息，如减压输送系统400的一个或多个 特性的设置和运行状态。显示器412可是提供用户界面如图形用户界面的电子显示器，并 且显示器412可以是对触摸感应的，以使看护者能够控制减压输送系统。I/O单元414可被 配置成本地通信(即，在减压输送系统400处)或远程通信(例如，与网络上的设备或与远程定位的MEMS设备通信)。电子部件402可与流体流装备404通信用于控制机电部件的操作。机电部件可包 括真空泵424、渗出物流体罐4 和治疗流体428。其他机电部件可包括变换器，如流、组织 压力以及泵压力的变换器，如本领域中所理解的。过滤器(未示出)也可被包括在流体流 装备404中。真空泵4M可被配置成创建被用来将减压施加到患者的组织部位处的减压。 渗出物流体罐似6可以是被集成到减压输送系统400中或与减压输送系统400分离，并用 于收集来自正在由减压输送系统400治疗的患者的渗出物流体的容器，如塑料容器。治疗流体4 可包括用于治疗患者的一种或多种治疗流体。例如，治疗流体4 可包括帮助减少组织部位处的细菌的抗菌或防腐流体。作为另一实施例，治疗流体4 可 包括一种或多种PH平衡流体(例如，酸性或碱性流体)，其可向组织部位施用或改变以调整 PH平衡。此外，治疗流体4 可包括盐水或其他可用于清洗、冲洗或增湿组织部位的清洁剂 流体。通常情况下，根据本发明的原理，任何生物标记物或药物流体可被用作治疗流体。一个或多个治疗泵4 可被配置成向组织部位泵送治疗流体428。治疗泵4 可 以是任何能够泵送流体的泵，如气动和机电泵。处理单元406可包括一个或多个处理器，处理单元406可被配置成与流体流装备 通信，其包括用于控制减压输送系统400的操作的阀430和变换器432。响应于接收来自变 换器434或其他传感器的信息，软件408可控制处理单元406以开启/关闭真空泵似4并 开/关阀430，其包括致动设备431，如阀。在通过MEMS设备434执行无线通信时，MEMS设备434也可被认为是WIMS设备， MEMS设备434可被定位在患者的组织部位与在减压输送系统400处的渗出物流体罐4 所 在或之间的流体路径内。MEMS设备434可被配置成(i)采样或(ii)采样并测量渗出物流 体的特征。MEMS设备434可被配置成有线或无线的以与减压输送系统400通信数据信号。 在有线或无线通信时，MEMS设备434可使用模拟的或数字的通信技术和任何通信协议来通 信，如本领域中所理解的。数据信号可包括表示渗出物流体的特征数据(如PH水平)的原 始的或处理过的数据。MEMS设备434可被配置成采样渗出物流体以测量一种或多种化学特征，例如02水 平、C02水平、化学标记物以及其他化学特征。另外地和/或可选地，MEMS设备434可被配 置成采样渗出物流体以测量生物标记物，例如微生物、生物标记、蛋白质(例如，白蛋白)以 及其他生物标记物。此外，MEMS设备434可被配置成测量渗出物流体的温度，温度可指示 发生在组织部位处的感染或其他进程。在一个实施方式中，MEMS设备434可以被减压输送 系统400用于控制减压操作，而不是使用变换器432控制减压操作。在一个实施方式中，减压输送系统400可被配置成向组织部位输送治疗流体，如 清洁剂流体或药物流体，用于清洁或治疗。为了清洁或治疗组织部位，响应于MEMS设备434 感应渗出物流体的一个或多个化学特征和/或生物标记物，处理单元406可在电子显示器 上显示表示所被感应的渗出物流体的特征的信息(例如，条形图)，或创建音频输出(例如， 音调或语音输出)。可选地和/或另外地，通过连接到敷料438的一个或多个导管436，处 理单元406可使向组织部位施用或改变治疗流体。在一个实施方式中，每个治疗流体可以 使用与其他治疗流体同一个的或不同的导管被输送到组织部位。如果多个导管被用来输送 治疗流体428，那么多个阀或致动设备可被用来控制各自的治疗流体4 的输送。治疗流体可通过与用于向组织部位输送减压的导管同一个的或不同的导管来输送。在一个实施方式中，导管436包括用于将减压施加到组织部位的减压导管和用于 施用治疗流体428的单独导管。可选地，同一个导管可被用于施用减压和治疗流体4 二 者，但在这样的配置中，治疗泵4 和真空泵4M将在不同的时间操作或阀430将限制治疗 泵4 和真空泵似4与导管436的流体连通。处理单元可与致动设备431电通信，并将致 动设备431设置为以使真空泵4M向组织部位施加或改变减压的配置的第一状态以及通过 通信线420将输送信号422从电子设备402传达到流体流装备404，以将致动设备431配 置为向组织部位施用治疗流体428的第二状态。在决定将致动设备431配置为第一状态还 是第二状态时，可以通过处理器406随后进行预设定的疗法，其中预设定的疗法可响应于 由MEMS设备434感应的渗出物流体的一个或多个特征。此外，取决于正在被输送的治疗流 体，处理单元406可被配置成例如使真空泵似4停止某一段时间以允许用药物治疗组织部 位，或例如在清洁组织部位时操作真空泵424。应当理解，各种治疗各操作可被用来响应于 采样来自组织部位的渗出物流体的特征的MEMS设备434来输送治疗流体4 并控制真空 泵424。例如，处理单元406可被配置成响应于确定渗出物流体的酸度正在增加来改变减压 治疗。此外，处理单元406可被配置成创建视觉或听觉的通知或警报，以通知看护者渗出物 流体中的化学特征或生物标记物的高水平或低水平。在一个实施方式中，处理单元406可 被配置成显示图形(例如，图、饼图或条形图)或字母数字显示(例如，数字或分级)来表 示渗出物流体中的化学特征和/或生物标记物的水平。处理单元406可进一步被配置成生 成并显示环境条件，如被MEMS设备感应的温度、压力和湿度，的图形或字母数字显示。应当 理解，一个或多个MEMS设备可被用来执行一种或多种感应和/或测量功能。关于图4B，模块440可被配置成控制减压输送系统400(图4A)的操作。模块440 可以是软件如被处理单元406执行的软件408、硬件或其组合。模块440可包括特征测量 模块442、施加减压模块444、施用治疗流体模块446、带测量的特征标记的显示GUI的模块 448以及设置特征阈值并生成警报的模块450。模块440是示例性的并可以被分割、合并或 以某种其他方式配置。此外，额外的和/或不同的模块可被用来根据本发明的原理执行相 同的或相似的功能。特征测量模块442可被配置成测量由MEMS设备感应的渗出物流体的一个或多个 特征。在一个实施方式中，MEMS设备可以将原始数据传达到特征测量模块442以计算任何 正在被感应的特征的水平。在可选实施方式中，特征测量模块442被配置在MEMS设备本身 内，并向减压输送系统400报告计算过的特征水平或值。多个MEMS设备可用于感应并处理 渗出物流体的特征。施加减压模块444可被配置成控制减压输送系统400中的机电装备以向患者的组 织部位施加减压。减压模块444可被配置成施加恒定的减压或减压的间隔。在一个实施方 式中，减压模块444可使用由特征测量模块442测定的一个或多个水平，以确定向组织部位 施加的减压的量，包括被施加到组织部位的减压是否应停止。例如，如果细菌的水平被确定 为高的，则减压可被减压模块444暂时停止，直到可向组织部位施用或改变治疗流体，并且 然后减压模块444可向组织部位再施用减压。施用治疗流体模块446可被配置成控制减压输送系统400内的机电部件以向患者 的组织部位施用治疗流体。机电部件可包括泵、阀以及任何其他用于控制待向组织部位施用或改变的治疗流体的机电部件。此外，施用治疗流体模块446可被配置成通过控制机电 部件以调整流体或其他用于形成治疗流体的材料(例如，粉)的混合来控制正在向组织部 位施用或改变的治疗流体的浓度。在操作中，施用治疗流体模块446可被配置成(i)接受 渗出物流体中的特征水平，(ii)确定治疗流体的将施用到患者的组织部位的量、浓度和/ 或持续时间，以及(iii)通过控制减压输送系统400中的机电部件来向组织部位施用治疗 流体。带测量的特征标记的显示⑶I的模块448可被配置成接收渗出物流体中的特征水 平并在电子显示器上显示特征水平的图形和/或字母数字表示。⑶I可以显示任何向看护 者指示特征的水平的图形表示。例如，PH水平可被示出为条形图、数字、饼图或以任何其他 使看护者可以查看渗出物流体的PH水平的形式。设置特征阈值并生成警报的模块450可被配置有预先设定的最高和最低阈值，或 使看护者能够设定或设置用于渗出物流体的特征的水平的阈值。该警报可是视觉的和/或 听觉的。在设置阈值时，模块450可提供具有预先设定的阈值的菜单，并使看护者能够根据 不同情况而改变阈值。例如，看护者可分别设置PH水平的最高和最低水平的阈值为6. 5和 7.5。作为另一实施例，细菌计数的最大阈值可设置为75。如果减压输送系统400被配置成 自动向组织部位施用治疗流体，那么指示特征水平越过阈值的警报可向看护者指示减压输 送系统400难以改变或维持特征。如果没有自动化，那么警报可向看护者以信号指示组织 部位或患者正在有问题。关于图5，示出示例性的减压输送系统500，其包括显示示例性的图形用户界面 (⑶I) 504的电子显示器502。⑶I 504可被配置成显示正在被一个或多个MEMS设备感 应的化学特征和生物标记物的一个或多个指示物。如所示，两个条形指示物506和508 被用来分别显示PH平衡和细菌计数的水平。条形指示物506可显示以箭头形式的标记 (indicia) 510，并且一条线延伸横跨条形指示物506以表示所测量的pH水平。在一个实施 方式中，标记510可根据由MEMS设备感应的渗出物流体的pH水平的值来改变颜色。在另一 实施方式中，字母数字(alphanumeric)标记如数字可取代条形指示物506或附加于条形指 示物506地被显示。此外，pH水平的历史值可被显示(例如，每隔一小时pH水平的测量) 或是通过请求可显示的。条形指示物508可被配置成显示通过MEMS设备的渗出物流体的细菌计数。条形指 示物508可显示以动态标记512的形式的水平，其响应于感应细菌并确定细菌计数的MEMS 设备来增加和减少。如果细菌样本由MEMS设备培养，那么细菌计数可进行一段时间，因此， 动态标记512可以是关于细菌计数的延迟指示物(例如，来自12小时前的渗出物流体采样 的指示物)。动态标记512可根据细菌计数改变颜色。例如，如果细菌计数低于某个水平 (如25)，则动态标记512可以绿色显示以使看护者能够容易地确定细菌计数在控制中。如 果细菌计数超过不同的水平(如75)，则动态标记512可以红色显示，以提醒看护者细菌水 平过高并且适当的行动将被采取。在一个实施方式中，以听觉和/或视觉指示物形式的一 个或多个警报可被用来通知看护者PH水平或细菌计数已经增加超过预设定的水平。应该 理解，条形指示物506和508是示例性的，并且任何其他类型的图形或字母数字指示物可以 被用来向看护者提供正在由一个或多个MEMS设备感应的渗出物流体的特征的信息。除了减压输送系统500能够向看护者显示图形指示物以监测正在接受治疗的组织部位的化学特征和/或生物标记物状态之外，本发明的原理可以进一步为减压输送系统 500提供自动地根据渗出物流体的所感应的特征来向组织部位输送治疗流体。例如，如果 PH水平增加至高过7. 0，那么酸性治疗流体可以被减压输送系统500输送到组织部位。根 据PH水平，酸性治疗流体可被输送不同的持续时间。例如，对于7. 5的pH水平来说，酸性治 疗流体可被输送两分钟，并且对于8. 5的pH水平来说，酸性治疗流体可被输送八分钟。可 选地，治疗流体可被设置在不同的PH水平(即，具有酸度或碱度的不同的浓度)，使得治疗 流体可被输送相同的持续时间，即使所测量的PH水平是不同的。在一个实施方式中，治疗 流体的PH水平可通过调整治疗流体中的酸的浓度自动改变。如果由减压输送系统500确定细菌计数已经增加至超过某个水平，那么防腐治疗 流体可以被输送到组织部位。在一个实施方式中，防腐治疗流体可以被调整以处理细菌计 数问题。例如，如果细菌计数相对低，那么相对低浓度的防腐治疗流体可被输送到组织部 位。当细菌计数增加，则防腐治疗流体也可增加。防腐剂的浓度可通过增加和减少孔或阀 以用另一流体如清洁剂流体(例如，盐水溶液)增加或减少防腐流体来改变，以创建用于通 过导管向组织部位的输送的防腐治疗流体。在防腐治疗流体的输送之后，清洁剂流体可用 于冲洗组织部位。应当理解，当组织部位正在用治疗流体治疗时，减压可暂停，并且一旦治 疗完成，减压可以恢复以启动减压治疗并从组织部位去除治疗流体和渗出物流体。关于图6，示出示例性的流程图600。该过程始于步骤602，其中患者的组织部位的 渗出物流体的特征可被感应。渗出物流体的特征可由MEMS设备感应，MEMS设备可采样渗 出物流体并将原始数据或处理过的数据传达到减压输送系统。MEMS设备可被配置成采样一 个或多个化学特征和/或生物标记物。在步骤604，所被感应的渗出物流体的特征的水平可 被测量。测量可包括处理来自所采样的数据的原始数据并可由MEMS设备或减压输送系统 来执行。在步骤606，响应于测量到的特征水平，可使向组织部位施用或改变治疗。治疗可 包括改变减压治疗、施用治疗流体或其组合。例如，可向组织部位施用或改变清洁治疗流体 如盐水溶液，并且可施加减压以从组织部位去除清洁治疗流体。根据渗出物流体的特征，可 向组织部位施用或改变可选的治疗流体。虽然MEMS设备已经被描述成被并入用于利用用于向组织部位输送减压的导管的 减压输送系统中，但是应当理解，MEMS设备可以被不利用导管地向组织部位输送减压的集 成减压输送系统利用。这样的集成减压输送系统将处理和真空泵功能并入敷料中，从而消 除导管。MEMS设备可与处理单元通过有线或无线通信以辅助输送药物或清洁剂流体。虽然本说明书描述了 MEMS，但是应当理解，本发明的原理可以适用于纳米机电系 统(NEMQ的使用。NEMS设备可被配置成集成到敷料中并与减压输送系统通信，据此NEMS 设备可有线或无线地与减压输送系统通信，用于提供根据正在组织部位处进行的测量执行 反馈控制的能力。虽然已依据前述实施方式描述了本发明的原理，但是本说明书仅作为解释提供， 并不意在被解释为对本发明的限制。本领域的技术人员将考虑到本发明的可适应具体的患 者和组织治疗环境的修改。
权利要求
1.一种用于治疗患者的组织部位的减压输送系统，包括机电部件，其被配置成向患者的所述组织部位施用治疗；处理单元，其与所述机电部件通信并被配置成使所述机电部件激活以向所述组织部位 施用或改变所述治疗；至少一个导管，其被配置成向所述组织部位输送所述治疗；以及微电子机械系统(MEMQ设备，其被配置成感应来自所述组织部位的渗出物流体的一 个或多个特征，并还被配置成传达指示所被感应的一个或多个渗出物流体特征的数据，所 述处理单元被配置成接收来自所述MEMS设备的所述数据并使所述机电部件通过所述至少 一个导管向患者的所述组织部位施用所述治疗。
2.根据权利要求1所述的减压输送系统，其中，所述机电部件包括至少一个阀和至少 一个泵，所述至少一个泵被配置成向所述组织部位施加减压并且所述至少一个阀被配置成 使所述减压能够和不能够被向所述组织部位施用或改变。
3.根据权利要求2所述的减压输送系统，其中，所述至少一个泵还被配置成向所述组 织部位输送或改变治疗流体并且所述至少一个阀被配置成使所述治疗流体能够和不能够 被向所述组织部位施用或改变。
4.根据权利要求1所述的减压输送系统，其中，所述MEMS设备与所述处理单元无线通
5.根据权利要求1所述的减压输送系统，其中，所述MEMS设备被配置成感应所述渗出 物流体的PH水平。
6.根据权利要求1所述的减压输送系统，还包括与所述至少一个导管流体连通的敷 料，并且其中，当所述MEMS设备感应所述组织部位的所述渗出物流体的所述一个或多个特 征时，所述MEMS设备被布置在所述敷料内。
7.根据权利要求1所述的减压输送系统，其中，所述治疗包括至少一种治疗流体。
8.根据权利要求1所述的减压输送系统，还包括与所述处理单元通信的电子显示器， 所述处理单元还被配置成生成并在所述电子显示器上显示图形用户界面(⑶I)，所述⑶I 包括表示来自所述组织部位的所述渗出物流体的特征水平的标记。
9.根据权利要求8所述的减压输送系统，其中，所述渗出物流体的所述一个或多个特 征包括化学特征。
10.根据权利要求8所述的减压输送系统，其中，所述渗出物流体的所述一个或多个特 征包括生物标记物。
11.一种用于治疗患者的组织部位的方法，所述方法包括感应患者的所述组织部位的渗出物流体的特征；测量所述渗出物流体的所被感应的特征的水平；以及响应所测量到的特征水平，使治疗被向所述组织部位施用或改变。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，使治疗被向所述组织部位施用或改变包括使 治疗流体被向所述组织部位施用，并且还包括向患者的所述组织部位施加减压以从所述组 织部位收集所述治疗流体。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，使所述治疗流体被向所述组织部位施用或改 变包括激活至少一个阀。
14.根据权利要求11所述的方法，还包括无线接收指示所述渗出物流体的所述被感应 的特征的数据。
15.根据权利要求11所述的方法，其中，感应特征包括感应所述渗出物流体的化学特征。
16.根据权利要求11所述的方法，还包括通过向所述组织部位施用治疗流体来清洁所 述组织部位。
17.根据权利要求1所述的方法，还包括生成并在电子显示器上显示图形用户界面，所 述图形用户界面包括表示所述渗出物流体的化学特征的水平的标记。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，显示所述图形用户界面包括显示表示所述渗 出物流体的PH水平的所述标记。
19.根据权利要求17所述的方法，其中，显示所述图形用户界面包括显示表示所述渗 出物流体中的细菌计数的标记。
20.根据权利要求17所述的方法，还包括响应于确定所述渗出物流体的所述特征增加 至预设定的水平以上而生成警报。
21.根据权利要求11所述的方法，还包括感应所述组织部位处的湿度；以及响应于确定所述湿度降低至预设定的阈值水平以下，改变正在向所述组织部位施用的 所述治疗。
22.一种用于从患者的组织抽出渗出物流体并治疗所述组织的减压疗法系统，所述减 压疗法系统包括敷料，其与所述组织流体连通以向所述组织输送真空和所述治疗流体；至少一个导管，其一端与所述敷料流体连通以向所述敷料输送真空和所述治疗流体；致动设备，其连接到所述至少一个导管的另一端以响应于输送信号来在第一状态中向 所述至少一个导管提供真空而在第二状态中向所述至少一个导管提供所述治疗流体；处理单元，其与所述致动设备电通信以响应于用于治疗所述组织的预设定的疗法来使 在所述第一状态期间真空被施用或改变而在所述第二状态期间使输送信号被向所述致动 设备施用或改变；以及MEMS设备，其与所述组织流体连通以感应所述渗出物流体的特征并生成与所述渗出物 流体的所述特征相关的特征数据，并与所述处理设备电通信以将所述特征数据传输到所述 处理设备，所述处理设备响应于根据所述预设定的疗法的对所述特征数据的分析来向所述 致动设备施用或改变所述输送信号。
全文摘要
一种用于治疗患者的组织部位的系统和方法可包括感应患者的组织部位的渗出物流体的一个或多个特征。渗出物流体的被感应的一个或多个特征的水平可被测量，并且响应于所测量的至少一个特征水平，可向组织部位施用或改变治疗。
文档编号A61M1/00GK102137687SQ200980133936
公开日2011年7月27日 申请日期2009年9月22日 优先权日2008年10月3日
发明者兰德尔·P·科尔奇 申请人:凯希特许有限公司