测量压力的制作方法

专利名称：测量压力的制作方法
测量压力 本发明涉及用于对创口应用局部负压(TNP)疗法的设备和方法。特别地，但不排 它地，本发明涉及用于确定由吸抽泵产生的负压的方法和设备。 存在涉及提供用于对创口应用TNP疗法的设备及其使用方法以及意图改进TNP疗 法的效果的其它治疗过程的许多可用的现有技术。这样的现有技术的实例包括在下面列出 和简要描述的那些。 TNP疗法通过降低组织浮肿、促进血液流动和组织颗粒化、移除多余的渗出物来协 助创口闭合和愈合，而且TNP疗法可减少细菌载量，且从而减少对创口的感染。此外，TNP疗 法容许更少地对创口进行外部干扰，且促进更快速的愈合。 在我们的共同未决的国际专利申请WO 2004/037334中，描述了用于抽吸、冲洗和 清洁创口的设备、创口敷料和方法。非常概括地讲，该发明描述了通过应用局部负压(TNP) 疗法以便抽吸创口 ，以及进一步提供额外流体以便冲洗和/或清洁创口 ，来对创口进行治 疗，然后包含创口渗出物和冲洗流体两者的该流体由抽吸机构抽去，且流通通过该机构，以 使其中的有益物质与有害物质分开。对创口愈合有益的物质重新流通通过创口敷料，而对 创口愈合有害的那些物质则被丢弃到废物收集袋或容器中。 在我们的共同未决的国际专利申请WO 2005/04670中，描述了用于使用创口的抽 吸、冲洗和清洁来对创口进行清洁的设备、创口敷料和方法。再次，非常概括地讲，关于抽 吸、冲洗和清洁创口，该文献中所描述的发明使用了与W0 2004/037334中的设备类似的设 备，但是，该发明进一步包括其它重要步骤，即提供加热机构，以控制返回创口位点/敷料 的有益物质的温度，从而使得有益物质处在最优温度，例如，以在创口上具有最有效的治疗 效果。 在我们的共同未决的国际专利申请WO 2005/105180中，描述了用于抽吸、冲洗和 /或清洁创口的设备和方法。再次，非常概括地讲，该文献描述了与上文中两篇之前提到的 文献类似的设备，但是具有另外的步骤，即提供用于对创口位点/敷料供应和应用生理活 性剂以促进创口愈合的机构。 以上参照的内容通过引用而包括在本文中。 但是，以上设备和方法大体上仅可应用于住院的患者，因为该设备是复杂的，需要 具有关于如何操作和维护该设备的专业知识的人员，而且该设备还相对较重且体积庞大， 例如，不适于由患者在医院环境之外容易地移动。 在可获得可容易地携带以及可容易地维护的TNP疗法设备的条件下，具有例如不 需要持续住院治疗的相对不严重创口的、但仍然会受益于TNP疗法的长时间应用的一些患 者可在家里或在工作时得到治疗。GB-A-2 307 180描述了可夹在腰带或吊带上由患者携带的便携式TNP疗法单元。
但将理解的是，可能有与在创口位点处提供期望压力相关联的某些错误。 将理解的是，关于现有技术的已知泵单元的一个问题在于，由泵提供的压力必须
落在预定的期望阈值内，因为泵随着使用时间的增加会磨损，或者当某些环境因素改变时，
由泵提供的压力可能会变化，这可能会导致复杂情况和不理想的环境。而且某些已知的现有技术的泵系统在运行期间有噪声，或者当压力控制启动时，可引起"安静"或"高声"期。 这可能是用户所关心的。而且，将理解的是，缺乏平稳速度响应可能会降低运行寿命，因为 泵很少经历满载荷循环。又另外，压力波动可引起用户疼痛。
本发明的一个目的是要至少部分地减轻上述问题。 本发明的实施例的一个目的是要提供确定由局部负压(TNP)系统的泵产生的负 压的方法和设备。 本发明的实施例的一个目的是要提供对局部负压系统的吸抽泵的控制，该控制在 装置运行期间降低噪声且使用户不适最小化。 根据本发明的第一个方面，提供了一种确定由局部负压(TNP)系统的吸抽泵产生
的负压的方法，该方法包括以下步骤 使驱动电压与TNP系统的泵断开； 确定由泵的空转元件产生的EMF ; 为泵选择新的驱动电压；以及 将新的驱动电压重新连接到泵上。 本发明部分地由用于在几乎任何环境下对患者提供TNP疗法的整体设备组 成。该设备是轻型的，其可由电力网供电，或者由包含在装置内的可再充电的电池组进 行电池供电(此后，术语"装置"用来表示可包含所有的控制器、电源、电源再充电装置 (recharging)、电子指示器机构和用于启动和维持创口抽吸功能和类似性质的任何另外的 必要功能的机构的单元)。当在住宅外时，例如，设备可基于电池功率提供延长的运行期，且 在住宅中时，例如，装置可由充电器单元连接到电力网上，同时仍然由患者使用和操作。
本发明是其一部分的整体设备包括敷料，其覆盖创口且密封通向由该敷料在创 口上形成的空腔的抽吸导管的至少开口端；抽吸管，其包括穿过其中的至少一个内腔，该至 少一个内腔从创口敷料通向用于在处理之前收集和保持创口渗出物/废料的废料罐；以及 与废物罐相关联的电源、控制器以及抽吸启动和维持装置。 覆盖创口的敷料可为通常由TNP疗法采用的任何类型的敷料，且非常概括地讲， 敷料可包括如敷料领域中已知的例如半渗透性的、柔性的、自粘的覆布材料，以覆盖创口且 与周围的健康组织一起进行密封，以在创口上产生密封的空腔或空隙。在创口床和覆盖材 料之间的空腔中可适当地存在多孔隔件和支承部件，以使得能够在创口区域上实现均匀的 真空分布。多孔隔件和支承部件为例如纱布、泡沫、可膨胀的袋，或者在所产生的真空水平 下抵抗压挤且容许创口区域上的创口渗出物转移到密封到创口上的柔性覆盖覆布上的抽 吸导管的已知的创口接触型材料。 抽吸导管可为普通的柔性管，例如，该柔性管具有穿过其中的单个内腔，且由可与 例如伤处组织相容的塑料材料制成。但是，抽吸导管可具有穿过其中的多个内腔，以实现与 本发明有关的具体目标。位于创口上的密封空腔内的管的一部分可具有这样的结构该结 构使得能够进行持续抽吸，并且排出创口渗出物，即便是处在预想的较高的负压范围水平， 也不会变得受限制或阻塞。 构想的是，用于体现本发明的设备的负压范围可介于约-50毫米汞柱和-200毫 米汞柱之间(注意，这些压力是相对于正常环境大气压的，因此，-200毫米汞柱实际上是约 560毫米荥柱)。适当地，压力范围可介于约-75毫米荥柱和-150毫米荥柱之间。或者，可使用直到-75毫米汞柱、直到-80毫米汞柱或者-80毫米汞柱以上的压力范围。同样适当 的是可使用-75毫米汞柱以下的压力范围。或者，可使用-100毫米汞柱以上的压力范围， 或者-150毫米汞柱以上的压力范围。 在其远离敷料的远端处，抽吸导管可在入口端口或连接器处附连到废物罐上。包 含用于启动和维持创口 /敷料的抽吸的机构的装置可位于敷料和废物罐之间，但是，在体 现本发明的设备的一个优选实施例中，装置可通过罐抽吸创口 /敷料，从而废物罐可优选 地位于创口/敷料和装置之间。 在废料罐端部处，抽吸导管可优选地结合到废物罐上，以防止在例如被障碍物泮 住时无意地脱开。 罐可为塑料材料模制品或包括多个单独的模制品的组合单元。罐可适当地为半 透明的或透明的，以便在视觉上确定装有渗出物的程度。但是，在一些实施例中，罐和装置 可提供迫近的罐满状态的自动警告，而且还可提供用于在罐达到装满状态时停止抽吸的机 构。 罐可设有过滤器，以防止液体和气味从其中排出，而且还防止细菌排入大气中。这 样的过滤器可包括串联的多个过滤器。例如，就密封罐以防细菌排出而言，适当的过滤器的 实例可包括具有0. 2 P m孔大小的疏水过滤器，而就防止液体排出而言，可包括具有1 P m孔 大小的过滤器。 适当地，过滤器在正常使用时可位于废物罐的上部部分处，也就是说，当设备由患 者使用或携带的时候，过滤器在上部位置上，且由于重力而与废物罐中的渗出物液体分开。 此外，这种定向使废物罐出口或排气出口端口保持远离渗出物表面。 适当地，废物罐可装有吸收性凝胶，例如IS0LYSEL(商标)，例如，作为当装满且被 更换和处理时的克服罐泄漏的增加的防护。在废物罐的渗出物存储容积内的凝胶基质的额 外的优点在于，其防止过度的移动，例如液体的溢出，且使细菌生长减到最小并使气味减到最弱。 废物罐还可设有合适的机构，以在从装置单元上拆下废物罐时以及还有在从创口 位点/敷料上拆下抽吸导管时两种情况下，防止废物罐泄漏。 罐可具有合适的机构，以防止被用户倒空(不使用工具或不损害罐)，从而使得仅
可在仍然包含废物流体的情况下处理装满的或以其它方式终止寿命的罐。 装置和废物罐可具有用于将装置单元连接到废物罐上的互补机构，由此，装置单
元中的抽吸机构自动连接到废物罐上的排空端口上，从而使得有从创口位点/敷料到装置
上的排气端口的连续的抽吸路径。 适当地，来自通过设备的流体路径的排气端口设有过滤器机构，以防止令人不快 的气味排入大气中。 —般而言，装置单元包括抽吸泵；用于监测由抽吸泵施加的压力的机构；用以监 测通过抽吸泵的流体流量的流量计；控制系统，其响应于来自传感器(例如，诸如压力监测 机构和流量计)的信号来控制抽吸泵，而且该控制系统还关于机载电池组及对其的充电来 控制功率管理系统；以及最后是用户接口系统，通过该用户接口系统，装置的各种功能(例 如，诸如压力水平设定点)可由用户调节(包括停止和启动设备)。装置单元可在单个统一 的壳体内包含所有上述特征。
鉴于装置单元将内在装备成本的大部分包含在其内这一事实，理想的是该装置单 元将还能够经受得住碰撞，容忍清洗，以便可由其它患者重新使用。 就压力容量而言，抽吸机构可能能够对创口位点/敷料施加至少-200毫米泵柱的 最大压降。即便是在其中有少量空气泄漏到系统中且有高的渗出物流的条件下，设备也能 够保持预定负压。 压力控制系统可防止实现的最小压力超过例如-200毫米泵柱，以便不会对患者 造成不当的不适。例如，取决于有问题的创口的需要和临床医生的建议，所需压力可由用 户设定在许多谨慎的水平处，诸如-50、 -75、 -100、 -125、 -150、 -175毫米泵柱。因此，作为 实例，使用中的合适的压力范围可为从-25至-80毫米泵柱，或者-50至-76毫米泵柱，或 者-50至-75毫米泵柱。假设泄漏率和渗出率在预期的或正常的水平内，控制系统还可能 有利地能够将设定压力保持在设定点的+/-10毫米泵柱的公差带内达设备运行的时间的 95%。 适当地，当应用如下各种异常条件时，控制系统可触发警报机构，例如闪光、蜂鸣 器或任何其它合适的机构，这些异常条件诸如例如由于有大量的空气泄漏到系统中而使 压力超出设定值外较大的量；由于相对较少量的空气泄漏到系统中而使抽吸泵上的负载太 高；由于例如阻塞或废物罐装满而导致创口位点和泵之间的压差太高。 本发明的设备可设有携带箱和合适的支承机构，诸如例如背带或吊带。携带箱可 适于与包括结合在一起的装置和废物罐的设备的形状相符。特别地，携带箱可设有底部开 口封盖，以容许在没有完全从携带箱中移除设备的情况下更换废物罐。 携带箱可设有由可替换的封盖覆盖的孔口，以使用户能够接近键盘，以更改由设 备应用的疗法。 根据本发明的第二方面，提供了一种确定由局部负压(TNP)系统的吸抽泵产生的 负压的设备，包括 响应于泵速度提供负压的泵； 提供输出信号的P丽发生器，该输出信号为泵提供驱动电压；以及 计算由泵的空转元件产生的EMF且响应于该EMF选择新的驱动电压的处理器；其
中 P丽发生器设置成以便接收使泵与驱动电压断开且将新的驱动电压重新连接到泵 上的控制信号。 为了可更加全面地理解本发明，现在将参照附图仅以说明的方式描述实例，在附 图中

图1显示了显示设备及其组成设备特征的概略图的概括性示意简图； 图2显示了与图1类似且显示了其中的流体路径的概括性示意简图； 图3显示了与图1类似(但仅仅是装置单元)且显示了设备的各种功率消耗/产
生特征的功率路径的概括性示意简图； 图4显示了与装置单元的图3类似且显示了用于控制设备的各种功能和构件的控 制系统数据路径的概括性示意简图；
图5显示了设备的透视图； 图6显示了图5的设备的组装好的装置单元的透视 图7显示了图6的装置单元的分解图； 图8显示了通过设备的废物罐和装置单元之间的接口的局部截面侧视图；
图9显示了通过图5至8的设备的废物罐的截面；
图10示出了可如何测量和选择泵速度；以及
图11示出了可如何控制由泵产生的压力。 现在参看附图的图1至4，其中相同的或类似的特征由共同的参考标号表示。
图1显示了便携式局部负压(TNP)系统的设备10的概括性示意图。将理解的是， 本发明的实施例大体可应用于在这种TNP系统中使用。简要地，负压创口疗法通过降低组 织浮肿、促进血液流动和颗粒化组织形成、移除多余的渗出物来协助许多种形式的"难以愈 合的"创口的闭合和愈合，而且可减少细菌载量(且从而减少感染)。此外，该疗法允许更 少地对创口进行干扰，从而导致更迅速的愈合。下文将进一步对TNP系统进行详述，但是总 括地说，TNP系统包括便携式主体，该主体包括罐和装置，其中该装置能够提供在至少一年 使用期限内的延长的持续治疗期。该系统通过一定长度的管道连接到患者上，其中管道的 端部可操作地固定到患者上的创口敷料上。 更具体地，如图1中所示，该设备包括可操作地附连到敷料14上的抽吸导管12，及 其在一端处以密封的方式附连到敷料14上的外表面。除了说明敷料14是以已知的方式由 敷料领域技术人员众所周知的材料形成，以在有待利用本发明的设备通过TNP疗法治疗的 创口上和周围产生密封空腔之外，本文将不会进一步描述敷料14。抽吸导管具有直列式连 接器16，直列式连接器16包括在敷料14和废物罐22之间、在其长度中间的连接器部分18、 20。连接器部分20和罐22之间的抽吸导管由不同的参考标号24表示，尽管通过导管部分 12和24通向废物罐的流体路径是连续的。连接器部分18、20以无泄漏但可断开的方式连 结导管部分12、24。废物罐22设有过滤器26，过滤器26防止液体和细菌通过出口端口 28 从废物罐中漏出。过滤器可包括1 y m疏水液体过滤器和0. 2 ii m细菌过滤器，从而使得所 有的液体和细菌都限制在废物罐22的内部废物收集容积中。借助于互相密封的连接器部 分34、36，废物罐22的出口端口 28与装置单元32的进入/抽气端口 30相配，当废物罐22 附连到装置单元32上时，连接器部分34、36自动地接合和密封在一起，废物罐22和装置单 元32由锁扣组件38 、40保持在一起。装置单元32包括可操作地连接在一起的抽吸泵44、 抽吸压力监测器46和抽吸流量计48。抽吸路径携带抽吸的流体(就出口端口 28的出口 侧上的流体而言，该抽吸的流体是气态的)通过消音器系统50和具有活性木炭基质(活性 木炭基质确保没有气味与从装置32排出的气体一起通过排气端口 54泄漏)的终滤器52。 过滤器52材料还用作噪声降低材料，以提高消音器系统50的效果。装置32还包含电池组 56，以对设备供电，该电池组还对控制系统60供电，控制系统60控制通过键盘(未示出) 控制的用户接口系统62，以及通过来自传感器46、48的信号控制抽吸泵44。还提供了功率 管理系统66，其控制来自电池组56的功率、对电池组56的再充电，以及抽吸泵44和其它以 电的方式运行的构件的功率要求。提供了电连接器68，以在设备的用户或设备本身在便利 的主电源插座附近时，接收来自连接到电网供电74上的SELV电源72的功率输入插孔70。
图2显示了与图1类似的示意性表示，但图2更详细地显示了流体路径。通过导 管12、两个连接器部分18、20和导管24将创口渗出物从创口位点/敷料14抽吸到废物罐 22中。废物罐22包括500毫升左右的相对较大的容积80，来自创口的渗出物由抽吸系统84是通过半渗透性的带粘性 的密封覆布(未示出)抽入敷料14中的空气和创口渗出物形式的液体86两者的混合物。 罐内的容积80还处于降低的压力，且抽吸的流体的气态成分88通过过滤器26和废物罐排 气出口端口 28从罐容积80中作为无菌气体排出。从废物罐的出口端口 28到最终排气端 口 54，流体仅是气态的。 图3显示了仅显示体现本发明的设备的装置部分和设备的装置中的功率路径的 示意图。当用户例如在其住宅或工作场所以外时，功率主要由电池组56提供，但是，功率也 可由外部电力网74供电的充电单元72提供，当通过插座68连接到装置32上时，外部电力 网74供电的充电单元72能够同时运行装置和对电池组56再充电。包括了功率管理系统 66，以便能够控制TNP系统的功率。TNP系统是可再充电的、由电池供电的系统，但TNP系统 能够由电力网电力直接运行，下文将关于其它附图更加全面地描述。如果与电力网断开，电 池就具有用于在正常条件下使用约8小时的足够的存储电荷。将理解的是，可使用具有再 充电之间的其它相关联的寿命时间的电池。例如，可使用提供小于8小时或大于8小时的 电池。当连接到电力网上时，装置将会在主电源下运行，且如果(电池)由于便携式的使用 而用尽时将会同时对电池再充电。确切的电池再充电速率将取决于TNP系统上的负荷。例 如，如果创口非常大，或者有重大泄漏，电池再充电将会比创口小且密封良好时的情况花更 长的时间。 图4显示了体现本发明的设备的装置32部分和在用于控制抽吸泵和设备的其它 特征的控制系统中采用的数据路径。TNP系统的关键目的是要应用负压创口疗法。这通过 包括泵和泵控制系统的压力控制系统实现。泵施加负压；压力控制系统将对泵头部处的压 力的反馈提供给控制系统；泵控制器基于目标压力和泵头部处的实际压力之间的差来改变 泵速度。为了提高泵速度的精确性，并且因此在创口位点处提供负压的更加平稳及更加精 确的应用，泵由辅助控制系统控制。不时地通过关断施加到泵上的电压来允许泵在其工作 循环(duty cycle)期间"空转"。旋转马达引起反电动势或待产生的BEMF。可监测此BEMF， 且可将其用来提供对泵速度的精确量度。从而可比现有技术的泵系统更加精确地调节速 度。 根据本发明的实施例，没有测量创口位点处的实际压力，而是通过在切实可行的 任何地方使用大型过滤器和大孔管来使测得压力(泵处的)和创口压力之间的差最小化。 如果压力控制器测得泵头部处的压力比目标压力(接近大气压)大达一段时间，装置就发 送警报，且显示消息，从而警告用户有潜在问题，例如泄漏。 除了压力控制器之外，还可提供单独的流量控制系统。流量计可设置在泵之后，且 用来检测罐何时装满，或者管何时被阻塞。如果流量降到某个阈值以下，装置就发出警报 声，且显示消息，从而警告用户有潜在阻塞或满罐。 现在参看图5至9，图5至9显示了体现本发明的设备200的一个优选实施例的 各种视图和截面。该优选实施例在计划中具有大体椭圆形状，且包括由锁扣布置206连接 在一起的装置单元202和废物罐204。装置单元202具有液晶显示器(LCD) 208和薄膜键 盘210，液晶显示器(LCD) 208给出关于所应用的创口疗法的基于文本的反馈，且可通过键 盘的薄膜看到LCD，以使用户能够调节或设定待应用于创口 (未示出)的疗法。装置具有下 部的大体横向的面212，在面212的中心处有套管214，套管214形成抽气/进入端口 216，抽吸机构(下面将进行描述)在装置单元内连接到抽气/进入端口 216上。装置单元的下 部边缘设有曲折(rebated)的周向外凸式配合面218，其与废物罐204 (见图8和9)的上 部边缘上的协作的周向内凹式构型220接合。在装置202的各侧上，铰接到罐204上的卡 扣222具有接合指状物(未示出)，该接合指状物与装置单元的主体中的凹部226中的构 型协作。从图7可看出，装置单元的壳体230主要是包括前模制品232和后模制品234 (分 别)以及左手侧插件236和右手侧插件238的"蛤壳式"构造。壳体230的内部有中心底 盘240，中心底盘240紧固到内部模制结构部件242上，且该中心底盘充当用于电路和电气 构件的支架，而且还保持电池组246和抽吸泵单元248。各种管道物件250、252、254通过 过滤器290将泵单元248和抽气/进入端口 216连接到最终排气装置上。图8显示了设备 200的局部截面侧视图，该局部截面在装置单元202和废物罐204之间的联结处周围，图9 显示了该联结处的截面。这些视图显示了装置单元上的外凸式构型的曲折边缘218，其与由 废物罐204的项面262周围的直立凸缘260限定的内凹式部分220协作。当废物罐连结到 装置单元上时，其周围具有"0"形圈密封件264的套管214以密封的方式与形成于废物罐 中的排气/出口端口 268周围的圆柱形管部分266接合。装置的套管214没有刚性地固定 到装置壳体上，而是允许其在壳体中在其定位特征中"漂浮"或移动，以容许套管214和密 封件264移动，以在将废物罐连接到装置单元上后与圆柱形管部分266的孔形成最佳密封。 图9中的废物罐204显示为处在和其在由用户配戴时几乎一样的垂直的定向中。因此，任 何渗出物270都将会处在废物容器部分272的内部容积的底部中。抽吸导管274永久地固 定在限定进入端口 280以接收通过导管274从创口 (未示出)抽吸的流体的进入端口套管 278上。包括0. 2 ii m过滤器的过滤器部件282和包括1 y m过滤器的过滤器部件284通过 过滤器保持模制品286定位在顶部闭合部件或隔板288附件，过滤器部件防止任何液体或 细菌被抽出排气出口端口 286而进入泵和通向排气和过滤器单元290的抽吸路径中，该单 元290通过壳体侧件236中的排气管(未示出)连接到291处的壳体出口模制品上。侧件 236、238设有其中具有支承销294的凹部292，以定位用于由患者使用的携带条(未示出)。 侧件230和罐204还设有防止罐和装置在连接在一起时呈现相互"摇晃"的特征。当罐和 装置连接时，在罐顶部闭合部件288和直立凸缘260的内表面300之间延伸的肋(未示出) 位于装置侧壁中的凹槽302中。壳体230还容纳了所有的电气装备以及控制器和功率管理 特征，以上关于图3和4简要描述了它们的功能。侧件238设有插座部件298，以接收来自 外部电力网供电的电池充电器的充电插孔(均未示出)。 图IO和11示出了根据本发明的一个实施例、可如何来设定、监测和控制由TNP系
统的泵提供的压力。如图io所示，使用诸如压力变换器的压力传感器来测量泵入口处的实
际压力，泵入口在使用期间将位于创口位点处或者在创口位点附近。将理解的是，根据本 发明的实施例，压力传感器可位于沿着将装置单元连接到创口位点上的管的某个预定位置 处。 泵送压力由初始泵速度设定系统和另外的控制回路系统控制，初始泵速度设定系 统测量压力，且响应于测得的压力和由用户设定的预定压力来设定期望的泵速度，在控制 回路系统中，监测实际泵速度，且将其与预定的泵速度进行比较。实际上是响应于该比较来 控制泵送的。 如图IO所示，由传感器确定的压力在模拟数字转换器1000中转换成数字值，且按比例縮放该值，以由此在被馈送入控制回路中之前过滤压力读数，以由此使读数中的噪声
作用最小化，从而降低抖动。这还有助于使由于过压或欠压情形引起的错误警报最小化。 通过在硬件或软件中执行控制回路来实现泵速度控制。测得的縮放后的压力向压
力控制器中提供输入1002，同时又一个输入1003通过由用户经由用户接口输入期望压力
来提供。压力控制器1004将压力设定点和压力的实际量度作为输入，以作为输出V设定来输
送新的期望泵速度。在将值馈送给控制回路之前，对来自压力变换器的测得压力值与一定
数量的之前的读数取平均数。这使得抖动和噪声最小化，且用作泵响应的第一阻尼器。 下面给出用于控制泵响应的控制序列 定义》> 用于控制回路的常数kp， ki， t 输出界限V最大，V最小 输入》> 当前压力值pv， 设定点值sp 计算差e = sp-pv P = kp*e I = I+ki*e*t 确定I在V最小与V最大界限之间 V = P+I 确定V在V最小与V最大界限之间 从而计算测得的压力和期望压力之间的差，然后使用根据实验预定的常数来按比 例縮放该差，以得出泵速度V^g的输出值。优化该常数，以获得最佳泵响应，且使过压或欠 压最小化。按比例縮放通过将一定数量的之前的压差考虑在内来进一步抑制当前压差的作 用。提供该控制回路，以通过将输出泵速度值限制在预定的可感测的限值内，来允许压力一 次仅进行某个最大步幅变化。因此，测得压力的突变(由于任何原因，例如用户改变位置) 或压力设定点的变化以小步幅递增的方式而不是以巨大的变化反馈到泵驱动电路。
从而，泵速度控制的这个机制会引起对压力的迅速变化的更好的反应，因为泵不 会立即"反应过度"。由于泵不会对压力变化有激烈反应，所以整体的"感知到的"噪声水平 是较低的。泵速度的逐步调节还会导致更低的泵磨耗和磨损，这会提高装置性能和寿命。此 外，在将压力变换器读数馈送到控制回路之前对其取平均数，会降低关于过压或欠压情形 的错误警报的可能性。 图11示出了对TNP装置上的吸抽泵的精确的速度控制如何允许对施加在创口位 点处的负压进行精密控制(且其因而有助于在装置操作期间降低噪声，且使用户不适最小 化)。该系统提供了控制回路，该控制回路周期性地关断通向泵马达的功率，且记录由空转 元件(例如泵的转子)产生的电动势。使用测得的EMF来计算实际泵速度，从而可修改供 应给泵的驱动信号，以精确地实现期望速度。 如图11所示，控制回路1100使用在给定时刻处的期望的和实际泵速度来精确地 确定需要应用到泵上的驱动电压，以便精确地实现最终的期望速度，且从而实现压力。控制 回路通过计算期望速度V^jg和当前速度Vg皿之间的差来运行。泵控制器1101按比例縮放 该差，且根据一定数量的之前的迭代来可选地累加縮放后的差。控制回路1101输出泵驱动 电压的值Vi^该值导致泵实现了其最终的期望速度。在运行之前用实验方法确定用于控制的比例縮放常数，以确保装置的可接受的性能(即在特定的创口泄漏率下保持设定压力 的能力)。但是，可适当地在启动条件下以各种方式计算比例縮放常数，以提供可施加的预 定压力。测得的实际压力将指示表明压力变化、泄漏、创口大小和废物罐中的容积的运行参 数。然后响应于这些参数，对比例縮放常数进行设定。 泵控制系统负责保持泵速度，这又会驱动创口处所产生的压力。通过改变脉宽调 制(P丽)输入来控制马达速度。响应于驱动电压信号V影^来控制P丽发生器1102的工作 循环，且使用P丽发生器的输出来驱动泵1103。 通过测量电流为零时跨越泵的端电压来获得泵的实际速度。这通过控制P丽发生 器输出来间歇性地关断泵功率来实现。在关断之后，在某个预定的时间段期间，允许等待较 短的一段时间，以使空转的泵的EMF稳定，且此后，对EMF的稳定值采样。此EMF是泵轴速 度的直接量度。所产生的EMF通过模拟数字转换器1104转换成数字信号，且然后用比例縮 放单元1105对该EMF进行比例縮放。EMF采样率根据泵速度而改变，以防止产生伪信号，且 使对泵速度的作用最小化。可在较高的泵速度下降低EMF采样率，因为在高的泵速度下，泵 的惯性会保持更加恒定的运动。 所使用的控制器的运行可由下列控制序列概括
泵速度控制器 关断pump_enable (泵使能)和P丽 在电流降低后打开p咖pjnable (泵使能) 允许EMF稳定 对EMF采样且估计当前速度(V当前) new_PWM(新PWM) = PI (V设定，V当前) 使能泵P丽 新的泵工作循环=new_PWM 结束马达控制器 PI(V设定，V当前) 定义》常数kp，ki，t 输入》当前马达速度V当前 期望马达速度V设定 计算差e = V设定-V当前 P = kp*e I = I+ki*e*t 结束PI 精确的泵控制导致了装置运行期间的整体较低噪声水平。特别是避免了噪声的突 变，因为泵速度是频繁且小步幅地调节的。保持对泵速度的精确控制可延长泵和电池寿命。 另外，稳定的泵会输送稳定的负压，从而使患者不适最小化。 贯穿该说明书的描述和权利要求书，词语"包括"和"包含"以及这些词语的变形， 例如"包括有"和"包含有"，意味着"包括但不限于"，且不意图(也不)排除其它部分、添加 物、构件、整体或步骤。 贯穿该说明书的描述和权利要求书，单数包含复数，除非上下文另作要求。特别地，在使用了不定冠词的地方，说明书是要理解为构想了复数以及单数，除非上下文另作要 求。 结合本发明的特定方面、实施例或实例而描述的特征、整体、特点、复合物、化学半
族或基是要理解为可应用于本文所述的任何其它方面、实施例或实例，除非与它们不相容。
权利要求
一种确定由局部负压(TNP)系统的吸抽泵产生的负压的方法，所述方法包括以下步骤使驱动电压与TNP系统的泵断开；确定由所述泵的空转元件产生的EMF；为所述泵选择新的驱动电压；以及将所述新的驱动电压重新连接到所述泵上。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，选择新的驱动电压的所述步骤包括以下 步骤响应于所述确定后的EMF来确定实际泵速度； 将所述实际泵速度与预定的期望速度比较；以及响应于所述实际泵速度和所述期望速度之间的差来增大或减小驱动电压值。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括以下步骤 在选择所述新的驱动电压之前，通过按比例縮放响应于所述比较步骤确定的差值来提供縮放后的值。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括以下步骤 对多个之前的縮放后的值与各个新的縮放后的值取平均数，以及响应于所述縮放后的值的平均数来选择所述新的驱动电压。
5. 根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括以下步骤 在使用之前，确定与所述TNP系统相关联的比例縮放常数。
6. 根据前述权利要求中任一项权利要求所述的方法，其特征在于，确定所述EMF的所 述步骤包括以下步骤测量在零电流供应的情况下跨越所述泵的端电压。
7. 根据前述权利要求中任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括以下步骤通过确定提供给p丽发生器的控制信号来断开驱动电流，由所述p丽发生器产生的输 出被设置成以便驱动所述泵。
8. 根据前述权利要求中任一项权利要求所述的方法，其特征在于，确定产生的所述 EMF的所述步骤包括以下步骤在断开所述驱动电压之后，允许经过预定的时间段；以及 在所述预定时间段届满之后，对由于泵轴的旋转而产生的EMF的稳态值采样。
9. 根据前述权利要求中任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包 括以下步骤不时地重复断开驱动电压、选择新的驱动电压以及使所述泵重新连接到所述新的驱动 电压上的步骤。
10. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括以下步骤选择EMF采样率，以响应于针对所述泵确定的泵速度来确定针对所述泵的新的驱动电压。
11. 根据权利要求IO所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括以下步骤随着泵速度的增加而降低EMF采样率。
12. —种确定由局部负压(TNF)系统的吸抽泵产生的负压的设备，包括 响应于泵速度来提供负压的泵；提供输出信号的P丽发生器，所述输出信号为所述泵提供驱动电压；以及 计算由所述泵的空转元件产生的EMF且响应于所述EMF选择新的驱动电压的处理器；射所述P丽发生器设置成以便接收使所述泵与驱动电压断开且将所述新的驱动电压重 新连接到所述泵上的控制信号。
13. —种基本如以上参照附图所述的方法。
14. 一种基本如以上参照附图所述来构造和设置的设备。
全文摘要
公开了用于确定由局部负压(TNP)系统的吸抽泵产生的负压的方法和设备。该方法包括以下步骤使驱动电压与TNP系统的泵断开；确定由泵的空转元件产生的EMF；为泵选择新的驱动电压；以及将新的驱动电压重新连接到泵上。
文档编号F04D15/00GK101743023SQ200880023263
公开日2010年6月16日 申请日期2008年6月20日 优先权日2007年7月2日
发明者B·戈登 申请人:史密夫及内修公开有限公司