ES2564519T3 - Control de presión de una bomba de vacío médica - Google Patents
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Abstract
Un aparato (20) de terapia de heridas por presión negativa que comprende: un vendaje (24) de herida; un recipiente (38) de recogida de fluido; una bomba de vacío (30) que comprende un motor de bomba (340); uno o más tubos (36) configurados para por lo menos canalizar un flujo de fluido entre dicho vendaje (24) de herida, dicho recipiente (38) de recogida de fluido, y dicha bomba (30); un sensor (302) de presión configurado para medir una presión en uno o más de dicho uno o más tubos (36) y para generar una señal de salida de presión; un primer circuito (300) de control para controlar el motor (340), de bomba sin usar un procesador, estando el primer circuito (300) de control configurado para: generar una señal de diferencia (316) que comprende una diferencia entre un aporte de presión deseado y una señal de sensor de presión; y generar una señal de control de motor (318) en respuesta a la señal de diferencia (316); estando configurada la señal de control de motor (318) para controlar una velocidad del motor de bomba (340), caracterizado por que un segundo circuito de control (320) para proporcionar, sin usar un procesador, una señal de anulación (325) basada al menos en parte en la señal de diferencia (316) y al menos una señal de referencia (322), estando la señal de anulación (325) configurada para anular la señal de control del motor (318) y de ese modo evitar que el motor de la bomba (340) se cale, en donde el segundo circuito de control (320) comprende un circuito de comparación (324) en comunicación con una puerta AND.
Description
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térmicos conectados funcionalmente al dispositivo 32 de control de sistema de vacío y cualquier otro medio que se conozca actualmente en la técnica relevante o sea adecuado para esta función.
El mecanismo de corte 40, tal como se ilustra en la FIGURA 2, es preferiblemente un conjunto de válvula de flotador que comprende una bola 60 que se mantiene y suspende en una jaula 62 situada por debajo de un asiento 64 de válvula dispuesta dentro de la abertura en la parte superior del recipiente por debajo del segundo orificio que flotará sobre el exudado y se elevará contra el asiento 64 de válvula cuando el recipiente se llena con exudado. Cuando la bola 60 está asentada firmemente contra el asiento 64 de válvula, la válvula de flotador bloquea el segundo orificio 66 y de ese modo corta la fuente de aspiración del sistema de vacío 26. También pueden emplearse otros tipos de mecanismos para detectar el nivel de líquido dentro del recipiente 38 con el fin de detener el funcionamiento del sistema de vacío 50.
La FIGURA 3A es una vista en perspectiva de una realización del exterior de un recinto 68 para un aparato de terapia de heridas por presión negativa, la FIGURA 3B es un vista plana de la parte posterior del recinto ilustrado en la FIGURA 3a y la Figura 3C es una vista plana de la parte inferior del recinto ilustrado en la FIGURA 3A. El recinto 68 ilustrado en las FIGURAS 3A-3C se puede utilizar para encerrar y/o soportar muchas de las características y los componentes que comprenden algunas realizaciones del aparato de terapia de heridas por presión negativa que se describe en esta memoria. En la realización ilustrada, el recinto 68 encierra preferiblemente y/o soporta el sistema de recogida de fluido y el sistema de vacío, que incluye pero no se limita a la bomba de vacío, el dispositivo de control de sistema de vacío, el filtro y el tubo que conecta la bomba de vacío con el sistema de recogida.
Además, como se ilustra en las FIGURAS 3A-3C, el recinto 68 preferiblemente también soporta o comprende un soporte adaptador 70 de recipiente, un asidero 72, un interruptor de alimentación 74, un orificio de vacío 76, un selector de presión 78 que cambia la configuración de la bomba desde una configuración de salida continua a intermitente, una entrada de 12 voltios de CC 80, una luz LED de baja presión 82, un manómetro de presión/vacío 84, una luz LED de batería baja 86, un botón de supresión de alarma 88, una salida de escape de aire 90, una entrada de alimentación de CA y fusible 92, una placa de especificación 94, una conexión 96 de estante rodante, una pata de caucho 98 y un soporte universal 100.
La luz LED de baja presión 82 se configura preferiblemente para advertir al usuario del aparato de terapia de heridas por presión negativa cuando el nivel de vacío es bajo o si hay una fuga en el sistema. A apretar el botón de supresión de alarma 88 se suprime la luz LED de baja presión 82 después de que se ha activado. La luz LED de batería baja 86 se configura preferiblemente para advertir al usuario del aparato de terapia de heridas por presión negativa cuando el nivel de energía de la batería es bajo. La luz LED de batería baja 86 puede acompañarse de una advertencia sonora o "zumbido" cuando el nivel de energía de la batería es bajo. Al apretar el botón 88 de supresión de alarma se suprime la luz LED 86 de batería baja y/o el ruido de advertencia audible. El recinto 68 preferiblemente también incluye una batería recargable de iones de litio (no se muestra) que se recarga cuando una fuente de alimentación de CA se conecta al recinto 68.
La FIGURA 3D es una vista en perspectiva del exterior de otra realización de un recipiente 38' de recogida de fluidos que puede asegurarse al soporte adaptador 70 de recipiente del recinto 68 descrito antes. En la realización ilustrada, el volumen del recipiente 38' de recogida de fluido es de aproximadamente 800 centímetros cúbicos. El recipiente 38' de recogida de fluidos se conecta preferiblemente a la bomba de vacío 30 mediante el tubo 36', y al vendaje 24 de herida a través del tubo 46'. Además, el recipiente 38' de recogida de fluidos ilustrado en la FIGURA 3D comprende preferiblemente un mecanismo de corte (no se muestra) para detener o inhibir el suministro de presión reducida o negativa al aparato 24 en el caso de que el exudado aspirado desde la herida 22 supere una cantidad predeterminada.
La FIGURA 3E es una vista en perspectiva del exterior de otra realización de un recipiente 38" de recogida de fluidos que puede asegurarse al soporte adaptador 70 de recipiente del recinto 68 descrito antes. En la realización ilustrada, el volumen del recipiente 38" de recogida de fluido es de aproximadamente 250 centímetros cúbicos. El recipiente 38" de recogida de fluidos se conecta preferiblemente a la bomba de vacío 30 mediante el tubo 36", y al vendaje 24 de herida a través del tubo 46". Además, el recipiente 38" de recogida de fluidos ilustrado en la FIGURA 3E comprende preferiblemente un mecanismo de corte 40" para detener o inhibir el suministro de presión reducida o negativa al aparato 24 en el caso de que el exudado aspirado desde la herida 22 supere una cantidad predeterminada.
La FIGURA 4 es una representación esquemática de una realización del sistema de vacío 26, que ilustra los circuitos de aspiración y de escape y la posición relativa de los componentes en los mismos. En la realización ilustrada, una primera bomba 30a y una segunda bomba 30b se conectan en paralelo mediante unos tubos 36A, 36B, respectivamente, que se unen al tubo 36 utilizando un conector estándar de tubos. La adición de la segunda bomba 30b puede asegurar un mayor nivel de seguridad y calidad de producto, al proporcionar redundancia de bomba para evitar fallos en el sistema de vacío en el caso de que falle una sola de bomba, además de proporcionar de manera más eficiente una mayor aspiración. Los tubos 36A, 36B, se unen juntos a continuación al flujo de salida de la primera y la segunda bomba 30a, 30b utilizando un conector estándar de tubos y canaliza el flujo de salida a través del filtro 34 y luego a través del orificio de escape 90 a la atmósfera ambiente.
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En la realización ilustrada, el sistema de vacío 26 tiene preferiblemente un sensor primario de presión 102 y un sensor secundario de presión 104. Como se ilustra en la FIGURA 4, el sensor primario de presión 102 se encuentra más aguas arriba de las bombas 30a, 30b, que el sensor secundario de presión 104 es decir, de los dos sensores de presión 102, 104, el sensor primario de presión 102 se encuentra preferiblemente más cerca de los vendajes 24 de herida en la realización ilustrada). Al describir los componentes según su posición preferida en la realización ilustrada con respecto a las bombas 30a, 30b, el sensor secundario de presión 104 se coloca preferiblemente para leer la presión en el tubo 36 aguas arriba de las bombas 30a, 30b. El sensor secundario de presión 104 detecta la presión del fluido dentro del tubo 36 y preferiblemente se configura para cortar el suministro de energía eléctrica a ambas bombas 30a, 30b, cuando la lectura de presión en el sensor secundario de presión 104 supera un valor predeterminado de umbral. La lectura de presión en el sensor secundario de presión 104 puede superar un valor predeterminado de umbral cuando, por ejemplo, el mecanismo de corte 40 se activa. Si bien se podría utilizar sólo un sensor de presión para hacer funcionar el aparato 20 de terapia de heridas por presión negativa, un sensor de presión adicional permite que las mediciones de caudal ayuden a detectar fugas en el sistema y a activar una alarma de alto caudal, entre otras razones, como se menciona a continuación.
Colocado para leer la presión más aguas arriba, p. ej., en el sentido del recipiente 38 de recogida de fluidos y el vendaje 24 de herida, el sensor primario de presión 102 detecta la presión en el tubo entre el sensor secundario de presión 104 y el recipiente 28 de recogida de fluidos. El sensor primario de presión 102 proporciona preferiblemente valores de presión instantáneos o casi instantáneos al dispositivo 32 de control de sistema de vacío que se utiliza preferiblemente para controlar la bomba de vacío 30. El sensor primario de presión 102 también se puede configurar para activar el circuito de la alarma de baja presión, p. ej., la luz LED de baja presión 82, cuando la presión detectada por el sensor primario de presión 102 es inferior a un valor predeterminado para una cantidad de tiempo significativa.
El sensor primario de presión 102 y/o el sensor secundario de presión 104 pueden tener cualquier configuración conocida en la técnica, tal como, pero no limitado a, un transductor de presión de la serie ASDX fabricado por Honeywell Sensing and Control. En algunas realizaciones, el sensor primario de presión 102 y/o el sensor secundario de presión 104 se encuentran preferiblemente en la tarjeta de control utilizada para controlar una salida de una o más bombas 30.
En algunas realizaciones, la alarma de baja presión se activa cuando la presión detectada por el sensor primario de presión 102 es inferior a un valor predeterminado durante aproximadamente cuarenta segundos o más, o durante aproximadamente cincuenta segundos o más, o durante aproximadamente sesenta segundos o más, o durante aproximadamente setenta segundos o más, o durante aproximadamente ochenta segundos o más, o durante aproximadamente cien segundos o más, o durante aproximadamente ciento veinte segundos o más, o durante aproximadamente ciento treinta segundos o más.
En algunas realizaciones, los sensores de presión 102, 104 puede estar ligeramente separados entre sí o pueden estar adyacentes entre sí. Sin embargo, en otras realizaciones, tal como la realización ilustrada, los sensores 102, 104 pueden estar separados entre sí una distancia mayor. Además, entre los sensores 102, 104 se puede colocar una restricción de flujo (no se muestra) o similar para restringir el flujo de aire en el tubo 36 entre los sensores 102,
104. La restricción de flujo puede ser, por ejemplo, un pequeño orificio mecánico, un tubo delgado, relativamente largo, combinaciones de los mismos, o similares. Al restringir el flujo entre los dos sensores de presión 102, 104, la restricción de flujo puede permitir mejor que los sensores de presión 102, 104 obtengan mediciones diferenciales de presión. Las mediciones diferenciales de presión pueden utilizarse para calcular el caudal de aire en el tubo 36, ya que la diferencia de presión puede ser proporcional al caudal. Además, en las realizaciones en las que utiliza un tubo delgado, la longitud del tubo puede determinar la cantidad de resistencia del aire y, por tanto, la cantidad de diferencia de presión generada en el tubo. Un caudal alto puede indicar la presencia de una fuga en el tubo, la base de la herida, o algo similar. Si se produce una fuga, se puede disparar una alarma para alertar a un médico. Con respecto a las FIGURAS 8 y 9 a continuación se muestran y describen unos ejemplos de circuitos para determinar el flujo de aire, detectar fugas y/o disparar alarmas.
Durante el funcionamiento normal, el flujo de aire a través del tubo 36 es suficientemente pequeño de tal manera que puede haber sólo una insignificante diferencia de presión entre los dos sensores de presión 102, 104. Sin embargo, si hay muchas fugas en el sistema, las bombas 30a, 30b se pondrá en funcionamiento en un nivel más elevado de producción y el aire fluirá más rápidamente a través del tubo 36, haciendo que el diferencial de presión entre los dos sensores 102, 104 aumente a un intervalo más fácilmente detectable. Los valores de presión recogidos del sensor primario de presión 102 y el sensor secundario de presión 102, proporcionará preferiblemente un diferencial de presión. En algunas realizaciones, una alarma de flujo alto se activa cuando la diferencia de presión entre los dos sensores de presión 102, 104 es de aproximadamente 5 mmHg o más. En algunas realizaciones, una alarma de flujo alto se activa cuando la diferencia de presión entre los dos sensores de presión 102, 104 es de aproximadamente 7,5 mmHg o más. En algunas realizaciones, una alarma de flujo alto se activa cuando la diferencia de presión entre los dos sensores de presión 102, 104 es de aproximadamente 10 mmHg o más. Con respecto a las FIGURAS 8 y 9 a continuación se muestran y se describen unas realizaciones adicionales que utilizan sensores de presión para detectar un alto caudal.
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presión Vp, el controlador de presión 210 podría reducir la potencia proporcionada al motor 240 de bomba. Si el controlador de presión 210 hace que se proporcione muy poca energía, el motor 240 de bomba se cala.
Para evitar que se cale, se proporciona un controlador de calado 220 que recibe una o más señales de salida desde el controlador de presión 210. El controlador de calado 220 de ciertas realizaciones corta la energía al motor 240 de bomba en el caso de una inminente condición de calado. El controlador de calado 220 puede hacer esto, por ejemplo, anulando el controlador de presión 210. Ventajosamente, el controlador de calado 220 puede prevenir las condiciones de calado sin utilizar un procesador. En cambio, el controlador de calado 220 de diversas realizaciones incluye unos circuitos analógicos y/o digitales (sin procesador) que impiden eficientemente que el motor 240 de bomba se cale.
Por ejemplo, el controlador de calado 220 puede incluir lógica, tal como una puerta AND o similares. El controlador de calado 220 puede generar una señal de anulación que es encaminada en la puerta AND con una señal de salida desde el controlador de presión 210. En una realización, la señal de anulación es activa-baja. De este modo, si la señal de anulación se encuentra en un estado lógico o voltaje alto, la señal de anulación habilita la salida del controlador de presión 210 para que pase eficazmente a través de la puerta AND. Sin embargo, si la señal de anulación está en un estado lógico o voltaje bajo, la señal de anulación puede anular la salida del controlador de presión 210, evitando eficazmente que esta salida llegue al motor 240 de bomba. Se debe entender que si bien la señal de anulación se ha descrito como una señal activa-baja, en algunas implementaciones la señal de anulación también puede ser activa-alta. Similarmente, otras señales activas-bajas descritas en esta memoria pueden ser activas-altas en algunas realizaciones, y viceversa.
En ciertas realizaciones, la salida del controlador de calado 220 es una señal de control combinado, que se proporciona a un impulsor 230 de motor. El impulsor 230 de motor facilita el suministro de energía al motor 240 de bomba. En una realización, el impulsor 230 de motor incluye uno o más transistores (p. ej., MOSFET), relés, o similares que actúan como un interruptor de encendido que responde a la señal de control combinado. Un ejemplo más detallado de un impulsor 230 de motor se muestra y se describe más adelante con respecto a la FIGURA 9.
La FIGURA 6 ilustra una realización más detallada de un circuito de control de presión 300. La realización representada del circuito de control de presión 300 incluye varios de los componentes del circuito de control de presión 200. Por ejemplo, un sensor de presión 302, un ajuste de presión deseada 304, un impulsor 330 de motor y un motor 340 de bomba. En ciertas realizaciones, estos componentes tienen las mismas funciones que las descritas anteriormente con respecto a la FIGURA 5. Además, se proporcionan unas vistas más detalladas de un circuito de control de presión 310 y un circuito de control de calado 320.
El circuito de control de presión 310 de ciertas realizaciones incluye un circuito de diferencia 312 en comunicación con un modulador de anchura de impulso 314. En una realización, el circuito de diferencia 312 incluye un amplificador, tal como un amplificador diferencial. El circuito de diferencia 312 recibe un voltaje de presión Vp desde el sensor de presión 302 y un voltaje de presión deseada Vpd desde el ajuste de presión deseada 304. El circuito de diferencia 312 puede determinar una diferencia de voltaje entre el voltaje de presión Vp y el voltaje de presión deseada Vpd para sacar una señal de diferencia 316. A esta señal de diferencia 316 también se la puede considerar como una señal de error debido a que la señal de diferencia 316 puede representar el error entre el voltaje de presión deseada Vpd y el voltaje de presión real Vp. Además, el circuito de diferencia 312 puede amplificar la diferencia entre los dos voltajes. En ciertas implementaciones el valor de amplificación puede ser la unidad.
En diversas realizaciones, el circuito de diferencia 312 incluye un amplificador operacional u “op amp”. En las entradas, salidas y en un circuito de realimentación del circuito de diferencia 312 se puede proporcionar una red de elementos pasivos de circuito, tales como resistencias, condensadores y/o similares. Estos elementos pasivos de circuito pueden utilizarse para ajustar la ganancia o valor de amplificación del amplificador y/o las características de frecuencia del amplificador. Una realización más detallada del circuito de diferencia 312 que tiene una red de elementos pasivos de circuito se describe más adelante con respecto a La FIGURA 9.
En una realización, el circuito de diferencia 312 tiene un valor de ganancia de aproximadamente 6; sin embargo, en otras realizaciones este valor de ganancia puede tomar muchos otros valores. Además, en algunas realizaciones la señal de diferencia 316 no es una diferencia pura entre el voltaje de presión Vp y el voltaje de presión deseada Vpd. En cambio, el circuito de diferencia 312 puede configurarse con elementos pasivos de soporte de circuito, de tal manera que la señal de diferencia 316 se representa como:
donde A en la expresión (1) es un valor de ganancia o amplificación.
La señal de diferencia 316 se proporciona al modulador de anchura de impulso 314 y al controlador de calado 320. El modulador de anchura de impulso 314 de ciertas realizaciones incluye un comparador, op amp, o similar, que tiene unos componentes pasivos de soporte de circuito para generar una onda cuadrada variable de ciclo de trabajo. Esta onda cuadrada es proporcionada por el modulador de anchura de impulso 314 como una señal 318 de control
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de la señal 318 de control de motor. Por ejemplo, la lógica de anulación 326 puede incluir una puerta AND o similares. Como se ha descrito anteriormente, la señal de anulación 325 puede ser encaminada en la puerta AND con la señal 318 de control de motor, facilitando la anulación selectiva de la señal 318 de control de motor. La lógica de anulación 326 saca una señal de control combinado 328 que se proporciona al impulsor 330 de motor. La señal de control combinado 328 puede reflejar el control combinado del controlador de presión 310 y el controlador de calado 320. De este modo, si en una realización la señal de anulación 325 es alta (o no activa), la señal de control combinado 328 es eficazmente la señal 318 de control de motor. Sin embargo, si la señal de anulación 325 es baja (o activa), entonces la señal de control combinado 328 tiene una salida baja (no activa), que no se puede impulsar el impulsor 330 de motor y por lo tanto impide que el motor 340 de bomba se cale.
Si bien el circuito de anulación 324 ha sido descrito con respecto a una puerta AND, se pueden utilizar otros componentes de circuito. Por ejemplo, para proporcionar la función AND se puede configurar una o más puertas OR, NAND, NOR, XOR, combinaciones de las mismas, u otras. Además, para conseguir una función AND se pueden utilizar componentes de transistores discretos o integrados. Además, en otras realizaciones, para conseguir una función AND equivalente se pueden utilizar componentes analógicos de circuito. En lugar de la función AND, se podrían utilizar otras funciones lógicas, tal como OR, NAND, NOR, XOR, u otras funciones.
En algunas implementaciones, el controlador de calado 320 utiliza la señal de anulación 325 para mantener eficazmente el ciclo de trabajo del modulador de anchura de impulso 314 dentro de un cierto intervalo durante un estado estacionario del motor 340 de bomba. Un ciclo de trabajo ideal en una realización es del 40%. En otra realización, un intervalo deseado de ciclo de trabajo es del 40% al 45%. En otras realizaciones, el intervalo deseado es del 35% al 45%.
Visto de otro modo, en ciertas realizaciones el circuito de control de presión 310 proporciona un control lineal y el circuito de control de calado 320 proporciona un control no lineal. Si el ciclo de trabajo del modulador de anchura de impulso 314 está por encima de un valor objetivo de ciclo de trabajo p. ej., el 40%, el sistema de control de presión 300 puede estar en funcionamiento en modo de control lineal, utilizando el circuito de control de presión 310. Si el ciclo de trabajo cae por debajo de este intervalo, sin embargo, el sistema de control de presión 300 puede funcionar en modo no lineal, utilizando el controlador de calado 320.
La FIGURA 7A ilustra una realización de un proceso 400 para controlar un motor de bomba. El proceso 400 puede implementarse en ciertas realizaciones mediante cualquiera de los sistemas de control de presión descritos anteriormente. Ventajosamente, el proceso 400 se puede implementar por lo tanto sin utilizar un procesador. Además, el proceso 400 se puede utilizar conjuntamente con técnicas de terapia de heridas por presión negativa, tal como las descritas anteriormente.
El proceso 400 comienza en el bloque 402 con la recepción de un aporte de sensor de presión. El aporte de sensor de presión puede ser una señal de voltaje o de corriente de un sensor de presión. En una realización, este aporte lo proporciona un sensor de presión, tal como alguno de los sensores de presión descritos anteriormente. En el bloque 404, el proceso 400 genera una señal de diferencia entre el aporte de presión deseada y el aporte de sensor de presión. El aporte de presión deseada puede ser proporcionado, por ejemplo, por un usuario a través de un dispositivo de entrada. La señal de diferencia puede representar un error entre los aportes de presión deseada y de presión real. Esta señal de diferencia se puede utilizar para controlar la velocidad de un motor de bomba.
Continuando, en el bloque 406 del proceso 400 genera una señal de control de motor que responde a la señal de diferencia. La señal de control de motor puede ser una señal modulada en anchura de impulso o puede tener otras características de señal. En el bloque 408, el proceso 400 genera una señal de anulación basada por lo menos en parte en la señal de diferencia y por lo menos en una señal de referencia. Puede proporcionarse una o más señales de referencia para comparar con la señal de diferencia. Si la señal de diferencia está por encima o por debajo de una señal de referencia, por ejemplo, el proceso 400 puede realizar ciertas acciones. Por ejemplo, en el bloque 410, el proceso 400 puede anular la señal de control de motor para evitar que el motor se cale.
En ciertas realizaciones, el proceso 400 anula la señal de control de motor en respuesta a la señal de diferencia que es inferior a por lo menos una señal de referencia. A medida que la presión aumenta debido al apagado del motor de bomba, la señal de diferencia aumenta hasta que la señal de diferencia está por encima de la señal de referencia. En este momento, la señal de anulación se desactiva, lo que permite que la señal de control de motor controle la velocidad del motor de bomba.
Ventajosamente, el proceso 400 permite el control de motor sin calar el motor. En particular, en el proceso 400 aumenta la eficiencia del uso de energía por parte del motor, al evitar las condiciones de calado.
La FIGURA 7B ilustra una realización de un proceso 450 para tratar una herida. El proceso 450 puede implementarse en ciertas realizaciones mediante cualquiera de los sistemas de terapia de herida por presión negativa anteriormente descritos, incluidos cualquiera de los sistemas de control de presión descritos anteriormente. Ventajosamente, el proceso 450 se puede implementar por lo tanto sin utilizar un procesador.
En el bloque 452, el proceso comienza mediante el aprovisionamiento de equipos de terapia de heridas. Este equipo puede incluir, por ejemplo, un vendaje de herida, un recipiente de recogida de fluido, una bomba de vacío y un
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sensor de presión. El sensor de presión puede medir la presión en el tubo de la bomba de vacío, la base de la herida, o similares. En ciertas realizaciones, uno o más tubos de los tubos de la bomba de vacío canalizan un fluido entre el vendaje de herida, el bote de recogida de fluido y la bomba.
Continuando, en el bloque 454 el proceso 450 recibe un aporte de sensor de presión desde el sensor de presión. Este aporte de sensor de presión puede reflejar la presión del equipo de terapia de heridas. La presión puede ser la presión en el interior de los tubos, en la base de la herida, o similares. En el bloque 456, el proceso 450 saca una señal de control de motor que responde al aporte de sensor de presión y a un aporte de presión deseada. La señal de control de motor es operativa para controlar la velocidad de uno o más motores de bomba. El aporte de presión deseada puede ser proporcionado, por ejemplo, por un usuario a través de un dispositivo de entrada, tal como un mando, botón o similares.
El proceso 450 también saca una señal de anulación en 450. Esta señal de anulación puede basarse por lo menos en parte en el aporte de sensor de presión y en el aporte de presión deseada. Por ejemplo, la señal de anulación podría basarse en la diferencia entre estos aportes. En ciertas realizaciones, la diferencia es una señal de error. Tal como se ha descrito anteriormente, a medida que se reduce el error, se puede proporcionar la señal de anulación para evitar que el motor se cale.
Ventajosamente, el proceso 450 permite que una herida de paciente médico sea tratada eficazmente y con seguridad, lo que se puede hacer con los dispositivos de bomba de vacío disponibles actualmente.
La FIGURA 8 ilustra una realización de un circuito de detección de flujo alto 500. El circuito de detección de flujo alto 500 de ciertas realizaciones puede detectar posibles fugas en un sistema de bomba de vacío utilizado para terapia de heridas por presión negativa. El circuito de detección del flujo alto 500 puede, en diversas realizaciones, proporcionar una medición del flujo de aire y/o una alarma que alerte a los médicos a la situación de fuga.
En diversas realizaciones, el circuito de detección del flujo alto 500 incluye un primer y un segundo sensor de presión 560, 562. Uno o más de los sensores de presión 560, 562 pueden ser similares al sensor de presión descrito anteriormente. Además, en ciertas realizaciones, uno o más de los sensores de presión 560, 562 también se pueden utilizar como sensor de presión en un sistema de control de presión, tal como alguno de los sistemas de control de presión descritos anteriormente.
Los sensores de presión 560, 562 se pueden conectar mediante una restricción de flujo o similares como se ha descrito anteriormente, para facilitar la determinación del flujo de aire. En una situación sin fugas, en una realización, poco o nada de aire se mueve a través del tubo. De este modo, cada uno de los sensores de presión 560, 562 puede medir el mismo o sustancialmente el mismo nivel de presión. Sin embargo, si se produce una fuga, el movimiento de aire a través de la restricción de flujo puede crear una diferencia de presión entre los sensores 560,
562.
En una realización, se proporciona un circuito de diferencia 570 para medir la diferencia de presión. El circuito de diferencia 570 puede ser un amplificador, tal como un amplificador operacional o similares. Además, el circuito de diferencia 570 puede ser un comparador. Se pueden elegir muchas otras implementaciones, un ejemplo de ellas se muestra y se describe con respecto a la FIGURA 9. El circuito de diferencia 570 saca una señal de diferencia.
El circuito de diferencia 570 proporciona la señal de diferencia al circuito integrador 580. En una realización, sin embargo, el circuito de diferencia 570 proporciona en primer lugar la señal de diferencia a un filtro de paso bajo (no se muestra) para reducir el ruido en la señal de diferencia, que a su vez proporciona la señal de diferencia al circuito integrador 580. En ciertas realizaciones, el circuito integrador 580 es también un filtro de paso bajo o similares que integra la señal de diferencia mediante el uso, por ejemplo, de uno o más condensadores y resistencias. Con la integración de la señal de diferencia, el circuito integrador 580 proporciona un retraso que puede impedir que el circuito de comparación 590 encienda y apague rápidamente una alarma.
El circuito integrador 580 en una realización proporciona una señal de caudal como salida de caudal 590. En ciertas realizaciones, el caudal es proporcional a la diferencia de presión entre las dos señales, medida por la señal de diferencia. La salida de caudal 590 puede proporcionarse a un manómetro, un display digital o similares. La salida de caudal 590 también puede proporcionarse previamente en el circuito de detección del flujo alto 590, por ejemplo, después del circuito de diferencia o después de un circuito de paso bajo (no se muestra). Además o en lugar de proporcionar la señal de caudal a la salida de caudal 590, el circuito integrador 580 puede proporcionar la señal de caudal a un circuito de comparación 594. En ciertas realizaciones, el circuito de comparación 594 compara la señal de caudal con un voltaje umbral 588, Vth. Si la señal de caudal supera el voltaje de umbral 588, en ciertas realizaciones, se detecta una fuga.
El circuito de comparación 594 puede proporcionar a su vez una señal de alarma a un circuito de alarma 596 en el caso de detectar una fuga. El circuito de alarma puede alertar a un médico utilizando, por ejemplo, alarmas visuales y/o audibles. De este modo, el médico puede adoptar medidas correctivas para reparar la fuga.
La FIGURA 9 ilustra una realización de un circuito 600 de bomba de vacío. El circuito 600 de bomba de vacío incluye un circuito de control de presión 601 junto con otros diversos ejemplos de circuitos útiles para la terapia de herida
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por presión de vacío. En la realización representada, no se utiliza procesador, facilitando de ese modo uno o más de los beneficios descritos anteriormente. Además, se proporcionan dos motores de bomba 640, que facilitan aún más la protección contra fallos y una mayor aspiración.
Todos o algunos de los valores de voltaje descritos en esta memoria pueden variar según el tipo, el fabricante y/o el número de piezas de los sensores de presión utilizados. Además, los valores de voltaje pueden variar en función del tipo, el fabricante y/o los números de piezas particulares de las resistencias, condensadores, diodos, transistores y componentes integrados de circuito, combinaciones de los mismos, o similares que se utilizan. De este modo, otros valores de voltaje aparte de los descritos en esta memoria pueden ser el resultado de la elección de diversos sensores y/o componentes en diversas realizaciones, sin salir del alcance de las realizaciones descritas en esta memoria.
El circuito de control de presión 601, según se muestra, incluye los circuitos de control de presión 601a y 601b. El circuito de control de presión 601a incluye un sensor de presión 602 y un ajuste de presión deseada proporcionado por un aporte 604 de codificador. Al igual que los sensores de presión y el ajuste de presión deseada descritos antes, el sensor de presión 602 y el aporte 604 de codificador proporcionan unas señales de voltaje a un circuito de control de presión que tiene un amplificador 610 (el amplificador operacional U4A) y un modulador de anchura de impulso 614. En la realización representada, el modulador de anchura de impulso 612 incluye un comparador U13B, un condensador C1, y unas resistencias, que juntos generan una onda cuadrada variable de ciclo de trabajo.
El amplificador 610 y el modulador de anchura de impulso 614 proporcionan unas salidas para un circuito de control de calado, que incluye una referencia de voltaje 622, un circuito de comparación 624, y lógica de anulación 626. En la realización representada, el voltaje de referencia 622 se genera mediante el uso de un divisor resistivo que utiliza unas resistencias R9 y R12 para bajar un aporte de 5 voltios a aproximadamente 1,2 voltios. El circuito de comparación 624 incluye un comparador U13A y unas resistencias asociadas. La lógica de anulación incluye una puerta AND U7A.
En una realización, el circuito de comparación 624 genera un valor de voltaje o lógica alta en respuesta a una señal de entrada superior a aproximadamente 1,26 voltios y genera un valor de voltaje o lógica baja en respuesta a una señal de entrada inferior a aproximadamente 1,06 voltios. Aproximadamente entre 1,06 y 1,26 voltios, el circuito de comparación 624 no cambia su salida. De este modo, el circuito de comparación 624 de ciertas realizaciones emplea histéresis, como se menciona anteriormente.
En ciertas realizaciones, el funcionamiento del circuito de control de presión 601 es de la siguiente manera. La presión en el tubo de vacío en el arranque del circuito es igual a cero o sustancialmente cero, que es mucho menor que el aporte de codificador 604. Por lo tanto, una señal de diferencia entre el aporte 602 de sensor de presión y el aporte 604 de codificador es superior a 1,26 V, lo que hace que el circuito de comparación 624 tenga salida alta, lo que permite que la salida del modulador de anchura de impulso 614 llegue a los motores 640 de bomba.
El ciclo de trabajo del modulador de anchura de impulso 614 puede ser determinado por la magnitud de la señal de diferencia, a partir de aproximadamente el 100% y disminuyendo a aproximadamente el 40% a medida que la presión se aproxima al aporte 604 de codificador. La presión sigue aumentando y finalmente se eleva más allá del aporte 604 de codificador en unos pocos milímetros (mmHg), lo que hace que la señal de diferencia caiga por debajo de 1,06 V. A su vez, esto hace que la salida del circuito de comparación 624 vaya a baja, cortando la energía a los motores 640 de bomba. La presión desciende luego lentamente por debajo del aporte 604 de codificador en unos pocos mmHg, lo que hace que la señal de diferencia suba por encima de 1,26 V, haciendo a su vez que el circuito de comparación 624 genere una salida alta. Esta salida alta permite una vez más que el modulador de anchura de impulso 614 aplique la potencia a los motores 640 de bomba. Este ciclo puede continuar indefinidamente (p. ej., hasta que la bomba es apagada por un usuario o similares), el mantenimiento de la presión en el valor de aporte 604 de codificador dentro de unos pocos mmHg al enviar ocasionalmente impulsos a los motores 640 de bomba con ráfagas cortas de onda cuadrada a aproximadamente 20 kHz con un ciclo de trabajo de aproximadamente el 40%. Unos ejemplos de valores de presión de cuando se pueden encender y apagar los motores de bomba 640 se muestran a continuación en la Tabla 1.
Tabla 1
- Salida del circuito de comparación
- Aporte de codificador (mmHg)
- 200 180 160 140 120 100 90 80 70 60 50 40
- Aporte de codificador (mmHg)
- 200 180 160 140 120 100 90 80 70 60 50 40
- Bombas activas (mmHg)
- 199 179 159 139 120 100 90 80 70 60 50 40
- Bombas inactivas (mmHg)
- 201 182 162 142 122 102 92 82 72 62 52 42
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En el arranque, el condensador C5 del circuito 651 de arranque suave de bomba se descarga. Esto puede significar que la puerta del transistor Q2 es de 5 voltios, lo que puede significar que el transistor Q2 se activa, lo que a su vez deriva el comparador U13B del modulador de anchura de impulso 614 a tierra a través de tres caídas de diodo. En este punto, el modulador de anchura de impulso 614 puede limitarse a tres caídas de diodo sobre tierra (p. ej., común), que impide eficazmente que el modulador de anchura de impulso 614 saque un ciclo de trabajo alto para el motor 640 de bomba. Cuando el condensador C5 se carga, el voltaje a través suyo aumenta, lo que significa que el voltaje en la puerta del transistor Q2 sigue cayendo hasta que el transistor Q2 se apaga, eliminando el límite del aporte del modulador de anchura de impulso 614. En una realización, el límite sigue en vigor durante aproximadamente 500 ms (milisegundos).
Además, se proporciona un circuito de silencio 653 para permitir al usuario silenciar el circuito de alarma audible 696 durante una cantidad de tiempo fija preestablecida. La salida del circuito de silencio 653 controla el transistor Q17, que controla U6, que es un temporizador 555 que controla el zumbador piezoeléctrico. Cuando la salida del circuito de silencio 653 es de 5 voltios, el transistor Q17 se activa, lo que permite que el temporizador U6 555 sea activado por una alarma. Esto, a su vez, significa que el zumbador se puede activar. Cuando la salida del circuito de silencio 653 es de 0 voltios, el transistor Q17 se desactiva y la energía no puede llegar al temporizador U6 555. Como resultado, no puede llegar energía al zumbador.
En el panel frontal de la bomba de vacío se puede proporcionar un botón de silencio, que puede ser un interruptor momentáneo o similares. Cuando se oprime, el interruptor puede conectar 5 voltios a la resistencia R62. Al activar el interruptor se carga el condensador C22 a 5 voltios aproximadamente en 100 ms. Cuando se libera el botón de silencio, el condensador C22 se descarga lentamente a través de la resistencia R31. El comparador U16 compara el voltaje en el condensador C22 con un umbral de 1,47 voltios, proporcionados por un divisor de voltaje de las resistencias R64 y R63.
El tiempo que permanece activo el circuito de silencio 653 es controlado por el divisor de voltaje R64 y R63, por el condensador C22, y por la resistencia R31. En una realización, los valores del condensador C22 y de la resistencia R31 pueden elegirse de modo que el tiempo de silencio se puede establecer entre 0 y 354 segundos, mediante la variación de las resistencias R64 y R63, p. ej., utilizando unos potenciómetros controlados por el usuario para las resistencias R64, R63. El tiempo que permanece activa la función de silencio se puede expresar como:
donde Vdiv es el voltaje del divisor de voltaje R64/R63.
Además, se puede proporcionar un circuito de alarma por bajo voltaje 657 que se activa cuando el suministro de +12 voltios, ya sea de una batería, adaptador de CA, o de entrada de CC, cae por debajo de aproximadamente 10 V. Puede incluir un simple comparador U3A, que compara una cuarta parte del conducto de +12 V con un umbral fijo de 2,5 voltios. La salida se activa a 5 voltios e impulsa los transistores (p. ej., MOSFET), que controlan el zumbador y el circuito de alarma 696.
Sobre la base de descripción precedente, se puede ver que al proporcionar un control de presión sin utilizar un procesador se proporcionan importantes ventajas sobre los sistemas existentes. En particular, la disminución de costes, el aumento de la seguridad y un proceso de aprobación de la FDA menos complejo son algunas de las ventajas proporcionadas por ciertas realizaciones descritas en esta memoria.
Además de los componentes y las funciones que se describen en esta memoria, las realizaciones del aparato de terapia de heridas por presión negativa que se describen en esta memoria pueden tener cualquiera de las características y los componentes que son conocidos en la técnica o que resulten adecuados para ese tipo de sistema. La guía del usuario de sistema de presión negativa EZCARE disponible de Smith & Nephew se incorpora en la presente memoria por referencia. Los circuitos de control de presión que se describen en esta memoria se pueden configurar para utilizarse con cualquier aparato de terapia de heridas por presión negativa disponible en la actualidad o desarrollado posteriormente.
Si bien la descripción detallada anterior ha mostrado, descrito y señalado unas características novedosas que se aplican a diversas realizaciones, se entiende que se pueden hacer diversas omisiones, sustituciones y cambios en la forma y los detalles del dispositivo o proceso ilustrados sin salir del espíritu de la descripción. Además, las diferentes características y procesos descritos anteriormente pueden utilizarse independientemente entre sí, o pueden combinarse de diferentes maneras. Todas las posibles combinaciones y subcombinaciones están destinadas a entrar dentro del alcance de esta descripción.
Como se reconocerá, ciertas realizaciones descritas en esta memoria pueden incorporarse dentro de una forma que no proporciona todas las características y beneficios establecidos en esta memoria, ya que algunas de las características pueden utilizarse o ponerse en práctica por separado de las demás. El alcance de las invenciones se indica en las reivindicaciones, en lugar de en la descripción precedente.
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