确定压力 【技术领域】
本发明涉及用于对伤口施加局部负压(TNP)治疗的设备和方法。特别地，但非排他地，本发明涉及一种用于确定泵产生的负压的方法和设备，且这种方法和设备无需使用特定的压力传感器。
背景技术
在很多现有技术中都提供了用于对伤口施加TNP治疗的设备及其使用方法，且在对伤口施加TNP治疗的同时还施加了其它治疗过程，从而旨在改善TNP治疗的效应。这种现有技术的实例包括下面列举且简要描述的那些技术。
TNP治疗有助于伤口的闭合和治愈，这是通过减少组织的水肿；促进血液流动和组织肉芽形成；移除过多的渗出物而实现的，且TNP治疗可减少细菌载量，且因此减轻伤口的感染。此外，TNP治疗减少了伤口外的侵扰且促进了更迅速的愈合。
在本申请人共同待审的国际专利申请WO2004/037334中，描述了一种用于对伤口进行抽吸、冲洗和清洗的设备、伤口敷料和方法。概括性而言，该发明描述了通过施加局部负压(TNP)治疗以便对伤口进行抽吸的伤口治疗方案，同时进一步提供了用于对伤口进行抽吸和/或清洗的附加流体，所述流体既包括伤口渗出物和冲洗流体，所述流体随后通过抽吸器件被抽出且通过用于使流体中的有益物质与有害物质分离的器件进行循环。有利于伤口愈合的物质再循环通过伤口敷料且对伤口愈合有害的那些物质被丢弃到废物收集袋或容器中。
在本申请人共同待审的国际专利申请WO2005/04670中，描述了通过对伤口进行抽吸、冲洗和清洗而清洗伤口的设备、伤口敷料和方法。同样地，概括性而言，在伤口的抽吸、冲洗和清洗方面，该文献所述发明使用的设备与WO 2004/037334所述的设备是相似的，然而，该文献所述的发明进一步包括设置加热器件的附加步骤以便控制返回伤口位点/伤口敷料的有益物质的温度，从而使其位于最优温度下，例如以便对伤口产生最有效的治疗效应。
在本申请人共同待审的国际专利申请WO 2005/105180中，描述了用于对伤口进行抽吸、冲洗和/或清洗的设备和方法。同样地，概括性而言，该文献描述了与上文所述的两个文献相似的设备，但包括提供器件以便将具有生理活性的试剂供应并施加到伤口位点/伤口敷料上从而促进伤口的治愈的附加步骤。
上述参考文献的内容在此作为参考被引用。
然而，上述设备和方法通常仅适用于住院的病人，原因在于该设备较为复杂，需要人员具有操作和维护该设备的专业知识，且该设备还相对较重且较大，例如不适于病人灵活地在医院环境之外使用。
一些病人的伤口相对不那么严重，尽管这种病人例如不需要连续住院，但长期地进行TNP治疗仍将是有益的，对这种病人，可在家或在工作场所利用便携且易于维护的TNP治疗设备进行治疗。
GB-A-2307180描述了一种便携TNP治疗单元，病人可将这种单元夹在皮带或背带上而承载该单元。然而，应该意识到：与在伤口位点处提供所需压力相关地，可能存在某些误差。因此，所希望的是，能够准确且迅速地测量TNP系统中的压力。
应该意识到：对于现有的已公知的泵单元而言，问题在于：泵提供的压力必须落入预定的所需阈值范围内。当泵随着时间磨损时或当某些环境因素改变时，泵提供的压力会产生变化，这可导致出现复杂或不理想的环境。此外，某些已公知的现有技术的泵系统在操作过程中噪声很大，或当启动压力控制时，这种泵系统会导致出现‘静默’期或‘响声’期。这对于用户而言是有影响的。还应该意识到：缺少平滑速度响应会减少运行寿命，这是因为泵极少经历全工作循环。此外，压力的波动会给用户带来痛苦。
控制和监控压力的一种方式是使用一个或多个压力传感器。然而，这些压力传感器的成本较高、易于出错且无法对快速压力变化作出响应。
【发明内容】
本发明的一个目的是至少部分地缓和上述问题。
本发明的实施例的一个目的是提供一种确定由局部负压(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对局部负压系统的吸取泵进行控制，而无需在该系统中设置压力传感器。
根据本发明的第一方面，提供了一种确定局部负压(TNP)系统中的压力的方法，所述方法包括以下步骤：
确定与所述TNP系统的泵元件相关联的泵送速度；
确定与所述泵元件相关联的流路中的流速；并且
响应于所述泵送速度和流速确定所述流路中的压力。
本发明被包括在几乎在任何环境中对病人进行TNP治疗的整个设备中而作为其一部分。所述设备是轻质的、可由电力网供电或由可再充电的电池组供电，所述电池组被包含在装置(在下文中，术语“装置”用于表示这样的单元，所述单元可包含所有的控制器件、电力供应器件、电力供应器件再充电器件、电子指示器件和用于启动和维持对伤口进行抽吸的功能和具有相似本质的任何进一步的所需功能的器件)内。当离开家时，例如设备可依靠电池电力延长操作时间，且在家时，所述装置可例如通过充电器单元被连接到电力网上，而仍由病人使用和操作。
包括本发明作为其一部分的整体设备包括：覆盖伤口的敷料，且通过所述敷料将抽吸导管的至少开口端密封到在伤口上形成的腔体上；抽吸管道，所述抽吸管道包括穿过其中的至少一个腔室，所述腔室从所述伤口敷料通往废弃物质罐，所述废弃物质罐用于在伤口渗出物/废弃物质被丢弃之前收集并保持所述伤口渗出物/废弃物质；和与所述废物罐相关联的用于启动和维持动力、控制和抽吸的装置。
覆盖伤口的所述敷料可以是TNP治疗通常采用的任何类型的敷料，且概略性而言，所述敷料可包括例如半透的、柔性的、自粘盖布材料，正如敷料领域已公知地那样，以便覆盖伤口并与周围的健全组织进行密封以便在伤口上形成密封腔体或空隙。适当地，可在介于所述伤口床与所述覆盖材料之间的腔体中设置多孔隔障和支承构件以便使得能够在伤口区域上实现均匀的真空分布。所述多孔隔障和支承构件例如为纱布、泡沫、可膨胀袋或已公知的伤口接触型材料，所述多孔隔障和支承构件对在所产生的真空水平下的破碎具有耐受性且使得可在伤口区域上将伤口渗出物传递至所述抽吸导管，所述抽吸导管被密封到位于伤口上的柔性覆盖盖布上。
所述抽吸导管可以是平的柔性管道，所述平的柔性管道例如具有穿过其中的单个腔室且例如由可与原组织相容的塑料材料制成。然而，所述抽吸导管可具有穿过其中的多个腔室以便实现与本发明相关的特定目的。位于处在伤口上的所述密封腔体内的管道的一部分可具有使得能够连续抽吸和排空伤口渗出物的结构，所述结构即使在设想的更高负压水平范围内也不会受到限制或被阻塞。
用于实施本发明的设备的预想负压范围可介于约-50mmHg与-200mmHg之间(应该注意到，这些压力是相对于正常的环境大气压力而言的，因此，-200mmHg实际上为约560mmHg)。适当地，该压力范围可介于约-75mmHg与-150mmHg之间。另一种可选方式是，可使用高达-75mmHg、高达-80mmHg或超过-80mmHg的压力范围。同样适当地，可使用低于-75mmHg的压力范围。另一种可选方式是，可使用超过-100mmHg或超过-150mmHg的压力范围。
所述抽吸导管在其远离所述敷料的远端处可在入口端口或连接器处被附接到所述废物罐上。包含用于启动并维持伤口/敷料的抽吸的器件的装置可被设置在所述敷料与废物罐之间，然而，在实施本发明的设备的优选实施例中，所述装置可经由所述罐对伤口/敷料进行抽吸，因此，所述废物罐可优选位于所述伤口/敷料与所述装置之间。
所述抽吸导管在所述废弃物质罐的端部处可优选被连结至所述废物罐以便防止无意中脱开连接，这种情况例如出现在被捕获在障碍物上时。
所述罐可以是塑料模制成型件或包括多个独立的模制成型件的复合单元。所述罐可适当地是半透明或透明的以便于在视觉上确定所述罐中的渗出物填充程度。然而，在一些实施例中，所述罐和装置可对即将来临的满罐状态进行自动报警且还可设置在所述罐达到满罐状态时停止抽吸的器件。
所述罐可设有过滤器以便防止液体和气味从其中被排放出来且还防止细菌被排入大气内。这种过滤器可包括串联的多个过滤器。适当过滤器的实例可包括疏水过滤器，所述疏水过滤器具有0.2μm的孔隙尺寸从而例如对罐进行密封而防止细菌被排出，且可具有1μm的孔隙尺寸以便防止液体被排出。
适当地，在正常使用状态下，所述过滤器可位于所述废物罐的上部位置处，即，当所述设备被病人使用或被病人承载时，所述过滤器位于上部部分中且通过重力与处于所述废物罐中的渗出物液体分离开来。此外，这种取向将所述废物罐出口或排放出口端口保持在远离渗出物表面的状态下。
适当地，所述废物罐中可填充有吸收剂凝胶如ISOLYSEL(商标)，从而例如作为添加的防护件以便防止罐在充满且被更换并丢弃时出现泄漏。在所述废物罐的渗出物贮存体积空间内设置凝胶基体带来的优点在于：这防止了液体的过度移动，如溅出，从而将细菌的生长降至最低限度且将气味降至最低限度。
所述废物罐还可设有适当的器件以便防止在与装置单元脱开连接时出现泄漏且还防止了所述抽吸导管与伤口位点/敷料脱开连接时出现泄漏。
所述罐可具有适当的器件以便防止被用户腾空(不使用工具或对罐未造成损伤)，从而使得充满的罐或者说处于寿命末期的罐仅可在仍包含废弃流体时被丢弃。
所述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器件，由此使得位于所述装置单元中的所述抽吸器件自动地连接到处于所述废物罐上的排空端口上，从而使得在所述伤口位点/敷料与处于所述装置上的排放端口之间形成连续的抽吸路径。
适当地，从所述流体路径穿过所述设备的所述排放端口设有过滤器器件以便防止令人不快的气味被排入大气内。
概略性而言，所述装置单元包括抽吸泵；用于监控通过所述抽吸泵的流体流量的流量计；响应于来自传感器如压力监控器件和流量计的信号而控制所述抽吸泵的控制系统，且所述控制系统还对与装载的电池组相关的电力管理系统及其充电进行控制且最后对用户界面系统进行控制，由此使得用户可调节(包括停止和启动所述设备)所述装置的多个功能，例如压力水平设定点。所述装置单元可将所有上述特征包含在单个整体式罩内。
考虑到所述装置单元包含大多数的固有设备成本这一事实，因而理想的装置单元还将能够具有紧凑性，能够经受清洗以便由其它病人重复使用。
在压力性能方面，所述抽吸器件可能够将至少-200mmHg的最大压力降施加到伤口位点/敷料上。所述设备即使在少量空气泄漏进入系统内和渗出物流较高的情况下也能够保持预定负压。
所述压力控制系统可防止所实现的最小压力超过例如-200mmHg，从而不会导致病人的过度不适。所需压力可由用户限定在多个不连续水平下，例如-50，-75，-100，-125，-150，-175mmHg，这取决于所关注的伤口的需求和临床医师的建议。因此，使用中的适当压力范围例如可为-25至-80mmHg，，或-50至-76mmHg，或-50至-75mmHg。所述控制系统还可有利地能够在所述设备95％的运行时间内将设定压力保持在设定点+/-10mmHg的公差带范围内，假设泄漏和流出率处于预想或正常水平范围内的话。
适当地，当出现多种异常情况时，所述控制系统可触发警报器件如报警灯、蜂鸣器或任何其它适当器件，所述异常情况例如包括：由于空气大量泄漏进入系统内而使压力远远超出设定值；由于相对较少的空气泄漏进入系统内而使抽吸泵上的负荷过高；例如由于出现堵塞或废物罐被填满而导致伤口位点与泵之间的压力差过高。
本发明的设备可设有载运罩和适当的支承器件，例如肩带或背带。所述载运罩可适于与被包括在联接在一起的装置和废物罐中的设备的形状相符合。特别是，所述载运罩可设有底部开口翼片以便使得废物罐可产生变化，而不必从所述载运罩上将所述设备完全拆卸下来。
所述载运罩可设有孔，所述孔由可替换的翼片覆盖以便使得用户能够接近键区从而改变由所述设备施加的治疗。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于确定局部负压(TNP)系统中的压力的设备，所述设备包括：
泵元件，所述泵元件在流路中提供了负压；
流量计，所述流量计被布置以便确定所述流路中的流速；和
处理单元，所述单元确定与所述泵元件相关联的泵送速度并响应于所述泵送速度和流速确定所述流路中的压力。
本发明的实施例使得能够测量TNP系统中的压力，而无需设置一个或多个压力传感器。这使得能够确定压力，而无需设置成本昂贵且可能易于出错的专用压力传感器。
本发明的实施例用流量计和处理单元测量TNP系统中的压力，所述流量计和处理单元确定与所述TNP系统的泵元件相关联的泵送速度。所述流量计可沿流路被置于任何位置处从而实现压力的计算。这提供了一种非常通用的压力感测技术，在无法使用压力传感器的位置处，仍可利用这种技术测量压力。
本发明的实施例提供了备用的压力测量，这可提高安全性。在这种情况下，可选地可使用一个或多个压力传感器。
对于那些已经使用或必须使用流量计的TNP系统而言，本发明的附加实施例减少了这种系统中的零部件数量。
【附图说明】
为了更充分地理解本发明，现在将仅以示例性的方式并结合附图对一些实例进行描述，其中：
图1是示出设备和其组成设备特征的整体视图的概略性的示意框图。
图2示出了与图1相似的概括性示意框图，且图中示出了其中的流体路径。
图3示出了与图1相似的概略性示意框图，但该框图仅是装置单元的框图，且图中示出了该设备的多个功率消耗/产生特征的功率路径；
图4示出了与图3相似的该装置单元的概略性示意框图，且图中示出了用于控制该设备的多个功能和部件的控制系统数据路径。
图5示出了设备的透视图。
图6示出了图5所示设备的组装好的装置单元的透视图；
图7示出了图6所示装置单元的分解视图；
图8示出了穿过介于废物罐与设备的装置单元之间的界面的被部分剖开的侧视图；
图9示出了穿过图5至图8所示设备的废物罐的剖视图；
图10示出了如何测量和选择泵速。
图11示出了如何能够控制由泵产生的压力。
图12示出了如何可在没有压力传感器的情况下计算压力；和
图13示出了流速、压力与泵速之间的关系。
【具体实施方式】
现在参见图1至图4，且在附图中使用共用的附图标记表示相同或相似的特征。
图1示出了便携局部负压(TNP)系统的设备10的概略性示意图。应该理解：本发明的实施例通常适用于这种TNP系统中。简而言之，负压伤口治疗有助于多种形式的“难以愈合”的伤口的闭合和愈合，这是通过减少组织的水肿；促进血液流动和组织肉芽形成；移除过多的渗出物而实现的，且TNP治疗可减少细菌载量(且因此减轻伤口的感染)。此外，TNP治疗减少了对伤口的侵扰且促进了更迅速的愈合。下面将对TNP系统进行进一步详细地描述，但简而言之，该系统包括便携本体和装置，所述本体包括罐，所述装置能够提供在至少一年时间跨度内的长期连续治疗。该系统经由一定长度的管道被连接至病人，且该管道的端部被操作性地紧固到病人上的伤口敷料上。
更特别地，如图1所示，该设备操作性地包括抽吸导管12，且其外表面在一端处被密封地附接到敷料14上。敷料由敷料领域技术人员熟知的材料且以已公知的方式被制成，从而在将要通过本发明的设备进行TNP治疗的伤口上和该伤口周围形成了密封腔体，本文将不再对所述敷料做进一步描述。所述抽吸导管具有成一直线的连接器16，所述连接器包括连接器部分12、18，所述连接器位于敷料14与废物罐22之间的中间长度处，尽管介于连接器部分20与罐22之间的抽吸导管由不同的附图标记24表示，但穿过导管部分12和24直到废物罐的流体路径都是连续的。连接器部分18、20以无泄漏但可拆开的方式与导管部分12、24相联。废物导管22设有过滤器26，所述过滤器防止了液体和细菌经由出口端口28从废物罐中逸出。过滤器可包括1μm的疏水液体过滤器和0.2μm的细菌过滤器，从而使得所有的液体和细菌被限制在废物罐22的内部废物收集体积空间内。废物罐22的出口端口28借助于相互密封的连接器部分34、36而与装置单元32的进入/吸取端口30相匹配，当废物罐22被附接到装置单元32上时，所述相互密封的连接器部分自动地接合并密封在一起，废物罐22和装置单元22被锁扣组件38、40保持在一起。装置单元32包括被操作性地连接在一起的抽吸泵44和抽吸物流量计48。抽吸路径使被抽吸的流体穿过消音器系统50和最后的过滤器52，所述被抽吸的流体在出口端口28的出口侧上为气态物质，所述最后的过滤器具有活性炭基体以便确保不会有气味与从装置32中排出的气体一起经由排放端口54逸出。过滤器52的材料还用作消音材料以便改进消音器系统50的效应。装置32还包含电池组56以便为设备供电，所述电池组还为控制系统60供电，所述控制系统经由键区(未示出)控制用户界面系统62，且通过来自传感器48的信号控制抽吸泵44。还设置了电力管理系统66，所述电力管理系统控制来自电池组56的电力、电池组的再充电以及抽吸泵44和其它依靠电力运行的部件的电力需求。设置了电连接器68以便接收来自SELV供电装置72的电力输入插座70，当设备的用户或设备本身与便于使用的电力网供电插座相邻时，所述SELV供电装置被连接至电力网供电系统74。
图2示出了与图1相似的示意图，但图中更详细地示出了流体路径。伤口渗出物经由导管12、两个连接器部分18、20和导管24而从伤口位点/伤口敷料14处被抽入废物罐22内。废物罐22包括相对较大的体积空间80，该空间区域的体积为500ml，来自伤口处的渗出物在进入端口82处被抽吸系统抽入所述体积空间内。被抽入罐的体积空间80内的流体84是空气与液体86的混合物，所述空气经由半透粘结密封盖布(未示出)被抽入敷料14内，且所述液体以伤口渗出物的形式存在。罐内的体积空间80还处在更低的压力下，且被抽吸的流体的气态元素经由过滤器26和废物罐排放出口端口28而作为无菌气体从罐体积空间80中被排放出来。从废物罐的出口端口28至最终的排放端口54的流体仅是气态的。
图3是示意图，图中仅示出了用于实施本发明的设备的装置部分和处在该设备的装置中的电力路径。当用户例如离开家或工作场所时，电力主要由电池组56供应，然而，也可通过充电单元72提供电力，所述充电单元由外部电力网74供电，当所述充电单元通过插座68被连接至装置32时，所述充电单元能够同时使装置运行并对电池组56进行再充电。电力管理系统66被引入，以便能够控制TNP系统的电力。该TNP系统是可再充电的由电池供电的系统，但也能够直接利用电力网的电力运行，下面将结合其它的图对此进行更充分地描述。如果与电力网脱开连接，则电池具有足以在正常条件下使用约8小时的贮存电量。应该意识到：也可使用在再充电之间具有其它相关联的寿命的电池。例如，可使用提供了小于8小时或大于8小时的运行时间的电池。当被连接至电力网时，该装置将使电力网电力在其中运行，且如果电力耗尽而无法使该装置以便携方式使用的话，则电力网将同时对电池进行再充电。电池再充电的实际速率将取决于TNP系统上的负载。例如，如果伤口面很大或出现了明显的泄漏，则与伤口较小且愈合良好的伤口相比，电池的再充电将需要更长的时间。
图4示出了实施本发明的设备的装置32零部件和在用于控制设备的抽吸泵和其它特征的控制系统中采用的数据路径。TNP系统的关键目的是施加负压伤口治疗。这是借助于压力控制系统实现的，所述压力控制系统包括泵和泵控制系统。泵供应负压；压力控制系统将关于泵头处压力的反馈提供给控制系统；泵控制装置基于目标压力与泵头处的实际压力之间的压力差来改变泵速。为了提高泵速的准确性且因此以更平滑且更准确的方式将负压施加在伤口位点处，则泵受到辅助控制系统的控制。通过切断施加到泵上的电压的方式而使得该泵在其工作循环期间能够不时地处于“自由转动”状态。旋转马达导致产生了“反电动势”或BEMF。该BEMF可被监控且可用于准确测量泵速。因此，与现有技术的泵系统相比，可以更精确的方式调节速度。
根据本发明的实施例，并未对伤口位点处的实际压力进行测量，而是通过在可实用的任何位置处使用大过滤器和大孔隙管道的方式将(在泵处)测得的压力与伤口压力之间的压力差降至最低限度。如果压力控制装置确定了泵头处的压力大于目标压力(接近大气压力)的情况持续了一定时期，则该装置发送警报并显示信息，警告用户可能出现了问题，例如泄漏。
除了压力控制装置以外，还可设置独立的控流系统。流量计可被定位在泵后面并被用于检测罐何时充满或管道是否被堵塞。如果流量降至特定阈值以下，则该装置发出警报且显示信息，警告用户可能出现了堵塞或罐可能满了。
现在参见图5至图9，图中示出了实施本发明的设备200的优选实施例的多个视图和剖视图。优选实施例在平面图中大体上具有椭圆形形状且包括装置单元202和废物罐204，所述装置单元和废物罐通过锁扣布置206被连接在一起。装置单元202具有液晶显示器(LCD)208和膜键区210，所述液晶显示器提供了与被施加的伤口治疗相关的基于文本的反馈，可通过键区的膜看到该LCD，从而使得用户可调节或设定要被施加到伤口(未示出)上的治疗。装置具有处于下部的通常横穿的面212，在所述面的中心设置了插口214，所述插口形成了吸取/进入端口216，抽吸器件(下文将对其进行描述)被连接在装置单元内。装置单元的下边缘设有钝圆的周部凸出配合面218，所述配合面与位于废物罐204的上边缘上的与其协同作用的周部凹进结构220(参见图8和图9)接合。在装置202的每一侧上，被铰接到罐204上的夹具222具有接合指部(未示出)，所述接合指部与位于装置单元本体中的凹部226中的结构协同作用。从图7中可以看到，装置单元的罩230大体上具有“蛤壳”构造，这种构造分别包括前部模制成型件232、234以及左手侧插入件236和右手侧插入件238。在罩230内部设置了中心底盘240，所述中心底盘被紧固到内部的模制成型的结构构件242上，且所述底盘用作电路和部件的底座且还保持着电池组246和抽吸泵单元248。多个管道制品250、252、254经由过滤器290将泵单元248和吸取/进入端口216连接至最终的气态排放装置。图8示出了设备200的部分剖开的侧视图。该部分剖面是围绕装置单元202与废物罐204之间的接合处的剖面，图9示出了其剖视图。正如这些视图所示，位于装置单元上的凸出结构的钝圆边缘218与凹进部分220协同作用，所述凹进部分由位于废物罐204的顶面262周围的直立凸缘260限定。当废物罐被联接至装置单元时，周围设置了“O”形圈密封件264的插口214与在废物罐中的排放/出口端口268周围形成的圆柱形管道部分266密封地接合。该装置的插口214并未被刚性地固定到装置罩上，而是可“浮动”或其位置特征可在罩中移动，从而使得插口和密封件263可移动以便在将废物罐连接到装置单元上时与圆柱形管道部分266的孔隙形成最佳密封。图9所示的废物罐204具有直立取向，这与用户使用时的取向是几乎一样的。因此，任何渗出物270将位于废物接收器部分272的内部体积空间的底部中。抽吸导管274被永久地附固到进入端口插口278上，所述进入端口插口限定出进入端口280以便经由导管274接收自伤口(未示出)处抽吸的流体。包括0.2μm过滤器的过滤器构件282和包括1μm过滤器的过滤器构件284通过过滤器保持器模制成型件286被定位在与顶部封闭构件或舱壁288相邻的位置处，该过滤器构件防止了任何液体或细菌被抽出排放出口端口268而进入泵和抽吸路径内，并通过所述泵和抽吸路径到达排放和过滤单元290，所述排放和过滤单元经由处于罩的侧部件236中的排放管道(未示出)在291处被连接至罩的出口模制成型件。侧部件236、238设有凹部292，所述凹部中具有支承销294以便设置承载带(未示出)以供病人使用。侧部件230和罐204还设有防止罐和装置连接在一起时出现相互“摇晃”的特征。当罐与装置相连时，在罐的顶部封闭构件288与直立凸缘260的内面300之间延伸的肋部(未示出)位于处于装置侧壁中的沟槽302中。罩230还罩住了所有的电设备以及控制特征和动力管理特征，上文结合图3和图4对所述罩的功能进行了简要描述。侧部件238设有插座构件298以便接收来自电池充电器的充电插孔，所述电池充电器是由外部电力网供电的(二者均未示出)。
图10和图11示出了如何根据本发明的一个实施例设定、监控和控制由TNP系统的泵提供的压力。如图10所示，使用了确定的压力值900。本发明的实施例可提供该压力值，而无需设置压力传感器。另一种可选方式是，可由可选的压力传感器如换能器或类似器件提供该值。
泵送压力受到用于设定起初泵速的系统的控制，所述系统使用设置的压力值并响应于给定压力和由用户设定的预定压力而设定所需泵速，且泵送压力受到进一步的控制回路系统的控制，在所述控制回路中监控实际的泵速并将该实际的泵速与确定的泵速进行对比。泵送实际上是响应于这种比较受到控制的。
如图10所示，确定的压力在模数转换器1000中被转换成数字值，且该值按比例被调整以便由此在将压力读数供给进入控制回路内之前过滤压力读数，由此将读数中的噪声效应降至最低限度，从而减轻抖动。这还有助于将由于超压或压力不足情况造成的误警报降至最低限度。
泵速控制是通过在硬件或软件中实施控制回路实现的。测得的比例压力将输入值1002供应进入压力控制器内，而另一输入值1003是由用户提供的，该用户经由用户界面输入所需压力。压力控制器1004将压力设定点和实际指示出的压力作为输入以便输送新的所需泵速作为其输出Vset(所谓设定速度)。在将压力值供给至控制回路之前，通过特定数量的先前的读数对确定得出的压力值进行平均。这将抖动和噪声降至最低限度且用作泵响应的第一阻尼器。
用于控制泵响应的控制序列如下：
定义>>>用于控制回路的常数：kp、ki、t
用于输出的边界：Vmax、Vmin
输入>>>当前压力值：pv，
设定点值：sp
计算差值：e＝sp-pv
P＝kp*e
I＝I+ki*e*t
验证I介于Vmin边界与V max边界之间
V＝P+I
验证V介于Vmin边界与Vmax边界之间
因此，计算出了确定的压力与所需压力之间的压力差且随后使用在经验上预先确定的常数进行按比例的调整以便产生泵速的输出值Vset。常数被优化以便获得最佳的泵响应并将超压或压力不足降至最低限度。这种按比例进行的调整由于考虑到了特定数量的先前的压力差而进一步减弱了当前压力差的效应。控制回路被设置以便通过将输出泵速值限定在预定的可感测界限内而使得压力一次仅可产生特定的最大的梯级式变化。因此，压力的突然变化(由于任何原因，如用户改变位置造成的)或者压力设定点的变化以少量梯级式增加的方式，而不是剧烈变化的方式，被反馈给泵驱动电路。
该泵速控制机构因此改善了对压力快速变化的反应，因为泵并未立即“反应过度”。由于泵对压力变化没有剧烈反应，因此整体的“感到的”噪声水平较低。逐渐调节泵速还导致减轻了泵的磨损和撕裂，这改善了装置的性能和寿命。此外，在将确定出的压力值供给至控制回路之前对确定出的压力值进行平均这一做法使得降低了在超压或压力不足情况下出现误警报的可能性。
如图11所示，对TNP装置上的吸取泵进行的准确速度控制使得可对施加在伤口位点处的负压进行精细控制，且这因此有助于减轻装置运行过程中的噪声并且将给用户带来的不适降至最低限度。系统提供了一种控制回路，所述控制回路周期性地切断提供给泵马达的动力并且记录由空程元件如泵的转子产生的电动势(EMF)。测得的EMF用于计算实际的泵速，且被供应至泵的驱动信号可因此被改变以便准确地实现所需速度。应该理解：本发明的其它实施例可使用多种类型的泵，例如摆动泵等。根据泵的类型且根据预定关系计算泵速。
如图11所示，控制回路1100使用所需泵速和给定时刻处的实际泵速以便准确地确定驱动电压，所述驱动电压需要被施加到泵上以便准确地获得最终的所需速度且因此获得最终的所需压力。控制回路通过计算所需速度Vset与当前速度Vcur(所谓当前速度)之间的速度差而运行。泵控制器1101按比例调整速度差并可选地对这些比例速度差向前进行特定数量的迭代。控制回路1101输出泵驱动电压的值Vfinal(所谓最终电压)，所述驱动电压被引向泵而实现其最终的所需速度。用于进行控制的比例常数是在运行之前凭经验确定的，以便确保装置的可接受性能(即能够将设定压力保持在特定的伤口泄漏速率下)。比例常数可以多种方式被计算，然而，适当地，在启动条件下计算所述常数，以便提供可被施加的预定压力。确定的实际压力将表示运行参数，所述运行参数表示压力变化、泄漏、伤口尺寸和废物罐中的体积空间。随后响应于这些参数设定比例常数。
泵控制系统负责保持泵速，所述泵速进一步驱动在伤口处产生的压力。通过改变脉冲宽度调制(PWM)输入的方式控制马达速度。响应于驱动电压信号Vfinal对PWM发生器1102的工作循环进行控制且使用PWM发生器的输出驱动泵1103。
通过在电流为零的情况下测量泵上的端子电压的方式获得泵的实际速度，这是通过间歇性地切断泵动力的方式实现的，这种间歇性地切断泵动力的情况是通过控制PWM发生器的输出的方式实现的。在切断之后，空程泵的EMF可等待较短的时间以便在特定的预定时间期间处于停置状态，且随后对EMF的稳态值进行采样。该EMF是泵轴速度的直接量度。产生的EMF借助于模数转换器1104被转换成数字信号且随后通过比例单元1105对其进行按比例的调整。根据泵速改变EMF采样速率以便抵消失真现象并且将对泵速产生的效应降至最低限度。EMF采样速率可在更高的泵速下被降低，这是因为泵的惯性在较高的泵速下保持了更恒定的运动。
可通过以下控制序列概括所使用的控制操作：
泵速控制器
关闭泵赋能装置和PWM
在电流下降之后打开泵赋能装置
使EMF停置
对EMF进行采样并估计当前速度(Vcur)
新的PWM＝PI(Vset，Vcur)
对泵PWM进行赋能
新的泵工作循环＝新的PWM
终止马达控制器
PI(Vset，Vcur)
定义>>常数kp，ki，t
输入>>当前马达速度Vcur
所需马达速度Vset
计算差值：e＝Vset-Vcur
P＝kp*e
I＝I+ki*e*t
终止PI
如图12所示，本发明的实施例能够确定流路中的压力，而无需在根据本发明的实施例的TNP系统中包括压力传感器。应该意识到：流量计48和泵44将通常被包括在TNP系统中且因此成为了用于确定压力的机构，而无需设置昂贵的压力传感器，使用已被包括在TNP设计中的单元可产生适宜的系统。系统测量泵入口处或其它某个这种所需位置处的速度并通过测量反电动势的方式确定泵的速度。泵速度、压力与流速之间的已公知的关系随后可用于计算设置了流量计的位置处的压力。可使用特别高或特别低的压力引发警报条件。
如图12所示，TNP伤口护理系统包括泵44，所述泵需要被设置以便提供负压。如前所述，可在自由转动运行模式期间确定泵的反电动势且所产生的电压已知地与泵的运行速度直接成比例。因此可在装置运行过程中测量泵的运行速度。
同样地，如上所述，用反馈机构将泵保持在适当的运行速度下，所述反馈机构使用测得的反电动势指示目前的泵速。如果系统出现问题，例如出现泄漏，则反馈机构检测到这一问题而作为压力或流速的降低。反馈机构增加了供应给泵的电压以便进行补偿。随着电压的增加，反电动势将及时增加。反电动势指示出泵送频率。该泵频率以及入口压力可直接指示系统的泄漏(流速)。
图13示出了泵速、流速和压力差之间的已知关系。此处，应该理解：压力差是在大气条件下获得的绝对值(或真空)。应该意识到：特定的关系将大体上取决于泵系统和TNP系统的特性。为了通过可获得的流速和泵速计算压力，本发明的实施例利用了“查询表”。该表是在装配期间或产品开发期间凭经验预先确定的。该查询表作为数据被存储在数据存储装置中并被实施在TNP系统使用的软件中。
如图13所示，对于TNP系统而言，随着泵速的变化，可确定表示压力的预定关系1300的压力值范围。这是对于单个预定的固定流速而言的。在TNP系统设计过程中，对于多个可能的固定流速值或范围，确定表示压力如何随任何特定泵速变化的相似关系曲线1300。
结果是，可利用在使用过程中由流速传感器确定的流速从可能的流速值查询表中选择对于该流速或流速范围而言的压力与泵速的关系1300。随后可将泵速与范围和压力读数进行对比。所属领域技术人员应该意识到：代替将多个流速范围下的压力与泵速关系存储在查询表中这种方式的是，另一种可选方式是，可对于固定的泵速确定压力与流速的关系。因此将利用泵速选择特定的查询表，所述查询表存储着流速与压力之间的关系。
如图13所示，粗略地近似来看，对于固定流速而言，在较低泵速下，流速与泵速具有线性关系，且随后倾向于变平，当泵具有最大流速时，其可保持在该流速下，而无论泵速有多大。
应该意识到：流量计可被放置在其它可选位置处，例如被放置在罐前面或被放置在伤口前面，以便计算压力。
还应该意识到：根据本发明的实施例，还可附加地将压力传感器用于TNP系统的流路中。本发明的实施例因此可与其它可选的压力测量值相结合地被使用，所述压力测量值是由这种压力传感器作为安全备份提供的。结果是，本发明的实施例提高了用户置信度且可用于检测敷料的早期泄漏，这是因为可在与设置了压力传感器相距一定距离的位置处确定压力。这可导致减少电力的使用，这导致减少了内部电池上的漏电且因此降低了成本。
准确的泵控制导致降低了装置运行过程中整体的噪声水平。由于泵速是以频繁且少量阶梯式变化的方式被调节的，因此避免了出现特别突然的噪声变化。保持对泵速的准确控制可延长泵和电池的寿命。此外，稳态的泵输送了稳态的负压，由此将病人的不适降至最低限度。
在本发明的说明书和权利要求书中，词语“包括(comprise)”和“包含(contain)”及这些词语的变型，例如“包括(comprising)”和“包括(comprises)”意味着“包括但不限于(including but notlimited to)”，且并不旨在(且并未)排除其它组成部分、添加件、部件、整体或步骤。
作为借助于建立反电动势的方式测量泵速的另一种可选方式，可根据本发明的其它可选实施例采用其它方法。例如，速度传感器如光学转速计或类似传感器或其它类型的能够确定速度的传感器如霍尔效应传感器可被引入以便确定泵速。
在本发明的整个说明书和权利要求书中，除非文中以其它方式说明，否则单数包括复数在内。特别是，在使用不定冠词时，除非文中以其它方式说明，否则该描述应该被理解为预想了复数以及单数。
结合本发明的特定方面、实施例或实例描述的特征、整数、特性、化合物、化学基团或族应该被理解为可应用于本文所述的任何其它方面、实施例或实例，除非二者并不相容。