JP2016527011A - 減圧療法システム用のキャニスター共振を使用する流体量測定 - Google Patents

Abstract

創傷液収集システムが、組織部位から体液を収集するように適合されたキャニスターを含む。キャニスターは、キャニスター内の空洞を音波で満たすように適合されかつそのように位置決めされた音響トランスデューサを含み、空洞は、キャニスターの壁と、キャニスター内に収集された体液とによって規定されている。その結果得られた、照射から受信した信号に基づいて、共振周波数が計算され得る。共振周波数は、キャニスター内の空洞の体積を示し得る。キャニスターの公知の体積と空洞の計算された体積との間の差は、キャニスターに収集された体液の量を提供する。【選択図】図１

Description

関連出願の相互参照
本発明は、３５ ＵＳＣ § １１９（ｅ）下において、２０１３年７月１８日出願の米国仮特許出願第６１／８４７，７５４号明細書「ＦＬＵＩＤ ＶＯＬＵＭＥ ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ ＵＳＩＮＧ ＣＡＮＩＳＴＥＲ ＲＥＳＯＮＡＮＣＥ ＦＯＲ ＲＥＤＵＣＥＤ ＰＲＥＳＳＵＲＥ ＴＨＥＲＡＰＹ ＳＹＳＴＥＭＳ」の利益を主張し、これを、あらゆる点において本願明細書に援用する。

本発明は、概して組織治療システムに関し、特に、創傷液を収集するためのシステムおよび方法に関する。

臨床試験および診療から、組織部位に近接して減圧をもたらすことによって、組織部位における新しい組織の成長を増強および加速することが示されている。この現象の適用例は多数あるが、減圧を行うことは、創傷の治療において特に成功している。この治療（医学界では「陰圧閉鎖療法」、「減圧療法」、または「真空療法」と呼ばれることが多い）はいくつもの利点を提供し、それら利点には、迅速な治癒や肉芽組織の形成加速化が含まれる。一般に、減圧は、多孔質パッドまたは他のマニホールド装置を通して組織に行われる。多孔質パッドは、減圧を組織に分配しかつ組織から引き出された流体を運ぶことができる気泡または細孔を含む。多孔質パッドは、治療を促進する他の構成要素を有するドレッシングに組み込まれることが多い。創傷が生じた流体は、減圧によって、マニホールド装置を通して除去され、かつマニホールド装置をキャニスターにつなぐチューブを通して移される。キャニスターは、創傷から除去された流体を収集する。キャニスターが、創傷から除去された流体で満杯になると、キャニスターは空にされ、交換され得る。キャニスターが満杯になると、操作者に警報を出すようにすることが有用とし得る。

説明に役立つ一実施形態では、体液を収集するための減圧治療システムが提供される。減圧治療システムは、壁を有するキャニスターを含み、およびキャニスターは、その内部に体積部を有する。キャニスターはまた、組織部位に配置されたドレッシングと流体連通するように適合された入口と、減圧源と流体連通するように適合された出口とを含む。減圧源は、体液を組織部位からキャニスターへ動かすようにする。キャニスター内の空洞は、キャニスターの壁と、キャニスター内の体液の表面とによって規定される。減圧治療システムは、さらに、キャニスターの空洞すなわちキャビティを、音波照射軸（ａｘｉｓ ｏｆ ｉｎｓｏｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ）に沿って、第１の周波数と第２の周波数との間の複数の周波数で、音波で満たす（ｉｎｓｏｎｉｆｉｅｓ）ように適合された音響トランスデューサを含む。音響トランスデューサはまた、照射から生じたエコー出力信号を受信するように適合されている。減圧治療システムは、さらに、音響トランスデューサとデータ通信しているプロセッサーを含み、プロセッサーは、共振周波数を決定するように適合されており、共振周波数は、空洞の体積に関係する。

説明に役立つ実施形態では、流体収集装置内の体液の量すなわち容積の評価方法が提供される。流体収集装置は、壁を有するキャニスターを含み、壁および体液表面は、キャニスター内に空洞を規定する。方法は、さらに、音響トランスデューサを用いて空洞を音波で満たすステップと、その結果得られたエコー出力信号を検出するステップと、その結果得られたエコー出力信号を解析するステップと、その結果得られたエコー出力信号の１つ以上に基づいて、空洞の体積を計算するステップと、キャニスターの公知の体積から空洞の計算された体積を引くことによって、キャニスターに収集された体液の量を計算するステップとを含む。音波で満たすステップはまた、ある周波数範囲にわたる音波で満たすことを含み、および第１の計算ステップは、空洞の共振周波数を決定することを含み得る。

他に指定のない限り、本明細書では、「または」は相互排他性である必要はない。説明に役立つ実施形態の他の目的、特徴および利点は、以下の図面および詳細な説明を参照することにより、明らかとなる。

図１は、説明に役立つ実施形態による流体収集システム、キャニスター、および治療ユニットを有する減圧治療システムの断面図を示す。 図２は、説明に役立つ実施形態による図１のキャニスターの容器の斜視図を示す。 図３は、説明に役立つ実施形態による図１のキャニスターの容器の斜視図を示す。 図４は、図１の減圧治療システム内の体液量の計算方法を示す。

以下のいくつかの説明に役立つ実施形態の詳細な説明において、本明細書の一部をなし、かつ、説明のために、本発明が実施され得る特定の好ましい実施形態が示される添付図面を参照する。これらの実施形態は、当業者が本発明を実施できるようにするのに十分な程度、詳細に説明し、および本発明の趣旨または範囲から逸脱せずに、他の実施形態を使用し得ること、および論理的な、構造上の、機械的な、電気的な、および化学的な変更がなされ得ることが理解される。さらに、「または」などの用語を使用する様々な代替的な説明は、文脈上明白に求められない限り、相互排他性である必要はなく、および「１つのまたはある（ａｎ）」品目への言及は、一般的に、１つ以上のそれら品目を指す。当業者が、本明細書で説明する実施形態を実施できるようにするのに必要ではない詳細に関する説明を避けるために、当業者に公知の特定の情報に関する説明を省略し得る。それゆえ、以下の詳細な説明は、限定的ととられるべきではなく、説明に役立つ実施形態の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ定義される。

例示的な実施形態はまた、減圧療法の適用例との関連で、本明細書で説明され得るが、特徴および利点の多くは、他の環境および産業にも容易に適用可能である。様々な要素間の、または様々な要素の空間的定位に対する空間関係を、添付図面に示すように説明し得る。概して、そのような関係または定位は、減圧療法を受ける位置にいる患者と一致するまたはそれに関する基準系（ｆｒａｍｅ ｏｆ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）とする。しかしながら、当業者によって認識されるように、この基準系は、厳格な規定ではなく、単に説明手段である。

本明細書では、用語「減圧」は、一般的に、治療が施されている組織部位における周囲圧力を下回る圧力を指す。ほとんどの場合、この減圧は、患者がいる場所の大気圧を下回る。あるいは、減圧は、組織部位における組織に関連付けられる静水圧を下回り得る。用語「真空」および「負圧」は、組織部位に加えられる圧力を説明するために使用され得るが、組織部位に加えられる実際の減圧は、通常完全な真空と連想される減圧を著しく下回り得る。減圧は、初めに、組織部位の領域に流体の流れを生成し得る。組織部位の周りの静水圧が所望の減圧に達すると、流れは弱まることがあるため、減圧が維持される。他に指定のない限り、本明細書で述べる圧力の値は、ゲージ圧である。同様に、減圧の上昇への言及は、一般に、絶対圧の低下を指す一方、減圧の低下は、一般に、絶対圧の上昇を指す。

本明細書では、用語「組織部位」は、骨組織、脂肪組織、筋組織、神経組織、皮膚組織、脈管組織、結合組織、軟骨、腱、または靭帯を含むがこれらに限定されない、何れかの組織にあるまたはその内部の、創傷または欠損を指す。用語「組織部位」は、必ずしも傷ついたり欠損していたりするとは限らない、何れかの組織の領域であるが、代わりに、追加的な組織の成長を押し上げるまたは促すことが望ましい領域を指し得る。例えば、特定の組織領域に減圧組織治療を使用して追加的な組織を成長させ、その組織を採取して別の組織の個所に移植してもよい。

図１を参照して説明すると、説明に役立つ一実施形態よれば、減圧治療システム１０は、患者に減圧療法を行うための流体収集システム１０１、減圧をもたらすための治療ユニット１０２、および流体収集システム１０１と治療ユニット１０２との間を流体的に結合するキャニスター１０３を含む。キャニスター１０３は容器１０４を含み、この容器は、容器１０４への流体連通をもたらす入口１０５と、容器１０４からの流体連通をもたらす出口１０６とを有する。入口１０５は、流体収集システム１０１に減圧をもたらして患者から体液を受け取るために、流体収集システム１０１に流体的に結合される。出口１０６は、治療ユニット１０２の減圧ポート１０７に接続されて、治療ユニット１０２内に含まれ得る減圧源１０８からの減圧を流体収集システム１０１にもたらすように適合されている。出口１０６に近接してまたはその内部にフィルタ１０９が配置され得る。フィルタ１０９は、減圧源１０８への体液の移動を少なくするのを支援する疎水性フィルタとし得る。容器１０４は、形状が実質的に矩形としてもよく、対向端部にある上壁１２１によっておよび下壁１２２によって、一方の端部が閉鎖された側壁１２０を含み、全てまとめて、容器１０４の「壁」と呼ぶ。入口１０５および出口１０６は、好ましくは、上壁１２１に、または上壁１２１に近接した側壁１２０に配置されるため、それら双方とも、運転すなわち動作中、下壁１２２と比べて高い位置に位置決めされている。

容器１０４は、患者から収集された滲出液や体液を入れるために、例えば、熱可塑性材料、例えばポリカーボネートまたはアクリルまたはポリカーボネートとアクリルの組み合わせなどの液不透過性材料で構成され得る。容器１０４は、患者からの滲出液および体液の収集物を収容するのに十分な大きさである体積を有してもよく、容器１０４が、そのような流体を収集した後で空の状態から満杯状態まで満たされるにつれて、体液のレベルまたは表面１２５は上昇する。容器１０４の側壁１２０および上壁１２１は、容器１０４内に入れられた体液の表面１２５上のボイドまたは空隙１２６を規定する。キャニスター１０３の定位が運転中に変化し得る範囲で、体液の表面１２５の位置も、水平面に対して実質的に平行のままであるが、容器１０４の壁に対して変化する。

体液の表面１２５の位置が、容器１０４内で変化し得る範囲を決定するために、定位決定装置１１０を使用して、キャニスター１０３のロール位置およびピッチ位置を検出し得る。定位決定装置１１０は、例えば、動き検出装置、加速度計、またはジャイロスコープとし得る。キャニスター１０３はまた、減圧治療システム１０の効率をさらに改善するセンサを含み得る。一例では、キャニスター１０３内には湿度センサ（図示せず）が配置されて、キャニスター１０２内の湿度を判断し得る。別の例では、キャニスター１０２内に温度センサ（図示せず）が配置されて、キャニスター１０３内の温度を判断し得る。

流体収集システム１０１は創傷ドレッシング１１１を含み、この創傷ドレッシングは、気体および液体双方の流体を伝達するための少なくとも１つのルーメンを含む導管またはチューブ１１２を介して、キャニスター１０３の入口１０５に流体的に結合されている。創傷ドレッシング１１１は、組織部位１１３に近接して位置決めされるように適合されている。創傷ドレッシング１１１は、チューブ１１２に流体的に結合されるように適合されたチューブコネクタ１１４と、チューブコネクタ１１４に流体的に結合された分配マニホールド１１５とを含み得る。創傷ドレッシング１１１はドレープ１１６をさらに含み、このドレープは、組織部位１１３の上側を覆って実質的に気密シールをもたらすために、分配マニホールド１１５を被覆するように適合され得る。分配マニホールド１１５は、様々な所望のレベルで減圧を分配できる生体吸収性または生体不活性の材料とし得る。ドレープ１１６は接着シール１１９を含み、この接着シールは、様々なレベルで減圧を維持するだけでなく、創傷ドレッシング１１１を、組織部位１１３の上側を覆って適所に保持し得る。一実施形態では、分配マニホールド１１５は、例えば、ポリウレタン材料を含む開放気泡の網状発泡体とし得る（例えばＧｒａｎｕＦｏａｍ（Ｋｉｎｅｔｉｃ Ｃｏｎｃｅｐｔｓ、Ｓａｎ Ａｎｔｏｎｉｏ、Ｔｅｘａｓ））。創傷ドレッシング１１１は、組織部位１１１に減圧を送達し、組織部位１１１に治療処置をもたらし、かつ組織部位１１１から滲出液および体液を除去する。減圧が行われることにより、体液を流体収集システム１０１からキャニスター１０２へ動かし得る。

治療ユニット１０２は、減圧源１０８、処理装置１１７、およびトランスデューサインターフェース１１８を含み得る。減圧源１０８は、キャニスター１０３に減圧をもたらすための減圧ポート１０７を介して、キャニスター１０３の出口１０６に流体的に結合され得る。減圧源１０８は、モータまたは圧電装置によって駆動される減圧または真空ポンプ、例えば、米国特許第８，３７１，８２９号明細書（これを本願明細書に援用する）で説明されている超音波ポンプなどとし得る。別の実施形態では、減圧源１０８は、圧縮性ベローズポンプなどの手動作動式ポンプとし得る。さらに別の実施形態では、減圧源１０８は、別個の圧力調整器を備えるまたは備えない壁面吸い込みポートとし得る。

治療ユニット１０２はまた、組織部位に減圧治療を行うのをさらに容易にするセンサ、アラームインジケータ、メモリ素子、データベース、ソフトウェア、表示装置、またはユーザインターフェースを含み得る。一例では、圧力センサ（図示せず）は、減圧源１０８にまたはその近くに配置され、減圧源１０８によって生成された減圧源圧力を判断し得る。圧力センサは、減圧源１０８によって送達された減圧を監視しかつ制御する処理装置１１７と通信し得る。キャニスター１０３の湿度センサ、温度センサ、または定位決定装置１１０も、処理装置１１７と通信し得る。

引き続き図１を参照して説明すると、第１の音響トランスデューサ１３１が、容器１０４の側壁１２０のうちの１つの第１の音響窓１４１に取り付けられ、かつトランスデューサインターフェース１１８に電気的に結合され得る。第１の音響窓１４１は、例えば、ポリカーボネートまたはアクリルなどの剛体材料などの、音響透過性または伝達性の材料を含む。第１の音響窓１４１は、側壁１２１の一体部分としても、または側壁１２１の開口部に配置された別個の材料部片としてもよいことを理解されたい。第１の音響トランスデューサ１３１は、空隙１２６を、第１の音響トランスデューサ１３１の表面に実質的に垂直な軸に沿って伝搬する音波であふれさせるような向きにされる、すなわち、第１の音響トランスデューサ１３１は、第１の音響トランスデューサ１３１の表面に実質的に垂直な音波照射軸に沿って空隙１２６を音波で満たす。第１の音響トランスデューサ１３１からの音波は、容器１０４の対向する壁によって反射されて、照射から第１のエコー音波を生成する。第１の音響トランスデューサ１３１は、照射から生じた第１のエコー音波を受け、かつ第１のエコー音波に対応する第１のエコー出力信号をトランスデューサインターフェース１１８にもたらすように適合されている。

運転中、キャニスター１０３が、実質的に静止しているように設計されている場合、単軸に沿って音波で満たすことによって容器１０４内の体液の高さを判断するためには、上述したような１つの音響トランスデューサのみを必要とし得る。しかしながら、キャニスター１０３が、容器１０４が複数の軸の周りでピッチングおよびローリングして、体液の表面１２５が容器１０４内で動かされるようにする携帯型治療ユニットの一部となるように設計される場合、複数軸照射システムが望ましいとし得る。

別の例示的な実施形態では、第２の音響トランスデューサ１３２は、容器１０４の側壁１２０のうちの１つの第２の音響窓１４２に取り付けられ、かつトランスデューサインターフェース１１８に電気的に結合され得る。しかしながら、第２の音響窓１４２は、第１の音響窓１４１を含む側壁１２０の部分に実質的に直角である側壁１２０のうちの１つにある。第２の音響窓１４２はまた、例えば、ポリカーボネートまたはアクリルなどの剛体材料などの音響透過性または伝達性の材料を含む。第２の音響窓１４２は、側壁１２０の一体部分としても、または側壁１２０の開口部に配置された別個の材料部片としてもよいことを理解されたい。第２の音響トランスデューサ１３２は、第２の音響トランスデューサ１３２の表面に実質的に垂直な音波照射軸に沿って空隙１２６を音波で満たすように向けられている。第２の音響トランスデューサ１３２からの音波は、容器１０４の対向する壁によって反射され、かつ照射からの第２のエコー音波を生成する。第２の音響トランスデューサ１３２は、照射から生じた第２のエコー音波を受け、かつ第２のエコー音波に対応する第２のエコー出力信号をトランスデューサインターフェース１１８にもたらすように適合されている。第１の音響トランスデューサ１３１および第２の音響トランスデューサ１３２は、互いに実質的に直交する別個の音波照射軸に沿って空隙１２６を音波で満たすように向けられている。第１および第２の音響トランスデューサ１３１、１３２からの第１および第２のエコー出力信号は、それぞれ、携帯型容器１０４のピッチ位置およびロール位置（携帯型容器はその周りで動く）に関する有用な情報を提供する。

さらに別の例示的な実施形態では、第３の音響トランスデューサ１３３は、容器１０４の上壁１２１の第３の音響窓１４３に取り付けられ、かつトランスデューサインターフェース１１８に電気的に結合され得る。それゆえ、第３の音響窓１４３は、第１の音響窓１４１および第２の音響窓１４２を含む側壁１２０に実質的に直角である。第３の音響窓１４３はまた、例えば、ポリカーボネートまたはアクリルなどの剛体材料などの音響透過性または伝達性の材料を含む。第３の音響窓１４３は、上壁１２１の一体部分としても、または上壁１２１の開口部に配置された別個の材料部片としてもよいことを理解されたい。第３の音響トランスデューサ１３３は、第３の音響トランスデューサ１３３の表面に実質的に垂直な音波照射軸に沿って空隙１２６を音波で満たすように向けられている。第３の音響トランスデューサ１３３からの音波は、一般的に、体液の表面１２５によって反射されて、照射から第３のエコー音波を生成する。第３の音響トランスデューサ１３３は、照射から生じた第２のエコー音波を受け、および第３のエコー音波に対応する第３のエコー出力信号をトランスデューサインターフェース１１８にもたらすように適合されている。第１の音響トランスデューサ１３１、第２の音響トランスデューサ１３２、および第３の音響トランスデューサ１３３は、それぞれ、空隙１２６を、互いに直交する別個の音波照射軸に沿って音波で満たすように向けられている。

音響トランスデューサ１３１、１３２、１３３は、約５０Ｈｚ〜約２０，０００Ｈｚの音波を生成し、かつ上述の通り、容器１０４内での反射に応答するエコー音波を受けて、トランスデューサインターフェース１１８にエコー出力信号をもたらす。非限定的な例として、音響トランスデューサ１３１、１３２、１３３は、Ｂｒｕｅｅｌ ＆ Ｋｊａｅｒ ｍｏｄｅｌ ４１８０ １／２インチ研究室マイクロフォンなどのマイクロフォンとし得る。トランスデューサインターフェース１１８は、処理装置１１７と電気通信し、かつ音響トランスデューサ１３１、１３２、１３３の代わりに制御信号をもたらすように構成されており、制御信号は、音響トランスデューサ１３１、１３２、１３３を連続的にアクティブにして、上述の範囲内の特定の周波数で音波を生成する。エコー出力信号は、容器１０４の物理的特性および寸法、空隙１２６の可変体積（ΔＶ）、および容器１０４の体液の表面１２５に関連する１つ以上の変数に依存する。例えば、空隙１２６は共振周波数を有し、これは、照射信号と、共振周波数に対応するエコー出力信号との間での減衰比および位相シフトを備える。

処理装置１１７は、音響トランスデューサ１３１、１３２、１３３によってトランスデューサインターフェース１１８へもたらされたエコー出力信号に基づいて、共振周波数を空隙１２６の対応する減衰比および位相シフトと一緒に計算するように構成かつプログラムされる。この計算は、定式であっても、または治療ユニット１０２の処理装置１１７に関連付けられたデータベース（図示せず）に記憶された経験的データであってもよい。運転中、容器１０４の向きが変化して、体液が、側壁１２０に置かれた音響トランスデューサ１３１、１３２の１つ以上を覆うように、体液の表面１２５の位置を変化させる場合、体液によって覆われていない残りの音響トランスデューサが、空隙１２６の共振周波数を決定するために用いられ得る。

図２を参照して説明すると、説明に役立つ例として、容器１０４は球状部分２０１を含んでもよく、この球状部分は、球状部分２０１に対して遠位の端部で閉鎖されているシリンダー状部分２０２と連通しており、球状部分２０１は体積Ｖを有し、およびシリンダー状部分２０２は、長さＬおよび断面領域Ａを有する。第１の音響トランスデューサ１３１は、空隙１２６を、シリンダー状部分２０２の閉鎖端部を通して、音波で満たすように向けられている。第１の音響トランスデューサ１３１は、第１の周波数ｆ（１）においてアクティブにされる一方、トランスデューサインターフェース１１８によって加えられたパワーは、処理装置１１７によって監視される。その後、第１の周波数ｆ（１）は第２の周波数ｆ（２）まで大きくされる一方、処理装置１１７は、トランスデューサインターフェース１１８によって加えられたパワーを監視し続ける。第１の音響トランスデューサ１３１を駆動するために必要なパワーの低下に対応する第１の周波数と第２の周波数との間の最低周波数ｆは、以下の式（式１）：

（式中、ｖは音速である）
で表わされ得る空隙１２６の共振周波数ｆであると決定される。この例では、空隙１２６の球状部分の体積は、

によって、共振周波数ｆから計算され、空隙１２６の球状部分の体積Ｖが、共振周波数ｆの二乗の反比例であることを示し得る。容器１０４はまた、シリンダー状部分と連通する球状部分を含んでもよく、球状部分は、縁２０３によって規定された開口部を有する。容器１０４の球状部分は、大気に開口しているため、空隙１２６の体積Ｖは実質的に無限であり、空隙１２６は、上記の式１に従う共振周波数を有しない。

ここで図３を参照して説明すると、別の説明に役立つ例では、容器１０４は、寸法Ｌ、Ｗ、およびＨを有する３つ全ての突出部（ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎｓ）において、実質的に矩形体とし得る。音響トランスデューサ１３１、１３２、１３３は、互いに実質的に直交する音波照射軸に沿って、空隙１２６を音波で満たすように向けられており、各音波照射軸は、矩形容器１０４の縁に実質的に平行である。処理装置１１７およびトランスデューサインターフェース１１８は、各軸の基本定在波波長ｗに基づいて、空隙１２６の体積を計算するように構成されている。運転中、説明に役立つ例として、第１の音響トランスデューサ１３１は、第１の周波数でアクティブにされる一方、トランスデューサインターフェース１１８によって加えられるパワーは、処理装置１１７によって監視される。そこで、第１の音響トランスデューサ１３１がアクティブにされる周波数は、第２の周波数まで大きくされる一方、処理装置１１７は、トランスデューサインターフェース１１８によって加えられるパワーを監視し続ける。第１の音響トランスデューサ１３１を駆動するために必要なパワーの低下に対応する第１の周波数と第２の周波数との間の最低周波数は、その軸に沿った基本定在波波長λに対応する基本周波数ｆであると決定される。基本定在波波長λは、第１の音波照射軸に沿った長さ寸法Ｌの２倍の逆数であり、第１の半波長は、第２の半波長を反映する。基本周波数ｆが、基本定在波波長λで割った音速ｖに等しいと考えると、

第１の音波照射軸に沿った第１の寸法Ｌは

によって与えられる。運転中、これは、第２および第３の軸に沿った第２および第３の寸法ＨおよびＷに関する第２および第３の音波照射軸に沿って第２および第３の音響トランスデューサ１３２、１３３を用いて繰り返される。その後、処理装置１１７は、Ｌ、Ｈ、およびＷの積として空隙１２６の体積を計算する。

さらに別の説明に役立つ例では、容器１０４は、寸法Ｌ、Ｗ、およびＨを有する３つ全ての突出部において、実質的に矩形体とし得る。第１の音響トランスデューサ１３１は、容器１０４を音波で満たすように向けられている。運転中、説明に役立つ例として、第１の音響トランスデューサ１３１は、初期周波数でアクティブにされる一方、トランスデューサインターフェース１１８によって加えられたパワーは、処理装置１１７によって監視される。第１の音響トランスデューサ１３１がアクティブにされる周波数は、最終周波数まで大きくされる一方、処理装置１１７は、トランスデューサインターフェース１１８によって加えられたパワーを監視し続ける。第１の音響トランスデューサ１３１を駆動するために必要なパワーの低下に対応する、初期周波数と最終周波数との間の第１の最低周波数は、第１のモード周波数ｆ１であると決定され、第１のモード波長λ１に対応する。第１の音響トランスデューサ１２１ａを駆動するために必要なパワーの低下に対応する初期周波数と最終周波数との間の第２の最低周波数は、第２のモード周波数ｆ２であると決定され、第２のモード波長λ２に対応する。それに続くモード周波数およびモード波長が、同様に決定される。

さらに別の説明に役立つ例では、第１の音響トランスデューサ１３１は、ある周波数範囲にわたって空隙１２６を音波で満たすように構成されて、一連の高調波を決定し、そこから空隙１２６の体積が計算される。トランスデューサインターフェース１１８と併せて、処理装置１１７は、

（式中、ｖは音速であり、およびｉ、ｊ、およびｋは、各軸に沿ったモードの次数である）
に従って、３つの寸法のそれぞれに対し、１組の高調波ｘに基づいて空洞１１９の体積を計算するように構成される。この例では、容器１０４は、各突出部において実質的に矩形体であり、および縁の寸法が、別の縁の寸法の倍数を下回るように、寸法決定される。説明に役立つ例として、容器は、３つの軸に沿って４、５、および６インチの縁寸法を有し得る。なぜなら、５も６も、４の偶数倍ではないためである。第１の音響トランスデューサ１２１ａから検出された、次第に高くなる高調波は、音波で満たされた空隙１２６の次第に小さくなる寸法に対応する。このようにして、検出された最初の３つの高調波は、各軸に沿った第１のモードに対応し、他の２つの軸のモードは、ゼロである。運転中、見出された最低高調波周波数は、第１の寸法において１、および第２および第３の寸法において０の次数に対応し、提供された式からこれらの数量を除去する。高調波の周波数、音速、および次数を知ることによって、その寸法の大きさを計算する。次いで、次に見出された最低高調波周波数は、第２の寸法において１、および第１および第３の寸法においてゼロの次数に対応し、提供された式からこれらの数量を排除する。第２の寸法の大きさの計算は、同様に行われる。最終的に、見出された第３の最低高調波周波数は、第３の寸法において１の次数、および第１および第２の寸法においてゼロの次数に対応し、提供された式からこれらの数量を除去する。第３の寸法の大きさの計算は、同様に行われる。第１、第２、および第３の寸法のそれぞれが計算されると、これら３つの寸法の積が決定され、これは、空隙１２６の体積に対応する。

さらに別の説明に役立つ例では、第１、第２、または第３の音響トランスデューサ１３１、１３２、１３３のうちの何れか１つがアクティブにされる時点で、音響トランスデューサが空隙１２６または体液を音波で満たしているかどうか、換言すると、音響トランスデューサが、体液の表面１２５の下側にあるかどうかを判断するために、処理装置１１７によって確認が行われる。例として、水中の音速が空中の音速の４倍超であることを考慮すると、第１の音響トランスデューサ１３１に関し、基本周波数ｆ１は、公知の体積のキャニスターに予期されるものの４倍超高くなる。基本周波数ｆ１は閾値と比較され、および処理装置１１７が、第１の音響トランスデューサ１３１は空隙１２６を音波で満たしていないと判断する場合、処理装置１１７およびトランスデューサインターフェース１１８は、第２の音響トランスデューサ１３２および適切な場合には第３の音響トランスデューサ１３３によって、プロセスを繰り返す。音響トランスデューサ１３１、１３２、１３３の何れかが、空隙１２６ではなく、体液を音波で満たしていると判断されるとき、その音響トランスデューサからのデータは、体積計算において使用されない。

キャニスター内の体液の量を評価する方法は、さらに、説明に役立つ実施形態に従って提供される。方法は、体液を組織部位からキャニスターへ引き出すために、キャニスター内に減圧を生じるステップ４０１を含む。キャニスターは、体液を入れるための壁と、壁および体液表面によって規定された空洞とを含み、およびキャニスターは、空洞を音波で満たすように向けられかつ第１のエコー出力信号を受信する第１の音響トランスデューサを含む。キャニスターは、定位検出装置を含み得る。方法は、さらに、第１の音響トランスデューサによって空洞を第１の軸に沿って音波で満たすステップ４０２、その結果得られた第１のエコー出力信号を受信するステップ４０３、その結果得られた第１のエコー出力信号を解析するステップ４０４、その結果得られた第１のエコー出力信号に基づいて、空洞の体積を計算するステップ４０５、およびキャニスター内の体液の量を計算するステップ（キャニスターの体積と空洞の体積との差が、キャニスターの体液の量である）４０６を含む。

説明に役立つ一実施形態では、空洞の体積を計算するステップは、さらに、定位検出装置からの信号を評価すること、エコー出力信号、定位決定装置信号、および経験的に決定された対応する空洞の体積のデータベースを評価すること、およびその結果得られたエコー出力信号および定位決定装置信号を、対応する経験的に決定された空洞の体積と一致させることを含む。説明に役立つ別の実施形態では、空洞の体積を計算するステップは、さらに、空洞の計算された体積を、キャニスターの公知の体積と比較して、および空洞の体積がキャニスターの体積よりも大きいと判断される場合には、空洞の体積の計算を誤りであるとして拒否するステップを含む。

説明に役立つ別の実施形態では、方法は、第１の音響トランスデューサを用いて空洞を音波で満たすステップ、その結果得られたエコー出力信号を受信するステップ、および照射の開始とその結果得られたエコー出力信号の受信との間の第１の時間差を比較するステップを含み、第１の時間差は、軸に沿った長さに比例する。方法は、さらに、第２および第３の音響トランスデューサを用いて空洞を第２および第３の軸それぞれに沿って音波で満たすステップ、および同様に、第２および第３のエコー出力信号を受信するステップ、照射と第２のエコー出力信号および第３のエコー出力信号の受信との間の第２および第３の時間差を判断するステップを含み、第２および第３の時間差は、それぞれの軸に沿った長さに比例する。方法は、さらに、３つの時間差の１つ以上を使用して、空洞体積を判断するステップを含む。方法は、さらに、定位検出装置によって空洞の向きを判断するステップ、および空洞の向きに基づいた空洞体積計算に３つの時間差のうちの１つ以上のどれを使用するかを選択するステップを含み得る。

キャニスターへの体液の収集率の評価方法は、説明に役立つ別の実施形態に従って提供される。方法は、キャニスター内に減圧を生じて、組織部位からキャニスターまで体液を引き出すステップを含む。キャニスターは、体液を入れるための壁と、および壁および体液表面によって規定された空洞とを含み、およびキャニスターは、空洞を音波で満たすように向けられかつエコー出力信号を受信する音響トランスデューサを含む。キャニスターは、定位検出装置を含み得る。方法は、さらに、音響トランスデューサを用いて空洞を音波で満たすステップ、その結果得られたエコー出力信号を受信するステップ、その結果得られたエコー出力信号を解析するステップ、その結果得られたエコー出力信号に基づいて空洞の第１の体積を計算するステップ、空洞の第２の体積を計算するある期間後に、前のステップを繰り返すステップ、および第１の体積と第２の体積とを比較するステップを含む。説明に役立つ一実施形態では、空洞の体積の計算は、さらに、定位検出装置からの信号を評価すること、その結果得られたエコー出力信号、定位決定装置信号、および経験的に決定された対応する空洞体積のデータベースにアクセスすることを含む。方法は、さらに、体液の計算された収集率が閾値を超えると警報を出すようにするステップを含む。

説明に役立つ別の実施形態に従って、キャニスターに収集された体液の粘度の評価方法が提供される。方法は、キャニスター内に減圧を生じて、組織部位からキャニスターへ体液を引き出すステップを含む。キャニスターは、体液を入れるための壁と、壁および体液表面によって規定された空洞とを含む。キャニスターは、照射信号を用いて空洞を音波で満たすように向けられかつエコー出力信号を受信する音響トランスデューサを含む。キャニスターは、定位検出装置を含み得る。方法は、さらに、音響トランスデューサにパワーをもたらすことによって、音響トランスデューサを用いて空洞を音波で満たすステップ、その結果得られたエコー出力信号を受信するステップ、その結果得られたエコー出力信号を解析するステップ、およびキャニスター内の体液の粘度を計算するステップを含む。

説明に役立つ別の実施形態では、計算ステップは、さらに、その結果得られたエコー出力信号の減衰率を計算することを含む。さらに説明に役立つ別の実施形態では、音波で満たすステップは、さらに、音響トランスデューサを、第１の周波数と第２の周波数との間の複数の周波数で駆動することを含む。計算ステップは、さらに、照射信号と、複数の周波数のそれぞれに関するその結果得られたエコー出力信号との間の位相角を計算することを含む。さらに説明に役立つ別の実施形態では、音波で満たすステップは、さらに、トランスデューサインターフェースによって音響トランスデューサにもたらされたパワーレベルを監視すること、および一定振幅を達成するためにパワーレベルを調整することを含み、および解析ステップは、さらに、達成したパワーレベルを解析することを含む。

本明細書で説明するように、キャニスター１０２は、主に、組織部位１１３から滲出液を収集するために使用される。ごく一部の患者からの滲出液は、独特な化学的特性および物理的特性を有する。これらの特性は、流体がキャニスターに入るときの気泡形成および発泡を促進し、およびこの流体はタンパク質を含有することがあり、タンパク質は、多くの疎水性フィルタ膜に付着し、残留物を形成し得る。疎水性フィルタの表面上に残留物が堆積すると、フィルタの性能および空気の流れを低下させ得る。この障害は、キャニスター容量のほんの一部分のみを収集した後に発生し得るため、キャニスターの時期尚早な廃棄を必要とし、かつ運転費を増大させる。過酷な条件下では、フィルタは、完全に閉塞されるようになり、システムが、意図した治療を送達できない原因となり得る。極端な場合には、閉塞は、濾過膜を完全に故障させることがあり、空気から流体を分離するための基本的要件を無にし、かつ下流の構成要素の汚染を可能にしてしまう。

説明に役立つ別の実施形態に従って、キャニスターからの体液の残留物の除去方法が提供される。キャニスターは、体液を入れるための壁と、壁および体液表面によって規定された空洞とを含む。キャニスターは入口および出口を含み、出口はフィルタを含む。キャニスターは、さらに、空洞を音波で満たすように向けられかつエコー出力信号を受信する音響トランスデューサを含む。方法は、音響トランスデューサを用いて、第１の周波数と第２の周波数との間の複数の周波数で空洞を音波で満たすことを含み、表面音響波は、壁とキャニスターのフィルタとで確立される。

本明細書で説明される説明に役立つ実施形態は、任意のタイプ、形状、またはサイズの減圧治療システムと一緒に、および同様に任意のタイプ、形状、またはサイズのキャニスターと一緒に使用され得ることを認識されたい。上記から、大きな利点を有する発明が提供されていることは明らかである。本発明は、その形態のほんの数例のみを示すが、それにのみ限定されるものではなく、その趣旨から逸脱することなく、様々な変更および修正を受けるものである。

Claims (15)

1. 減圧を使用して組織部位から体液を収集するための減圧治療システムにおいて、
   減圧源と；
   前記組織部位の近位に配置されかつそれと流体連通するように適合されたドレッシングと；
   前記組織部位から体液を収集するために、下壁および上壁によって閉鎖された側壁、前記ドレッシングと流体連通するように適合された入口、および前記上壁に近接した前記側壁の上側を覆う前記上壁に配置されかつ前記減圧源と流体連通するように適合された出口を有するキャニスターであって、前記体液は、前記体液を収集する間に前記キャニスターが空の状態から満杯状態まで満たされるにつれて上昇する表面を有し、前記キャニスター内の前記表面の上側に空隙を規定する、キャニスターと；
   前記キャニスターの前記側壁のうちの１つに音響的に結合され、前記キャニスターの前記空隙を、第１の音波照射軸に沿って、予め決められた音響周波数で、音波で満たすように構成され、前記予め決められた周波数において前記空隙内で反射された音波に応答してエコー出力信号を生成するように適合された第１の音響トランスデューサであって、第１の周波数と第２の周波数との間の複数の周波数で、音波で満たすように適合されている第１の音響トランスデューサと；
   前記第１の音響トランスデューサと電気通信し、かつ前記空隙を、第１の周波数と第２の周波数との間の予め決められた音響周波数で、音波で満たすために、前記第１の音響トランスデューサに入力信号を提供し、その後、前記第１の音響トランスデューサから前記エコー出力信号を受信するために、前記空隙の前記体積に対応する、それらの間の第１の高調波周波数を決定するように適合されたプロセッサーと
   を含むことを特徴とする、減圧治療システム。
2. 請求項１に記載のシステムにおいて、さらに、前記キャニスターの前記内部を第２の音波照射軸に沿って音波で満たすように向けられかつ第２のエコー出力信号を受信するように向けられた第２の音響トランスデューサを含み、前記第２の音響トランスデューサは、前記第１の周波数と前記第２の周波数との間の前記複数の周波数で、音波で満たすように適合され、前記第２の音響トランスデューサは、前記プロセッサーとデータ通信しており、および前記プロセッサーは、前記第２のエコー出力信号に基づいて第２の高調波周波数を決定するように適合され、それにより、前記第２の高調波周波数は、前記空洞の前記体積に関係することを特徴とする、システム。
3. 請求項２に記載の機器において、さらに、第３の音波照射軸に沿って前記キャニスターの前記内部を音波で満たすように向けられかつ第３のエコー出力信号を受信するように向けられている第３の音響トランスデューサを含み、前記第３の音響トランスデューサは、前記第１の周波数と前記第２の周波数との間の前記複数の周波数で、音波で満たすように適合され、前記第３の音響トランスデューサは、前記プロセッサーとデータ通信しており、および前記プロセッサーは、前記第２のエコー出力信号に基づいて第３の高調波周波数を決定するように適合され、それにより、前記第３の高調波周波数は、前記空洞の前記体積に関係することを特徴とする、機器。
4. 請求項１乃至３の何れか１項に記載の機器において、前記第１の周波数が約５０Ｈｚ〜であり、および前記第２の周波数が約２０ＫＨｚであることを特徴とする、機器。
5. 請求項２に記載の機器において、前記第１の音波照射軸および前記第２の音波照射軸が相互に直交していることを特徴とする、機器。
6. 請求項３に記載の機器において、前記第３の音波照射軸、前記第２の音波照射軸、および前記第１の音波照射軸が相互に直交していることを特徴とする、機器。
7. 流体収集装置内の体液の量の評価方法において、
   前記流体収集装置に前記体液を収集するステップであって、前記流体収集装置は、壁を有するキャニスターと、体積部と、前記壁および前記キャニスター内の前記体液の表面によって規定された空洞とを含むステップと；
   音響トランスデューサを用いて前記空洞を音波で満たすステップと；
   その結果得られたエコー出力信号を検出するステップと；
   前記その結果得られたエコー出力信号を解析するステップと；
   前記１つ以上のエコー出力信号に基づいて前記空洞の体積を計算するステップと；
   前記キャニスターの前記体積と前記空洞の前記体積との差に基づいて、前記キャニスター内の前記体液の前記体積を計算するステップと
   を含むことを特徴とする、評価方法。
8. 請求項７に記載の評価方法において、前記音波で満たすステップが、一連の音響周波数を含む信号を生成することを含むことを特徴とする、評価方法。
9. 請求項８に記載の評価方法において、前記解析ステップが、前記空洞の共振周波数を決定することを含むことを特徴とする、評価方法。
10. 請求項７に記載の評価方法において、前記解析ステップが、音波で満たすステップと前記１つ以上のその結果得られたエコー出力信号の検出ステップとの間の１つ以上の時間差を測定することを含むことを特徴とする、評価方法。
11. 流体収集装置内の体液の量の評価方法において、
    前記流体収集装置に前記体液を収集するステップであって、前記流体収集装置は、壁を有するキャニスターと、体積部と、前記壁および前記キャニスター内の前記体液の表面とによって規定された空洞とを含むステップと；
    音響トランスデューサを用いて前記空洞を音波で満たすステップと；
    その結果得られたエコー出力信号を検出するステップと；
    前記その結果得られたエコー出力信号に基づいて、前記空洞の共振周波数を計算するステップと；
    前記空洞の向きを判断するステップと；
    前記向きおよび前記共振周波数に基づいて、データベースから空洞体積を選択するステップと；
    前記キャニスターの前記体積と前記空洞の前記体積の差に基づいて、前記キャニスター内の前記体液の前記体積を計算するステップと
    を含むことを特徴とする、評価方法。
12. 請求項１０に記載の評価方法において、前記解析ステップが、さらに、前記空洞の向きを判断することと、前記空洞の前記向きに基づいて、前記１つ以上の時間差のうちの１つを選択することとを含むことを特徴とする、評価方法。
13. 流体収集装置内の体液の粘度の評価方法において、
    流体収集装置へ体液を収集するステップであって、前記流体収集装置は、キャニスターと、前記キャニスターによって規定された空洞とを含むステップと；
    音響トランスデューサを用いて前記空洞を音波で満たすステップと；
    １つ以上のその結果得られたエコー出力信号を検出するステップと；
    １つ以上のその結果得られたエコー出力信号を解析するステップと；
    前記１つ以上のエコー出力信号に基づいて、前記流体収集装置内の体液の前記粘度を計算するステップと
    を含むことを特徴とする、評価方法。
14. 請求項１３に記載の評価方法において、前記解析ステップが、前記１つ以上のその結果得られたエコー出力信号の減衰比を判断することを含むことを特徴とする、評価方法。
15. キャニスターからの体液の残留物の除去方法において、
    流体収集装置へ体液を収集するステップであって、前記流体収集装置が、キャニスターと、前記キャニスターによって規定された空洞とを含むステップと；
    第１の周波数と第２の周波数との間の周波数範囲で、音響トランスデューサを用いて前記空洞を音波で満たすステップであって、前記キャニスターによって表面音響波が確立されるステップと
    を含むことを特徴とする、除去方法。
    

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