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

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。