CN105530985B - 胸腔引流系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种胸腔引流系统包括收集装置和被配置为从所述收集装置延伸到患者的流体路径。压力源被配置为向所述流体路径选择性地提供次气压。所述系统被配置为以基本恒定的目标压力和以偏离目标压力的动态压力从所述压力源引入次气压。还公开了一种对患者的胸膜腔进行引流的方法。所述方法涉及通过改变施加到患者的次气压来向所述胸膜腔施加动态压力，从而使得患者的胸膜在不存在任何或存在有限的患者运动的情况下移动，因此促进从所述胸膜腔移除局限性流体。所述方法可涉及胸腔引流系统的使用。

Description

胸腔引流系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年7月19日提交的美国临时专利申请No.61/856,427的优先权权益，该申请的全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明的领域总体涉及医用引流系统，更具体地，涉及胸腔引流系统。

背景技术

已经研制了用于从患者体内排出诸如空气和/或血液的流体的许多流体回收系统。这种流体回收系统的一个例子是胸腔引流系统。胸腔引流系统意图从胸膜腔或纵隔腔移除流体，并恢复胸膜腔中通常存在的次气压(sub-atmospheric pressure)。所述系统通常适于容许向胸腔施加吸力，以有助于(除其他之外)从胸膜腔移除流体。一旦移除了流体，胸膜腔就被容许痊愈并且恢复胸膜腔正常的次气压状态。

多年以来，已经提出了各种引流系统。例如，美国专利No.4,605,400公开了一种具有漏气指示装置的手术引流设备，所述漏气指示装置用于指示任何气体定向流过通道并可选地指示这些气体的定性量(qualitative quantity)。漏气指示装置包括通过容器可见的集液器。因此，当任何气体在其中流过时，形成作为这种流和患者漏气的可见标志的气泡。液体中未冒泡表示引流设备操作正常。但是，液体中持续冒泡指示连接结构中存在漏气或患者胸膜腔中存在漏气。气体穿过倾斜的分隔器构件中最上侧的孔口。但是，随着气体流增加，气体额外流过沿分隔器构件长度的随后的较低孔口。因此，气泡流过的最下侧孔口指示流过漏气指示装置的体积流量。在引流设备的外侧上设置合适的标记，以向使用者指示体积流量。

美国专利No.4,654,029公开一种电子引流系统，其包括电子和机械部件的组合，所述部件用于测量和显示关于空气流、吸力、患者负压度(negativity)和最大负压度的值。安置患者空气流检测器，以测量在来自患者的导管中空气和其他机器的流速。信号处理器电连接到检测器，以将来自检测器的信号转化成空气流显示器所需的形式。显示器的读数可以按升每分钟的单位给出。患者负压度检测器也设置在空气导管中，以测量胸膜腔中的负压。由于当监测所述系统的护理员离开患者时可能产生较高水平的负压度，因此，有用的是，医生知道实际达到的最高负压水平(例如，如果插入胸膜腔中的管被血块、受损组织等阻塞的话)。为了清理堵塞，护理员“挤压”管，试图重新打开它，但是，此过程通常导致患者的瞬时负压度很高。为了确定这已经发生和发生的程度，最大负压度保持组织电连接到信号处理器，并且被设计为记录和存储过大负压度释放或安全阀所允许达到的负压度值。所存储的值显示在显示功能上。此外，重量检测器与流体收集腔电连接，用于根据时间称量所述腔中的流体。重量检测器和相关联的处理器及显示器使得能够测量和记录相对于时间的参数流体。

美国专利No.4,740,202涉及一种便携式抽吸系统，在其中，通过将与真空泵连接的硬质塑料腔抽真空提供用于抽吸目的的真空。一次性袋被固定到腔帽的抽吸端口。在操作时，通过真空泵对硬质腔抽真空，因此通过抽吸尖端将空气和流体抽引到抽吸端口中，并进入柔性收集袋中，液体被收集保留在其中。

在美国专利No.6,352,525中，通过将真空泵、电源、真空腔和收集单元合并成单个单元，使整个引流系统彻底便携。真空腔、真空泵外壳和收集储存器可拆卸地连接到胸管引流系统，所述引流系统的每个部件一般是一次性的。流量计被插置在真空腔和真空泵外壳之间，以指示空气流量。流量计包括其中置有浮球的流量计管。浮球的直径、浮球的重量和流量计管的内径被配置为，使得当患者肺部存在很少或不存在泄漏时浮球大体上位于流量计管底部附近，并且使得当患者肺部存在大量泄漏时浮球大体上位于流量计管顶部附近。对于从肺部相关手术恢复的患者，流量计指示患者肺部的漏气量。流量计指示通过胸管的空气流量，并且医师可调节电位计，直到流量计指示的流特征顺利地对应于可在肺部持续一段时间的漏气量。

美国专利No.7,207,946公开一种提供指示关于胸腔的空气排放信息的信号。空气排放导管被插入胸腔和真空源之间的空气排放路径中，容许响应于压力差的空气流动，产生与空气流动相关的信号，并且响应于所述信号指示空气排放信息。空气排放导管包括在入口端口和出口端口之间放置有流体的气泡腔，从而使得在端口之间流动的空气流过流体并形成气泡。点数流体中的气泡，并产生与所点数的气泡相关的气泡检测信号。检测端口之间的气压差，并产生与该差相关的信号。发光二极管提供的闪光指示何时选定的单位时间内排放的空气超过预定水平。可存储代表所述信号的数据。

虽然引流领域有许多发展，但仍需要改进的引流系统，具体是改进的胸腔引流系统。

发明内容

根据本发明的示例性实施例的胸腔引流系统包括：收集装置；流体路径，其被配置为从所述收集装置延伸到患者；以及压力源，其被配置为向所述流体路径选择性地提供次气压。所述系统被配置为以基本恒定的目标压力和以偏离目标压力的动态压力从所述压力源引入次气压。

根据一个示例性实施例，为患者选择恒定的目标压力。

根据另一示例性实施例，所述胸腔引流系统具有-20cm H₂O的目标压力。

根据另一示例性实施例，所述胸腔引流系统具有被配置为保持所述目标压力并施加所述动态压力的控制器。

根据一个示例性实施例，所述胸腔引流系统包括被配置为调整次气压的内部真空泵。

在另一实施例中，所述胸腔引流系统具有被配置为调整次气压的储压器。

根据一个示例性实施例，所述胸腔引流系统具有被配置为调整次气压的通风阀。

在另一实施例中，所述胸腔引流系统被配置为通过改变施加到患者的压力来施加动态压力，从而使得患者的胸膜在不存在任何或存在有限的患者运动的情况下移动。

根据一个示例性实施例，所述胸腔引流系统具有控制器，所述控制器被编程为具有根据预定压力分布或波型改变次气压的计算机算法。

根据本发明的示例性实施例的胸腔引流系统包括：收集装置；流体路径，其被配置为从所述收集装置延伸到患者；压力源，其被配置为向所述流体路径选择性地提供次气压；以及控制器，其被编程为具有根据预定压力分布或波型改变次气压的计算机算法。所述系统可被配置为以基本恒定的目标压力和以偏离所述目标压力的动态压力从所述压力源引入次气压。所述系统可进一步被配置为通过改变施加到患者的次气压来施加动态压力，从而使得患者的胸膜在不存在任何或存在有限的患者运动的情况下移动。

根据示一个例性实施例，基于患者选择所述恒定的目标压力。

根据本发明的对患者的胸膜腔进行引流的示例性方法包括步骤：通过改变施加到患者的次气压来向所述胸膜腔施加动态压力，从而使得患者的胸膜在不存在任何或存在有限的患者运动的情况下移动，因此促进从所述胸膜腔移除局限性流体。

根据一个示例性实施例，指定负压方案或设定。

在另一实施例中，施加动态压力的步骤包括减小压力规则、方案或例程。

根据一个示例性实施例，所述方法还包括步骤：(i)使胸膜负压短暂增大，(ii)使胸膜负压短暂减小至大气压，和/或(iii)在之前的压力变化之后返回指定的负压。

在另一实施例中，所述方法还包括：利用计算机算法控制动态压力的步骤，以及根据预定的压力分布或波型改变压力的步骤。

根据另一实施例，所述方法还包括步骤：当未检测到漏气时，朝向大气压缓慢地减小患者压力。

根据一个示例性实施例，所述方法还包括步骤：当检测到漏气和/或流体移除时，将患者压力重置为指定的负压。

根据一个示例性实施例，所述方法还包括步骤：当检测到漏气和/或流体移除时，这是由胸腔引流系统检测到的，向胸膜腔安排额外的次气压，其中，所述胸腔引流系统包括收集装置，所述收集装置被配置为(i)检测漏气和/或(ii)被接纳在(a)所述收集装置或(b)在所述收集装置和患者的胸膜腔之间流体连通的任何管子或导管中的流体。

根据一个示例性实施例，所述方法还包括：根据具有等于所述指定负压的均方根值的连续波型改变压力。

根据另一示例性实施例，所述方法包括步骤：改变压力，以在所述指定负压中包括突变。

根据一个示例性实施例，所述方法还包括步骤：配置患者设定；向患者的胸膜腔施加目标压力；以在所述目标压力附近的波形施加动态压力；以及使所述系统施加的压力返回所述目标压力。

根据另一示例性实施例，所述方法包括：基于包括初始患者压力、流体引流保持时间和百分比减小量中至少一个的输入操作算法。所述方法还可包括：向患者施加目标压力；监测流体引流；以及如果未检测到引流的话，使所施加的患者压力减小所述目标压力的百分比减小量。

根据本发明的另一实施例，所述动态压力包括以下变化或波型中的至少一个：(i)中断基本恒定的施加压力的双极脉冲；(ii)中断基本恒定的施加压力的脉冲式正弦波；(iii)基本连续的正弦波；(iv)重复方波；以及(v)中断基本恒定的施加压力的减小压力波型。

根据另一实施例，所述方法还包括步骤：设定施加的目标患者压力，并将压力的波形或波型叠加在施加的患者压力设置上，所述波形或波型包括(i)方波，(ii)正弦波，(iii)三角波，(iv)锯齿波，(v)双极波型，(vi)单极波型，(vii)波形，(viii)前述波形或波型(i)至(viii)的任意排列，(ix)根据使用者的选择而变化的波型，或(x)基于检测到的患者状态自动地可选地改变的波形或波型中的至少一个。

在另一示例性实施例中，所述方法包括步骤：设定施加的目标患者压力；监测流体引流；以设定的时间间隔使所施加的患者压力朝向大气压减小设定的压力间隔；以及可选地使压力返回所述施加的目标患者压力。

在另一示例性实施例中，使压力返回所述施加的目标患者压力的步骤发生。

根据一个示例性实施例，所述方法还包括步骤：设定施加的目标患者压力；监测流体引流；以设定的时间间隔使所施加的患者压力朝向大气压减小设定的压力间隔；以及保持压力处于所述施加的目标患者压力，无论根据监测流体引流的步骤是否检测到任何流体引流发生。

根据本发明的示例性实施例的胸腔引流系统包括：收集装置；流体路径，其被配置为从所述收集装置延伸到患者并建立与患者胸膜空间的流体连通；以及压力源，其能够被调整，以向所述流体路径提供次气压。(i)在处于预定次气压目标压力处或该压力范围内的第一时间段期间，以及(ii)在至少间歇地处于第一次气压压力范围之外的第二时间段期间，控制所述流体路径的压力。

根据一个示例性实施例，控制所述流体路径的压力，以通过间歇地改变施加到胸膜空间的压力改进从患者的胸膜空间移除任何局限性流体。

根据另一示例性实施例，所述系统被配置为，通过将施加到胸膜空间的压力间歇地改变至处于次气压压力值的目标范围之外的次气压压力值，改进从患者的胸膜空间移除任何局限性流体。

根据另一实施例，控制所述流体路径的压力，以通过降低所述施加压力来减小患者的胸膜空间中的所施加的吸力。

根据另一实施例，所述胸腔引流系统被配置为在检测到泄漏时恢复所施加的吸力。

在另一示例性实施例中，所述胸腔引流系统被配置为(i)在检测到泄漏时不恢复所施加的吸力，或不因检测到泄漏而恢复所施加的吸力，和/或(ii)经由使用者输入或使用者能够配置的设定忽略或撤消否则会在检测到泄漏时恢复所施加的吸力的任何配置。在本例子中，例如，患者可“戒断”任何抽吸过程，无论是否遭遇否则将恢复抽吸的事件。

在另一实施例中，胸腔引流系统包括：收集装置；流体路径，其被配置为从所述收集装置延伸到患者；压力源，其被配置为向所述流体路径选择性地提供次气压；以及控制器，其被编程为具有根据预定压力分布或波型改变次气压的计算机算法；其中，所述系统被配置为以为患者选择的基本恒定的目标压力和以偏离所述目标压力的动态压力从所述压力源引入次气压，并且其中，所述系统被配置为通过改变施加到患者的次气压来施加动态压力，从而使得患者的胸膜在不存在任何或存在有限的患者运动的情况下移动。

在另一实施例中，对患者的胸膜空间进行引流的方法包括：通过改变施加到患者的次气压来向患者的胸膜腔施加动态压力，从而使得患者的胸膜在不存在任何或存在有限的患者运动的情况下移动，因此促进从所述胸膜腔移除局限性流体。

在另一实施例中，前述实施例的胸腔引流方法包括：通过使胸膜负压短暂增大，使胸膜负压短暂减小至大气压，和/或在之前的压力变化之后返回指定的负压，来施加动态压力。

在另一实施例中，前述任意实施例的胸腔引流方法包括：利用计算机算法控制动态压力，以及根据预定的压力分布或波型改变压力。

在另一实施例中，前述任意实施例的胸腔引流方法包括步骤：当未检测到漏气时，朝向大气压缓慢地减小患者压力。

在另一实施例中，前述任意实施例的胸腔引流方法包括：当检测到漏气和/或流体移除时，重置指定压力。

在另一实施例中，前述任意实施例的胸腔引流方法包括：根据具有等于所述指定负压的均方根值的连续波型改变压力。

在另一实施例中，根据前述任意实施例的胸腔引流方法包括：改变压力，以在所述指定压力中包括突变。

在另一实施例中，根据前述任意实施例的胸腔引流方法包括：配置患者设定；向患者的胸膜腔施加目标压力；以在所述目标压力附近的波形施加动态压力；以及使所述系统施加的压力返回所述目标压力。

在另一实施例中，前述任意实施例的胸腔引流方法包括减小压力规则，所述方法包括：基于包括初始患者压力、流体引流保持时间和百分比减小量中至少一个的输入操作算法；向患者施加目标压力；监测流体引流；以及如果未检测到引流的话，使所施加的患者压力减小所述目标压力的百分比减小量。

在另一实施例中，前述任意实施例的胸腔引流方法包括动态压力，所述动态压力具有以下变化或波型中的至少一个：中断基本恒定的施加压力的双极脉冲；中断基本恒定的施加压力的脉冲式正弦波；基本连续的正弦波；重复方波；以及中断基本恒定的施加压力的减小压力波型。

在另一实施例中，前述任意实施例的胸腔引流方法包括：设定施加的目标患者压力，并将压力的波形或波型叠加在施加的患者压力设置上，所述波形或波型包括方波，正弦波，三角波，锯齿波，双极波型，单极波型，根据使用者的选择而变化的波形或波型，或基于检测到的患者状态自动地可选地改变的波形或波型中的至少一个。

在另一实施例中，前述任意实施例的胸腔引流方法包括：设定施加的目标患者压力；监测流体引流；以设定的时间间隔使所施加的患者压力朝向大气压减小设定的压力间隔；以及可选地使压力返回所述施加的目标患者压力。

在另一实施例中，胸腔引流系统包括：收集装置；流体路径，其被配置为从所述收集装置延伸到患者；以及压力源，其能够被调整，以向所述流体路径提供次气压；其中，(i)在处于预定次气压目标压力处或该压力范围内的第一时间段期间，以及(ii)在至少间歇地处于第一次气压压力范围之外的第二时间段期间，控制所述流体路径的压力。

在另一实施例中，在前述任意实施例的胸腔引流系统中，控制所述流体路径的压力，以通过间歇地改变施加到胸膜空间的压力改进从患者的胸膜空间移除任何局限性流体。

在另一实施例中，在前述任意实施例的胸腔引流系统中，所述系统被配置为，通过将施加到胸膜空间的压力间歇地改变至处于次气压压力值的目标范围之外的次气压压力值，改进从患者的胸膜空间移除任何局限性流体。

在本发明的另一方面，提供一种胸腔引流系统。它包括收集装置和被配置为从收集装置延伸到患者的流体路径。流体路径具有被配置为朝向患者向近侧延伸的近侧部分和被配置为从患者向远侧延伸的远侧部分。胸腔引流系统还包括被配置为选择性地向流体路径的远侧部分提供次气压的压力源和被配置为选择性地释放流体路径的近侧部分中的压力的阀。压力源包括被配置为存储次气压的储压器。系统被配置为，当在流体路径的近侧和远侧部分之间检测到预定压差时，打开阀并从压力源引入次气压。

根据另一方面，本发明提供一种胸腔引流系统，它包括收集装置和被配置为从收集装置延伸到患者的流体路径。流体路径具有被配置为朝向患者向近侧延伸的近侧部分和被配置为从患者向远侧延伸的远侧部分。胸腔引流系统还包括被配置为感测流体路径的近侧和远侧部分之间的压差的传感器系统。提供用于基本上清理流体路径中流体路径的近侧和远侧部分之间的堵塞的装置，并且提供用于基于传感器系统感测的压差和胸腔引流系统的操作所经过的时间中的至少一个确定何时启动清理装置的装置。

根据另一方面，本发明提供一种胸腔引流系统，其包括被配置为接纳来自患者胸膜腔的流体的收集装置。它还包括用于检测流体收集系统中的压差的装置。显示器被配置为，基于在每个预定时间增量中超过预定压差的许多检测到的压差显示预定时间增量内流体路径中的压力随时间发生变化的趋势，并且所述趋势与被认为在所述预定时间增量内患者的胸膜腔中存在漏气的时间百分比相关。所述显示来自于时间间隔量(诸如，例如，患者的呼吸循环，对其在预定时间增量中检测到预定压差(QRC_泄漏))与相应的预定时间增量中的总时间间隔量(QRC_总，例如，患者的呼吸循环)的比率。

根据另一方面，本发明提供一种胸腔引流系统，其包括：具有至少一个入口端口和至少一个出口端口的可拆卸和/或可更换收集罐；被配置为从可拆卸/可更换收集罐的至少一个入口端口延伸到患者的流体路径；以及可重复使用的主体部分，其至少一个入口端口可释放地耦接到可拆卸/可更换收集罐的至少一个出口端口。可重复使用的主体部分具有用于检测所述可重复使用的主体部分的至少一个入口端口是否耦接到可拆卸和/或可更换的收集罐的至少一个出口端口的传感器。可拆卸和/或可更换的收集罐被配置为经由流体路径收集流体，无论是否存在与可重复使用的主体部分耦接时施加的吸力，自动地关闭可拆卸和/或可更换的收集罐的至少一个出口端口并当与可重复使用主体部分断开耦接时经由流体路径收集流体，以及在基于重力和基于吸力的流体收集之间交替，而不会中断患者与可拆卸和/或可更换的收集罐之间的流体连接或将大气空气引入流体路径。

根据本发明的另一方面，为胸腔引流系统提供流体路径清理设备，所述胸腔引流系统包括收集装置和被配置为从患者延伸到收集装置的流体路径。流体路径具有被配置为朝向患者向近侧延伸的近侧部分和被配置为从患者向远侧延伸的远侧部分。所述设备包括储压器，储压器被配置为存储次气压，并被配置为耦接到胸腔引流系统，以便向流体路径的远侧部分提供次气压。它还包括阀，所述阀被配置为耦接到流体路径的近侧部分，并被配置为选择性地释放流体路径的近侧部分中的压力。

在本发明的另一方面，提供清理胸腔引流系统的流体路径的方法，所述具有被配置为朝向患者向近侧延伸的近侧部分和被配置为从患者向远侧延伸的远侧部分。所述方法包括(1)检测流体路径的近侧和远侧部分之间具有预定大小的压力差；(2)打开阀以允许释放流体路径的近侧部分中的压力；(3)将次气压从压力源的储压器引入流体路径的远侧部分；(4)关闭阀；以及(5)停止向流体路径的远侧部分引入次气压。

在另一方面，本发明提供一种胸腔引流系统，其包括限定引流管腔的引流插管和至少一个引流开口，通过所述开口，将流体从胸膜腔抽引到引流管腔中。胸腔引流系统还包括耦接的抽吸系统，以向引流管腔施加吸力，以便通过至少一个引流开口将流体抽引到引流管腔中，所述抽吸系统包括泵、与泵流体连通的储压器以及耦接在储压器和引流插管之间的阀。胸腔引流系统还包括耦接的流体收集器，以接收来自引流插管的引流管腔的流体。泵被配置为在储压器中产生负压，阀被配置为党胸膜腔和流体收集器之间存在堵塞时打开，并且阀的打开致使储压器中的负压被施加到引流插管，从而将堵塞物抽引到流体收集器。

在另一方面，本发明提供用于监测患者胸膜腔中的漏气的方法。所述方法包括步骤：测量患者胸膜腔中的压力降低率；根据以下公式将压力降低率与患者胸膜腔的相关漏气相关联：

Q_漏气α∫Pdt

其中：

i.Q_漏气是推断的漏气，

ii.P是测量的压力，

iii.t是时间，并且

iv.产生示出胸膜腔的漏气大小的趋势的标志。

在本发明的另一方面，提供一种胸腔引流系统，其包括限定引流管腔的引流插管和至少一个引流开口，通过所述开口，将流体从胸膜腔抽引到引流管腔中；耦接的抽吸系统，以向引流管腔施加吸力，以便通过至少一个引流开口将流体抽引到引流管腔中；以及耦接的流体收集器，以接收来自引流插管的引流管腔的流体。它还包括：压力传感器，其耦接到抽吸系统并为放置为用于感测胸膜腔中的压力；耦接的处理器，用以从压力传感器接收基于胸膜腔中感测到的压力的信号；以及多个指示器，其耦接到处理器并被配置为向操作者视觉地指示与胸膜腔中的感测压力相对应的状态。处理器被配置为选择性地激活多个指示器，从而使得：当感测压力处于第一预定范围内时激活多个指示器中的第一指示器，当感测压力处于第二预定范围内时激活多个指示器中的第二指示器，当感测压力处于第三预定范围内时激活多个指示器中的第三指示器。

附图说明

当结合附图阅读以下详细描述时，可最佳地理解本发明。需要强调的是，根据惯例，附图的各个特征未按比例绘制。相反，为了清楚起见，可任意扩大或减小各个特征的尺寸。附图中包括以下图：

图1是图示根据本发明的多个方面的示例性胸腔引流系统的框图；

图2A是图示根据本发明的多个方面的另一示例性胸腔引流系统的示意图；

图2B是图示图2A的胸腔引流系统的可选修改的示意图；

图3A-3E是图示图2A的胸腔引流系统的操作的示意图；

图4是图示根据本发明的多个方面的用于清空流体路径的示例性算法的流程图。

图5A-5D是图示根据本发明的多个方面的另一示例性胸腔引流系统的图像；

图6图示根据本发明的多个方面的另一示例性胸腔引流系统；

图7是图示图6的胸腔引流系统的示例性显示器的图像；

图8是图示根据本发明的一个方面的患者胸膜腔中的随时间变化的压力降低测量结果；

图9是图示根据本发明的一个方面的与相关的患者漏气相关的随时间变化的压力降低趋势和比率；

图10是图示根据本发明的多个方面的可用于胸腔引流系统中的电气部件的示例性布置的示意图；

图11A和11B图示根据本发明的多个方面的可用于胸腔引流系统中的示例性管组；

图12是图示根据本发明的多个方面的用于施加动态压力的示例性过程的流程图；

图13是图示根据本发明的多个方面的用于施加减小的动态压力的示例性过程的流程图；以及

图14A-14G是图示根据本发明的多个方面的示例性动态压力变化或模式的图表。

具体实施方式

现在将参照被选定在附图中示出的若干实施例描述本发明。应该明白，本发明的范围和精神不受限于所示实施例。还应该明白，附图不具有任何特定的比例或大小。此外，在描述所示实施例时涉及的任何尺寸仅是为了说明起见而提供的。本发明不受限于所示实施例的任何特定尺寸、材料或其他细节。

本文描述的示例性系统和方法可用于排出或以其他方式从患者回收流体。根据被选定用于描述和说明的本发明的实施例，在此主要参照对患者胸膜腔进行引流或为方便起见胸腔引流，来描述所示系统和方法。但是，本领域技术人员应该理解，所公开的系统和方法不因此受限。所公开的系统和方法可用于从其他体腔(诸如，例如，颅腔或腹腔)排出流体。因此，本发明应用于大范围的医用引流系统，诸如流体回收系统，包括例如胸腔引流系统和用作胸膜引流系统的那些胸腔引流系统。

一般来说，胸腔引流系统被配置为，通过移除空气和/或其他流体以帮助重建正常的真空压力、肺部扩张和呼吸动态，使肺部和肺生理功能恢复到他们的正常状态；排空心脏手术、胸手术或胸部创伤之后的任何淤积流体和/或空气；和/或便于从患者胸膜腔或纵隔区域收集自体血液，以便在术后和创伤失血控制中再次输注。所公开的系统可供胸外科医生、心脏外科医生、普通外科医生、呼吸科医生、肿瘤医生、重症监护医生、护士、家庭护理专员和其他护理专员。

如在此使用的，用语“患者”指的是待由所公开的系统和方法治疗的动物。虽然本文主要参照人类患者描述所述系统和方法，但是本领域技术人员应该理解，它们不因此受限。

现在参照图1，图1图示了根据本发明的多个方面的示例性胸腔引流系统100。系统100可用于从患者胸膜腔排出流体。作为总体概述，系统100包括控制模块200、收集装置300和由例如一次性管组提供的流体路径400。本文将提供胸腔引流系统100的其他细节。

控制模块200容纳控制胸腔引流系统100的电子部件。控制模块200能够收集和存储关于胸腔引流系统100的操作的数据。控制模块200可被配置为从外部电源(例如，经由AC/DC换流器202从AC电源)接收电能。替代性地或额外地，控制模块200可包括内部电源(例如，充电电池)。内部电源可更有利于增加患者对于胸腔引流系统100的可移动性。控制模块200还可包括开关、按钮或用于开启和关闭控制模块200的其他装置。

除了电连接之外，控制模块200还提供在胸腔引流系统100操作时使用的机械连接。控制模块200包括用于接收来自外部吸力源(例如，经由连接到壁装式吸力源)的吸力的抽吸端口204。控制模块200包括用于调节外部吸力源所施加的吸力量的进气口206。控制模块200还包括用于选择性地提供大气连通的通风口208。本文将更详细地描述这些机械连接在操作中的使用。

控制模块200容许使用者设定外部吸力源施加的抽吸压力。例如，抽吸压力可被设定为从约-5cm H₂O至约-40cm H₂O，并且具有相同或不同压差的数值增量，例如，在-5cmH₂O、-10cm H₂O、-15cm H₂O、-20cm H₂O、-30cm H₂O和-40cm H₂O处的5cm H₂O的增量间隔。控制模块200还可包括在没有外部吸力源的情况下提供例如-5、-10、-15、-20cm H₂O的吸力的内部吸力源。如果当系统与外部吸力源断开时(例如，为了提供可移动的抽吸)系统被设定至较高施加吸力，则系统将自动把抽吸压力调整至-20cm H₂O。当控制模块200检测到附接有外部吸力源时，它可操作以禁止内部提供的吸力并利用外部吸力源施加吸力进行操作。当从内部提供吸力时，控制模块200可向使用者提供视觉通知。

控制模块200还可取地包括可访问的USB端口210，其使得能够支持自动系统测试、诊断和服务中升级。在控制模块200包括电池的情况下，控制系统200可包括电池接近端口212，以能够核查或更换电池。

收集装置300接收从患者排出的流体(例如，气体或液体或气体液体的结合)。在示例性实施例中，收集装置300是可拆卸和/或可更换的收集罐。换言之，它可选地是可拆卸的、可更换的、或可拆卸且可更换的。收集装置300包括用于从流体路径400接收流体的入口端口302。收集装置300还包括用于接收控制模块200所提供的抽吸压力的抽吸端口304。以此方式，收集装置300可被耦接成，从控制模块200接收吸力并向流体路径400提供吸力。与控制模块200一样，收集装置300包括用于选择性地提供大气连通的通风端口306。通风端口306可耦接到控制模块200中的减压阀，用于提供与大气的连通。

控制模块200可操作以检测收集装置300何时充满。当控制模块200检测到收集装置300已满或满溢时，它可向使用者提供视觉通知。胸腔引流系统100还可包括无针式进入连接器，以容许取出所收集的流体，以便测试和分析。本领域技术人员将知道合适的无针式进入连接器。

收集装置300还可以可取地容许视觉检查所收集的流体，并且具有进入管路以容许从收集腔取出所收集的血液，以便回收血液，并且容许通过在收集腔上设置可写表面以按时间增量标记体积而记录随时间收集的体积趋势。在示例性实施例中，收集装置300具有至少约1200mL的体积。当胸腔引流系统用于儿科患者时，可取的是，收集装置300具有不大于约200mL的体积。

流体路径400为流体提供从患者被排出到收集装置300中的路径。在示例性实施例中，流体路径400包括一个或多个管。流体路径400可包括用于将流体从患者排入收集装置300的一个管。流体路径400还可包括用于选择性地释放第一管中的负压的第二管，如下面将描述的。根据本文的描述，本领域技术人员将知道合适的管。

在操作时，流体路径400连接到收集装置300。然后，流体路径400可经由插入患者体内的患者引流插管(例如，经由患者引流插管500)被固定到患者。对于抽吸引流，控制模块200箱收集装置300提供抽吸压力，由此将吸力结合到流体路径400。对于重力引流，重力容许抽引流体通过流体路径400并进入收集装置300。在操作期间，控制模块200可监测和提供与任何漏气相关的视觉指示。

控制模块200可优选包括供使用者将其安装到杆上的装置。例如，控制模块200可包括用于安装的挂钩。美国专利No.7,232,105公开了示例性挂钩系统，该专利通过引用合并于此。根据本文的描述，用于将控制模块200安装到竖直杆或水平围栏的其他结构和等价结构对于本领域技术人员来说是显而易见的。

控制模块200还可包括把手。美国专利No.D517,897公开了把手系统的示例性装饰性设计，该专利通过引用合并于此。

在从患者引流流体期间，当管子的一部分形成U形形状时，此时管子中的流体需要克服重力流动以达到管的远端，可发生管的从属回路。对于引流系统，重力是影响流入收集装置中的流体流的重要因素。被收集在引流管子中的从属回路中的流体可完全停止流动。

因此，根据本发明的多个方面的胸腔引流系统检测存在从属回路的状态。然后，系统向被困在流体路径中的流体的前部(其更靠近收集装置，处于流体路径的更加远侧部分)施加更大的负压，同时容许释放被困在流体路径中的流体的后部(其更靠近患者，处于流体路径的更加近侧的部分中的位置处)的压力。这产生致使被困在管子中的空气和/或其他流体非常快速地朝向次气压移动的压力差，以便稳定系统。例如，虽然本发明不受限于在任何特定的时间内稳定所述系统或移动被困住的流体，但压力差优选施加少于15秒，更优选地少于5秒，最优选地少于2秒。应该明白，此时间量受各种因素影响，这些因素包括例如储压器中的压力加载大小、形成堵塞的流体的粘度、引流管和系统的其他管子的直径、管子中任何可能的扭结或缺陷、施加的压力量、堵塞体积以及任何由系统连接器引致的限制。

施加于管子的前部或远侧部分的负压可被产生，例如通过利用真空泵，以降低压力存储装置(诸如储压器)中的压力。当储压器被加载以负压时，它经由阀与胸腔引流系统的其余部分隔离。储压器可以可选地是相对于引流系统的其余部分独特且独立的部件，或者可以是引流系统整体的一部分。

在储压器中的负压达到预定量之后，于是可以打开阀并且使负压暴露于胸腔引流系统的其余部分，并随后暴露于困住管子中的流体的远侧。为了最大化困住管子中的流体的移动，可启用另一个阀，该阀打开后端或更靠近患者的近侧部分，以容许将空气抽引入系统，由此释放清除从属回路的负压加载量。

系统可取地能够基于考虑经过的时间、流体路径中的压力差和预定时间延迟设定中的一个或多个的算法检测完全或部分地堵塞或扭结的气动流体路径。这种堵塞可包括流体路径中的固体、半固体、液体、气体或前述的组合，或由它们的存在导致，其引起已记录的压力差，这会激活路径清理功能。

流体路径可以是管，例如，诸如柔性、聚合物材料。流体路径可具有当个管腔或多个管腔。在清理流体路径期间，储压器的负压用于排空引起压力差的至少一部分堵塞，或优选几乎全部堵塞，应该明白，管通常将具有剩余的残留材料。在一个示例性实施例中，当系统能够将压力差恢复到预定压力差阈值以下的值时，在该值处，流体路径被认为是“畅通的”。

当系统检测到在患者和插管或收集装置之间产生预定压力差(例如，10cm H₂O)的从属流体回路时，系统可清理该从属流体回路。在一个实施例中，系统可清理从属流体回路，多达患者管子设定长度的一半的从属流体回路。

系统包括储压器，以存储次气压并向横跨从属流体回路产生压差的堵塞的流体路径下游或远侧施加负压，优选同时基本上保持患者处的指定次气压，并且优选不向堵塞施加正压并且不使用医用清理装置。

根据优选实施例，用以清理流体路径的压力与收集腔相独立地产生，然后被引入收集腔中，所述收集器为收集流体提供空间。相信的是，这种系统优于递增地向腔施加小压力、核查、然后重复的系统，这是因为，由于收集腔中的剩余压力被传送到患者，这种系统可能不能快速地或高效地充分清理患者管。此外，由于空气流是从泵功推断出来的，因此这种系统可能需要在堵塞清理期间对通风阀进行关闭控制，从而不会被解释为患者泄漏。

此外，系统的优选实施例不利用正压通过积聚压力并泵送阻塞来清除堵塞。虽然替代性地使用正压，但根据本发明的优选方面，有利的是利用在堵塞远侧处引入的次气压来产生足以沿远离患者的方向“拉动”堵塞的压力差。这样做会降低使患者暴露于正压的风险，并且引流管路中不再需要用以防止这种暴露的机构(例如，阀)。此外，使用次气压允许连续测量压力并且基本连续地向患者施加负压。

系统包括通风口，以将空气引入堵塞的流体路径上游或近侧，从而防止次气压积累。换言之，通风口提供释放负压差两侧的负压加载的通风口；由此移动流体。虽然这不是其主要功能，但通风口还可以防止次气压在流体路径中积累。此外，按顺序释放负压加载优选地被优化，从而将施加到患者的负压的中断或变化减至最少(例如，少于手动操作管来移动堵塞(例如通过抬高管)通常所引起的这类中断和变化)。

在缩短的预定时间段内清除堵塞。此特征的益处在于，它提供了一种快速地清理管，同时施加比通过手动操作管来移除堵塞时所施加的压力小的压力的途径。更具体地，已经发现，使用次气压源允许利用中等的压力差快速清理管。还允许控制清理时间和压力差大小。

参照附图，图2A图示根据本发明的多个方面的另一示例性胸腔引流系统1100。系统1100可用于从患者的胸膜腔和/或纵隔腔排出流体。作为总体概述，系统1100包括控制模块1200、收集装置1300和流体路径1400。本文将提供胸腔引流系统1100的其他细节。

控制模块1200容纳系统1100的电子部件。控制模块1200可包括以上参照控制模块200描述的任何或全部特征。收集装置1300收集从患者排出的流体。收集装置1300可包括以上参照收集装置或插管300描述的任何或全部特征。

流体路径1400提供用于将流体从患者排出到采集装置1300的路径。流体路径1400被配置为从收集装置1300延伸到患者。流体路径具有被配置为朝向患者向近侧延伸的部分1410和被配置为从患者向远侧延伸的部分1420。如在此使用的，用语“近侧部分”和“远侧部分”不限于流体路径的任何特定部段或长度。相反，用语流体路径的“近侧部分”和“远侧部分”是意图分别描述在使用时可能变得至少部分堵塞的流体路径部分的近侧或远侧的流体路径部分的相对用语。

胸腔引流系统1100包括用于基本上清除流体路径1400中的可能形成在近侧部分1410和远侧部分1420之间的堵塞的装置。用于基本上清除流体路径中的堵塞的装置可包括下属结构以及用于基本上清除流体路径中的堵塞的任何其他已知装置。例如，所述装置可包括正压或负压源、流体流源、用于操纵流体路径的升高的设备、用于机械地促进堵塞移动的设备(例如，通过相对于流体路径径向地或轴向地移动)等。对于本领域技术人员来说，其他结构和等价结构将显而易见。

控制模块1200包括压力源1210。根据本发明的优选方面，压力源1210包括用于存储压力的装置。例如，它可包括存储有限体积的经加压的次气压气体的压力储存器，这与连续或基本无限制的压力源不同。换言之，这种压力储存器可被配置为保留独立“加载量”的次气压，作为可提供相对不受限的次气压源的连续的或其他次气压源的替代。例如，虽然压力源可以可选地包括医院的壁式抽吸装置作为根据本发明的多个方面的基本连续的次气压源，但是根据本发明的实施例，有利的是采用包括被配置为用以存储单独体积的加压流体的压力储存器的压力源。根据一个示例性实施例，压力源包括被配置为至少暂时存储压力的储压器。根据本文的描述，对于本领域技术人员来说用于存储压力的其他结构和等价结构将显而易见。

压力源1210被配置为选择性地向流体路径1400的远侧部分1420提供次气压。压力源1210可提供连续持久的抽吸压力，例如，当系统1100未连接到外部吸力源时。替代性地，压力源1210可提供一个或多个次气压脉动。压力源1210可经由收集装置1300向流体路径1400的远侧部分1420提供次气压，并且可直接耦接到收集装置1300。

在示例性实施例中，压力源1210包括储压器1212和次气压产生装置1214。储压器1212被配置为存储次气压。所存储的次气压然后可被引入或流体耦接到流体路径1400。在示例性实施例中，储压器1212是密封的压力容器，其与压力产生装置1214和阀气动地连接成环路，其中，阀的一侧连接到收集装置1300并且阀的另一侧连接到储压器1212。这容许压力产生装置1214逆向地将储压器加载至负压(例如，-700cm H₂O)。当被配置为存储负压或次气压时，储压器可被称作负压储压器。此外，虽然压力源可替代性地是施加用于胸腔引流的次气压的主吸力源，但根据本发明示例性实施例的压力源与主吸力源分离并且是主吸力源的补充，主吸力源可以是壁式吸力源，其被调节以便向引流管路施加次气压。因此，根据示例性实施例，压力源的储压器部件是与壁式吸力源或其他主吸力源不同或可独立操作的压力源的部件。

通过连同壁式吸力装置使用上述储压器1212和阀结构，胸腔引流系统1100可取地实现比通过常规引流系统可实现的更大体积的从患者引出的流。具体地，胸腔引流系统包括具有低内部阻力和多余的阀的流路径，以合理化从患者流出的流体流。这可使得胸腔引流系统1100能够实现高达每分钟16升或更大的患者流量。

可基于收集装置1300和达到并可能超过从属回路的远端点的所有气动路径的排空容积，选择储压器的尺寸。可取地，压力源1210能够按一个顺序清理从属流体回路。因此，储压器的尺寸应该被选择为，使得它的尺寸和强度足以保持负加载，该负加载在被释放到收集装置1300中时暂时地将罐中的负压增大至能够成功地将堵塞物拉入收集装置1300中的水平。例如，如果距收集装置顶部的距离为50cm并且流体路径1400的长度容许堵塞物位于收集装置1300下方20cm处，则储压器释放之后产生的罐压力应该至少约为-70cm H₂O，以便将堵塞物吸到罐中。

储压器1212可由塑料(例如，ABS)构成。替代性地，储压器1212可由许多不同的聚合物、金属或其他合适的材料构成，因为胸腔引流所需的压力水平通常不那么高。在一个示例性实施例中，储压器1212可选地由两个或多个单独的注塑成型塑料件构成，并且它们被焊接在一起(经由超声波焊接或其他方式)，以便确保储压器是密封的压力容器。

次气压产生装置1214能够加载储压器1212，即，产生存储在储压器1212中的次气压。次气压产生装置1214可以是例如泵或与外部吸力源连接的连接结构。用作次气压产生装置1214的合适的泵包括例如隔膜泵，诸如可从威斯康星州Sheboygan的Gardner Denver股份有限公司Thomas Division购买的隔膜泵(例如，零件号No.1410D/BLDC)，但也可以可选地使用其他隔膜泵和其他类型的泵。根据本文的描述，本领域技术人员将知道其他次气压产生装置1214。压力源1210还可包括用于测量储压器1212中所存储的压力的传感器1216。

根据本文的描述，本领域普通技术人员应该理解，图2A所示的储压器1212和次气压产生装置1214之间的连接是说明性的而非限制性的。例如，如图2B所示，储压器1212和次气压产生装置1214可以串联连接，而非图2A所示的“T”连接。

控制模块1200还包括处于正常关闭位置的阀1220，诸如双通阀。阀1220与流体路径1400的近侧部分1410流体连通。阀1220可经由单独的通风管路1222建立此流体连通。阀1220被配置为通过使近侧部分1410选择性地与外界空气耦接选择性地释放流体路径1400的近侧部分1410中的压力。控制模块1200控制阀1220的打开和关闭。在系统1100操作时，阀1220通常关闭。

胸腔引流系统1100还包括用于确定何时激活上述清理装置的装置。用于确定何时激活上述清理装置的装置可包括下述结构以及用于确定何时激活上述清理装置的任何其他已知装置。例如，所述装置可包括控制器、传感器、定时器或前述的组合。对于本领域技术人员来说，其他结构和等价结构将显而易见。

控制模块1200还包括压差传感器1230。压差传感器1230测量流体路径1400的近侧部分1410和远侧部分1420之间的压力差。为了测量近侧部分1410处的压力，传感器1230可测量通风管路1222中的压力。为了测量远侧部分1420处的压力，传感器1230可测量收集装置1300中的压力。控制模块1200可利用传感器1230所测得的压力确定何时启动压力源1210和阀1220，如下面将描述的。

现在将参照图3A-3E描述胸腔引流系统1100的操作。由于胸腔引流系统1100用于从患者排出流体，因此流体可能在流体路径1400中形成完全或部分的堵塞。堵塞会抑制从患者进一步排出流体。因此，期望迅速地从流体路径1400移除堵塞。

如图3A所示，控制模块1200利用压差传感器1230检测流体路径1400中的堵塞1600。当流体路径1400中存在堵塞1600时，将会在远侧部分1420(施加抽吸压力之处)和近侧部分1410(抽吸压力不能充分达到之处)之间产生压力差。因此，在流体路径1400中的堵塞1600发生的情况下，压差传感器1230将检测近侧部分1410和远侧部分1420之间的压力差。堵塞1600可产生小至1cm H₂O或更大的压力差，在一些情况下甚至更小。

例如，堵塞自身可产生从大于0至基于系统极限的更大差值的任何大小的压力差。例如，如果一定量液体为10cm高，并且收集腔和管组系统仅容许从管子的最低点到收集腔的顶部最大10cm的高度，则最大压力差将预期为约10cm。替代性地，如果胸腔引流系统约30cm高并且管子72英寸长，则管子的最低部分可以低于引流系统24英寸，例如，如果引流系统悬挂在医院床围栏上的话。因此，一些因素，诸如可产生的最大压力差和可收集在管中的流体的最大体积，将影响储压器性能(例如，其体积和加载量)的总体优化和要求，以便能够在一次或多次储压器排压中移除堵塞。

例如，并且仅为了说明起见，压力源1210产生的-5cm的负压可足以清理5cm的管堵塞，并且-10cm的负压可足以清理10cm的管堵塞，等等。这类负压可具有较宽的范围，例如包括-5至-80cm。例如，体积为300cc的储压器可被泵加载至-500cm H₂O的负压。当将这样的加载量释放到收集罐中时，罐中的剩余压力达到比堵塞的总头高(例如，14cm H₂O)更负的负压。这将会致使成功地清理管中的流体。当流体被清理到收集腔中时，罐的负压加载量因堵塞的移动所引起的压力平衡变得更加趋向正压；因此，优选使罐中的剩余负压加载量至少达到堵塞的高度，并且，除了足够的过量加载以确保最大程度地移除堵塞之外，系统应该在清除流体时适应压力变化。

根据本发明的多个方面，控制模块1200被编程为，当压力差达到或超过预定大小时清理堵塞1600。当在流体路径的近侧部分1410和远侧部分1420之间检测到预定压力差时，控制模块1200被配置为在压力源1210中产生次气压，如图3B所示。当在压力源1210中产生具有足够大的大小(例如，足以移除特定堵塞的大小)的次气压时，控制模块1200使压力源1210经由阀1244与流体路径的远侧部分1420耦接，并打开阀1220，如图3C所示。

然后，来自压力源1210的次气压将流体路径1400中的堵塞1600吸到收集装置1300中，由此清理流体路径1400，以继续从患者排出流体，如图3D所示。阀1220的打开防止来自压力源1210的次气压被施加到患者。

当阻塞1600被充分排出时，控制模块1200利用阀1244从流体路径1400断开压力源1210，并关闭阀1220，如图3E所示。优选地，控制模块1200可被配置为，当压力差下降至预定点以下时或预定时间段之后断开压力源1210。

虽然上文将控制模块1200描述为基于传感器1230测量的压差清理堵塞，但不因此受限。控制模块1200可额外地或替代性地被配置为基于胸腔引流系统1100的经过的操作时间清理堵塞或清理流体路径1400。

压力源1210利用阀1240、1242、1244、1246、1248的网状系统向收集装置1300提供压力。阀1240、1242和1246可以可取地是真空保护阀。当吸力从外部吸力源施加到流体路径1400时，经由阀1240、1242、1244、1246施加抽吸压力。阀1248在操作期间通常关闭。

当压力源1210耦接到流体路径1400时，经由阀1244和1246施加次气压。只要来自压力源1210的压力低于外部吸力源所施加的压力(即，与外部吸力源所施加的压力相比真空度更大)，阀1240和1242就保持关闭。当来自压力源1210的压力高于外部吸力源所施加的压力(即，与外部吸力源所施加的压力相比真空度更小)时，再次打开阀1240和1242，并且正常的抽吸压力从外部压力源施加到流体路径1400。以此方式，即使当控制模块1200从流体路径1400清除堵塞时，系统1100也在阀1220打开并且压力源1210耦接到流体路径1400时基本上保持患者处的指定压力。根据本文的描述，本领域普通技术人员将知道用作阀1240、1242、1244、1246或1248的合适的阀。

控制模块1200还可包括压力调节系统1250。压力调节系统能够调节外部吸力源所提供的压力。如图2A所示，压力调节系统1250可包括止回阀1252、压力调节器1254和压力设定机构1256。止回阀1252能够防止空气流入控制模块1200。压力调节器1254能够限制外部吸力源所提供的最大吸力。例如，压力调节器1254可将吸力的最大值限制为-40cm H₂O。压力设定机构1256使得使用者能够将所施加的抽吸压力改变至最大调节吸力值。例如，并且为了说明起见，设定机构可容许从-1cm H₂O至最大值-40cm H₂O可变地调整所施加的抽吸压力。抽吸压力可以是在0和压力调节器1254所容许的最大值之间的任何预定压力。在示例性实施例中，压力设定机构1256是机械刻度盘。根据本文的描述，本领域普通技术人员将知道压力调节系统1250的合适部件。

如图2A所示，控制模块1200还可包括用于感测压力调节系统1250所提供的抽吸压力的压力传感器1258。控制模块1200还可包括用于感测控制模块1200的输出处的压力的额外的压力传感器1260。

控制模块1200还可包括高负压度限制阀1262。在示例性实施例中，高负压度限制阀1262是当压力达到某一极限时被激活(或打开)的单向阀。例如，如果高负压超过保持高负压限制阀关闭的弹力的机械或电子预定极限，则阀将打开并“释放”负压，直到压力再次处于机械机械以下，此时弹力将关闭阀。可用多种方法机械地设计这种类型的阀，以便实现当达到某些压力极限时打开的效果，如本领域普通技术人员应该理解的。例如，阀可选地包括弹簧加载的关闭活塞。

控制模块1200还可包括密封元件1264。密封元件1264可被配置成帽、塞，或以其他方式部分地或完全地密封控制模块1200和收集装置1300之间的气动连接。在示例性实施例中，当收集装置1300未装载在控制模块1200中时，收集装置1300能够通过一个或多个止回阀排放正压。一个止回阀可被设计成在很低的压力下打开。另一个止回阀可被设计成在较高压力(例如，大于+2.0cm H₂O)下打开。这可能是可取的，因为它容许正压被推过控制模块1200并被压力传感器测量。但是，这仅在被设计成在很低压力下打开的阀当它被装载到控制模块1200中时被堵住的情况下能够实现。因此，当收集装置1300耦接到控制模块1200时，低开阀才与密封元件耦接在一起。

收集装置1300还可包括关闭阀1302。在示例性实施例中，关闭阀1302包括弹簧加载的活塞，该活塞在收集装置1300未被装载在控制模块1200中时密封流路径。当收集装置1300被装载到控制模块1200中时，控制模块1200的端口推动弹簧加载的活塞，由此打开阀1302并容许流从收集装置1300流入控制模块，反之亦然。此特定的关闭阀1302提供电子控制的减压阀1220和通向流体路径1400的近端1410的减压流路径之间的流路径。

收集装置还可包括关闭阀1304。关闭阀可被配置为密封控制模块1200和收集装置1300之间的连接。在示例性实施例中，关闭阀1304包括与以上参照关闭阀1302所描述的类似的关闭阀。关闭阀1304为控制模块1200提供流路径，以测量收集装置1300内的压力，并且容许经由外部吸力源或经由压力源1210施加负压。

收集装置1300还可包括美国专利No.6,358,218中描述的真空压力阀1306，该专利的全部内容通过引用合并于此。在示例性实施例中，真空压力阀是单向止回阀，类似于标准的伞形阀；但是没有柄，只有仅容许沿一个方向流动的浮动的阀盘设计。浮动阀盘的顶部被确保激活和位置的机械特征挡住。

收集装置1300还可包括自动密封的过滤器1308。在示例性实施例中，自动密封的过滤器1308是当暴露于水时密封的气体或液体可渗透材料。

收集装置1300还可包括止回阀1310。止回阀1310是与真空压力阀1306类似的阀。

收集装置1300还可包括翻倒保护装置1312。在示例性实施例中，翻倒保护装置1312是悬吊在收集装置空间的中部的喷嘴。通过将喷嘴放置在收集腔空间的中部，它为流体(例如，液体和/或悬浮在液体中的固体)提供用以移入该出口的曲折的路径。根据本文的描述，用于翻倒保护的其他结构和等价结构对于本领域技术人员来说将显而易见。

流体路径1400还可包括远侧连接器1402。远侧连接器1402将流体路径1400的主体(例如，引流管)连接到收集装置1300。因此，远侧连接器1402被放置在流体路径1400的远侧部分1420的端部处。根据本发明的描述，本领域普通技术人员将知道用作远侧连接器1402的合适的连接器。

流体路径1400还可包括近侧连接器1404。近侧连接器1404将流体路径1400的主体(例如，引流管)连接到患者(例如，经由患者连接器1702和患者引流插管1700)。因此，近侧连接器1404被放置在流体路径1400的近侧部分1410的端部处。在示例性实施例中，近侧连接器1404是无针式进入连接器。根据本发明的描述，本领域普通技术人员将知道用作近侧连接器1404的合适的连接器。

图4是根据本发明的多个方面的用于清理流体路径的示例性方法1500的流程图。为了说明起见，将参照系统1100的部件描述所述方法的步骤。

在步骤1502，核查压差。在示例性实施例中，控制模块1200核查流体路径1400的近侧部分1410和远侧部分1420之间的压差。可取地，在步骤1502之前，控制模块1200可确定在预定时间段内在近侧部分1410(例如，患者侧)和远侧部分1420(例如，罐侧)中每个处的平均压力。控制模块1200然后可确定这些平均压力之差，以获得压差。

如果压差小于预定大小，则方法1500前进到步骤1504。如果压差等于或大于预定大小，则方法1500前进到步骤1506。

在步骤1504，核查默认定时器。在示例性实施例中，控制模块1200确定自上次冲洗流体路径1400已经过去了多长时间。如果已经过去了预定量的时间，则方法1500前进到步骤1506。否则的话，控制模块1200确定这次不必清理流体通道1400，并且方法1500结束。

在步骤1506，核查冲洗推迟定时器。在示例性实施例中，控制模块1200可使冲洗推迟定时器保持用于确定是否应该延迟流体路径清理事件。如果定时器未达到零，则控制模块1200确定应该延迟流体路径清理事件，并且方法1500结束。如果定时器达到零，则它重置，并且方法1500前进到步骤1508。

在步骤1508，加载储压器。在示例性实施例中，压力产生装置1214产生用于存储在储压器1212中的次气压。当积累的次气压达到预定大小(例如，-40cm H₂O)时，压力产生装置1214可停止。

在步骤1510，耦接压力源，以便通过打开储压器阀使流体流进入流体路径。在示例性实施例中，控制模块1200将压力源1210耦接到流体路径1400的远侧部分1420。压力源1210可被耦接，以直接向收集装置1300提供压力。

在步骤1512，打开通风阀。在示例性实施例中，控制模块1200打开阀1220，以允许释放流体路径1400的近侧部分1410中的压力。

在步骤1514，清理堵塞。在示例性实施例中，控制模块1200容许来自压力源1210的压力清理流体路径1400中的堵塞。当来自压力源1210的次气压耗尽时，方法1500前进到步骤1516。

此外，控制模块1200可监测压力源1210到流体路径1400的远侧部分1420上的时间长度。如果压力源1210耦接到远侧部分1420预定的时间长度，并且次气压尚未耗尽，则方法1500前进到步骤1516。这可对应于堵塞未被来自压力源1210的压力清除的事件。

此外，控制模块1200可监测流体路径的近侧部分1410和远侧部分1420之间的压差。如果压差下降到预定压力以下，则可确定已经清除的堵塞，并且方法1500前进到步骤1516。

在步骤1516，关闭通风阀。在示例性实施例中，控制模块1200关闭阀1220。

在步骤1518，压力源与流体路径断开耦接。在示例性实施例中，控制模块1200从流体路径1400的远侧部分1420断开压力源1210。

虽然按示例性顺序描述了以上步骤，但是应该理解，上述方法不因此受限。例如，步骤1512可在步骤1510之前、之后或同时执行。类似地，步骤1518可在步骤1516之前、之后或同时执行。

根据本发明的多个方面而可行的流体路径清理和堵塞检测/移除提供了许多益处。具体地，在系统操作、临床效果和护理成本控制中的至少一个方面具有益处。

关于操作益处，系统可选地被配置为，自动操作以确认和基本上移除引流管路或流体路径中可能发生的管堵塞。此外，系统容许吸力装置通过优化流体排空使流体路径在操作期间保持更加畅通。此外，它提供施加压差的能力，该压差不仅适于每个患者，并且根据被移除的流体的特性变化对于每个患者施加不同次数。最后，系统检测收集装置合适充满和/或阻塞。本领域技术人员将明白其他操作益处。

对于临床效果，系统可帮助最大化患者排气的能力，提供总体提高的患者效果。它还可以帮助在较短时间内用与包括手动抬高被阻塞的管的其他系统相比大小减小的施加在患者上的压力清除流体路径中任何阻塞或者部分或完全的堵塞。本领域技术人员将明白其他临床益处。

关于成本益处，系统使得可以从每个患者的治疗的降低的成本获益，并且总体来说从医院、保险公司和医疗系统的降低的成本获益。它还可帮助实现，由于临床效果改进而缩短患者的住院时间。本领域技术人员将明白其他成本益处。

根据本发明的其他方面，可取的是，收集装置可与控制模块分离，并且作为基于重力的引流装置操作，而不会妨碍患者连接。系统可检测收集装置是否被装载在控制模块中(例如，当使用者更好已满的罐或将它暂时用作基于重力的引流装置时)。使用者可以可选地使用重力，无论罐是否与系统连接(例如，通过关闭壁式抽吸装置或电池电能)。此外，系统可被配置为在没有电池电能的情况下施加一些吸力。

所述系统可取地能够负责罐何时断开连接，并将该情况通知给系统的使用者。当使用者更换罐时，所述系统可检测罐是否被装载在系统中。系统具有诸如管夹的装置，以防止罐在使用后断开连接时空气进入患者。当罐被装载在控制模块中时，使用者可从罐断开管组。当未装载收集装置并且检测到壁式抽吸装置时，控制模块可以可取地关闭所有可能的气动路径，以便防止未经过滤的空气穿过控制模块。

参照附图，图5A-5D图示了根据本发明的多个方面的另一示例性胸腔引流系统2100。系统2100可用于从患者的胸膜腔排出流体。作为总体概述，系统2100包括控制模块2200、收集装置2300和有管组2400限定的流体路径。本文将提供胸腔引流系统2100的其他细节。

控制模块2200容纳系统2100的电子部件。控制模块2200可包括以上参照控制模块200和1200描述的任何或全部特征。

控制模块2200还包括可重复使用的主体部分2202，除其他特征之外，主体部分2202包括端口2204、2205和2207。端口2204是被配置为可释放地耦接到收集装置2300上的相应端口2305上的通风端口，抽吸端口2205被提供用于耦接到诸如壁式抽吸装置的吸力源，并且抽吸端口2207被提供用于耦接到收集装置2300上的相应端口2306。控制模块2200可以可取地包括被配置为检测收集装置2300是否连接的传感器。在示例性实施例中，传感器是当连接采集装置2300时被启动的机械开关。如图5B最清楚地示出的，控制模块2200包括碰锁2206，其将收集装置2300可释放地保持在控制模块2200的可重复使用的主体部分2202的主体所限定的凹口内。碰锁机构2206是当收集装置2300被放置在控制模块2200的凹口中时与收集装置2300接合的机械耦接装置。通过按压或以其他方式移动碰锁机构2206，它释放收集装置2300，以便，例如，更换、移动或接近所收集的流体。

在所示实施例中，碰锁2206被示出位于控制模块2200的顶部中心处，以便接合收集装置顶部上的表面。应该明白，碰锁2206可位于任何位置或可替代性地使用各种形式的机械的或电的或磁性的闩锁。

如前所述，控制模块2200的端口将在收集装置2300被锁到控制模块2200时与收集装置2300的端口配合。因此，引流系统优选包括被放置为用以在这些端口连接时促进端口的对齐的表面或部件。

收集装置2300收集从患者排出的流体。收集装置2300可包括以上参照收集装置300或1300描述的任何或全部特征。在示例性实施例中，收集装置2300是可与控制模块2200可拆卸地连接的可拆卸和/或可更换的收集罐。收集装置2300包括至少一个入口端口2302和至少一个出口端口2306。收集装置2300的出口端口2306被配置为与控制模块2200的入口端口2207连接，以便从控制模块2200接收抽吸压力。因此，形成从诸如壁式抽吸装置的吸力源延伸通过端口2205、端口2207、端口2306、端口2302并延伸到管组2400的引流管腔中的抽吸路径。此外，形成从通风端口2204延伸通过通风端口2305，经由导管延伸到通风端口2303，并延伸到管组2400的通风管腔中的通风路径或管路。

管组2400的流体路径为来自患者的流体提供路径，以排出到收集装置2300。流体路径2400被配置为连接到收集装置2300的入口端口2302，并且从收集装置2300延伸到患者。流体路径2400可包括以上参照流体路径400或1400描述的任何或全部特征。

当耦接时，收集装置2300的端口与控制模块2200的端口耦接，以便流体流动。具体地，控制模块2200的通风端口2204耦接到收集装置2300的通风端口2305，并且控制模块2200的抽吸端口2207耦接到收集装置2300的通风端口2306。收集装置2300还包括用于减小装置内的正压的减压端口2307。因此，如图5D最佳示出的，收集装置2300上的端口2305用于通风管路，端口2306是抽吸端口，并且端口2307是诸如真空保护阀的减压阀。

具体地，端口2307容许以相对低的阈值(例如，+2cm H₂O)进行患者低压通风，主要在党罐与控制模块2200断开连接时使用。但是，在连接时，控制模块2200调节并控制这种阈值(例如，+2cm H₂O)下的通风。但是，收集装置2300顶部上的端口2304是减压阀，诸如被设定为较高阈值(例如，+10cm H₂O)的真空保护阀，其在例如系统失去动力时为患者提供额外的保护。此特征是有益的，因为它在断开收集装置2300时帮助保护患者。此外，收集装置2300因此设置有具有不同开启压力的两个止回阀。当收集装置2300被装载到控制模块2200中时，收集装置2300背部上的止回阀端口2307被帽或塞(例如，见图2A中的项1264)堵住。这容许控制模块2200监测和测量小于10cm H₂O的空气压力，控制模块自身能够在任何编程设定(例如，+2cm H₂O)下电子地排放低于+10cm H₂O的压力。但是，当收集装置2300未被装载在控制模块2200中时，止回阀端口2307不再被堵住；由此，通过容许空气以相对低的开启压力逸出，最大化系统的性能。

收集装置2300能够利用以下方式经由流体路径2400收集流体，即，(i)当与控制模块2200断开连接时利用重力抽引流体通过流体路径2400或(ii)当与控制模块2200连接时，利用抽吸压力。当收集装置2300与控制模块2200断开耦接时，收集装置2300被配置为自动关闭和密封其出口端口。这对于防止空气从患者胸膜腔泄漏是可取的。收集装置2300可在基于重力和基于吸力的流体收集之间交替，而不妨碍患者和收集装置2300之间经由流体路径2400的流体连接。可通过与控制模块2200连接或断开收集装置2300，在基于重力和基于吸力的流体收集之间切换所述装置。换言之，当连接可拆卸和/或可更换部件时，可施加或不施加吸力(即，吸力或重力操作)，但当断开连接时，不施加吸力。断开可拆卸和/或可更换的罐的行为可因此移除吸力(如果施加了的话)，但当断开连接时不会从重力模式改变。以此方式，避免了患者泄漏。

此外，收集装置2300包括耦接到上表面的挂钩2301。挂钩2301可从存储位置(当装置2300被存放在模块2200中时)枢转到延伸位置(当装置2300与模块2200分离时)，以便在诸如医院床围栏的结构上悬挂装置2300。

根据本发明的多个方面而可行的可拆卸和/或可更换的罐系统提供了许多益处。具体地，在系统操作、临床效果和护理成本控制中的至少一个方面具有益处。例如，当它被配置为检测和指示患者何时连接到和未连接到系统时，它帮助为护理专员提供有意义的信息。对于患病的患者，所述系统也可更加卫生(例如，当移除时自动关闭罐的能力)，因此提供临床益处。最后，所述系统提供了一种经济的方案，因为可再次使用系统的一部分。一般地，一个重要的益处是允许罐在重力和吸力之间交替，而不是仅其中一个或另一个。本领域技术人员将明白其他益处。

根据本发明的多个方面，胸腔引流系统可以可取地测量和通知使用者患者漏气。所述系统可监测随时间的漏气，而不测量体积流率；反而，它可以可取地记录患者在预定时间增量内患者具有任何漏气(例如，0cm H₂O或+2cm H₂O)的时间。所述系统可取地能够负责罐何时断开连接，并将该情况通知给系统的使用者。它可以可选地通知空的“x”15分钟增量栏或替代性地示出其一部分。例如，如果罐在15分钟增量内有14分钟附接，则可显示数据。替代性地，如果在任何增量内有一秒断开连接，则整个增量可被报告为断开连接。

所述系统可取地包括显示器，用于以患者存在任何漏气的时间百分比示出上一次记录的漏气趋势增量。所述系统可选地记录时间和/或报告使用者漏气随时间的发生。例如，它可报告闪烁红光的次数/在诸如15分钟的时间增量中的“总闪烁数”，提供完整的波形用于超过+2cm H₂O的压力指示，提供超过+2的计数时间压力，以及其他指示。因此，所述系统可记录和/或显示由患者胸膜腔中的泄漏引起的患者的任何无力，以保持次气压。

在示例性实施例中，系统被配置为测量患者所产生的压力波形的变化。这通过确定波形曲线上的拐点来实现。优选地，趋势显示器可忽视诸如启动清理功能的事件。所述系统以增量(例如，15分钟增量)显示漏气趋势历史(例如，之前12小时内)，并且包括关于罐何时已经断开连接的指示。

所述系统显示以从0％至100％的百分比显示上一次记录的漏气趋势增量。系统可以以15分钟增量显示之前12小时的漏气趋势历史，并且它可包括罐何时已经断开连接。可通过电源循环清除漏气趋势历史。

当控制模块检测到重力下的漏气(例如，大于等于+2.0cm H₂O)时，它可以可取地向使用者提供红色视觉通知。当控制模块检测到重力下的不确定的漏气(例如，在-1和+2.0cm H₂O之间)时，它可以可取地向使用者提供黄色视觉通知。并且当控制模块未检测到重力下的漏气(例如，小于等于-1cm H₂O)时，它可以可取地向使用者提供绿色视觉通知。

在示例性实施例中，当控制模块检测到大的持续漏气时，控制模块向使用者提供视觉通知。例如，当系统检测到吸力下的漏气时(压力>所施加的抽吸设定压力，>同等更低的负压)，它向使用者提供红色视觉通知。当系统检测到吸力下的不确定的漏气时(压力≤所施加的抽吸设定压力，<同等更高的负压并且>(所施加的抽吸压力)-1cm H₂O)，它向使用者提供黄色视觉通知(例如，所施加的抽吸压力为-20mH₂O，并且压力等于或小于-20mH₂O且大于-21mH₂O)。当系统未检测到吸力下的漏气时(压力≤(所施加的抽吸设定压力)-1mH₂O)，它向使用者提供绿色视觉通知(例如，所施加的抽吸压力为-20mH₂O，并且压力保持等于或小于-21mH₂O)。

控制模块可取地实时显示压力范围的波动。当被激活时，系统优选示出预定时间间隔(例如，60秒)内的显示内容。所述系统可以可取地包括服务可访问端口，以使得使用者能够实时输出压力波形数据，用于数据获取和记录。系统可容许远程或无线数据输出。此外，系统可使用此数据输出报告患者情况的显著变化，诸如当胸膜腔中未检测到漏气时。

参照附图，图6图示了根据本发明的多个方面的另一示例性胸腔引流系统3100。系统3100可用于从患者胸膜腔排出流体。作为总体概述，系统3100包括控制模块3200、收集装置(未示出)和流体路径(未示出)。本文将提供胸腔引流系统3100的其他细节。

控制模块3200容纳系统3100的电子部件。控制模块3200可包括以上参照控制模块200、1200和2200描述的任何或全部特征。收集装置收集从患者排出的流体。收集装置可包括以上参照收集装置300、1300和2300描述的任何或全部特征。流体路径为来自患者的流体提供排出到收集装置中的路径。流体路径可包括以上参照流体路径400、1400和2400描述的任何或全部特征。

控制模块3200还包括用于检测流体收集装置内的压力的装置。压力检测装置可被配置为，当收集装置与控制模块3200连接时，感测收集装置的压力。在示例性实施例中，压力检测装置是压力传感器。根据本文的描述，本领域普通技术人员将知道合适的压力传感器。本领域技术人员将知道其他等价装置。

控制模块3200还包括显示器3202。显示器3202可用于为系统3100的使用者提供多个视觉通知中的任何一个。可取地，显示器3202被配置为显示流体收集装置内的压力变化。显示器3202可显示预定时间增量(例如，十五分钟间隔)内的压力变化。

在示例性实施例中，显示器3202可被配置为指示在预定时间增量内收集装置是否以及何时与控制模块3200断开连接。此外，显示器3202可被配置为指示每个预定时间增量中所检测到的流体收集系统的压力超过预定最小大小的多次发生。

控制模块3200可被编程为，基于压力检测装置的压力测量值测量总漏气量。在本实施例中，显示器3202可被配置为在患者的呼吸波形中指示总漏气量，或至少具有预定的最小大小的漏气的持续时间。它还可包括用于指示所收集的流体体积的显示器。

图7图示根据本发明的多个方面的示例性显示器3202。如图7所示，显示器3202用于向使用者呈现关于患者漏气的信息的图表3204。如下面解释的，图表3204可现实流体收集装置3300的压力随时间发生变化的趋势。此趋势可以可取地基于在预定时间增量内检测到的流体收集系统压力的变化。

图表3204的水平轴3206代表时间，在此时间内，系统3100监测了患者的漏气。可取地，所述时间可被划分成预定时间增量，例如，15分钟增量。因此，可向使用者呈现关于15分钟增量内的患者漏气的信息。

图表3204的竖直轴3208代表患者经历漏气的时间百分比。在本实施例中，漏气可被定义为预定正压，例如，+2cm H₂O。例如，图表3204上的点3210示出了患者经历预定时间增量的约50％(例如，15分钟时间增量中的7.5分钟)的漏气(例如，收集装置3300中的压力大于+2cm H₂O)的点。相反，在图表3204上的点3212处，患者经历了预定时间增量的仅约10％(例如，15分钟时间增量中的1.5分钟)的漏气。

更具体地，并且根据本发明的一个示例性实施例，图7所示的趋势显示为医生或医疗从业者提供了关于特定患者的状态的有用信息。具体地，它指示连续的时间增量内患者在他或她的胸膜腔中经历漏气的近似时间百分比。此信息是从每个时间增量期间存在或不存在相关漏气的时间间隔(例如，对应于患者的呼吸循环的时间间隔)的数量导出的。例如，这通过计算时间增量中存在检测到的泄漏(QRC_泄漏)的时间间隔的量(例如，患者的呼吸循环(QRC))与该时间增量(QRC_总)中时间间隔的总量(例如，患者的呼吸循环)的比率来实现。因此，趋势显示器中报告的百分比是(QRC_泄漏/QRC_总)(100)。例如，如果在所讨论的时间增量中检测到泄漏的时间间隔量为50，则QRC_泄漏＝50，如果该时间增量中的时间间隔总量为100并且比率QRC_泄漏/QRC_总为50％，则QRC_总＝100。值50％将被显示用于所讨论的时间增量，向医生指示患者在该时间增量内经历约50％的漏气。

由于若干原因，优选显示百分比是有益的。虽然替代百分比可以可选地显示单位时间内的漏气次数，但从临床角度看优选显示百分比被认为更加重要，因为它指示漏气随时间的消长趋势。此外，虽然替代性地可选地显示漏气的大小，但优选显示百分比在临床上更重要，因为它涉及超过预定大小(例如，+2cm H₂O)的漏气的存在或不存在，以及该存在/不存在的趋势。

本领域普通技术人员应该理解，图7所示的示例性显示器3202仅为了说明起见而示出，而非限制性的。可包括其他显示器，以便为使用者呈现关于患者漏气的信息，如本领域普通技术人员应该理解的。

根据一个示例性实施例，提供用于检测流体收集系统中的压差的装置。用于检测流体收集系统中的压差的装置可包括压差传感器。虽然，压差检测装置可以可选地包括气泡检测腔，但根据示例性实施例的用于检测压差的装置消除了对气泡检测的需要，诸如美国专利No.7,207,946中公开的气泡检测腔所提供的。这是有益的，因为它使得能够使用“干”系统并且可消除与产生气泡的液体填充式部件相关的不便和花费。

根据本发明的一个示例性实施例，显示器被设置用以基于在每个预定时间增量中超过预定压差的许多检测到的压差显示预定时间增量内系统随时间的压力变化发生的趋势，并且显示与被认为在所述预定时间增量内患者的胸膜腔中存在漏气的时间百分比相关的趋势。例如，系统可选地被配置为检测患者的每次呼吸循环中可能发生的压差。这种压差可以或可以不达到预定最小值(例如，+2cm H₂O)，但可积累直到它确实超过该预定最小值。当超过该值时，系统可选地被配置为计数在具体时间间隔内该值被超过了多少次。此次数在显示器中报告，并被认为与在所述时间增量中患者被认为在胸膜腔中存在漏气的时间百分比相关。

根据本发明的多个方面而可行的趋势显示特征提供许多益处。具体地，在系统操作、临床效果和护理成本控制中的至少一个方面具有益处。例如，当利用此特征时，医生可基于倾向数据(诸如，图7所示的趋势数据)做出更加知情的患者评估。它还通过提供可预测、可重现、可解释和可译的系统提供随时间变化的患者泄漏的客观指示。更具体地，它使得可以指示患者存在漏气的时间百分比，这与替代性地基于泄漏的流体的大小或量提供指示相比可能是有利的。此外，系统的流体路径清理方面和趋势显示功能可作为完整的系统一起操作。本领域技术人员将明白其他益处。

图8是根据本发明的一个方面描绘患者胸膜空间内的压力的图表。所公开的胸腔引流系统可被配置为并用于测量胸膜空间内的压力，而不限制引流插管中的流。胸膜腔中压力的降低率与胸膜腔中患者漏气的评估相关。因此，所公开的胸腔引流系统可用于监测患者胸膜腔中的漏气。监测患者胸膜腔的漏气可提供关于患者的治疗和恢复的有价值信息。这种信息可包括为医疗工作人员提供关于术后漏气如何在患者恢复期间痊愈的增多的知识和理解。这可进一步致使建立多个患者的模式识别的可靠数据，以帮助医生或医疗从业者考虑何时移除胸管。此信息继而可潜在地缩短患者在胸手术之后可能需要的住院时间。

通过测量患者胸膜腔中的压力降低率，使压力降低率与相关的漏气相互关联，并产生示出胸膜腔中漏气大小的趋势的标志，来监测胸膜腔内的漏气。如上所述，可利用所公开的胸腔引流系统测量患者胸膜腔中的所施加的压力的降低率。

已经发行，漏气方案中趋势的关系与所测量的压力降低成正比并且可表达成以下关系：

Q_漏气α∫Pdt

其中：

i.Q_漏气是推断的漏气，

ii.P是测量的压力，并且

iii.t是时间。

因此，患者漏气与患者胸膜空间中的压力降低率相互关联。

图9是根据本发明的一个方面的描绘患者胸膜空间内的压力降低率的图表。利用以上关联，胸腔引流系统能够将趋势和降低率量化为不同时间间隔内的漏气的函数。作为临床痊愈的函数的患者漏气的变化和方案通过测量的压力降低率的减小来检测，并且然后通过以上算法与减少的漏气相关联。

可根据患者漏气的变化产生指示。例如，与漏气变化的比例关联和压力降低的变化可累积，并且通过变化的趋势分析呈现反馈。产生的标志可包括简单的光方式，其中，预定时间段内漏气的减少与所发出的光的变化相关联。根据一个示例性实施例，这包括渐进的红色至黄色至绿色光指示。在本实施例中，光颜色的渐进变化为医生提供关于漏气减少和患者的总体胸腔健康的提高的信息。

如前面联系图6和7描述的，系统测量系统中的压力并检测所述压力何时达到预定大小(例如，2cm H₂O)的正压。在一个实施例中，每次压力超过此阈值，系统都会记录数据并能够在趋势表中将此数据报告成(压力超过阈值的次数/时间)，其中，时间例如可被报告成时间增量，诸如15分钟的增量。

另一种量化漏气的方法可包括获取记录的压力波形并测量预定阈值上方的压力波形下方的面积。将相对于时间量化漏气作为提供患者的客观评估的途径是有益的。许多方法可用于这样做，包括，例如，计数压力超过压力阈值的次数，测量压力超过压力阈值的持续时间，确定压力阈值上方的压力波形的面积，确定压力超过压力阈值时的平均最大压力。这种临床设定中的量化提供患者的泄漏完整性的客观评估，作为患者痊愈进程的标准。具有这种客观数据将例如帮助医生做出基于测量漏气的标准化方式的决定。

当施加吸力时，可通过若干方式实现空气量化。首先，如果漏气足够多，则在吸力下，系统将能够测量计划施加的吸力和收集装置或罐中测得的压力之间的差值。如果罐中测得的压力在负压度上小于计划施加的吸力，则患者体内可能存在漏气(假设系统不是可折叠的系统并且系统中没有缺陷)。

如果漏气少，则系统可施加吸力，然后暂时关闭吸力源且密封被负压加载的系统(罐、管组和胸膜空间)。然后，系统可监测压力并查找压力降低。系统可报告漏气趋势并且可用若干方法这样做。

一个这样的方法将记下系统在吸力下具有测量差值或压力降低的次数，然后将这转译成此状态下随时间的时间百分比(例如，时间可以是诸如15分钟增量的时间增量)。替代性地，可通过测量一段时间内的压差曲线的面积以及降低率曲线的面积来执行漏气的客观量化。由于优选将数据报告成单组数据组(例如，一段时间内的漏气百分比，相对于一段时间内重力下的漏气百分比和吸力下的漏气百分比)，因此可将校准常数作为因素计入，以获得最佳的百分比漏气趋势报告。

根据本发明的多个方面而可行的降低算法特征提供许多益处。例如，对于给定的单位时间，可能更优选测量压力降低，而非测量流量，来作为漏气的标志。此外，它提供患者随时间漏气的客观视角。作为测量单位时间内流量的可选替代方案，降低算法和标志容许医生知道单位时间内泄漏是否稳定、改善或变差。本领域技术人员将明白其他益处。

图10示意性地示出另一示例性实施例，其中，胸腔引流系统包括流体清理装置。当患者处测得的压力(来自压力传感器S3)和流体连接器内测得的压力(来自压力传感器S4)之间存在预定压差时，流体清理装置自动从患者管内移除流体或堵塞。替代性地，可基于固定的或可选择的定时器激活流体清理装置。流体清理装置包括储压器和真空泵P1，如图10示意性地示出的。当流体清理装置被激活时，将利用真空泵P1将储压器的空气容积降低到-600cm H₂O的真空负压。与流体收集器相符的真空传感器S1可用于确定储压器的压力并在储压器达到期望负压时关闭泵P1。流体清理装置还可包括用于控制储压器的激活的微处理器。

可利用电磁阀V1关闭储压器，以便将能量(-600cm H₂O)存储在储压器内，直到电磁阀被发信号以进行激活。当压力传感器S3和压力传感器S4之间测得的压差达到预定压差时，阀V1被激活，此时将从储压器释放所存储的能量，同时打开单独的通风阀V2，以容许患者管内的流体流入流体收集器。打开通风阀V2可容许压差在患者管处进入，由此防止患者暴露于高负压。来自储压器的存储负压将抽引流体远离患者并进入流体收集器。替代性地，可通过上述算法调整储压器所存储的压力，并且除-600cm H₂O之外的设定点值可用作被确定为最临床相关。此外，可基于泵P1可用的期望能量和移除堵塞所需的负压调整储压器所存储的压力。

期望清理患者管，以便通过防止收集在管中的流体未被记录(这可在所收集的引流流体的临床评估中产生变数)，确保所收集的流体的体积测量结果准确。它还可通过保持管畅通，从而促进进一步的引流并最小化对患者产生的试图驱逐漏气的反压，来提供临床益处。此特征还可最小化临床工作人员的照顾和努力。

真空泵P1可以可取地是隔膜式真空泵。储压器可以可取地例如是300cc容积的容器储压器。可选地采用其他容积的容器容量。

现在参照图11A和11B，现在将描述可用于胸腔引流系统的示例性管组4000。管组4000可包括图5B所示的管组2400的特征。

如图11A和11B所示，管组4000包括两个管腔4002和4004。第一管腔4002提供用于从患者排出流体的导管。第一管腔4002包括出口端口4006。从患者排出的流体可穿过第一管腔4002并从出口端口4006离开，经由引流端口2302进入收集装置。第二管腔4004提供用于释放管腔4002中的压力的导管。第二管腔4004包括用于将第二管腔4008选择性地耦接到外界空气的入口端口4008。入口端口4008可连接到形成为收集装置或控制模块的一部分的通风管路。例如，入口端口4008可连接到收集装置2300的端口2303。管组4000还可包括应力消除部分4010。应力消除部分4010可被设置为与出口端口4006和4008相邻，如图11A所示。应力消除部分4010可防止当管组4000连接到相应的收集装置时管组4000扭结。在示例性实施例中，应力消除部分4010包括一段波纹管。

管组4000还可包括软管夹具4012。软管夹具4012可用于当使用后管组4000与收集装置断开连接时防止空气进入患者。如图11B所示，管组4000包括使管腔4002与管腔4004连接的连接部分4014。连接部分4014使得管腔4004能够选择性地释放管腔4002中积累的压力。如图11B所示，连接部分4014可取地从管腔4002沿上游方向延伸，以防止患者排出的流体进入管腔4004。

管组4000还可包括密封元件4016。密封元件4016一般是封闭的，但可以可选地使得管组4000的使用者能够将管腔4002和4004直接耦接到大气。在示例性实施例中，密封元件4016是可手动地插入或移除或永久地密封的帽或塞。

管组4000还可包括无针式进入端口4018。无针式进入端口4018可用于进入并收集从患者排出的流体。

管组4000还可包括插管连接器4020。插管连接器4020使管组4000与常规的患者引流插管4022连接，患者引流插管4022可被插入患者体内，以便能够排出流体。

根据本发明的另一方面，提供用于改进患者治疗的过程。还提供了用于执行这些过程的相应系统和算法。参照图12、13和14A-14G描述本发明的此方面。

作为背景，常规的引流系统通常在患者治疗期间设定单个压力(即，设定压差或所施加的真空)。例如，对于胸腔引流，此单个压力可以是-20cm H₂O。这样的压力帮助从胸腔排出流体(即，空气和液体)。但是，随着患者痊愈，胸膜空间中不再存在任何流体。

替代性地，胸膜空间中可存在局限性流体。痊愈中的患者的胸膜空间中的局限性空气可能被患者身体吸收。但是，局限性液体可能被感染。这种局限性液体和空气可被困在很少活动的患者的胸膜空间中，并且胸腔引流所施加的压力可能将用以排空流体的插管周围的胸膜空间抽引在一起，因此基本上密封插管并阻止移除任何剩余的空气和液体。

但是，已经发现，通过改变向患者施加的压力，可容许患者的肺组织(胸膜)放松和移动，而不需要患者进行任何活动或进行有限的活动。此外还发现，受控的压力变化或“动态压力”当被施加到患者胸膜空间时，可提供显著的治疗益处。

因此，根据本发明的此方面，胸腔引流系统被装备为向患者胸膜空间施加动态压力。通过施加这种动态压力，引起患者身体结构的移动，从而接近和释放局限性液体和/或空气。已经发现，动态压力的这种施加本质上用作使患者“行走”的早期方式，而不需要患者移动。理论上，患者可感觉到向他们的胸膜空间施加动态压力，因此确认他们的身体结构的移动并确认向患者施加动态压力所给予的益处。

根据本发明的多个示例性方面的胸腔引流系统可被配置为用各种方式施加动态压力。例如，动态压力可以以胸膜负压的短暂增加的形式被施加。它还可以以胸膜负压短暂减小直至大气压的形式被施加。此外，它可以以在压力的如上变化之后返回指定的负压的形式被施加。

应该理解，动态压力的以上例子并非意图限制，而是为了说明起见而提出的。也考虑改进患者效果的其他方法。这些方法将包括受控的压力变化(诸如通过计算机算法)，这可根据预定的压力分布或模式改变压力。

根据一个实施例中，患者压力(即，所施加的真空)可朝向大气压缓慢降低，同时未检测到漏气。但是，当检测到漏气和/或流体移除时，重置指定压力。在其他实施例中，不发生重置，在使用者激活当检测到某事件(诸如上述检测到漏气和/或流体移除的例子)时不进行重置的模式的情况中可以是这样。

根据另一实施例，施加在算法上受控的压力分布而非固定的压力。在本实施例中，压力将按任何选定的分段线性函数或曲线在最大指定压力和最小指定压力(优选是大气压)之间循环。根据另一实施例，可应用连续的波型(例如，正方形、正弦曲线、三角形、锯齿形和/或分段函数等)。波型可具有等于预定压力的均方根(RMS，例如叠加的波形变量的大小)。

此外，根据另一实施例，可选地采用指定压力中的突变(例如，方波和/或脉冲)，以“震动”或“颠簸”患者组织，使其移动。例如，特定实施例将包括使压力(例如，所施加的真空的程度或量)从指定压力短暂地(例如，几秒)下降至大气压，然后返回指定压力。

在一个示例性实施例中，利用软件算法随时间改变所施加的患者压力。算法可由许多固定的和/或使用者可配置的常数驱动。这些常数包括例如目标患者压力、波型数据/时间以及波型拖延时间(例如，0秒的拖延时间将表示基本连续的波)。

参照图12，图示了用于施加动态压力的过程5000的示例性实施例。具体地，图12图示向患者施加动态压力的过程和逻辑。

在过程5000的开始，使用者在“选择动态波型”配置下配置患者的设定。然后，胸腔引流系统在“设定的目标患者压力”配置下向患者施加目标压力。然后，胸腔引流系统在“波型拖延期满”配置下等待波型拖延时间期满(例如，0秒意味着使用连续波形)。如果患者拖延时间尚未期满，则在“延迟1秒”配置下引入延迟，诸如1秒的时间延迟。

如果波型拖延时间已经期满，则循环开始指出波型缓冲数据。具体地，在“加载波型缓冲时间指示的压力补偿值”配置下从图案数据缓冲器检索数据点(不论是正值还是负值)。然后，数据点在“将压力补偿添加到目标压力并向患者施加”配置下被添加到目标患者压力。当数据点被添加到目标患者压力时，在目标压力附近可实现双极波形，例如，如果需要的话。如果在“数据留在波形缓冲器”配置下更多数据被留在缓冲器中，则重复循环，并且在“延迟1秒”配置下引入一秒的延迟。如果在“数据留在波形缓冲器”配置下不再有数据被留在缓冲器中，则系统所施加的压力返回目标患者压力。

具有这种动态压力特征的系统的优选实施例将接受任何任意的或预定的波形。替代性地，此数据可基于公式。例如，电子控制模块(ECM，其可以是引流控制器，诸如控制模块1200)可以利用检测到的患者状态变化基于使用者的要求或自动地将波形缓冲器的指针从一个位置改变到另一个位置。它还可以与下文描述的压力减小算法结合使用，从而基于目标患者压力和由痊愈状态引致的当前患者压力之间的差值应用波形。

根据一个示例性实施例，动态压力特征包括减少压力规则。例如，如果利用软件算法控制动态压力，则算法将由许多固定的和/或使用者可配置的常数驱动。这些常数包括例如初始患者压力、流体引流保持时间和百分比减少量。百分比减少量可具有任何值，但示例性实施例具有5％至100％的范围。

参照图13，图示了用于施加减小的动态压力的过程6000的示例性实施例。具体地，图13图示用于向患者施加减小的动态压力的过程和逻辑。

在过程6000开始时，在“设定分布参数”配置下，使用者配置患者的设定。然后，胸腔引流系统在“将所施加的患者压力设定为目标压力”配置下向患者施加目标压力。然后，胸腔引流系统在“延迟保持时间”配置下等待延迟时间期间。然后，系统在“检测到流体泄漏”配置下监测流体引流。如果是，则系统循环返回“将所施加的患者压力设定为目标压力”。如果未感测到流体引流，并且在引流持续时间内未检测到引流，则在“使患者压力降低目标压力的％，并终止于大气压”配置下使患者压力降低目标压力值的％。

所述系统可被配置为在第一次检测到泄漏时跳回初始患者压力。可选地，如果检测到引流，则系统将使所施加的压力增加上一次降低的量(上一次的降低百分比)，直到恢复到初始患者压力。

当患者彻底痊愈并且已经过去足够多的时间时，胸腔引流系统的所施加的压力优选被设定为0cm H₂O。如果是这样的话，系统可循环返回“延迟保持时间”，如图13所示。

虽然涉及压力的百分比变化，但预期，任何变化的大小可用不同方式来测量，并且还可以变化而非保持不变。例如，压力可减小任意量。这种减小(或增大或其他变化)可以是动态的，或者也可以本质上固定，取决于期望的“减小”曲线。此外，所施加的压力可选地在开始时较快地减小，并且快结束时减小较慢，反之亦然。压力变化可选地是当前目标而非指定目标的百分比，以产生不同的分布，诸如朝向最终压力渐进的分布。

如上所示，胸腔引流系统可选地采用各种动态压力变化或波型。这类变化可包括循环的、周期性的、随机的、重复的或一次性改变，或者多种波型或变化的组合。它们也可包括恒定或变化的持续时间的重复或随机的波型或循环。换言之，动态压力变化或波型可根据患者类型、患者状态、胸腔引流系统的使用者偏好和其他变量从各种选项中选择。根据这些及其他因素，它们还可以具有各种大小。最后，它们可由胸腔引流系统的使用者设计，并输入胸腔引流系统以匹配使用者偏好。

参照图14A-14G，为说明起见，示出了若干示例性动态压力变化或波型。例如，动态压力变化或波型可选地是：

诸如图14A所示的双极脉冲，其范围在0cm H₂O和-120cm H₂O之间，用以中断基本恒定的-20cm H₂O的施加压力；

诸如图14B所示的脉冲式正弦波，其范围在-10cm H₂O和-30cm H₂O之间，用以中断基本恒定的-20cm H₂O的施加压力；

诸如图14C所示的基本连续的正弦波，其范围在-10cm H₂O和-30cm H₂O之间；

诸如图14D所示的重复方波，其范围在-10cm H₂O和-30cm H₂O之间；

诸如图14E所示的双极脉冲，其范围在0cm H₂O和-40cm H₂O之间，用以中断基本恒定的-20cm H₂O的施加压力；

诸如图14F(不存在重置无效)和14G(存在重置无效)所示的减小压力波型，其从-20cm H₂O阶梯变化至0cm H₂O，用以中断基本恒定的-20cm H₂O的施加压力。

利用根据本发明的多个方面的胸腔引流系统执行动态压力规则向患者的传送。例如，可利用诸如控制模块1200的控制器增大适中或受控的压力。控制器可致动内部真空泵，诸如图10示意性地示出的真空泵P1。替代性地，可利用诸如储压器1212的储压器产生脉动的所施加的压力。此外，可通过打开诸如通风阀V2的通风阀，使压力(例如，所施加的真空)朝向大气压降低。本文公开的胸腔引流系统的这些和其他机构用于调整所施加的患者压力。

总之，本发明的动态压力方面提供一种引流系统，其用于通过根据一个实施例包括设定所施加的目标患者压力(例如，所施加的真空)和以设定的时间间隔将任意的或其他压力波形或波型叠加在所施加的患者压力上的过程移除空气和液体。所述时间间隔可以是零或连续的，并且波型可以是诸如方波、正弦波、三角波、锯齿波、双极波、单极波的波形或波型，或者是根据使用者的选择而变化的波形或波型。替代性地，波形可选地(i)基于所检测到的情况(诸如患者状态)自动变化，(ii)根据使用者的选择而变化，或(iii)(i)和(ii)的结合。此外，可选地基于使用者的要求或根据患者状态选择设定的时间间隔。

如果采用减小的动态压力，则一个示例性过程包括设定施加的目标患者压力，考虑(包括例如询问)患者状态和/或健康，以及以设定的时间间隔朝向大气压使患者压力减小设定的压力间隔。如果患者状态改变，则压力可选地返回目标压力，并且在其他例子中，可被配置为不返回目标压力。此外，此外，压力变化的方向可选地基于患者状态和/或健康。压力可选地由较高和较低的值界定，并且减小的动态压力可选地叠加在目标患者压力上。

此外，增大的压力规则可选地包括在胸腔引流方法中。这种规则可用于解释患者漏气的波动。例如，患者可在随时间逐渐减弱的任何泄漏下痊愈。此外，于是患者可再次返回痊愈状态，此时泄漏再次逐渐减弱。因此，可选地包括增大的压力规则。

如前所述，本文公开的示例性胸腔引流系统和方法提供优点。本文描述的胸腔引流系统产生优异的患者效果，提高使用容易度和临床做决定过程的客观性，并且保持高水平的鲁棒性和可靠性。

此外，本文描述的系统和方法可帮助医疗保健专员确定以下中的一个或多个：从患者排空的流体量；流体排空的速率；患者肺部的胸膜空间中漏气的存在；患者是否以及何时需要吸力；何时可以拉动引流管；以及胸膜空间是否感染。最后，本文描述的胸腔引流系统环境友好、价格低廉、可移动并且在最小化设置和清理的情况下使用。

虽然本文参照特定实施例说明和描述了本发明，但是本发明不意图受限于所示细节。反而，在权利要求的等价描述的范围内并且在不脱离本发明的情况下，可对细节进行各种修改。例如，虽然本文公开的实施例中的至少一些可应用于人类患者并与其一起使用，但是所公开的所有实施例可等价地应用于(i)非人类哺乳动物，以及(ii)模仿人类患者的运作但实际上并非人类患者的系统，包括但不限于实践人体模型和/或患者模拟器。

Claims (18)

1.一种胸腔引流系统，包括：

收集装置；

流体路径，其被配置为从所述收集装置延伸到患者；以及

压力源，其被配置为向所述流体路径选择性地提供次气压；

其中，所述胸腔引流系统被配置为从所述压力源引入在目标压力和偏离目标压力的动态压力之间循环的次气压，而不向流体路径施加正压，其中，目标压力和动态压力各自都在约-5cm H₂O至约-40cm H₂O之间；

其中，目标压力为选择用于患者的恒定的目标压力；

所述动态压力包括以下变化或波型中的至少一个：(i)中断恒定的目标压力的双极脉冲；(ii)中断恒定的目标压力的脉冲式正弦波；(iii)基本连续的正弦波；(iv)重复方波；或(v)中断恒定的目标压力的减小压力波型。

2.如权利要求1所述的胸腔引流系统，其中，所述胸腔引流系统包括被配置为保持所述目标压力并施加所述动态压力的控制器。

3.如权利要求1或2所述的胸腔引流系统，其中，所述胸腔引流系统包括被配置为调整次气压的内部真空泵。

4.如权利要求1或2所述的胸腔引流系统，其中，所述胸腔引流系统包括与压力源不同的储压器，所述储压器被配置为调整次气压。

5.如权利要求1或2所述的胸腔引流系统，其中，所述胸腔引流系统包括被配置为调整次气压的通风阀。

6.如权利要求1或2所述的胸腔引流系统，其中，所述胸腔引流系统被配置为通过改变施加到患者的压力来施加动态压力，从而使得患者的胸膜在不存在任何患者运动或不存在有限的患者运动的情况下移动。

7.如权利要求1或2所述的胸腔引流系统，其中，所述胸腔引流系统包括控制器，所述控制器被编程为具有根据预定压力分布或波型在目标压力和动态压力之间使次气压循环的计算机算法。

8.如权利要求1或2所述的胸腔引流系统，其中，所述动态压力包括中断恒定的目标压力的双极脉冲。

9.如权利要求1或2所述的胸腔引流系统，其中，所述动态压力包括中断恒定的目标压力的脉冲式正弦波。

10.如权利要求1或2所述的胸腔引流系统，其中，所述动态压力包括基本连续的正弦波。

11.如权利要求1或2所述的胸腔引流系统，其中，所述动态压力包括重复方波。

12.如权利要求1或2所述的胸腔引流系统，其中，所述动态压力包括中断恒定的目标压力的减小压力波型。

13.一种胸腔引流系统，包括：

收集装置；

流体路径，其被配置为从所述收集装置延伸到患者；

主压力源，其被配置为向所述流体路径选择性地提供次气压；

次压力源，所述次压力源与主压力源不同并设置成向收集装置提供次气压，其中，所述次压力源包括储压器；以及

控制器，其被编程为具有根据预定压力分布或波型改变由次压力源提供的次气压的计算机算法，所述预定压力分布或波型包括次气压的一个或多个脉冲；

其中，所述胸腔引流系统被配置为以基本恒定的目标压力从所述主压力源引入次气压并以偏离所述目标压力的动态压力从所述次压力源引入次气压，而不向流体路径施加正压；

所述动态压力包括以下变化或波型中的至少一个：(i)中断目标压力的双极脉冲；(ii)中断目标压力的脉冲式正弦波；(iii)基本连续的正弦波；(iv)重复方波；或(v)中断目标压力的减小压力波型。

14.一种胸腔引流系统，包括：

收集装置；

流体路径，其被配置为从所述收集装置延伸到患者并建立与患者胸膜空间的流体连通；以及

压力源，其能够被调整，以向所述流体路径提供次气压；

其中，所述流体路径的压力在第一时间段和第二时间段之间循环，而不向流体路径施加正压，并(i)在处于预定次气压目标压力处或在预定次气压目标压力范围内的第一时间段期间，以及(ii)在至少间歇地处于第二次气压的第二时间段期间，控制所述流体路径的压力，其中，所述第二次气压不同于预定次气压目标压力或者在预定次气压目标压力范围之外；

预定次气压目标压力、预定次气压目标压力范围和第二次气压各自都在约-5cm H₂O至约-40cm H₂O之间；以及

所述第二次气压包括以下变化或波型中的至少一个：(i)中断目标压力或目标压力范围的双极脉冲；(ii)中断目标压力或目标压力范围的脉冲式正弦波；(iii)基本连续的正弦波；(iv)重复方波；或(v)中断目标压力或目标压力范围的减小压力波型。

15.如权利要求14所述的胸腔引流系统，其中，控制所述流体路径的压力，以通过间歇地改变施加到胸膜空间的压力来改进从患者的胸膜空间移除任何局限性流体。

16.如权利要求14或15所述的胸腔引流系统，其中，所述胸腔引流系统被配置为通过将施加到胸膜空间的压力间歇地改变至处于次气压压力值的目标范围之外的次气压压力值，改进从患者的胸膜空间移除任何局限性流体。

17.如权利要求14或15所述的胸腔引流系统，其中，所述胸腔引流系统被配置为在检测到泄漏时恢复所施加的吸力。

18.如权利要求14或15所述的胸腔引流系统，其中，所述胸腔引流系统被配置为(i)在检测到泄漏时不恢复所施加的吸力，或不因检测到泄漏而恢复所施加的吸力，和/或(ii)经由使用者输入或使用者能够配置的设定忽略或撤消原本会在检测到泄漏时恢复所施加的吸力的任何配置。

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