專利名稱：可視的充氣壓力指示器和包括該指示器的外科用插管的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種可視壓力指示器。本發明還涉及一種包括可充氣的可視壓力指示器的氣管內的封套(cuff)。
相關技術的說明在很多情況下，確定裝置中的流體壓力水平很重要。這些情況可以是在管道內流動的液體或氣體或者在輪胎或充氣裝置例如空氣墊中的空氣壓力等。在氣管內的插管中有一種特別重要的裝置需要確定流體壓力。
氣管內的插管是一種用于緊急情況或其它情況的醫療裝置，以防止病人的氣道堵塞和/或在外科用過程中提供普通麻醉。氣管內的插管用于將呼吸氣體或麻醉氣體通入肺內，同時防止分泌物從病人的上氣道進入病人的氣管和肺中。該氣管內的插管還提供了使抽吸導管插入氣管以便從肺中除去粘液的通道，從而防止感染。
氣管內的插管包括一柔性管，該柔性管通常由塑料制成，例如聚氯乙烯(“PVC”)，在該柔性管的一個端頭處有可充氣的封套。該插管插入氣管中，這樣，該封套插入聲帶下面和病人的支氣管上面。一旦充氣，該封套將使該插管抵靠氣管壁而密封。
封套通過封套充氣管而充氣，該封套充氣管形成于使封套與氣源相連的管壁內。閥安裝在封套充氣管的末端，以便適合該氣源，該氣源通常為注射器。該注射器用于通過封套充氣管來向該封套內充入空氣。
為了實現采用氣管內的插管的優點，封套必須進行適當充氣。不過，因為該封套由氣管壁包圍，不能對合適充氣進行視覺指示。此外，還有可能使該封套過度充氣，從而損壞氣管壁。而且，即使開始進行了合適充氣，也發現麻醉氣體可以透過該封套，并使它過度充氣，這可能導致氣管壞死和/或狹窄。因此，在本領域中，試圖設計一種檢測封套內的合適充氣的指示器。
例如，用于指示封套的合適充氣的普通指示器是模制氣球。該氣球安裝在通向可充氣封套的充氣槽道的末端。模制氣球的充氣直接與病人氣管內的封套的充氣相關。因此，該氣球能通過視覺檢查或通過按壓該氣球以“感覺”氣壓，從而檢測和指示封套壓力的任何變化。不過，該氣球通常并不會靈敏得足以檢測小的壓力變化。
授予Gereg的US專利No.4361107公開了一種用于氣管內的封套的壓力指示裝置。將該裝置添加到正常的探測氣球上，以便指示是否已經超過預定壓力。當處于低壓時，該裝置自身向內折疊，而當超過預定壓力時，該裝置展開和拉長。不過，該指示器通常不可靠，且易于破損。
授予Elam的US專利No.4134407公開了一種監測系統，用于檢測氣管內的封套的壓力和容積。該監測系統包括裝于剛性籠子內的彈性體氣球，該剛性籠子具有多個窗口，該系統設計成持續指示氣管內的插管封套的折疊或膨脹的狀態。該氣球監測器與氣動槽道串連，封套通過該氣動槽道充氣。可以根據氣球的充氣狀態用視覺觀察氣球的容積，從而在視覺上指示封套的充氣水平。此外，可以在氣球和籠子的內表面之間布置有電裝置，從而產生封套過度充氣時的警告信號和封套折疊時的警告信號。
不過，該類型的指示器有各種缺點。首先，通過氣球的腔體充氣來檢測過度充氣的視覺指示。氣球可能過度充氣到不同程度，由保健醫生主觀確定是否有潛在的過度充氣。因此，該裝置缺乏簡單、可靠和客觀的指示以便確定危險的封套過度充氣。盡管封套的過度充氣可以通過將電裝置安裝在氣球內而進行確定但是這極其昂貴。
授予Stephens的US專利No.4178939公開了一種用于在視覺上指示可充氣封套的充氣程度的裝置，該可充氣封套適于插入身體的通路中。該裝置包括一空心壁的管狀件，該空心壁的管狀件形成有多個脊和谷，且根據施加給封套的空氣壓力，該裝置能夠可選擇地充氣成氣球形狀。封套的充氣水平通過對可充氣的氣球的視覺檢查而主觀確定。因此，該裝置有相同的缺點，因為它不能客觀和確定地判斷該封套是否有危險的過度充氣，而是只能指示存在過度充氣情況。
授予Kowaleski的US專利No.4856510公開了一種包括指示器組件的氣管插管。該指示器組件包括串聯布置在充氣封套上的探測氣球和控制氣球，該控制氣球具有比探測氣球更高的柔性，并直接與充氣管相連。該控制氣球因為柔性更高，在內部壓力有非常小的增加時就能很容易膨脹。結果是，不管引入探測氣球中的空氣的量如何，控制氣球和氣管封套內的壓力保持相當恒定。不過，該指示器組件確實使過度充氣能夠更容易進行檢測。此外，該指示器組件的設計相對復雜，需要多個部件。
授予Foltz的US專利No.4617015公開了一種用于氣管內的封套的可視壓力指示器。該指示器包括一個指示膜，該指示膜通過一帽體密封布置于本體內。在該帽體內布置有孔，以便允許膜的指示桿凸出。膜和本體之間的空氣間隙通過通路與封套供給管流體連通。當封套內的壓力增加時，指示器的指示膜撓曲。當該壓力增加時，膜的指示桿逐漸從固定在指示器本體上的帽體的孔中凸出。該指示系統的缺點是，當達到危險的過度充氣時，不能提供確定和客觀的確定指示。此外，它的設計相對復雜，且制造相對昂貴。
其它類型的指示器系統包括使用外部壓力計，該外部壓力計測量封套壓力。外部壓力計的一個實例是由在Duluth，Georgia的Rusch公司制造。不過，這些壓力計通常極其昂貴。
發明簡介一方面，本發明提供了一種用于在視覺上指示壓力源內的流體的壓力水平的指示器。該指示器包括一個有凹口部分的可充氣本體，該凹口部分有相對邊部分，當該可充氣本體處于未充氣狀態時，該相對邊通過一間隙分開。該可充氣本體還包括使該可充氣本體與壓力源連接的孔，因此，當該可充氣本體進行充氣時，相對邊部分沿一定方向相對運動，以便減小間隙尺寸，從而指示已經達到預定壓力。
在另一方面，本發明提供了一種外科用插管，該外科用插管有一個具有可視指示器的可充氣封套。該可充氣封套布置在外科用插管上，并包括從該封套引出的充氣管道。可視指示器以與該充氣管道串聯的方式安裝，并包括可充氣本體，該可充氣本體有通過間隙分開的凹口部分，該凹口部分有相對邊部分。該可充氣本體還包括使該可充氣本體與可充氣封套連接的孔，因此，當該可充氣本體進行充氣時，相對邊部分沿一定方向相對運動，以便減小間隙尺寸，從而指示封套中已經達到預定壓力。
附圖的簡要說明
圖1是本發明的可視指示器在用于與外科用插管連接時的透視圖；圖2是本發明的可視指示器的優選實施例的側視圖；圖3是圖2中的指示器的凹口部分的放大的切開的側視圖；圖4是本發明的指示器的凹口部分的第一可選實施例的放大的切開的側視圖；以及圖5是本發明的指示器的凹口部分的第二可選實施例的放大的切開的側視圖。
發明的詳細說明如上所述，本發明的一個方面涉及一種可視指示器，用于指示在壓力源中是否達到預定壓力。參考圖1，所示的該可視指示器10為當它用于與外科用插管組件20連接時的情況。該外科用插管組件20包括一個在遠端26附近有可充氣封套24的外科用插管22，該可充氣封套通常由聚氯乙烯(PVC)、聚氨酯或其它彈性體材料構成。優選是，該外科用插管22是氣管內的插管，將插入病人的氣管內。該氣管內的插管為柔性特征，優選是由塑料制成，例如由PVC，尿烷、硅酮或其它彈性體材料制成，如本領域公知。不過，盡管所介紹的本發明的可視指示器用于與外科用插管連接，特別是與氣管內的插管連接，但是應當知道，它可以用于其它有壓力源的醫用設備，例如藥劑傳送系統等。
可充氣封套24與充氣管道28連接，該充氣管道28局部布置于外科用插管22的壁內，局部通過孔30布置在該外科用插管22的外部。充氣管道28通向可視指示器10，該可視指示器10通向充氣組件32。在優選實施例中，該充氣組件32是充氣注射器，該充氣注射器用于通過該可視指示器10來將空氣注入充氣管道28內，從而使可充氣封套24充氣。不過，應當知道，也可以用其它充氣組件來對該可充氣封套進行充氣，例如封套充氣裝置或Endotest，該Endotest是由在DuluthGeorgia的Rusch公司制造的產品，如本領域公知。
優選是，可視指示器10以串聯方式布置在可充氣封套24和充氣組件32之間，并通過充氣管道28與可充氣封套24流體連通，該充氣管道28優選是由普通塑料例如PVC構成的小直徑管。充氣組件32通過閥35與可視指示器10流體連通。該可視指示器10包括可充氣本體或氣球33，該可充氣本體或氣球33有與可充氣封套24流體連通的孔36以及與閥35連接的孔37。
或者，可視指示器10可以只與可充氣封套24連接，并且不是布置在充氣組件32和可充氣封套24之間。在該可選實施例中，充氣組件通過一個單獨的充氣管道與可充氣封套24連接，成Y形結構，如本領域的普通情況。
優選是，可充氣本體33是橢圓形，但是也可以是任意形狀，包括但不限于矩形、三角形、圓形、六邊形和八邊形。應當知道，該形狀并不需要是幾何圖形，而是可以為任意形狀。優選是，該可充氣本體33由PVC制成。也可以采用其它材料，例如聚乙烯、尿烷、聚丙烯或其它彈性體。不過，應當知道，也可以采用多種材料，并可以包括任何彈性體材料。
可充氣本體33包括一個凹口部分40，該凹口部分40有通過間隙而分開的相對邊部分42。這里所用的術語“凹口”是指具有相對邊部分42的任何結構，該相對邊部分42在本體33充氣時可以彼此相向運動，該凹口包括V形、U形、凹形等。因此，該凹口部分40可以是在本體33充氣時允許相對邊部分42彼此相向運動的V形、U形、凹形或其它任何形狀。不過，當可充氣封套24內的壓力開始增加時，相對邊部分42之間的間隙的尺寸減小，以便指示達到預定壓力，尤其是指示超過該預定壓力。
對于普通氣管內的插管的封套，指示器10構成為當可充氣氣球33稍微充氣時表示為20-24cm水壓或更低。優選是，該可充氣本體33包括三個條帶41a、41b和41c，指示封套24壓力的安全至危險區域。優選是，該條帶是三種不同顏色。更優選是，條帶41a為綠色，表示安全壓力，條帶41b為黃色，表示警告壓力，而條帶41c為紅色，表示危險水平。指示器10設計成這樣，當綠色線或條帶接觸時，封套24內的壓力近似為20-30cm水壓，這被認為是安全壓力。不過，當相對邊部分42之間的間隙開始封閉而使條帶41b或41c接觸時，這指示封套24已經超過30cm的安全水平而過度充氣。當出現該情況時，護理人員可以通過充氣組件來減小壓力，例如通過將柱塞從注射器中稍微退回。應當知道，根據優先情況和用途，指示器10可以進行標定，用于指示其它的預定壓力水平。
此外，凹口部分40的特性形狀和大小在很大程度上取決于可充氣本體33所采用的材料的類型和厚度。當處于未充氣狀態時相對邊部分42的角度取決于模擬試驗的壓力。
因此，根據可充氣本體33的用途，凹口部分40可以設置成有不同角度。例如，材料越強，該凹口部分40的角度越小，材料更強可以通過更厚的材料獲得。例如，當要指示更高壓力時(例如輪胎、其它充氣裝置和管道內流體)，可以采用更強的材料。
優選是，指示器本體33通過在一對模(die)之間密封兩片PVC或彈性體材料而制成，如本領域公知。該模將制成合適形狀。充氣管道28的進口和出口部分布置在該模上，這樣，該充氣管道將正確安裝在充氣本體33上。這兩片材料以及進口和出口部分通過熱、射頻或其它本領域已知的密封技術而密封。作為一種可選方法，指示器本體可以由吹模法或其它能提供合適結構的方法來制備。指示器的各端，即管28和閥35可以在密封處理后進行溶劑粘接。
下面參考圖2，下面將更詳細地介紹優選實施例的指示器10和凹口部分40在其正常、未充氣狀態時的特定結構和尺寸。優選是，該指示器10由PVC、尿烷、聚乙烯、聚丙烯或其它彈性體材料制成。指示器10的凹口部分40包括淚珠形部分44，并有兩個相對邊部分42。優選是，該可充氣本體33為橢圓形形狀，具有大約1.30英寸的主軸43。充氣管道28的外徑45大約為0.080英寸。
現在參考圖3，下面將介紹凹口部分40的優選尺寸。應當知道，下面對優選尺寸的說明是示例性的，并不是用于限定本發明的范圍。該相對邊42有大約0.838英寸的相同半徑，而淚珠部分44的半徑為大約0.030英寸。垂直高度50為大約0.365英寸，而在淚珠之后的高度52為大約0.290英寸。點56之間的距離54為大約0.020英寸，而沿凹口40頂部開口的點60之間的距離58為大約0.181英寸。不過，應當知道，根據所用的材料類型和用途，也可以采用其它半徑和不同開口。
凹口部分40設計成這樣，當圖1的可充氣封套24中沒有壓力時，該凹口部分40構成為如圖3所示的未充氣狀態。不過，當可充氣封套24內的壓力增加時，相對邊部分42彼此相向運動。特別是，凹口部分40可以設置和標定成這樣，當相對邊的第一個0.100英寸接觸時，達到在大約20cm水壓和30cm水壓之間的安全壓力，更優選是大約24cm水壓。綠色條帶41a或其它標志用于向用戶指示該壓力安全，如圖1所示。
該凹口部分40還標定和設置成這樣，當相對邊42的下一個0.100英寸接觸時，可充氣封套24中的壓力增加到警告壓力。優選是，警告壓力的范圍從約30cm水壓到50cm水壓。淡黃色條帶41b或其它標志用于向用戶指示該可充氣封套24中的壓力已增加到警告水平，如圖1所示。
該凹口部分40還標定和設置成這樣，當遠端60鄰近時，指示危險水平的壓力或過度充氣。優選是，危險壓力的范圍從約50cm水壓到80cm水壓，更優選是大約80cm水壓。紅色條帶41c或其它標志用于向用戶指示該可充氣封套24中的壓力已增加到危險水平，如圖1所示。
下面參考圖4，圖中表示了第一可選結構的凹口部分70處于未充氣時的狀態。該凹口部分70基本為V形，具有稍微向外彎曲的兩個相對邊部分72。該相對邊部分72的遠端80分開一個寬度82。
可以沿相對邊部分72布置各種標志，以便指示高于預定壓力的壓力。例如，紅色標志可以布置在遠端80處，這樣，當遠端80基本相鄰時，寬度82接近零，這將指示可充氣封套24中的壓力超過預定壓力。
下面將參考圖5介紹凹口部分90的第二可選結構。該凹口部分90包括彎曲的底部92、彎曲的中間部分94和彎曲的遠端部分96。優選是，彎曲的中間部分94和彎曲的遠端部分96為凹形。沿凹口部分90可以布置各種標志，方法與參考優選實施例所述的類似。更優選是，標志可以布置在中間部分94與底部92的交界處98處、中間部分94與遠端部分96的交界處100處以及遠端部分96的遠端102處，從而當各交界處相連時，指示安全、警告和/或危險充氣水平。
因此，本發明提供了一種簡單的、對壓力源中的壓力的可視指示。這對于在不使用昂貴的壓力計或設備的情況下確定可充氣封套24內是否為過度充氣狀態將特別有用，它既準確，又能簡單地使用和制造。
盡管參考特定優選實施例介紹了本發明，但是應當知道，在不脫離由下面的權利要求確定的本發明范圍的情況下，本領域技術人員可以進行變化和改變。
權利要求
1.一種用于在視覺上指示壓力源內的流體的壓力水平的指示器，所述指示器包括一個有凹口部分的可充氣本體，該凹口部分有相對邊部分，當該可充氣本體處于未充氣狀態時，該相對邊部分通過一間隙而分開，所述可充氣本體還包括一個使該可充氣本體與壓力源連接的孔，因此，當該可充氣本體進行充氣時，相對邊部分沿一定方向相對運動，以便減小間隙尺寸，從而指示壓力源中已經達到預定壓力。
2.根據權利要求1所述的指示器，其中該凹口部分為淚珠形和V形。
3.根據權利要求1所述的指示器，其中該凹口部分基本為凹形。
4.根據權利要求1所述的指示器，其中該可充氣本體為橢圓形形狀。
5.根據權利要求1所述的指示器，其中所述可充氣本體為圓形形狀。
6.根據權利要求1所述的指示器，其中所述凹口部分包括底部，所述相對邊部分從所述底部伸出，所述底部基本為圓形形狀，該相對邊部分延伸成淚珠形形狀。
7.根據權利要求1所述的指示器，其中所述凹口部分包括彎曲的底部、從所述底部伸出的彎曲中間部分以及從所述中間部分伸出的遠端部分，其中，所述中間部分和所述遠端部分為凹形。
8.根據權利要求1所述的指示器，其中沿相對邊部分布置有至少一組標志，以便當該標志連接時指示壓力源中的壓力超過預定壓力。
9.根據權利要求1所述的指示器，其中所述至少一組標志包括用彩色表示已經達到的不同預定壓力。
10.根據權利要求1所述的指示器，其中所述可充氣本體由彈性體材料制成。
11.根據權利要求10所述的指示器，其中所述彈性體材料是聚氯乙烯、尿烷、聚丙烯或聚乙烯。
12.一種外科用插管組件，包括外科用插管；布置在所述外科用插管上的可充氣封套；從所述可充氣封套中引出的充氣管道；指示器，該指示器以與該充氣管道串聯的方式安裝，所述指示器包括可充氣本體，該可充氣本體有一個通過間隙而分開的凹口部分，該凹口部分有相對邊部分，所述可充氣本體還包括一個使該可充氣本體與所述封套連接的孔，因此，當該可充氣本體進行充氣時，相對邊部分沿一定方向相對運動，以便減小間隙尺寸，從而指示所述封套中已經達到預定壓力。
13.根據權利要求12所述的外科用插管，其中所述外科用插管是氣管內的插管，所述壓力源是氣管內的封套。
14.根據權利要求12所述的外科用插管，其中該凹口部分為淚珠形和V形。
15.根據權利要求12所述的外科用插管，其中該凹口部分基本為凹形。
16.根據權利要求12所述的外科用插管，其中該可充氣本體為橢圓形形狀。
17.根據權利要求12所述的外科用插管，其中所述可充氣本體為圓形形狀。
18.根據權利要求12所述的外科用插管，其中所述凹口部分包括底部，所述相對邊部分從所述底部伸出，所述底部基本為圓形形狀，該相對邊部分延伸成基本為V形形狀。
19.根據權利要求12所述的外科用插管，其中所述凹口部分包括彎曲的底部、從所述底部伸出的彎曲中間部分以及從所述中間部分伸出的遠端部分，其中，所述中間部分和所述遠端部分為凹形。
20.根據權利要求12所述的外科用插管，其中沿相對邊部分布置有至少一組標志，以便當所述標志連接時指示壓力源中的壓力超過預定壓力。
21.根據權利要求20所述的外科用插管，其中所述至少一組標志包括用彩色表示已經達到不同預定壓力。
22.根據權利要求12所述的外科用插管，其中所述可充氣本體由彈性體材料制成。
23.根據權利要求22所述的外科用插管，其中所述彈性體材料是聚氯乙烯、尿烷、聚丙烯或聚乙烯。
全文摘要
本發明提供了一種用于在視覺上指示壓力源內的流體的壓力水平的指示器。該指示器包括有凹口部分的可充氣本體，該凹口部分有相對邊部分，當該可充氣本體處于未充氣狀態時，該相對邊通過一間隙而分開。該可充氣本體還包括使該可充氣本體與壓力源連接的孔，因此，當該可充氣本體進行充氣時，相對邊部分沿一定方向相對運動，以便減小間隙尺寸，從而指示壓力源中已經達到預定壓力。該指示器特別用于指示在氣管內的插管的充氣封套中已經達到預定壓力。
文檔編號A61F2/958GK1438903SQ01809320
公開日2003年8月27日 申請日期2001年4月13日 優先權日2000年4月20日
發明者謝卡爾·D·尼姆卡, 戴維·E·芬克, 戴維·S·謝里登 申請人:泰科保健集團有限合伙公司