專利名稱：消毒鋪巾的制作方法
相關申請本申請要求1997年9月25日提交的臨時專利申請60/060,051的優先權，所述申請在此引為參考。
發明的背景1.發明的領域本發明總體上涉及使準直可見光束無畸變地透過光學透明材料這個領域。更具體地說，本發明涉及一種消毒鋪巾，它能使激光束透過鋪巾的透明部分，同時保持投影的透明度和光束對準的精度。所述鋪巾可以為使用激光定位系統和成象設備(如透視屏)的手術或診斷裝置保持一個消毒環境。
2.背景技術許多診斷和外科手術使用多種復雜的器件或要求使用許多醫療器具和部件，這些診斷和外科手術必須在消毒環境中進行。大多數已知的醫療步驟先要求外科醫生或技術人員在病人體內確定有關的具體部位，隨后能觸及該部位對其進行所需的手術。在病人體內確定有關的部位通常是在已知的并廣泛用于診斷和外科手術的成象設備(如透視屏、計算機X射線斷層攝影儀(CT掃描儀)或磁共振成象設備(MRI))的幫助下進行的。
成象設備通常是與發出準直可見光束(如激光束)的定位系統一起使用的。在許多用途中，在例如通常使用透視屏方法進行的活檢、正骨、和其它精確手術中，外科醫生使用激光束來確定進入病人體內的位置和方向。
在確認了病人體內的所需部位即皮下目標以后，外科醫生需要確定接近并到達目標的最佳路徑，以便進行外科手術或其它介入式醫療程序。定位系統能幫助外科醫生決定這種路徑。來自定位系統的可見光束能照射所選的路徑，所以對達到皮下目標起方便而看得見的引導作用。光束的方向顯示出接近目標的角度。另外，光束在病人皮膚上投射出一個光點，它就是進入體內有關部位的位置點，從而可以極小的誤差到達所述部位。在透視檢查中使用的激光定位系統的一個例子是MINRAD公司制造并推向市場的雙重輻照定位系統(DRTS)。
通常成象設備或者與成象設備一起使用的定位系統不易消毒，因此在進行手術或診斷的醫療室中要使用各種各樣的消毒鋪巾來保持消毒狀態。標準的消毒鋪巾通常是柔軟的塑料鋪巾。這些消毒鋪巾通常透明，可用于許多用途，包括要求使用者透過鋪巾對設備進行操作的用途。但是，這種鋪巾不能提供激光傳輸所需的清晰度。在不使用鋪巾情況下，激光束在1m距離的精度為±1mm，并且激光束投射的光點直徑約為1mm。當激光透過透明鋪巾傳播時，通常不僅會使激光束投射的光點清晰度下降，而且會降低引導外科醫生的激光束在確定皮下目標時的精度。
本領域已知的并且具體用于成象和定位設備的消毒鋪巾通常是光學透明的，但是由于各種原因，這些鋪巾在清晰度和定向方面會使激光束投射質量下降。另外，當鋪巾偏離其所用的位置發生一點位移時，激光束的傳輸清晰度和在病人皮膚上的投射精度都會改變。使用傳統的消毒鋪巾總是會在光束位置或進入點的位置上產生誤差。
例如，Williams等的美國專利5,490,524公開了一種用于安裝在X-射線機上的激光定位裝置的外科鋪巾。在該專利中，在一塊X-射線透明的鋪巾片材上裝接了一片撓性醋酸酯薄膜的透明窗。該專利所公開的撓性醋酸酯窗具有兩個明顯的缺點。第一個缺點是在包裝和儲存壓力下，或者當鋪巾包裹在激光定位裝置上時，該撓性的透明窗會彎曲。如果鋪巾彎曲或扭曲，它就形成半月形橫截面的透鏡，使入射光束偏離其所需的方向傳輸。第二個缺點在于醋酸酯薄膜不能夠經受γ-射線輻照消毒(在制造時標準的外科鋪巾消毒方法)。這種消毒方法會使醋酸酯發黃，因此影響頻率高于600nm光的透光性。因此，要求具有用這種材料制得的透光窗的鋪巾，其光學性能不受或很少受γ-射線輻照消毒的影響。
還需要提供一種鋪巾，它保持與定位裝置適當對準，以便使定位裝置發出的光束不產生折射和畸變。
發明的概述因此，本發明的一個目的是提供一種激光束能夠透過又不發生畸變和方向偏移的光學窗。
本發明的另一個目的是提供一種光學透明窗，在包裝、儲存和使用過程中，該光學透明窗能耐彎曲并且保持剛性。
本發明另一個目的是提供一種具有剛性光學透明窗的消毒外科鋪巾，該透明窗制造材料的光學性能不受γ-射線輻照消毒的影響。
本發明再一個目的是提供一種具有光學透明窗的外科鋪巾，該光學透明窗和激光定位裝置的激光束之間的未對準情況能夠測知出來。
本發明消毒鋪巾克服了傳統消毒鋪巾的所述缺點。本發明提供一種消毒鋪巾，它包括兩種部件用于覆蓋定位裝置的消毒袋和能讓定位裝置發出的光束透明通過而又不發生畸變的透明窗。
所述消毒鋪巾是具有一個光學透明窗的塑料鋪巾，所述透明窗可由各種抗彎曲或扭曲的光學透明聚合物制成。該鋪巾適合于包住與成象設備(如透視屏)一起使用的定位裝置。當將該透明窗適當地與激光定位裝置對準時，可保持激光束投射的清晰度和精確度。當該透明窗未對準時，激光束投射的除一束主光束外，還有一束較小次光束，它是被未對準的透明窗偏離所需的路徑和位置折射開來的，因此，該次光束可用來指示未對準的程度和方向。當探測到這個未對準時，即可用鋪巾窗位置調節裝置容易地將鋪巾在激光定位裝置上進行調節，從而使定位裝置發出的激光束在不產生畸變和方向偏移的情況下傳輸至病人。
本領域的普通技術人員從下面的詳細描述可容易地看到本發明的其它目的和優點，在所述詳細描述中，本發明人將說明實施本發明的一個最好方式。可以理解，在不偏離本發明范圍的情況下，本發明還可以有其它不同的實施方式，并且可在各方面對各個細節進行改進。因此，附圖和描述僅是說明性而非限定性的。
附圖的詳細描述為進一步理解本發明及其特征，下面將結合附圖進行說明，附圖中
圖1是鋪巾尺寸的示意圖，該鋪巾包括一個激光束能透過的光學透明窗；圖2是表示本發明鋪巾的透明窗與激光定位裝置之間未對準的示意圖；圖3是用鋪巾透明窗位置調節脊使本發明鋪巾的透明窗定位在對準位置的示意圖；圖4是具有本發明消毒鋪巾的激光定位裝置的透視圖；圖5是具有本發明支承元件的激光定位裝置的透視圖。
較好實例的詳細描述如圖1所示，本發明鋪巾10包括一個消毒袋12和一個透明窗14。鋪巾10適合用于成象方法的各種定位裝置，如圖2和圖3所示的定位系統20。在本發明一個較好的實例中，鋪巾10與美國專利5,212,720和5,644,616(這些專利參考結合于此)所述的MINRAD Inc.制造的雙重輻照定位裝置(DRTS)一起使用。DRTS是一種用于透視檢查的激光定位裝置，它在病人身上投射一束紅色的IIIa類激光束。
消毒袋12可由常用于制造外科鋪巾的任何塑料材料制成。較好的是，消毒袋12由0.0015英寸厚的低密度聚乙烯膜制成。如圖4所示，該消毒袋的大小能夠包住定位裝置20，防止設備和病人受到污染。
為了保持光束投射的清晰度和精度以及光束的位置，消毒鋪巾10上面還有一個堅硬剛性好的透明塑料窗14，該窗可透過可見光束，如圖2和圖3所示的光束16。較好的是，透明窗14呈圓盤狀。可使用能將透明窗14和消毒袋12結合在一起的任何方式(例如超聲波焊接、熱封接、溶劑焊接或膠結)使透明窗14裝接在消毒袋12上。透明窗14是由光學透明的材料(如聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephalate glycol(PETG)))制成的，但是各種光學透明的聚合物(如聚碳酸酯或丙烯酸聚合物)也是合適的材料。透明窗14的聚合物應是剛性的，這一點對于本發明的目的很重要，因為鋪巾10在用于定位裝置20之前或使用過程中，如果制造透明窗薄膜的聚合物本身是撓性的或者太薄，透明就難免發生彎曲或扭曲。透明窗若發生彎曲，它就起透鏡的作用，光束16會偏離其所需的傳播方向發生散焦和偏移。在本發明消毒鋪巾較好實例中使用的PETG的剛性足以防止其彎曲或扭曲，從而將透明窗14保持在未彎曲的形狀，以便適合光束16的透過。而且，消毒鋪巾的圓盤狀透明窗具有足夠的厚度，從而保持堅硬剛性，不會發生彎曲。透明窗滿足了這種要求后，就能在制造、儲存、運輸或使用過程中防止彎曲或扭曲。使用PETG聚合物作為透明窗14材料的另一個優點在于它適合用γ-射線輻照(一種在制造過程中消毒外科鋪巾的標準方法)進行消毒。在γ-射線照射下，PETG不會著色，也不會呈某種色調，因此在定位系統工作過程中各種波長的激光束能清晰地透過透明窗14。
使用時，將消毒鋪巾10包裹在定位裝置20上，如圖3所示，將鋪巾的透明窗14與定位裝置的窗18“面對面”地放著。在本發明較好的實例中，定位裝置的窗18是用PETG作為材料的。如圖4所示，有一個固定裝置30將消毒鋪巾10貼合在定位裝置20上，并在醫療過程中保持包繞在定位裝置上的狀態。在本發明較好的實例中，固定裝置30是一根橡皮帶。
在較好的實例中，光束16是定位裝置20中產生的激光束，它被一個鏡子22反射，通過定位裝置窗18。如圖3所示，為了使光束16沿所需的方向傳播，本發明要求光束16在由定位裝置20至病人的光路中盡可能少地發生畸變、方向偏移和折射。如圖2所示，若透明窗14與定位裝置窗18未對準好，部分光束會偏離光束16所需的前進方向折射開來，使光束投射的清晰度和精度下降。在圖2中光束16的折射部分用一束或多束次光束24表示。在這種情況下，次光束24的存在導致定位裝置20投射在病人皮膚上的不是一個光點，而是一個模糊的斑點，使指示進入病人皮下目標的位點的精度下降。另外，次光束24的存在還模糊了光束16應該傳播的途徑，從而使指示到達皮下目標的方向的精度下降。
為了在手術或診斷過程中確保消毒鋪巾的透明窗14與定位裝置的窗18之間對準，如圖5所示，本發明提供一種透明窗支承元件28。在本發明較好的實例中，該支承裝置28是一根任意長度的彈簧或銷子。如圖2、3和5所示，支承元件28的兩端接在透明窗的位置調節脊26上。當鋪巾19與激光定位裝置20一起使用時，將透明窗14的一部分嵌在支承元件28下面，確保透明窗14與定位裝置20處于適當對準的狀態。還可使用固定裝置30使鋪巾保持包好定位裝置20的狀態。
應當理解上述本發明結構的較好實例及其運作的描述，僅是本發明一種或兩種較好的實施方式。本領域的普通技術人員在閱讀了這些較好實施方式并了解了所附權利要求書和附圖后，不難進行一些變化和改進。這些改進和變化仍落在本發明公開的范圍內。
權利要求
1.一層保護覆蓋物，用于使定位裝置保持不受環境污染，所述定位裝置產生準直的可見光束并且與一物體相關聯，所述覆蓋物包括一片撓性材料，其尺寸足以覆蓋產生準直可見光束的定位裝置，所述材料中具有一個開孔，讓準直光束從該開孔中穿過；固定于所述開孔周邊的剛性非撓性窗元件，它是由能讓準直可見光束通過的光學透明材料制成的，當所述窗元件經受γ-射線輻照后，該窗元件能保持基本不發生變化。
2.如權利要求1所述的覆蓋物，其中所述窗元件是由聚對苯二甲酸乙二醇酯制成的。
3.如權利要求1所述的覆蓋物，其中所述準直可見光束是激光束。
4.如權利要求1所述的覆蓋物，其中所述窗元件呈圓盤狀。
5.一種使可見光束沿預定方向傳輸而不發生畸變的系統，它包括產生可見光束的定位裝置，它具有一個可讓可見光束沿預定方向通過的裝置窗；伸展在裝置窗上的支承元件，該支承元件具有相反的兩端，并以此相反的兩端裝接在所述定位裝置上；一層保護覆蓋物，它包括具有一個開孔的撓性體和結合在該撓性體上的光學透明窗，光學透明窗的一部分外周嵌在支承元件和裝置窗之間，以便使裝置窗和光學透明窗之間保持適當的對準。
6.如權利要求5所述的系統，其中所述支承元件是一根細長的結構物，如彈簧或銷子。
7.如權利要求5所述的系統，其中所述可見光束是激光束。
8.如權利要求5所述的系統，它還包括一個固定裝置，使保護覆蓋物保持包繞在定位裝置上的狀態。
9.如權利要求5所述的系統，其中所述光學透明窗是剛性的。
10.如權利要求5所述的系統，其中所述支承元件延伸在裝置窗的一個區域上，因此該區域不能透過可見光束。
11.如權利要求5所述的系統，其中所述裝置窗基本上是圓形的，所述支承元件在裝置窗的圓上是一根弦。
12.一種使可見光束沿預定方向通過光學透明窗而不產生畸變的方法，該可見光束是由具有一個平面放置的裝置窗的定位裝置產生的，所述方法包括將光學透明窗放置在所述裝置窗上；測出所述光學透明窗未對準裝置窗平面時，通過該光學透明窗傳播的可見光束因折射產生的次光束；當測出有次光束存在時，相對裝置窗對光學透明窗進行位置調節直至次光束消失，僅剩下可見光束沿預定方向傳播。
13.如權利要求12所述的方法，其中所述定位裝置還包括一個支承元件，所述調節光學透明窗位置的步驟包括對光學透明窗在裝置窗和支承元件之間進行位置調節的步驟。
全文摘要
公開了一種用于保持手術區域消毒完整性的消毒鋪巾(10)。它具有一個剛性的光學透明窗(14),該窗(14)能讓可見光束(如激光束)由定位裝置輸出而不發生折射或畸變,否則會使該可見光束不能對準定位目標。剛性的光學透明窗(14)是由透光材料制成的,在對鋪巾進行γ－射線消毒后,該窗能保持基本不變。
文檔編號A61B19/08GK1278156SQ98810779
公開日2000年12月27日 申請日期1998年9月25日 優先權日1997年9月25日
發明者J·C·麥克納尼, W·H·小布倫斯 申請人:明拉德股份有限公司