CN1278156A - 消毒铺巾 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于保持手术区域消毒完整性的消毒铺巾(10)。它具有一个刚性的光学透明窗(14),该窗(14)能让可见光束(如激光束)由定位装置输出而不发生折射或畸变,否则会使该可见光束不能对准定位目标。刚性的光学透明窗(14)是由透光材料制成的,在对铺巾进行γ－射线消毒后,该窗能保持基本不变。

Description

消毒铺巾

相关申请

本申请要求1997年9月25日提交的临时专利申请60/060,051的优先权，所述申请在此引为参考。

发明的背景

1.发明的领域

本发明总体上涉及使准直可见光束无畸变地透过光学透明材料这个领域。更具体地说，本发明涉及一种消毒铺巾，它能使激光束透过铺巾的透明部分，同时保持投影的透明度和光束对准的精度。所述铺巾可以为使用激光定位系统和成象设备(如透视屏)的手术或诊断装置保持一个消毒环境。

2.背景技术

许多诊断和外科手术使用多种复杂的器件或要求使用许多医疗器具和部件，这些诊断和外科手术必须在消毒环境中进行。大多数已知的医疗步骤先要求外科医生或技术人员在病人体内确定有关的具体部位，随后能触及该部位对其进行所需的手术。在病人体内确定有关的部位通常是在已知的并广泛用于诊断和外科手术的成象设备(如透视屏、计算机X射线断层摄影仪(CT扫描仪)或磁共振成象设备(MRI))的帮助下进行的。

成象设备通常是与发出准直可见光束(如激光束)的定位系统一起使用的。在许多用途中，在例如通常使用透视屏方法进行的活检、正骨、和其它精确手术中，外科医生使用激光束来确定进入病人体内的位置和方向。

在确认了病人体内的所需部位即皮下目标以后，外科医生需要确定接近并到达目标的最佳路径，以便进行外科手术或其它介入式医疗程序。定位系统能帮助外科医生决定这种路径。来自定位系统的可见光束能照射所选的路径，所以对达到皮下目标起方便而看得见的引导作用。光束的方向显示出接近目标的角度。另外，光束在病人皮肤上投射出一个光点，它就是进入体内有关部位的位置点，从而可以极小的误差到达所述部位。在透视检查中使用的激光定位系统的一个例子是MINRAD公司制造并推向市场的双重辐照定位系统(DRTS)。

通常成象设备或者与成象设备一起使用的定位系统不易消毒，因此在进行手术或诊断的医疗室中要使用各种各样的消毒铺巾来保持消毒状态。标准的消毒铺巾通常是柔软的塑料铺巾。这些消毒铺巾通常透明，可用于许多用途，包括要求使用者透过铺巾对设备进行操作的用途。但是，这种铺巾不能提供激光传输所需的清晰度。在不使用铺巾情况下，激光束在1m距离的精度为±1mm，并且激光束投射的光点直径约为1mm。当激光透过透明铺巾传播时，通常不仅会使激光束投射的光点清晰度下降，而且会降低引导外科医生的激光束在确定皮下目标时的精度。

本领域已知的并且具体用于成象和定位设备的消毒铺巾通常是光学透明的，但是由于各种原因，这些铺巾在清晰度和定向方面会使激光束投射质量下降。另外，当铺巾偏离其所用的位置发生一点位移时，激光束的传输清晰度和在病人皮肤上的投射精度都会改变。使用传统的消毒铺巾总是会在光束位置或进入点的位置上产生误差。

例如，Williams等的美国专利5,490,524公开了一种用于安装在X-射线机上的激光定位装置的外科铺巾。在该专利中，在一块X-射线透明的铺巾片材上装接了一片挠性醋酸酯薄膜的透明窗。该专利所公开的挠性醋酸酯窗具有两个明显的缺点。第一个缺点是在包装和储存压力下，或者当铺巾包裹在激光定位装置上时，该挠性的透明窗会弯曲。如果铺巾弯曲或扭曲，它就形成半月形横截面的透镜，使入射光束偏离其所需的方向传输。第二个缺点在于醋酸酯薄膜不能够经受γ-射线辐照消毒(在制造时标准的外科铺巾消毒方法)。这种消毒方法会使醋酸酯发黄，因此影响频率高于600nm光的透光性。因此，要求具有用这种材料制得的透光窗的铺巾，其光学性能不受或很少受γ-射线辐照消毒的影响。

还需要提供一种铺巾，它保持与定位装置适当对准，以便使定位装置发出的光束不产生折射和畸变。

发明的概述

因此，本发明的一个目的是提供一种激光束能够透过又不发生畸变和方向偏移的光学窗。

本发明的另一个目的是提供一种光学透明窗，在包装、储存和使用过程中，该光学透明窗能耐弯曲并且保持刚性。

本发明另一个目的是提供一种具有刚性光学透明窗的消毒外科铺巾，该透明窗制造材料的光学性能不受γ-射线辐照消毒的影响。

本发明再一个目的是提供一种具有光学透明窗的外科铺巾，该光学透明窗和激光定位装置的激光束之间的未对准情况能够测知出来。

本发明消毒铺巾克服了传统消毒铺巾的所述缺点。本发明提供一种消毒铺巾，它包括两种部件：用于覆盖定位装置的消毒袋和能让定位装置发出的光束透明通过而又不发生畸变的透明窗。

所述消毒铺巾是具有一个光学透明窗的塑料铺巾，所述透明窗可由各种抗弯曲或扭曲的光学透明聚合物制成。该铺巾适合于包住与成象设备(如透视屏)一起使用的定位装置。当将该透明窗适当地与激光定位装置对准时，可保持激光束投射的清晰度和精确度。当该透明窗未对准时，激光束投射的除一束主光束外，还有一束较小次光束，它是被未对准的透明窗偏离所需的路径和位置折射开来的，因此，该次光束可用来指示未对准的程度和方向。当探测到这个未对准时，即可用铺巾窗位置调节装置容易地将铺巾在激光定位装置上进行调节，从而使定位装置发出的激光束在不产生畸变和方向偏移的情况下传输至病人。

本领域的普通技术人员从下面的详细描述可容易地看到本发明的其它目的和优点，在所述详细描述中，本发明人将说明实施本发明的一个最好方式。可以理解，在不偏离本发明范围的情况下，本发明还可以有其它不同的实施方式，并且可在各方面对各个细节进行改进。因此，附图和描述仅是说明性而非限定性的。

附图的详细描述

为进一步理解本发明及其特征，下面将结合附图进行说明，附图中：

图1是铺巾尺寸的示意图，该铺巾包括一个激光束能透过的光学透明窗；

图2是表示本发明铺巾的透明窗与激光定位装置之间未对准的示意图；

图3是用铺巾透明窗位置调节脊使本发明铺巾的透明窗定位在对准位置的示意图；

图4是具有本发明消毒铺巾的激光定位装置的透视图；

图5是具有本发明支承元件的激光定位装置的透视图。

较好实例的详细描述

如图1所示，本发明铺巾10包括一个消毒袋12和一个透明窗14。铺巾10适合用于成象方法的各种定位装置，如图2和图3所示的定位系统20。在本发明一个较好的实例中，铺巾10与美国专利5,212,720和5,644,616(这些专利参考结合于此)所述的MINRAD Inc.制造的双重辐照定位装置(DRTS)一起使用。DRTS是一种用于透视检查的激光定位装置，它在病人身上投射一束红色的IIIa类激光束。

消毒袋12可由常用于制造外科铺巾的任何塑料材料制成。较好的是，消毒袋12由0.0015英寸厚的低密度聚乙烯膜制成。如图4所示，该消毒袋的大小能够包住定位装置20，防止设备和病人受到污染。

为了保持光束投射的清晰度和精度以及光束的位置，消毒铺巾10上面还有一个坚硬刚性好的透明塑料窗14，该窗可透过可见光束，如图2和图3所示的光束16。较好的是，透明窗14呈圆盘状。可使用能将透明窗14和消毒袋12结合在一起的任何方式(例如超声波焊接、热封接、溶剂焊接或胶结)使透明窗14装接在消毒袋12上。透明窗14是由光学透明的材料(如聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephalate glycol(PETG)))制成的，但是各种光学透明的聚合物(如聚碳酸酯或丙烯酸聚合物)也是合适的材料。透明窗14的聚合物应是刚性的，这一点对于本发明的目的很重要，因为铺巾10在用于定位装置20之前或使用过程中，如果制造透明窗薄膜的聚合物本身是挠性的或者太薄，透明就难免发生弯曲或扭曲。透明窗若发生弯曲，它就起透镜的作用，光束16会偏离其所需的传播方向发生散焦和偏移。在本发明消毒铺巾较好实例中使用的PETG的刚性足以防止其弯曲或扭曲，从而将透明窗14保持在未弯曲的形状，以便适合光束16的透过。而且，消毒铺巾的圆盘状透明窗具有足够的厚度，从而保持坚硬刚性，不会发生弯曲。透明窗满足了这种要求后，就能在制造、储存、运输或使用过程中防止弯曲或扭曲。使用PETG聚合物作为透明窗14材料的另一个优点在于它适合用γ-射线辐照(一种在制造过程中消毒外科铺巾的标准方法)进行消毒。在γ-射线照射下，PETG不会着色，也不会呈某种色调，因此在定位系统工作过程中各种波长的激光束能清晰地透过透明窗14。

使用时，将消毒铺巾10包裹在定位装置20上，如图3所示，将铺巾的透明窗14与定位装置的窗18“面对面”地放着。在本发明较好的实例中，定位装置的窗18是用PETG作为材料的。如图4所示，有一个固定装置30将消毒铺巾10贴合在定位装置20上，并在医疗过程中保持包绕在定位装置上的状态。在本发明较好的实例中，固定装置30是一根橡皮带。

在较好的实例中，光束16是定位装置20中产生的激光束，它被一个镜子22反射，通过定位装置窗18。如图3所示，为了使光束16沿所需的方向传播，本发明要求光束16在由定位装置20至病人的光路中尽可能少地发生畸变、方向偏移和折射。如图2所示，若透明窗14与定位装置窗18未对准好，部分光束会偏离光束16所需的前进方向折射开来，使光束投射的清晰度和精度下降。在图2中光束16的折射部分用一束或多束次光束24表示。在这种情况下，次光束24的存在导致定位装置20投射在病人皮肤上的不是一个光点，而是一个模糊的斑点，使指示进入病人皮下目标的位点的精度下降。另外，次光束24的存在还模糊了光束16应该传播的途径，从而使指示到达皮下目标的方向的精度下降。

为了在手术或诊断过程中确保消毒铺巾的透明窗14与定位装置的窗18之间对准，如图5所示，本发明提供一种透明窗支承元件28。在本发明较好的实例中，该支承装置28是一根任意长度的弹簧或销子。如图2、3和5所示，支承元件28的两端接在透明窗的位置调节脊26上。当铺巾19与激光定位装置20一起使用时，将透明窗14的一部分嵌在支承元件28下面，确保透明窗14与定位装置20处于适当对准的状态。还可使用固定装置30使铺巾保持包好定位装置20的状态。

应当理解上述本发明结构的较好实例及其运作的描述，仅是本发明一种或两种较好的实施方式。本领域的普通技术人员在阅读了这些较好实施方式并了解了所附权利要求书和附图后，不难进行一些变化和改进。这些改进和变化仍落在本发明公开的范围内。

Claims (13)

1.一层保护覆盖物，用于使定位装置保持不受环境污染，所述定位装置产生准直的可见光束并且与一物体相关联，所述覆盖物包括：

一片挠性材料，其尺寸足以覆盖产生准直可见光束的定位装置，所述材料中具有一个开孔，让准直光束从该开孔中穿过；

固定于所述开孔周边的刚性非挠性窗元件，它是由能让准直可见光束通过的光学透明材料制成的，当所述窗元件经受γ-射线辐照后，该窗元件能保持基本不发生变化。

2.如权利要求1所述的覆盖物，其中所述窗元件是由聚对苯二甲酸乙二醇酯制成的。

3.如权利要求1所述的覆盖物，其中所述准直可见光束是激光束。

4.如权利要求1所述的覆盖物，其中所述窗元件呈圆盘状。

5.一种使可见光束沿预定方向传输而不发生畸变的系统，它包括：

产生可见光束的定位装置，它具有一个可让可见光束沿预定方向通过的装置窗；

伸展在装置窗上的支承元件，该支承元件具有相反的两端，并以此相反的两端装接在所述定位装置上；

一层保护覆盖物，它包括具有一个开孔的挠性体和结合在该挠性体上的光学透明窗，光学透明窗的一部分外周嵌在支承元件和装置窗之间，以便使装置窗和光学透明窗之间保持适当的对准。

6.如权利要求5所述的系统，其中所述支承元件是一根细长的结构物，如弹簧或销子。

7.如权利要求5所述的系统，其中所述可见光束是激光束。

8.如权利要求5所述的系统，它还包括一个固定装置，使保护覆盖物保持包绕在定位装置上的状态。

9.如权利要求5所述的系统，其中所述光学透明窗是刚性的。

10.如权利要求5所述的系统，其中所述支承元件延伸在装置窗的一个区域上，因此该区域不能透过可见光束。

11.如权利要求5所述的系统，其中所述装置窗基本上是圆形的，所述支承元件在装置窗的圆上是一根弦。

12.一种使可见光束沿预定方向通过光学透明窗而不产生畸变的方法，该可见光束是由具有一个平面放置的装置窗的定位装置产生的，所述方法包括：

将光学透明窗放置在所述装置窗上；

测出所述光学透明窗未对准装置窗平面时，通过该光学透明窗传播的可见光束因折射产生的次光束；

当测出有次光束存在时，相对装置窗对光学透明窗进行位置调节直至次光束消失，仅剩下可见光束沿预定方向传播。

13.如权利要求12所述的方法，其中所述定位装置还包括一个支承元件，所述调节光学透明窗位置的步骤包括对光学透明窗在装置窗和支承元件之间进行位置调节的步骤。

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