专利名称：可视的充气压力指示器和包括该指示器的外科用插管的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可视压力指示器。本发明还涉及一种包括可充气的可视压力指示器的气管内的封套(cuff)。
相关技术的说明在很多情况下，确定装置中的流体压力水平很重要。这些情况可以是在管道内流动的液体或气体或者在轮胎或充气装置例如空气垫中的空气压力等。在气管内的插管中有一种特别重要的装置需要确定流体压力。
气管内的插管是一种用于紧急情况或其它情况的医疗装置，以防止病人的气道堵塞和/或在外科用过程中提供普通麻醉。气管内的插管用于将呼吸气体或麻醉气体通入肺内，同时防止分泌物从病人的上气道进入病人的气管和肺中。该气管内的插管还提供了使抽吸导管插入气管以便从肺中除去粘液的通道，从而防止感染。
气管内的插管包括一柔性管，该柔性管通常由塑料制成，例如聚氯乙烯(“PVC”)，在该柔性管的一个端头处有可充气的封套。该插管插入气管中，这样，该封套插入声带下面和病人的支气管上面。一旦充气，该封套将使该插管抵靠气管壁而密封。
封套通过封套充气管而充气，该封套充气管形成于使封套与气源相连的管壁内。阀安装在封套充气管的末端，以便适合该气源，该气源通常为注射器。该注射器用于通过封套充气管来向该封套内充入空气。
为了实现采用气管内的插管的优点，封套必须进行适当充气。不过，因为该封套由气管壁包围，不能对合适充气进行视觉指示。此外，还有可能使该封套过度充气，从而损坏气管壁。而且，即使开始进行了合适充气，也发现麻醉气体可以透过该封套，并使它过度充气，这可能导致气管坏死和/或狭窄。因此，在本领域中，试图设计一种检测封套内的合适充气的指示器。
例如，用于指示封套的合适充气的普通指示器是模制气球。该气球安装在通向可充气封套的充气槽道的末端。模制气球的充气直接与病人气管内的封套的充气相关。因此，该气球能通过视觉检查或通过按压该气球以“感觉”气压，从而检测和指示封套压力的任何变化。不过，该气球通常并不会灵敏得足以检测小的压力变化。
授予Gereg的US专利No.4361107公开了一种用于气管内的封套的压力指示装置。将该装置添加到正常的探测气球上，以便指示是否已经超过预定压力。当处于低压时，该装置自身向内折叠，而当超过预定压力时，该装置展开和拉长。不过，该指示器通常不可靠，且易于破损。
授予Elam的US专利No.4134407公开了一种监测系统，用于检测气管内的封套的压力和容积。该监测系统包括装于刚性笼子内的弹性体气球，该刚性笼子具有多个窗口，该系统设计成持续指示气管内的插管封套的折叠或膨胀的状态。该气球监测器与气动槽道串连，封套通过该气动槽道充气。可以根据气球的充气状态用视觉观察气球的容积，从而在视觉上指示封套的充气水平。此外，可以在气球和笼子的内表面之间布置有电装置，从而产生封套过度充气时的警告信号和封套折叠时的警告信号。
不过，该类型的指示器有各种缺点。首先，通过气球的腔体充气来检测过度充气的视觉指示。气球可能过度充气到不同程度，由保健医生主观确定是否有潜在的过度充气。因此，该装置缺乏简单、可靠和客观的指示以便确定危险的封套过度充气。尽管封套的过度充气可以通过将电装置安装在气球内而进行确定但是这极其昂贵。
授予Stephens的US专利No.4178939公开了一种用于在视觉上指示可充气封套的充气程度的装置，该可充气封套适于插入身体的通路中。该装置包括一空心壁的管状件，该空心壁的管状件形成有多个脊和谷，且根据施加给封套的空气压力，该装置能够可选择地充气成气球形状。封套的充气水平通过对可充气的气球的视觉检查而主观确定。因此，该装置有相同的缺点，因为它不能客观和确定地判断该封套是否有危险的过度充气，而是只能指示存在过度充气情况。
授予Kowaleski的US专利No.4856510公开了一种包括指示器组件的气管插管。该指示器组件包括串联布置在充气封套上的探测气球和控制气球，该控制气球具有比探测气球更高的柔性，并直接与充气管相连。该控制气球因为柔性更高，在内部压力有非常小的增加时就能很容易膨胀。结果是，不管引入探测气球中的空气的量如何，控制气球和气管封套内的压力保持相当恒定。不过，该指示器组件确实使过度充气能够更容易进行检测。此外，该指示器组件的设计相对复杂，需要多个部件。
授予Foltz的US专利No.4617015公开了一种用于气管内的封套的可视压力指示器。该指示器包括一个指示膜，该指示膜通过一帽体密封布置于本体内。在该帽体内布置有孔，以便允许膜的指示杆凸出。膜和本体之间的空气间隙通过通路与封套供给管流体连通。当封套内的压力增加时，指示器的指示膜挠曲。当该压力增加时，膜的指示杆逐渐从固定在指示器本体上的帽体的孔中凸出。该指示系统的缺点是，当达到危险的过度充气时，不能提供确定和客观的确定指示。此外，它的设计相对复杂，且制造相对昂贵。
其它类型的指示器系统包括使用外部压力计，该外部压力计测量封套压力。外部压力计的一个实例是由在Duluth，Georgia的Rusch公司制造。不过，这些压力计通常极其昂贵。
发明简介一方面，本发明提供了一种用于在视觉上指示压力源内的流体的压力水平的指示器。该指示器包括一个有凹口部分的可充气本体，该凹口部分有相对边部分，当该可充气本体处于未充气状态时，该相对边通过一间隙分开。该可充气本体还包括使该可充气本体与压力源连接的孔，因此，当该可充气本体进行充气时，相对边部分沿一定方向相对运动，以便减小间隙尺寸，从而指示已经达到预定压力。
在另一方面，本发明提供了一种外科用插管，该外科用插管有一个具有可视指示器的可充气封套。该可充气封套布置在外科用插管上，并包括从该封套引出的充气管道。可视指示器以与该充气管道串联的方式安装，并包括可充气本体，该可充气本体有通过间隙分开的凹口部分，该凹口部分有相对边部分。该可充气本体还包括使该可充气本体与可充气封套连接的孔，因此，当该可充气本体进行充气时，相对边部分沿一定方向相对运动，以便减小间隙尺寸，从而指示封套中已经达到预定压力。
附图的简要说明
图1是本发明的可视指示器在用于与外科用插管连接时的透视图；图2是本发明的可视指示器的优选实施例的侧视图；图3是图2中的指示器的凹口部分的放大的切开的侧视图；图4是本发明的指示器的凹口部分的第一可选实施例的放大的切开的侧视图；以及图5是本发明的指示器的凹口部分的第二可选实施例的放大的切开的侧视图。
发明的详细说明如上所述，本发明的一个方面涉及一种可视指示器，用于指示在压力源中是否达到预定压力。参考图1，所示的该可视指示器10为当它用于与外科用插管组件20连接时的情况。该外科用插管组件20包括一个在远端26附近有可充气封套24的外科用插管22，该可充气封套通常由聚氯乙烯(PVC)、聚氨酯或其它弹性体材料构成。优选是，该外科用插管22是气管内的插管，将插入病人的气管内。该气管内的插管为柔性特征，优选是由塑料制成，例如由PVC，尿烷、硅酮或其它弹性体材料制成，如本领域公知。不过，尽管所介绍的本发明的可视指示器用于与外科用插管连接，特别是与气管内的插管连接，但是应当知道，它可以用于其它有压力源的医用设备，例如药剂传送系统等。
可充气封套24与充气管道28连接，该充气管道28局部布置于外科用插管22的壁内，局部通过孔30布置在该外科用插管22的外部。充气管道28通向可视指示器10，该可视指示器10通向充气组件32。在优选实施例中，该充气组件32是充气注射器，该充气注射器用于通过该可视指示器10来将空气注入充气管道28内，从而使可充气封套24充气。不过，应当知道，也可以用其它充气组件来对该可充气封套进行充气，例如封套充气装置或Endotest，该Endotest是由在DuluthGeorgia的Rusch公司制造的产品，如本领域公知。
优选是，可视指示器10以串联方式布置在可充气封套24和充气组件32之间，并通过充气管道28与可充气封套24流体连通，该充气管道28优选是由普通塑料例如PVC构成的小直径管。充气组件32通过阀35与可视指示器10流体连通。该可视指示器10包括可充气本体或气球33，该可充气本体或气球33有与可充气封套24流体连通的孔36以及与阀35连接的孔37。
或者，可视指示器10可以只与可充气封套24连接，并且不是布置在充气组件32和可充气封套24之间。在该可选实施例中，充气组件通过一个单独的充气管道与可充气封套24连接，成Y形结构，如本领域的普通情况。
优选是，可充气本体33是椭圆形，但是也可以是任意形状，包括但不限于矩形、三角形、圆形、六边形和八边形。应当知道，该形状并不需要是几何图形，而是可以为任意形状。优选是，该可充气本体33由PVC制成。也可以采用其它材料，例如聚乙烯、尿烷、聚丙烯或其它弹性体。不过，应当知道，也可以采用多种材料，并可以包括任何弹性体材料。
可充气本体33包括一个凹口部分40，该凹口部分40有通过间隙而分开的相对边部分42。这里所用的术语“凹口”是指具有相对边部分42的任何结构，该相对边部分42在本体33充气时可以彼此相向运动，该凹口包括V形、U形、凹形等。因此，该凹口部分40可以是在本体33充气时允许相对边部分42彼此相向运动的V形、U形、凹形或其它任何形状。不过，当可充气封套24内的压力开始增加时，相对边部分42之间的间隙的尺寸减小，以便指示达到预定压力，尤其是指示超过该预定压力。
对于普通气管内的插管的封套，指示器10构成为当可充气气球33稍微充气时表示为20-24cm水压或更低。优选是，该可充气本体33包括三个条带41a、41b和41c，指示封套24压力的安全至危险区域。优选是，该条带是三种不同颜色。更优选是，条带41a为绿色，表示安全压力，条带41b为黄色，表示警告压力，而条带41c为红色，表示危险水平。指示器10设计成这样，当绿色线或条带接触时，封套24内的压力近似为20-30cm水压，这被认为是安全压力。不过，当相对边部分42之间的间隙开始封闭而使条带41b或41c接触时，这指示封套24已经超过30cm的安全水平而过度充气。当出现该情况时，护理人员可以通过充气组件来减小压力，例如通过将柱塞从注射器中稍微退回。应当知道，根据优先情况和用途，指示器10可以进行标定，用于指示其它的预定压力水平。
此外，凹口部分40的特性形状和大小在很大程度上取决于可充气本体33所采用的材料的类型和厚度。当处于未充气状态时相对边部分42的角度取决于模拟试验的压力。
因此，根据可充气本体33的用途，凹口部分40可以设置成有不同角度。例如，材料越强，该凹口部分40的角度越小，材料更强可以通过更厚的材料获得。例如，当要指示更高压力时(例如轮胎、其它充气装置和管道内流体)，可以采用更强的材料。
优选是，指示器本体33通过在一对模(die)之间密封两片PVC或弹性体材料而制成，如本领域公知。该模将制成合适形状。充气管道28的进口和出口部分布置在该模上，这样，该充气管道将正确安装在充气本体33上。这两片材料以及进口和出口部分通过热、射频或其它本领域已知的密封技术而密封。作为一种可选方法，指示器本体可以由吹模法或其它能提供合适结构的方法来制备。指示器的各端，即管28和阀35可以在密封处理后进行溶剂粘接。
下面参考图2，下面将更详细地介绍优选实施例的指示器10和凹口部分40在其正常、未充气状态时的特定结构和尺寸。优选是，该指示器10由PVC、尿烷、聚乙烯、聚丙烯或其它弹性体材料制成。指示器10的凹口部分40包括泪珠形部分44，并有两个相对边部分42。优选是，该可充气本体33为椭圆形形状，具有大约1.30英寸的主轴43。充气管道28的外径45大约为0.080英寸。
现在参考图3，下面将介绍凹口部分40的优选尺寸。应当知道，下面对优选尺寸的说明是示例性的，并不是用于限定本发明的范围。该相对边42有大约0.838英寸的相同半径，而泪珠部分44的半径为大约0.030英寸。垂直高度50为大约0.365英寸，而在泪珠之后的高度52为大约0.290英寸。点56之间的距离54为大约0.020英寸，而沿凹口40顶部开口的点60之间的距离58为大约0.181英寸。不过，应当知道，根据所用的材料类型和用途，也可以采用其它半径和不同开口。
凹口部分40设计成这样，当图1的可充气封套24中没有压力时，该凹口部分40构成为如图3所示的未充气状态。不过，当可充气封套24内的压力增加时，相对边部分42彼此相向运动。特别是，凹口部分40可以设置和标定成这样，当相对边的第一个0.100英寸接触时，达到在大约20cm水压和30cm水压之间的安全压力，更优选是大约24cm水压。绿色条带41a或其它标志用于向用户指示该压力安全，如图1所示。
该凹口部分40还标定和设置成这样，当相对边42的下一个0.100英寸接触时，可充气封套24中的压力增加到警告压力。优选是，警告压力的范围从约30cm水压到50cm水压。淡黄色条带41b或其它标志用于向用户指示该可充气封套24中的压力已增加到警告水平，如图1所示。
该凹口部分40还标定和设置成这样，当远端60邻近时，指示危险水平的压力或过度充气。优选是，危险压力的范围从约50cm水压到80cm水压，更优选是大约80cm水压。红色条带41c或其它标志用于向用户指示该可充气封套24中的压力已增加到危险水平，如图1所示。
下面参考图4，图中表示了第一可选结构的凹口部分70处于未充气时的状态。该凹口部分70基本为V形，具有稍微向外弯曲的两个相对边部分72。该相对边部分72的远端80分开一个宽度82。
可以沿相对边部分72布置各种标志，以便指示高于预定压力的压力。例如，红色标志可以布置在远端80处，这样，当远端80基本相邻时，宽度82接近零，这将指示可充气封套24中的压力超过预定压力。
下面将参考图5介绍凹口部分90的第二可选结构。该凹口部分90包括弯曲的底部92、弯曲的中间部分94和弯曲的远端部分96。优选是，弯曲的中间部分94和弯曲的远端部分96为凹形。沿凹口部分90可以布置各种标志，方法与参考优选实施例所述的类似。更优选是，标志可以布置在中间部分94与底部92的交界处98处、中间部分94与远端部分96的交界处100处以及远端部分96的远端102处，从而当各交界处相连时，指示安全、警告和/或危险充气水平。
因此，本发明提供了一种简单的、对压力源中的压力的可视指示。这对于在不使用昂贵的压力计或设备的情况下确定可充气封套24内是否为过度充气状态将特别有用，它既准确，又能简单地使用和制造。
尽管参考特定优选实施例介绍了本发明，但是应当知道，在不脱离由下面的权利要求确定的本发明范围的情况下，本领域技术人员可以进行变化和改变。
权利要求
1.一种用于在视觉上指示压力源内的流体的压力水平的指示器，所述指示器包括一个有凹口部分的可充气本体，该凹口部分有相对边部分，当该可充气本体处于未充气状态时，该相对边部分通过一间隙而分开，所述可充气本体还包括一个使该可充气本体与压力源连接的孔，因此，当该可充气本体进行充气时，相对边部分沿一定方向相对运动，以便减小间隙尺寸，从而指示压力源中已经达到预定压力。
2.根据权利要求1所述的指示器，其中该凹口部分为泪珠形和V形。
3.根据权利要求1所述的指示器，其中该凹口部分基本为凹形。
4.根据权利要求1所述的指示器，其中该可充气本体为椭圆形形状。
5.根据权利要求1所述的指示器，其中所述可充气本体为圆形形状。
6.根据权利要求1所述的指示器，其中所述凹口部分包括底部，所述相对边部分从所述底部伸出，所述底部基本为圆形形状，该相对边部分延伸成泪珠形形状。
7.根据权利要求1所述的指示器，其中所述凹口部分包括弯曲的底部、从所述底部伸出的弯曲中间部分以及从所述中间部分伸出的远端部分，其中，所述中间部分和所述远端部分为凹形。
8.根据权利要求1所述的指示器，其中沿相对边部分布置有至少一组标志，以便当该标志连接时指示压力源中的压力超过预定压力。
9.根据权利要求1所述的指示器，其中所述至少一组标志包括用彩色表示已经达到的不同预定压力。
10.根据权利要求1所述的指示器，其中所述可充气本体由弹性体材料制成。
11.根据权利要求10所述的指示器，其中所述弹性体材料是聚氯乙烯、尿烷、聚丙烯或聚乙烯。
12.一种外科用插管组件，包括外科用插管；布置在所述外科用插管上的可充气封套；从所述可充气封套中引出的充气管道；指示器，该指示器以与该充气管道串联的方式安装，所述指示器包括可充气本体，该可充气本体有一个通过间隙而分开的凹口部分，该凹口部分有相对边部分，所述可充气本体还包括一个使该可充气本体与所述封套连接的孔，因此，当该可充气本体进行充气时，相对边部分沿一定方向相对运动，以便减小间隙尺寸，从而指示所述封套中已经达到预定压力。
13.根据权利要求12所述的外科用插管，其中所述外科用插管是气管内的插管，所述压力源是气管内的封套。
14.根据权利要求12所述的外科用插管，其中该凹口部分为泪珠形和V形。
15.根据权利要求12所述的外科用插管，其中该凹口部分基本为凹形。
16.根据权利要求12所述的外科用插管，其中该可充气本体为椭圆形形状。
17.根据权利要求12所述的外科用插管，其中所述可充气本体为圆形形状。
18.根据权利要求12所述的外科用插管，其中所述凹口部分包括底部，所述相对边部分从所述底部伸出，所述底部基本为圆形形状，该相对边部分延伸成基本为V形形状。
19.根据权利要求12所述的外科用插管，其中所述凹口部分包括弯曲的底部、从所述底部伸出的弯曲中间部分以及从所述中间部分伸出的远端部分，其中，所述中间部分和所述远端部分为凹形。
20.根据权利要求12所述的外科用插管，其中沿相对边部分布置有至少一组标志，以便当所述标志连接时指示压力源中的压力超过预定压力。
21.根据权利要求20所述的外科用插管，其中所述至少一组标志包括用彩色表示已经达到不同预定压力。
22.根据权利要求12所述的外科用插管，其中所述可充气本体由弹性体材料制成。
23.根据权利要求22所述的外科用插管，其中所述弹性体材料是聚氯乙烯、尿烷、聚丙烯或聚乙烯。
全文摘要
本发明提供了一种用于在视觉上指示压力源内的流体的压力水平的指示器。该指示器包括有凹口部分的可充气本体，该凹口部分有相对边部分，当该可充气本体处于未充气状态时，该相对边通过一间隙而分开。该可充气本体还包括使该可充气本体与压力源连接的孔，因此，当该可充气本体进行充气时，相对边部分沿一定方向相对运动，以便减小间隙尺寸，从而指示压力源中已经达到预定压力。该指示器特别用于指示在气管内的插管的充气封套中已经达到预定压力。
文档编号A61F2/958GK1438903SQ01809320
公开日2003年8月27日 申请日期2001年4月13日 优先权日2000年4月20日
发明者谢卡尔·D·尼姆卡, 戴维·E·芬克, 戴维·S·谢里登 申请人:泰科保健集团有限合伙公司