专利名称：具有探头、探头套的医疗仪器及其使用方法
技术领域：
本发明涉及具有探头的医疗仪器，该探头适于插入到诸如动物的耳朵之类的动物身体的孔道内。在本发明的一方面，医疗仪器包括用于确定适于安装在探头上的探头套的状态的系统，以及在另一方面，本发明涉及用于确定探头插入到孔道内的深度的系统。
背景技术：
医疗仪器通常被插入到身体孔道内以检查身体内部组织的状况和其它身体状况，从而用药或用于其它用途。通常情况下，这种医疗仪器包括一个具有常规圆锥形外围构造的探头，该探头被插入到孔道内并且通常抵靠在孔道壁上。这种医疗仪器包括耳科医疗仪器，诸如像用于检查患者耳朵的耳镜、用于测量鼓膜温度的红外温度计、以及鼓室压力计。
适于插入到身体孔道内的医疗仪器通常是昂贵的，因此必须是可重复使用的。适于插入到孔道内的医疗仪器的探头部分可能会被体液、耳垢、毛发、皮肤细胞污染。这些污染物可能会通过重复使用医疗仪器而传播给其它患者，这自然会导致疾病的传播或其它不良影响。为了提供这种医疗仪器的卫生重复使用，已经采用了一次性探头套。这种探头套通常是中空的且通常具有与相关探头相符的构造。探头套可选择性地安装到医疗仪器的探头上，诸如通过压缩卡扣或通过螺纹连接安装在探头周围。在将具有探头套的医疗仪器用于一名患者之后，将探头套从医疗仪器拆卸下来，并永久性地丢弃。然后在将医疗仪器重新用于另一名患者之前，将一个新的探头套安装到探头上并且选择性地附接到医疗仪器上。保健医生有时可能会错误地认定安装到医疗仪器上的探头套是新的探头套，而不是一个已经使用过的探头套。在这种情况下，探头套会将污染物传播给使用该医疗仪器的下一名患者。本发明的某些方面针对因探针套的错误重复使用而引起的交叉污染的问题进行了改进。本发明的另一方面涉及确定探头和探头套的插入深度，并且优选涉及确定探头和探头套是否已经达到插入到身体孔道(诸如耳朵)内的最小深度或优选深度。在该方面，本发明对申请人于2009年11月2日提交的序列号为12/610，760题为“用于确定动物耳鼓温度的测温计及其使用方法”的共同待审的美国专利申请中披露的教导进行扩展，该申请的内容通过引用结合于此。为了执行一些程序，除非探头被插入到身体孔道内足够的深度或理想的深度，否则医疗仪器将不会正常工作。因此，确定医疗仪器被使用时的探头和任意探头套的插入深度是重要的，以确保医疗仪器实现其预期的目的。例如，如在前面提到的共同待审的专利申请中更详细描述的那样，当根据鼓膜发出的红外线辐射来测量动物鼓膜温度时，探头充分插入到耳朵内是重要的，以使得基本上只有鼓膜周围的区域发出的红外线辐射被记录。如果探头没有充分插入到耳朵内，那么红外温度计将接收不能精确地指示鼓膜温度的来自耳道及外耳的其它区域的红外线辐射。本发明的医疗仪器也可用于确定探头和任意探头套的插入深度。
发明内容
本发明涉及包括探头的医疗仪器，该探头适于插入到动物身体的孔道内。该医疗仪器包括电磁辐射发射器，所述电磁辐射由安装在探头上的传感器感测。然后所述传感器可根据从发射器接收到的辐射量的变化确定探头套是否已经安装到探头上。传感器还可用于确定身体孔道的壁对从发射器接收的辐射阻隔的程度，从而指示传感器的位置，进而指示探头在孔道内的位置。公开了一种特殊的探头套，而且还公开了该医疗仪器的使用方法。在一个实施例中，探头罩由一种材料制成的，进行涂层处理，或以其它方式设计成部分地透过选定带宽的辐射。部分透过的带宽可以选择成处于由发射器发出的相对强辐射的带宽范围内、与该带宽相一致、或与该带宽相交叠。在其它实施例中，本发明包括带有计时器的微处理器，对该微处理器进行编程以在探头套安装到探头上已经超过了最小时间间隔并且传感器没有检测到探头套的移除时，产生信号或停用医疗仪器。如果系统根据传感器所感测的辐射的阻隔检测到探头套已经插入到身体孔道内，那么可对该微处理器进行编程以在插入超过了最短的时间间隔并且传感 器没有检测到探头套的移除时，产生信号或停用医疗仪器。
以下将参考附图对本发明进行详细描述，其中图I是可与本发明结合使用的耳镜的示意性侧视图；图2A和图2B是可结合本发明使用的探头套的示意性侧视图和示意性透视图；图3是图I中所示的耳镜中探头的示意图，其中辐射发射器安装在耳镜的头部上，传感器安装在耳镜的探头上，以及如图2A和图2B中所示的探头套可沿由指示箭头所示的方向附接到耳镜以及从耳镜拆卸下来；图4是插入到人体耳道内的图3中所示的探头和所附接的探头套示意图；图5是探头的示意性侧视图，该探头上安装有根据本发明一个实施例的传感器；图6是探头的示意性侧视图，该探头上安装有根据本发明另一实施例的另一传感器；图7是探头的示意性侧视图，该探头上安装有根据本发明又一实施例的又一传感器；图8是根据本发明实施例的医疗仪器的各组件之间电气互连的框图。
具体实施例方式将参照附图对本发明进行描述，其中相同的附图标记指代同一部件。应当理解，以下描述仅旨在示例性的，且本发明的范围涵盖这些特定示例性实施例的其它变型和修改。图I中示出了可结合本发明使用的传统耳镜10。耳镜是用于诊查和检查人类或其它动物的内耳的一种装置。虽然在示例性实施例中，以耳镜作为参考，但是应该理解，其它医疗仪器(诸如具有适于插入到人耳内的探头的红外温度计)也可结合本发明有利地使用。耳镜10包括手柄12，颈部14，头部16以及探头18。颈部14将手柄12与头部16连接。优选的，颈部14被构造以使得头部16可选择性地相对于手柄12旋转，并且可通过紧固螺丝20选择性地锁定到所需的旋转位置。探头18通常具有中空内部，且其内部和外部均为截头圆锥形的构造。探头18可永久地附接到支撑结构(诸如像头部16)或可从所述支撑结构移除。耳镜10通常具有设置于头部16中的观测物镜系统和照明光源。光源通过探头18的内部投射光并照亮耳朵和耳道。手柄部分12可以容纳用于给光源供电的电池。保健医生通过物镜系统，透过探头18的内部看到耳朵和耳道内的被照亮区域。应该意识到，探头18与耳朵和耳道壁的直接接触将导致耳垢或其它残留物积聚在探头18的外围。重复使用同一探头18可将此类耳垢和其它残留物传播给另一名患者，可导致疾病的传播或者其它不良影响。可对探头18进行清洗和消毒，然而，由于忘记清洗步骤或仅仅进行了不彻底的消毒会导致发生失误。此外，患者可能不愿意相信探头18已充分消毒，因此会不愿允许保健医生将探头18插入到其耳朵内。在认识到这些卫生问题后，将一次性探头套安装在探头18上，且可移除地附接到 头部16。图2A和图2B中示出了示例性的探头套22。探头套22被构造成一个中空管。通常，探头套22具有常规的均匀厚度，以使得其外表面具有通常类似于探头套22的内表面的构造。探头套22诸如通过卡扣连接或通过螺纹连接可移除地附接到耳镜10的头部16。图2A和图2B中所示的探头套22具有一系列的内螺纹，以使得探头套22可螺纹固定到头部16或从头部16旋松。为了这个目的，探头套22具有一对相对的翼片24、26，通过该翼片，保健医生可用手控制和旋转探头套22。探头套22被设计成一次性使用的，并旨在用于一患者之后被丢弃于垃圾桶内。图4示出了探头套22通常如何插入到人耳内，且有助于突出显示耳垢和其它残留物如何与探头套22接触并且在探头套22从耳朵中移出后被探头套22携带出来。由于探头套是一次性的，因此它们使得患者更加置信不会传染沾染物。但是，在确定用于患者之后是否已将探头套拆卸下来并丢弃会存在失误。本发明的一个方面提供了有助于确保诸如耳镜10的医疗仪器不会在不同的患者上使用同一探头套的保障。如图3所示，发射器28优选安装到耳镜10的头部16上。发射器28能够发出电磁辐射，电磁辐射至少部分的指向安装于探头18的外周上的传感器30。优选的，电磁福射是不同于阳光或可存在于医疗设施中的其它环境光。福射不一定要处于可见光谱内，但优选的是处于可见光谱内。在一个优选的实施例中，发射器包括蓝光LED，其发出约500-550纳米波长的带宽的强可见光。该辐射可连续发射或以脉冲发射。当探头套22安装在探头18上且覆盖探头18，并且可拆卸的连接至头部16时，由发射器28发出的辐射(有可能是全部)在到达传感器30和被传感器30检测到之前也穿过探头套22的壁。如果探头套22的壁不是完全透明的也不是对辐射完全不透明的，那么传感器30将能够检测从发射器28接收的辐射量减少。为了有助于确定由传感器30接收到的辐射减少是由于安装到探头18上的探头套22造成的，而不是由于人的手指、纸张或其它物体插入到发射器28和传感器30之间的路径中而造成的，探头套22可选择性地构造有特殊特征，该特征将有助于确保所感测的辐射减少是由于安装到探头18上的探头套22造成的。例如，希望探头套22在预定的带宽内具有在约40%至60%的范围内或约50%的已知的透过率。为了获得这种所需的透过率，探头套22可由特定类型的半透明材料构造且具有被设计以获得这种透过率的特定的厚度。形成探头套22的材料可浸溃有颜色或其它材料以获得这种透过率。此外，探头套22的外表面、内表面、或两者可涂覆有影响作用在其上的处于选定带宽内的辐射的反射、吸收并最终影响到透过率的材料。本发明构想探头套22可采用诸如由位于康涅狄格州斯坦福德的罗斯科实验室公司(Rosco Laboratories, Inc.)所提供的彩色滤光片。这类彩色滤光片包括本色的彩色滤光片，其中的着色剂是通过将染料混合到熔融树脂中而整合到塑胶基材内；深染的彩色滤光片，其中的透明的聚酯片通过充满染料的加热溶剂；以及表面涂覆的彩色滤光片，其是将有色材料涂覆到聚酯薄膜基底上。探头套22的特性，尤其是施用到探头套22上的任意涂层可具有独特的辐射过滤特性，以使得传感器30实际上只接收从发射器28发出的非常有限 带宽的辐射。在这种实施例中，传感器30也可以配备有相应的滤光片，以使得只有使用具有类似滤光特性的探头套22时，整个系统才将正常工作。该过程可有助于确保只有特定类型的探头套22与耳镜10结合使用。还应当理解，当探头套22已离开探头18时，传感器30将检测到由发射器28发出的辐射量增加。所检测到的辐射量将对应于在将探头套22安装到头部16上并且覆盖探头18之前传感器30最初所探测到的辐射量。虽然发射器28被示为安装在头部16，但是应当理解，发射器28可位于不同的位置，而不是必须安装到头部16上。图5、图6和图7示出可结合本发明优选实施例使用的不同传感器的构造和位置。如图5所示，传感器30a具有正方形的构造且位于探头18的较大端部附近。在图6中，传感器30b被构造成通常相对于探头18沿纵向方向延伸的细长条形状，且从探头18的较小端部沿着探头18纵向延伸到大致中间点。在图7中，传感器30c包括安装在探头18较小端部附近的圆形传感器元件的阵列。优选的，传感器30a、30b、30c的朝向直接面对发射器28。在使用过程中，传感器30首先确定探头套22是否已经安装到头部16上。如图8中所示，传感器30可操作地连接到微处理器32，该微处理器32可包括计时器，且可使得信号发生器34显示探头套22已经安装到头部16上所经过的时间量。操作耳镜10的保健医生从显示的时间量可以获得探头套22可能已被使用过而且应该被丢弃，或者仅仅作为一项预防措施，应该丢弃探头套22。本发明还构想将微处理器32编程，以在传感器30首次感测到所测得的辐射量指示探头套22已经安装在探头18上后等待预定的时间间隔，诸如5秒，以记录探头套22何时被安装的事件。该时间间隔将有助于确保探头套22不仅仅是处于正在安装的过程中，而是实际上已经安装到探头18上且附接到头部16。在另一实施例中，微处理器32可被编程以只有在连续显示传感器30感测到的辐射量表明探头套22已经安装到探头18上达到诸如5秒的预定时间间隔之后才记录探头套22已安装到头部16上。作为本发明的附加特征，微处理器32可被编程为在传感器30首次指示探头套22已经安装到头部16之后经过诸如5分钟的预定时间间隔后经由信号发生器34发出声音警报，或提供闪烁的光信号。微处理器32将被编程为如果在该时间间隔内传感器30感测到的辐射量指示探头套22已经从头部16移除且离开探头18，则不产生上述信号。本发明构想在将耳镜10从存储壳体内取出时发射器28 (诸如蓝色LED)可以连续的方式提供视觉照明。备选的，如图8所示，开关36可用于选择性地启用和禁用发射器28。在这种操作模式下，发射器28可帮助保健医生在黑暗环境中找到探头套，患者的孔道以及其它对象。在本发明的其它实施例中，微处理器32可以使得处于头部16内的光源被禁用从而不会发出通过探头18的光，除非传感器30检测到的辐射量指示探头套22没有安装到头部16上或没有在预定的时间间隔后被移除。在又一实施例中，在医疗仪器为红外温度计的情况下，除非传感器30感测到的辐射量指示探头套22已经安装到头部16上，否则微处理器32会防止温度计获取任何温度读数。类似的，如果在探头套22已经安装到探头18上之后的预定时间间隔内，传感器30没有感测到由发射器28发出的指示探头套22已经从头部16拆卸且离开探头18的辐射量，则微处理器32会防止红外温度计获取温度读数。还应该理解，可结合本发明用于确定探头18和任意相关联的探头套22插入到身体孔道内的插入深度。尤其参照图4，图6和图7，如果传感器30b、30c被置于孔道内靠近孔道壁的位置，那么由发射器28发出的辐射将基本被阻隔或阻断而不能到达传感器30b、30c。这种阻隔或阻断将减少传感器30所感测到的辐射量，该辐射量可与在孔道内的探头18或探头套22的较小端部的特定插入深度相关联。在一个实施例中，所感测到的辐射量减少程度与插入深度之间成线性关系。在红外温度计的情况下，微处理器32可被编程，以在插入深度不够时防止获取温度读数。此外，由微处理器32产生的探头18和任意相关的探头套22已经插入到孔道内的记录可用于当经过了预定的时间间隔而传感器30仍未指示探头套22已经被移除时，使微处理器32通过信号发生器34产生声音或可视信号，或者诸如通过使耳镜的头部16内的光源被禁用或通过使红外温度计的温度读数功能被禁用来防止医疗仪器的重复使用。在该方面，开关36可为多位置开关，其包括用于启用或禁用发射器28的一个位置以及用于启用插入深度功能的另一个位置。虽然在本发明的上述描述中呈现了示例性实施例，但是应该意识到在本发明的范围内可存在各种变化。前述实施例并不意旨以任何方式限制本发明的本质或范围。相反，前述详细描述给本领域的技术人员提供用于执行本发明其它示例性实施例的基础。权利要求
1.一种医疗仪器，其特征在于，包括 支撑结构； 附接到所述支撑结构的探头，所述探头适于插入到动物身体的孔道内； 朝向所述探头发射电磁辐射的发射器，所述发射器安装在所述支撑结构上； 适于感测所述辐射的传感器，所述传感器安装在所述探头上用以接收所述辐射的位置；以及 适于选择性地安装到所述探头上并且基本覆盖所述探头的探头套，所述探头套对于所述辐射是部分可透过的，以使得当所述探头套基本覆盖所述探头时，所述传感器感测到所述辐射的透过率减少。
2.根据权利要求I所述的医疗仪器，其特征在于，所述发射器包括蓝色LED，且所述辐射在基本上约500-550纳米范围的带宽内具有高强度。
3.根据权利要求I所述的医疗仪器，其特征在于，所述探头套在一选定带宽内透过作用于其上的所述辐射的约百分之40-60。
4.根据权利要求I所述的医疗仪器，其特征在于，所述探头套涂覆有一材料，该材料在一选定带宽内阻隔大部分的所述辐射以防止其透过。
5.根据权利要求I所述的医疗仪器，其特征在于，所述探头套具有基本截头圆锥形的构造。
6.根据权利要求I所述的医疗仪器，其特征在于，所述医疗仪器基本由耳科用医疗仪器构成。
7.根据权利要求I所述的医疗仪器，其特征在于，所述医疗仪器基本由红外温度计构成。
8.根据权利要求I所述的医疗仪器，其特征在于，所述探头基本在纵向方向上延伸，所述传感器沿着所述探头在基本细长、纵向的方向上延伸，由此当所述探头插入到孔道内时，所述辐射被孔道的壁部分地阻隔而不能到达所述传感器，且随着所述探头更深地插入到孔道内，更多的所述辐射被孔道的壁阻隔而不能到达所述传感器。
9.根据权利要求8所述的医疗仪器，其特征在于，还包括微处理器，所述微处理器可操作地连接到所述传感器且被编程以计算所述探头插入到孔道内的插入深度，所述插入深度与所述传感器所感测到的所述辐射的减少基本成线性关系。
10.根据权利要求9所述的医疗仪器，其特征在于，所述微处理器还被编程以确定构成所述探头的优选位置的插入的预定深度，其中所述医疗仪器还包括信号发生器，所述信号发生器可操作地连接到所述微处理器，适于发出是否达到所述预定深度的信号。
11.根据权利要求10所述的医疗仪器，其特征在于，所述信号发生器选自于由可视显示器、声音报警器和可见光构成的组。
12.一种用于确定适于基本覆盖探头的探头套的状况的方法，所述探头适于插入到动物身体的孔道内，所述方法包括 (a)提供医疗仪器，其包括 (1)支撑结构； (2)附接到所述支撑结构的探头，所述探头适于插入到动物身体的孔道内； (3)朝向所述探头发射电磁辐射的发射器，所述发射器安装在所述支撑结构上；(4)适于感测所述辐射的传感器，所述传感器安装在所述探头上用以接收所述辐射的位置；以及 (5)适于选择性地安装到所述探头上以基本覆盖所述探头的探头套，所述探头套对于所述辐射是部分可透过的； (b)从所述发射器发出所述辐射； (c)用所述传感器感测所述辐射； (d)确定由所述传感器所感测到的所述辐射的大小；以及 (e)评估由所述传感器感测到的所述辐射的大小是否下降到能够指示所述探头套已经安装成基本覆盖所述探头的大小。
13.根据权利要求12所述的用于确定适于基本覆盖探头的探头套的状况的方法，所述探头适于插入到动物身体的孔道内，所述方法还包括 (f)如果大小评估指示所述探头套已经安装成基本覆盖所述探头，则进行后一次大小评估以确定由所述传感器所感测到的所述辐射的大小是否增加到能够指示这种探头套已经从基本覆盖所述探头的位置拆卸下来的大小。
14.根据权利要求13所述的用于确定适于基本覆盖探头的探头套的状况的方法，所述探头适于插入到动物身体的孔道内，所述方法还包括 在前一次大小评估指示所述探头套已经安装成基本覆盖所述探头之后等待一预定的时间间隔，再进行所述后一次大小评估。
15.根据权利要求13所述的用于确定适于基本覆盖探头的探头套的状况的方法，所述探头适于插入到动物身体的孔道内，所述方法还包括 如果后一次大小评估指示由所述传感器所感测到的所述辐射的大小在所述探头套已经安装成基本覆盖所述探头之后的预定时间间隔内没有增加到能够指示所述探头套已经从基本覆盖所述探头的位置拆卸下来的大小，则产生信号，所述信号选自于由可视显示器、声音报警器和可见光构成的组。
16.根据权利要求13所述的用于确定适于基本覆盖探头的探头套的状况的一种方法，所述探头适于插入到动物身体的孔道内，其特征在于，所述医疗仪器包括红外温度计，其探头适于插入到耳内，且所述方法进一步包括如果后一次大小评估指示由所述传感器所感测到的所述辐射的大小在前一次大小评估指示所述探头套已经安装成基本覆盖所述探头之后的预定时间间隔内没有增加到能够指示所述探头套已经从基本覆盖所述探头的位置拆卸下来的大小时，防止所述温度计读取温度。
17.一种用于确定医疗仪器的探头插入到身体孔道内的插入深度的方法，其特征在于，包括 (a)提供医疗仪器，其包括 (1)支撑结构； (2)附接到所述支撑结构的探头，所述探头适于插入到动物身体的孔道内； (3)朝向所述探头发射电磁辐射的发射器，所述发射器安装在所述支撑结构上； (4)适于感测所述辐射的传感器，所述传感器安装在所述探头上用以接收所述辐射的位置； (b)从所述传感器发出所述辐射；(C)用所述传感器感测所述辐射； (d)确定由所述传感器所感测到的所述辐射的大小； (e)将所述探头插入到所述孔道内； (f)当所述探头插入到所述孔道内后，监测由所述传感器所感测到的所述辐射的大小；以及 (g)评估当所述探头插入到所述孔道内后所监测到的大小的任意减少的程度是否指示所述传感器已经通过孔道的壁的程度。
18.根据权利要求17所述的用于确定医疗仪器的探头插入到身体孔道内的插入深度的方法，其特征在于，还包括 基于所述评估确定所述探头插入到孔道内的插入深度。
19.根据权利要求17所述的用于确定医疗仪器的探头插入到身体孔道内的插入深度的方法，其特征在于，所述探头基本在纵向方向上延伸，所述传感器沿着所述探头在基本细长、纵向方向上延伸。
20.根据权利要求17所述的用于确定医疗仪器的探头插入到身体孔道内的插入深度的方法，其特征在于，所述传感器包括安装到所述探头上的传感器元件的阵列。
21.一种适于选择性地安装到医疗仪器的探头上并且基本覆盖所述医疗仪器的探头，所述探头适于插入到动物身体的孔道内，所述探头套被设计成仅在选定带宽内透过作用在探头套上的辐射的选定的预定部分。
全文摘要
一种包括适于插入到动物身体孔道内的探头的医疗仪器。该医疗仪器包括电磁辐射发射器，所述电磁辐射由安装在探头上的传感器感测。然后所述传感器可根据从发射器接收到的辐射量的变化确定探头套是否已经安装到探头上。传感器还可用于确定身体孔道的壁对从发射器接收的辐射阻隔的程度，从而指示传感器的位置，进而指示探头在孔道内的位置。公开了一种特殊的探头套，而且还公开了该医疗仪器的使用方法。
文档编号A61M25/095GK102770175SQ201080062043
公开日2012年11月7日 申请日期2010年12月22日 优先权日2009年12月30日
发明者大卫·E·奎恩, 约翰·A·莱恩, 雷·D·斯通 申请人:威尔士阿林有限公司