專利名稱：專用于非介入檢查內(nèi)科健康狀況的局部施壓器械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
及背景本發(fā)明涉及施加預(yù)定值的靜壓到病人身體部位的施壓器械。本發(fā)明專門用作套到病人的指趾(即手指或足趾)的探測器，按照我們PCT申請PCT/IL97/00249中描述的方法對一定的身體狀況作非介入檢查；因此本發(fā)明在下面專對該申請作描述。
我們的專利申請PCT/IL97/00249(WO98/04182，發(fā)表于1998年2月5日，)公開的方法和設(shè)備是通過監(jiān)測病人身體部位，最好是指趾(手指或足趾)末端中動(dòng)脈血液量的變化所顯示的外周動(dòng)脈緊張性變化，來非介入檢查病人生理狀況的改變。在該項(xiàng)申請中所描述的方法和設(shè)備專供探測心臟缺血和睡眠呼吸暫停，也可對血壓進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測。所述的設(shè)備包括一臺(tái)套在病人身體部位(為手指)的探測器，該探測器有一包住病人身體部位末端的外殼和增壓裝置，當(dāng)病人身體部位末端，包括其手指最端部套在內(nèi)腔室中時(shí)，其四周相當(dāng)均勻地加上靜壓場。靜壓場的強(qiáng)度是預(yù)先決定的，足以基本防止靜脈脈管系統(tǒng)的擴(kuò)張、失控的靜脈回流和沖擊波反向傳播到身體部位末端，并且局部緩解心臟犯病或未犯病時(shí)身體部位末端中動(dòng)脈尚未堵塞管壁張力。探測器還包括傳感器，該傳感器在外殼內(nèi)，可感測與動(dòng)脈緊張性相關(guān)的瞬時(shí)血液量變化所引起的病人身體部位末端中血量改變。
該申請描述了許多探測器結(jié)構(gòu)，遠(yuǎn)處的壓力源通過軟管連接到探測器內(nèi)該體腔來產(chǎn)生靜壓場。但是應(yīng)用這種遠(yuǎn)處的壓力源使設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，也限制病人的移動(dòng)性。
發(fā)明目的和發(fā)明概述本發(fā)明的目的是提供一種專門用作上面提到的PCT申請中的探測器的儀器，但與其中所述儀器相比結(jié)構(gòu)更簡單并有改進(jìn)。另一目的是所提供的探測器不影響病人走動(dòng)。
按照本發(fā)明的主要圖形，所提供的儀器用于貼合病人的指趾來探測他身體狀況的變化；該儀器的探測器包括外殼，增壓裝置和傳感器，外表所形成的內(nèi)室，其一端封閉；另一端敞開，可插入病人身體部位的末端；增壓裝置在病人身體部位末端插入內(nèi)室時(shí)可在其四周，包括身體部位最頂端的四周作用相當(dāng)均勻的靜壓場，靜壓場強(qiáng)度的預(yù)定值足以基本防止靜脈脈管系統(tǒng)的擴(kuò)張，失控的靜脈回流和沖擊波反向傳播到末端，并足以在心臟犯病或未犯病時(shí)局部緩解，但不堵塞末端中動(dòng)脈的管壁張力；傳感器可感測與動(dòng)脈血液量有關(guān)的瞬時(shí)血容量變化引起的病人身體部位末端血容量變化；其特征在于增壓裝置在病人身體部位末端，包括其最遠(yuǎn)端周圍基本均勻地施加靜壓場，且內(nèi)含探測器自備的介質(zhì)。
下面說明的許多實(shí)施例是為了舉例。
根據(jù)下述有一類實(shí)施例的特點(diǎn)，其增壓裝置包括一層彈性內(nèi)膜，內(nèi)膜在外殼中并與外殼形成一內(nèi)腔，內(nèi)腔中充滿流體，通過內(nèi)膜可在病人身體部位末端，包括其最遠(yuǎn)端的四周作用靜壓力。
根據(jù)后面敘述的實(shí)施例的特點(diǎn)，增壓裝置還包括彈性外膜，外膜附著在外殼的外部并與外殼形成一外腔，外腔通過外殼上的孔與內(nèi)腔連通以擴(kuò)大內(nèi)腔的有效容積，以致不管病人身體部位末端體積如何改變，內(nèi)腔作用的靜壓力基本相同。
下面敘述另一實(shí)施例是為了舉例，其中加壓裝置包括一塊有凹槽的海綿體，它就是病人身體部位插入時(shí)內(nèi)腔的邊界。
下面敘述外殼中的傳感器是為了舉例，例如可以是用光學(xué)方法檢測的光學(xué)傳感器，也可以是用磁力檢測的霍爾效應(yīng)傳感器，探測到伴隨與脈搏相關(guān)的血流量變化和相應(yīng)手指長變化的人的手指的體積變化。
正如下面要作更具體說明的，本發(fā)明使探測器包括靜壓增壓裝置，該裝置完全位于探測器外殼內(nèi)，因而簡化了探測器結(jié)構(gòu)并減少對使用此探測器的病人的活動(dòng)限制。但本發(fā)明還提出一種兩段的探測器，其中一段包括第一外殼，第一外殼套在身體部位上并形成靜壓增壓裝置的一部分；第二段落包括一第二外殼，是靜壓增壓裝置的另一部分，并與第一部分流體連通，傳感器位于第二段內(nèi)。
雖然本發(fā)明特別適用于上面提到的PCT申請中的方法和設(shè)備，但本發(fā)明，或其各種部件也能用于其他用途，將在下面作說明。
本發(fā)明的其他結(jié)構(gòu)和優(yōu)點(diǎn)從下面說明中變得明顯起來。
附圖簡述本發(fā)明在此所述僅僅為了舉例，請參照附圖，其中

圖1是縱剖面圖，圖1a是圖1旋轉(zhuǎn)90°時(shí)的視圖，示出一種根據(jù)本發(fā)明做成的手指探測器；圖2是壓力一體積圖，而圖3是壓力一時(shí)間圖，這兩圖對于說明圖1中的手指探測器的有效范圍有幫助；圖4和圖1類似，但未示傳感器，并在所述手指探測器的結(jié)構(gòu)上作了修改；圖5和圖1類似，但示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的另一種手指探測器；圖6a-6c示出將圖5中的探測器套到病人手指上的另一方法；圖7a-7c所示探測器對圖5的結(jié)構(gòu)作了修改，其套到病人手指上的方法也有改變；圖8a-8c示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的另一探測器；圖9是一側(cè)視圖，其所示探測器與圖8a-8c中的類似，但有另一種連接方案來將二個(gè)半段接合在一起；圖10a-10c與圖8a-8c相當(dāng)，但所示的是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的另一探測器；圖11a-11c示出與圖10a-10c類似的另一結(jié)構(gòu)的探測器；圖12示出將圖11a-11c中的探測器套到病人手上的一種方式和電路的數(shù)示顯示裝置；圖13a-13c示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的另一探測器，具體顯示傳感器的組件和其與電路連接的方法；圖14示出的探測器和圖1或4類似，但有一與探測器里端(貼近端)相接觸的壓力封套，用于擴(kuò)大傳感元件的壓力場；圖15示出根據(jù)本發(fā)明另一圖形的又一結(jié)構(gòu)的探測器；圖15a示出包括圖15的探測器在內(nèi)的整套設(shè)備；圖16及16a示出按照本發(fā)明的另一探測器結(jié)構(gòu)；圖17示出描述過的任一探測器的全套設(shè)備；及圖18a-18d示出按照本發(fā)明的又一種探測器結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選實(shí)施例的描述圖1及1a示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的一種形式的探測器，特別適合應(yīng)用在上面提及的PCT申請中的方法和設(shè)備中，可監(jiān)測病人身體部位(為指趾)的外周的脈緊張度，以便以非介入方法顯示病人的生理狀態(tài)或健康狀況。如上簡述并在上面提到的PCT申請中較詳細(xì)說明的，這樣的探測器有一增壓裝置，可在病人的指趾，包括其最末端的周圍基本均勻地作用靜壓場；還有一傳感器，可感測與動(dòng)脈血流量相關(guān)的瞬時(shí)血容量的變化引起的病人指趾末端體積的變化。但是圖1所示探測器比上面提到的PCT申請中說明的探測器結(jié)構(gòu)簡單，因?yàn)閳D1的探測器中的靜壓裝置中的介質(zhì)完全裝在探測器中。
圖1及1a所示的探測器包括一硬塑料的外殼2，其一端封閉而另一端敞開，且形成的內(nèi)室可插入病人的手指3。外殼2中的內(nèi)膜4與外殼構(gòu)成一內(nèi)腔5，可裝入諸為空氣那樣的流體，它能在手指3的末端，包括其最末端的周圍相當(dāng)均勻地施加靜壓場。圖1及1a所示的探測器還包括一傳感器，它的一部分6a位于手指一側(cè)，而另一部分6b位于手指相對側(cè)，可測量由于動(dòng)脈血流量引起的病人手指體積的變化。所示的探測器還包括一由環(huán)形圈8固定在外殼中的U形保險(xiǎn)桿7，使內(nèi)膜4可以比較穩(wěn)定地貼住伸進(jìn)的病人手指3。
上面提到的PCT申請?zhí)卮瞬迦牍﹨⒖?，以便對監(jiān)測病人生理狀態(tài)和健康狀況的探測器結(jié)構(gòu)及其使用方法作進(jìn)一步的說明。
但圖1及1a所示的探測器與上面提到的PCT專利申請中所述的不同，在于它能在病人手指末端周圍提供施加相當(dāng)均勻的靜壓的方式。雖然上面提到的PCT申請中所示實(shí)例中，這樣的靜壓是用位于遠(yuǎn)處的壓力源通過軟管通到探測器來提供的，但在圖1及1a所示的探測器包括一靜壓增壓裝置，它是完全裝在探測器外殼中的。
為此，圖1及1a所示探測器包括一彈性外膜10，附著在其外部并與外殼2形成一外腔11。外膜10是圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，且貼到外殼環(huán)狀部分周圍并與其端部隔開一定距離，因此外腔11是環(huán)形結(jié)構(gòu)，環(huán)形的外腔11通過許多穿過外殼2的孔12與內(nèi)腔5與連通。
外膜10擴(kuò)大了內(nèi)腔5的有效容積，以致按照拉普拉斯定律使內(nèi)膜4在病人手指3的末端周圍作用基本一致的靜壓，不管腔5中的容積是否改變。因此，拉普拉斯(Laplace)定律主要說明，可膨脹的中空物體內(nèi)的膨脹壓力(P)在平衡狀態(tài)下等于壁的張力(T)除以物體的二個(gè)主軸曲率半徑(R1,R2)；即P=T(1/R1+1/R2)。球體的R1=R2，所以P=2T/R。當(dāng)壁的傳力與半徑成正比(即T/R=常數(shù))時(shí)，就像橡皮氣球在其最小和最大膨脹之間的情況一樣，氣球膨脹壓力基本保持不變，不管容積是否變化。
圖2示出壓力與容積的關(guān)系，詳細(xì)說明隨著體積變化壓力基本保持不變的工作區(qū)很大。實(shí)際壓力是彈性材料厚度和機(jī)械性能的函數(shù)。
圖1及1a所示的探測器有效地?cái)U(kuò)大了內(nèi)腔5的容積，增加了外腔11的體積，內(nèi)腔與外腔通過外殼2上的孔12連通，因此，腔5中的流體所施加的靜壓基本保持不變，不管插入探測器內(nèi)病人手指3中的動(dòng)脈血流量變化所引起的腔5的容積如何變化。如果手指在探測器中退出一部分，則由于拉普拉斯效應(yīng)余下部分仍受到同樣的外壓。
在手指末端指骨整個(gè)表面上施加近似的舒張反壓(40-70mmHg)，沒有發(fā)現(xiàn)對組織灌注有不利影響，盡管知道組織上施加局部壓力會(huì)造成微循環(huán)的衰竭。這是由于雖然動(dòng)脈壓大于允許動(dòng)脈血液滲透的反壓，但對通過靜脈返回的血液而言靜脈壓必須克服外部施加的壓力。靜脈壓的外部力量引起的上升會(huì)使上游微循環(huán)增壓到離開的靜脈血和進(jìn)來的動(dòng)脈的中間壓力，因此外加的壓力場內(nèi)微循環(huán)的透壁壓力大于零而防止了微循環(huán)的衰竭。
指尖表面溫度保持在36℃左右很狹的范圍內(nèi)以及在70mmHg壓力作用2小時(shí)后表面溫度沒有下降趨勢，這二點(diǎn)支持上述維持微循環(huán)開放和因此產(chǎn)生的組織灌注的模型，因?yàn)橐归g將增壓探測器作用到60個(gè)人的120個(gè)手指上都能很好地忍受而無有害影響這一事實(shí)也支持這一模型。
在圖1及1a所示的探測器中，內(nèi)腔5通過孔13注滿了流體，孔13中有單向閥14允許流體(如空氣)流入腔內(nèi)但不能流出。圖3示出壓力是如何隨時(shí)間而改變的，并表明當(dāng)加入一定量空氣后，儀器內(nèi)的壓力在24小時(shí)內(nèi)保持不變。
圖4示出和上述圖1及1a有同樣結(jié)構(gòu)的探測器，但為了簡單起見傳感器元件已省略，同理也省略了孔13和單向閥14，代之以完量的流體永久封入由內(nèi)膜4和外膜10所限定的空間內(nèi)。
圖5示出和圖4結(jié)構(gòu)相似的探測器，但外膜20是管狀結(jié)構(gòu)，并與外殼2的前端形成外腔21。外腔21通過外殼端部的孔22與內(nèi)腔5連通，從而有效地?cái)U(kuò)大內(nèi)腔5的容積，為上所述不管其體積如何變化，人的手指3上都會(huì)作用相對穩(wěn)定的靜壓。雖然圖5沒有包括和圖1及1a上元件13和14相應(yīng)的補(bǔ)充孔和單向閥，但這些元件可裝在外殼3上未被外膜21罩住的部分。
圖6a-6c所示的方法使如圖5中構(gòu)造的探測器可熟練地將病人的手指3插入探測器中。為此，探測器的外殼2在其與外膜20向里隔開距離的剛性段上裝一環(huán)形圈23。包括缸體24和柱塞25的灌注器用于將流體從內(nèi)腔5推移到外腔21，以便讓病人將手指插入探測器。圖6a示出缸體24的開口端接到環(huán)23上；圖6b示出柱塞25縮進(jìn)缸體24，從而將內(nèi)腔5中的流體吸入外腔21，讓人將手指插入探測器中，隨后柱塞25可回復(fù)到它在缸體24中的正常位置；而圖6c示出灌注器被移開的情況。
圖7a-7c示出使用圖5中的探測器讓人的手指插入的另一辦法。這可在外膜20上裝一指狀物，指狀物包括一球形捏手26，是從外膜向外凸出并固定到與外膜內(nèi)表面連接的背襯構(gòu)件28上。于是，使用者可抓住球形捏手26并向外拉(圖7b)使外腔21擴(kuò)大，因而從內(nèi)腔吸入流體并讓病人將手指3插入探測器中。病人的手指插入后，松開球形捏手26，隨后探測器便采取圖7c所示的工作位置。
圖7a-7c結(jié)構(gòu)的外膜20的功能是促成上述結(jié)構(gòu)中發(fā)生拉普拉斯效應(yīng)。
圖8a-8c示出由互相鉸接在一起的二段組成的探測器，這樣，探測器能環(huán)繞病人的手指打開和合上(圖8c)。因此，如圖8a所示，外殼，通常標(biāo)以32，也是管狀結(jié)構(gòu)，其一端封閉，另一端敞開，可插進(jìn)手指33。但這種情況下，外殼32被劈成二半32a,32b，它們沿其長度方向用一整條連接帶32c粘連在一起。每一段外殼32a,32b包括一條內(nèi)膜片34a,34b，它們與各自的管狀段的側(cè)面和端壁接合，從而形成二個(gè)內(nèi)腔35a,35b。探測器的每一外殼段32a,32b還有一外膜36a,36b，它們與各自的外殼段的外表面附著，從而形成二個(gè)外腔37a,37b，它們通過外殼段上的孔38與二個(gè)內(nèi)腔35a,35b連通。二個(gè)外殼段的非鉸接側(cè)攜帶維可牢(velcro商標(biāo))尼龍扣緊搭鏈39a,39b，可使這二段繞病人的手指33扎緊，以施加要求的壓力。
圖9示出類似于圖8a-8c的兩段結(jié)構(gòu)，但不用維可牢尼龍扣緊搭鏈39a,39b將二段扣緊在一起，而用圖9所示結(jié)構(gòu)中的接合件，它包括在兩外殼段32a,32b的接角邊緣中成一體的槽40b和插入其中的雄榫40a。
圖10a-10c示出另一種兩段結(jié)構(gòu)的探測器，但在此實(shí)例中兩個(gè)半段42a,42b在各自端壁43a,43b的相鄰邊緣處鉸接在一起。此外，不用整條鉸接帶而用易彎的不可拉伸的條帶44粘合到兩個(gè)端壁43a,43b上。兩個(gè)半段用二條維可牢條(velcro商標(biāo))帶45a,45b關(guān)緊閉合，條帶45a,45b在外殼開口端固定到一個(gè)半段42a上同時(shí)與固定在另一外殼半段42b上的條帶46嚙合。無論從哪方面看，圖10a-10c所示的探測器結(jié)構(gòu)基本上與上述的結(jié)構(gòu)相同且包括外膜，外膜形成的外腔與內(nèi)腔連通從而提供上述的拉普拉斯效應(yīng)。
圖11a-11c及圖12示出戴在一只手51的手指上的探測器50(圖12)。探測器50和圖10a-10c中一樣是二段結(jié)構(gòu)，詳細(xì)示于圖11a-11c。該圖上還示出二段的內(nèi)膜53a和二段的外膜53b，它們分別形成二段的內(nèi)腔54a,54b和二段的外腔56a,56b，內(nèi)腔與外腔通過孔57連通。
圖11a還示出在兩內(nèi)膜53a,53b上安裝二個(gè)傳感元件58a,58b，當(dāng)如圖11b所示將手指插在探測器形成的內(nèi)室中時(shí)，它們位于手指相對二側(cè)。這兩傳感元件58a,58b通過電線59直接或經(jīng)手套連接到固定在松緊帶61上的電路60(圖12)中。例如，電路60可包括電源及驅(qū)動(dòng)傳感元件58a,58b的其他電路元件，用以接受并儲(chǔ)存這些元件的輸出信號(hào)，例如可儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中，因而使用時(shí)不需要外部的電氣接線。
圖11a還示出在內(nèi)膜53b上裝一壓敏開關(guān)P或其他壓敏部件，如應(yīng)變計(jì)，確保不發(fā)生漏氣并且探測器套到人的手指上時(shí)有合適的壓強(qiáng)。壓敏部件可與光學(xué)傳感器串聯(lián)，也可與控制器并聯(lián)。
雖然在許多圖上，如圖4,7a-7c,8a-8c,9及圖10a-10c上，并沒有與圖1及1a中的傳感元件6a,6b及圖11a-11c中的58a,58b相當(dāng)?shù)膫鞲性?，顯然加以省略僅僅為了簡化對這些探測器的圖示和說明，這樣的探測器在上述具體應(yīng)用中還是要包括這些傳感器的。如前指示，所有實(shí)例中的傳感元件可以是光學(xué)傳感器，如光源(發(fā)光二極管)及光學(xué)方法感測套在探測器中手指變化的光線接收器；磁性傳感器，如永久磁鐵及感測因霍爾效應(yīng)引起手指圍長度化的磁場檢測器；或其他型或式的傳感器，如在上面引用的PCT專利申請中所述的那種傳感器。
圖13a-13c示出傳感元件58a,58b固定到手指探測器上和將外部電氣接線與傳感元件連接的一種方法。這樣，每個(gè)傳感元件58a,58b接電線59a,59b的一端，電線另一端穿過橡皮塞62a,62b，提供氣密性密封件以便維持上述的拉普拉斯效應(yīng)。塞子62a,62b插入二個(gè)外殼段52a,52b的壁孔63a,63b內(nèi)，這二個(gè)外殼段用了彎曲不能拉伸材料制成的條帶44鉸接在一起。二個(gè)傳感元件58a,58b安裝到由二外殼段52a,52b形成的內(nèi)室中的二個(gè)膜53a,53b上，這樣，當(dāng)裝配傳感元件且二個(gè)外殼段處于圖13c所示的閉合狀態(tài)時(shí)，這二個(gè)傳感元件貼到套在外殼內(nèi)室中手指的相對二側(cè)上。傳感元件通過電線59a,59b輸出信號(hào)，電線穿過外殼壁接到電氣處理系統(tǒng)及/或貯存系統(tǒng)，如在病人松緊帶61上的電路60(圖12)。
塞子之一，如62a，可裝有壓敏部件P，以確保不發(fā)生漏氣且在應(yīng)用探測器時(shí)壓力已達(dá)適當(dāng)值，正如對圖11a所作的說明。
圖14示出有封底管段72和環(huán)狀壓套74的手指探測器，封底管段72可容納病人手指73的端部而環(huán)狀壓套74與封底管段72的敞開端接近且在探測器套到病人手指上時(shí)更靠近病人的心臟。這樣的壓套使靜壓場擴(kuò)大，經(jīng)傳感元件58a,58b向病人的心臟側(cè)延伸，正如上面提到的PCT申請中所述。在此實(shí)例中，內(nèi)膜75沿其周邊附著到封底管封72的內(nèi)表面，并與之形成內(nèi)腔76；同樣，另一內(nèi)膜77沿其周邊附著到環(huán)狀套管段74的內(nèi)表面，與之形成環(huán)形內(nèi)腔78。此外，外膜79沿其周邊的一側(cè)附著到封底管段72的外表面，周邊的另一側(cè)附著到環(huán)形段74的外表面，與兩段形成一公共的外腔80。外腔80通過封底管段72中的孔89與內(nèi)腔76連通，又通過環(huán)狀套管段74中的孔82與內(nèi)腔78連通。
傳感元件58a,58b位于封底管段72內(nèi)，該段向人的手指73的末端周圍施加前述的基本均勻的靜壓場。如上面提到的PCT中所述，由環(huán)狀套管段74與膜77形成的內(nèi)腔78將此靜壓場通過傳感元件向病人的心臟側(cè)延伸。但這時(shí)由外膜79形成的公共外腔80保持封底管段72和環(huán)形段74中的靜壓場根據(jù)上述的拉普拉斯定律是基本相同，不管其中容積是否改變。
在上述探測器中傳感元件(如圖1a,1b中的6a,6b)包含在手指探測器中，因而病人手指插入探測器時(shí)傳感元件位于手指相對兩側(cè)，在這樣的結(jié)構(gòu)中，傳感元件產(chǎn)生電信號(hào)經(jīng)電線輸出到處理及/或儲(chǔ)存電路元件，如圖12中的電線59及儲(chǔ)存電路元件60。
圖15及16示出二種結(jié)構(gòu)，其中傳感元件不在手指探測器的外殼中而在手指探測器分開并用流體導(dǎo)管連接的另一外殼中。
圖15所示探測器是圖14所示那種，包括封底管段72和環(huán)狀套管段74。封底管段72的內(nèi)腔76用流體軟管90連接到置于剛性的第二外殼93內(nèi)的容器92，該外殼最好安放在靠近手指探測器處，例如固定到人的肘節(jié)處，容器92的筒身94底部是端壁95，頂部是膜96。
套管段74的環(huán)形腔78通過另一軟管97連接到第二外殼93內(nèi)的另一容器98。容器98的筒身99的底部100封閉，另一端是另外的膜101。
可以看出，第二外殼93內(nèi)的二個(gè)容器92和98分別與探測器的封底管段72中的內(nèi)腔76和套管段74中的內(nèi)腔78有想同的壓力。這二個(gè)壓力與第二外殼93中的壓力平衡。外殼93中的壓力可用灌注器102預(yù)先調(diào)節(jié)，灌注器包括缸體103和柱塞104，前者與外殼93內(nèi)部相連，而后者可以移動(dòng)來改變外殼93的體積，因而改變壓力。
容器92通過軟管90連接到探測器的封底管段72并包括傳感器，可感測封底管段72內(nèi)腔76的體積變化，從而感測在套上封底管段的病人的身體狀況。這樣，一個(gè)傳感元件105a與膜96固定，因而隨此膜而發(fā)生位移，而另一傳感元件105b固定到容器92的底壁95上，因此傳感元件105a可測出容器94內(nèi)的體積變化。
雖然圖15的結(jié)構(gòu)沒有前述結(jié)構(gòu)因具有增壓裝置所帶來的優(yōu)點(diǎn)，可以在病人指末端周圍基本均勻地施加靜壓力，該裝置中的介質(zhì)完全裝在手指探測器中，但它確實(shí)有許多其他優(yōu)點(diǎn)例如，圖15中探測器的封底管段72不需要比如在圖1及1a所述那樣的外腔，因?yàn)榈诙鈿?3內(nèi)的容器94如果與周圍氣體相通就會(huì)起外腔作用，給探測器提供上述拉普拉斯P/V特性曲線。同樣，如果外殼不通用這周圍氣體，則這種結(jié)構(gòu)能方便地設(shè)定探測器的封底管段72和環(huán)狀套管段74中的壓力。
此結(jié)構(gòu)還使套到病人手指上的探測器結(jié)構(gòu)簡化。因?yàn)樗鼘鞲性糜趩为?dú)外殼93中而不在探測器本身上。因此，探測器的封底管段可包括二根柔軟的塑料管件，每根管件一端封閉，另一端敞開并位于封底管段內(nèi)，當(dāng)病人的手指插入其中時(shí)貼合在手指相對兩側(cè)，結(jié)果每一管件構(gòu)成一半增壓室。此外，套管段74也可省略。
圖15結(jié)構(gòu)的另一可能優(yōu)點(diǎn)是它可避免對較細(xì)的表面血管產(chǎn)生偏壓。而且內(nèi)含傳感元件105a,105b的殼體93可以放置在非常靠近套在手指上的探測器，如放在肘節(jié)松緊帶上(圖12)，從而減少對病人行走的限制，也縮短流體軟管90,97的長度。
圖15a示出對圖15中的裝置結(jié)構(gòu)上的改動(dòng)，其單獨(dú)的殼體93有一壓力傳感器105，感測殼體內(nèi)的壓力并將信號(hào)送給CPU106,CPU106還接收從壓力源107(如圖15中的灌注器102)傳來的數(shù)據(jù)，壓力源預(yù)先規(guī)定殼體93中的壓力，從殼體93中的傳感元件105a,105b輸出的信號(hào)經(jīng)放大，濾波或在電路108中處理后由CPU106接收。CPU106按上面提及的PCT申請中所述將上述輸入信號(hào)作處理并產(chǎn)生輸出信號(hào)顯示在顯示器109上。
從所有其他方面來看，圖15a所示裝置與圖15中的在構(gòu)造和操作上是相似的，因此相同部件標(biāo)以相同標(biāo)號(hào)。
圖16及16a示出的手指探測器與上述的有相同結(jié)構(gòu)，特別與圖15及15a中的所示相似，但包括與套在手指探測器上的病人手指相接角的粘連層。此粘連層是一雙面膠粘條107，有內(nèi)層107a和外層107b。內(nèi)膠粘層107a貼上保護(hù)層108，在手指插入探測器時(shí)予以撕掉，使內(nèi)膠粘層107a與人的手指接角并粘牢。
從其他方面看，圖16和16a所示的探測器和上述的，特別是圖15,15a中的結(jié)構(gòu)相似。
圖17示出的裝置采用新穎的手指探測器，類似于上面提到的PCT申請中的圖23，可用于連續(xù)的非介入血壓測量。為了舉例說明起見，圖17所示手指探測器的結(jié)構(gòu)和上述圖11a-11c中的相似，雖然顯而易見它也可以是任何一種其他的結(jié)構(gòu)。
至此，圖17所示手指探測器包括一電加熱線圈110，裝在探測器外殼52a,52b的外表面，對插入探測器內(nèi)腔54a,54b中的病人手指加熱到任何預(yù)定的溫度最好是35-40℃。熱敏電阻111或其他元件控制電加熱器，以便維持此溫度擴(kuò)張手指血管。
圖17所示探測器還包括一垂直位置傳感器112，用于感測手指探測器相對于某一參考點(diǎn)垂直位置。傳感器112可以是上述PCT申請中所示相同的結(jié)構(gòu)，包括一充滿液體(最好是水)的外殼，其一端用易彎膜片112a封閉，另一端通過注水軟管113連接到壓力傳感器114。傳感器114發(fā)出與傳感器112的垂直位置相應(yīng)的輸出電信號(hào)。因而也是與人的心臟狀態(tài)相對應(yīng)的手指探測器的輸出電信號(hào)。
前述的手指探測器的傳感元件58a,58b通過電線115接到電路115a，對輸出信號(hào)放大并處理，再經(jīng)模擬/數(shù)字變換器送到CPU117。電加熱線圈110經(jīng)電線118接到電源的119，電源119還向CPU117供電。熱敏電阻117經(jīng)導(dǎo)線120接到控制電路121，再經(jīng)模擬/數(shù)字變換器116產(chǎn)生通到CPU117的輸出信號(hào)。CPU117產(chǎn)生的輸出信號(hào)送到顯示器122。
上面提到的PCT申請中說明了圖17所示裝置校正并作連續(xù)的非介入血壓測量的方法。
圖18a-18d示出另一種手指探測器，它包括一裝在內(nèi)部的壓力供應(yīng)源，因而不需要從探測器到外部的增壓流體供應(yīng)源的流體連接件。但在圖18a-18d所示的探測器中，向病人手指施加靜壓的壓力供應(yīng)源并不像前述實(shí)施例中那樣由手指探測器中的流體內(nèi)腔提供，而由手指探測器中的彈性海綿材料塊提供。
因此，圖18a-18d所示手指探測器包括分成二個(gè)半段202a,202b的外殼202，這二個(gè)半段用一條柔性但不能拉伸的條帶203在側(cè)鉸接，而另一側(cè)有維可牢(Velcro商標(biāo))尼龍搭鏈204，按所施靜壓的要求將探測器夾緊到病人手指205上。但這時(shí)在病人手指周圍施加靜壓的方法是用探測器二個(gè)半段中攜帶的彈性海綿材料塊206a,206b施加。有一層膠料207a,207b涂在海綿體206a,206b的內(nèi)表面，因此當(dāng)病人手指插入外殼內(nèi)且外殼段處于如圖18c,18d所示閉合狀態(tài)時(shí)膠料便直接接觸手指。上述設(shè)備中任何一種傳感元件208a,208b都攜帶在海綿體206a,206b的內(nèi)表面或其各自粘連層207a,207b上。
可以看出，通過對病人手指周圍二個(gè)外殼段以維可牢尼龍搭鏈?zhǔn)┘舆m當(dāng)?shù)木o度，探測器中的病人手指可以加上要求的固定壓力，粘連層207a,207b使海綿體及其傳感元件較牢固地固定到手指端部且較均勻地?cái)U(kuò)散作用力。
雖然本發(fā)明已就幾個(gè)優(yōu)送實(shí)施例作了描述，但顯然提出這幾個(gè)實(shí)施例僅僅為了舉例，可以有許多其他的改型。例如，可以應(yīng)用不同于上面提及的光學(xué)和霍爾效應(yīng)傳感器，例如用在上面提到的PCT申請中描述的那些傳感器。不同于維可牢或上述其他方法的連接件也可采用。此外，探測器也可合并到人所戴的手套中，比如在PCT申請中所述的那樣。
再說，手指探測器可用來裝一脈沖血氧計(jì)，來測量血液中的氧飽和度。在此用途中，傳統(tǒng)的脈沖血氧計(jì)的傳感器3包括在探測器外殼中，較好地測量血液中的氧飽和度(SaO2)，因?yàn)殪o壓場提供穩(wěn)定的環(huán)境。
顯而易見，所有圖1-17所述的實(shí)施例可設(shè)計(jì)成能提供上述的拉普拉斯操作，這時(shí)膨脹壓力基本保持不變，不管容積是否改變，雖然圖18a-18d中的含海綿緩沖材料的探測器結(jié)構(gòu)并不按拉普拉斯定律操作，但顯而易見可以有混合結(jié)構(gòu)，所包括的海綿緩沖墊只占據(jù)含傳感器的內(nèi)腔的一部分空間，因而基本保證拉普拉斯操作。
此外，本發(fā)明還可以用于非手指探測器的場合。如作為人體部位傷口包扎的附件，作為靜脈穿刺準(zhǔn)備工作的在人體部位中產(chǎn)生靜脈擴(kuò)張的手段，作為如在肘節(jié)或足踝扭傷時(shí)對軟組織損傷的支撐，減壓和固定的手段，作為對人體部位水腫區(qū)域加壓敷抹器等。
本發(fā)明另一可能的用途是作為不可回收的傳感器，它固定在有預(yù)先充氣表面的膜上，通過繞在手指周圍的方法可包住手指，并有粘性閉合的自由端可向包住的手指施加均勻壓力。膜片可貼到可彎曲但不能拉緊的不透氣材料上。如塑料薄膜，膠布套等。手指探測器和可位于肘節(jié)處的傳感控制臺(tái)之間用軟管連通。放在遠(yuǎn)處的單向減壓閥確保手指探測器開為使用時(shí)將過多的壓力放掉。
本發(fā)明另一可能的用途是垂直位移傳感器，它是一根充滿流體的軟管，一端連接以周圍壓力為參照的壓力傳感器，另一端接彈性觸頭。壓力傳感器和彈性觸頭分別位于心臟部位及測量點(diǎn)，或相反放置。
還有一個(gè)方案是在同一探測器中裝上光學(xué)傳感器和容積式傳感器，光學(xué)傳感元件不需要放在上述手指的相對兩側(cè)，可放在其它位置，有一個(gè)特別有用的結(jié)構(gòu)是光學(xué)傳感器和光源分別放在指趾的動(dòng)脈上，彼此差140℃。
本發(fā)明顯然還可許多其他的方案，修改和應(yīng)用。
權(quán)利要求
1．一種應(yīng)用在病人身體部位測量其健康狀況變化的儀器，該儀器所含探測器包括一外殼，其形成的內(nèi)室在一端封閉，另一端敞開，可手套住病人身體部位的末端，包括其最端部；增壓裝置，可向病人身體部位的末端四周，包括其最末端施加基本均勻的靜壓場，如果已插入所述的內(nèi)室中的話，該靜壓場強(qiáng)度的預(yù)定值是以基本防止靜脈脈管系統(tǒng)的擴(kuò)張，失控的靜脈回流及沖擊波反向傳播到上述的末端，并足以以局部緩解，但不堵塞，心臟犯病或未犯病時(shí)上述末端中的動(dòng)脈壁的張力；及一傳感器，可感測病人身體部位末端中與動(dòng)脈血容量相關(guān)的瞬時(shí)血容量變化引起的體積變化；其特征在于上述的可將均勻靜壓場施于病人身體部位末端，包括其最末端周圍的增壓裝置，是由完全含在此探測器內(nèi)的介質(zhì)組成。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的儀器，其中所說的增壓裝置包括一外殼的彈性內(nèi)膜，它與外殼形成內(nèi)腔，內(nèi)腔中充滿流體，可通過此內(nèi)膜向病人身體部位末端，包括其最末端的周圍施加基本均勻的靜壓力。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的儀器，其中所說的增壓裝置還包括一彈性外膜，它與所述外殼的外表連接并與外殼形成一外腔，外腔與內(nèi)腔通過所述外殼中的孔連通以擴(kuò)大該內(nèi)腔的有效容積，從而使內(nèi)膜向病人身體部位末端周圍施加基本均勻的靜壓力，不管其容積是否改變。
4．一種套到病人身體部位上的儀器，其所含探測器包括一外殼，可套到身體部位上；及增壓裝置，用于向身體部位四周施加基本均勻的靜壓場；該增壓裝置包括一彈性內(nèi)膜，位于上述外殼內(nèi)并與外殼形成一內(nèi)腔，內(nèi)腔中充滿流體以便通過該內(nèi)膜向病人指趾末端，包括其最末端的周圍基本均勻地施加靜壓力；及一彈性外膜，與上述外殼的外表附著并與外殼形成一外腔，外腔與內(nèi)腔通過外殼中的孔連通，以擴(kuò)大內(nèi)腔的有效容積，從而使上述內(nèi)膜可在身體部位周圍施加基本相等的靜壓，不管其容積是否改變。
5．根據(jù)權(quán)利要求3所述的儀器，其中所述的外殼的孔中有一單向閥，用于向內(nèi)腔加注流體到要求的預(yù)定壓力。
6．根據(jù)權(quán)利要求3所述的儀器，其中所述的彈性外膜是環(huán)形結(jié)構(gòu)且套到外殼的環(huán)形段四周，外殼中的孔使內(nèi)外腔連通。
7．根據(jù)權(quán)利要求3所述的儀器，其中所述的彈性外膜是管狀結(jié)構(gòu)且附著在外殼的外端周圍，該外端上有孔，可使內(nèi)腔與外腔連通。
8．根據(jù)權(quán)利要求7所述的儀器，其中所述的外殼包括一環(huán)形圈，與固定到殼體上的彈性外膜隔開一段距離，可用于安放灌注器的開口端，灌注器使流體從內(nèi)腔轉(zhuǎn)移到外腔，擴(kuò)大了外腔的容積，有利于病人身體部位插入所說的內(nèi)室。
9．根據(jù)權(quán)利要求7所述的儀器，其中所說的彈性外膜包括一可由使用者抓住的指狀物，可使外腔擴(kuò)大，而使流體從內(nèi)腔轉(zhuǎn)移到外腔，有利于病人身體部位插入所說的內(nèi)室。
10．根據(jù)權(quán)利要求9所述的儀器，其中所述的指狀物包括一球形捏手，此球形捏手從外膜向外凸出，要供使用者抓住且與支撐件固定，支撐件可與外膜的內(nèi)表面接合。
11．根據(jù)權(quán)利要求3所述的儀器，其中所述的外殼由二段構(gòu)成，這二段鉸接起來可采取開啟和關(guān)閉狀態(tài)，且有連接件將二段扣緊在關(guān)閉狀態(tài)。
12．根據(jù)權(quán)利要求11所述的儀器，其中所述的連接件是二個(gè)外殼段攜帶的維可牢(Velcro商標(biāo))鉤狀環(huán)形固定帶。
13．根據(jù)權(quán)利要求11所述的儀器，其中所述的連接件是二個(gè)外殼段上做成一體的凹凸形結(jié)構(gòu)物。
14．根據(jù)權(quán)利要求11所述的儀器，其中所述的外殼包括一管形側(cè)壁，其一端被端壁封閉，另一端開口，該管形外殼被分成二個(gè)半段并在上述端壁處鉸接在一起。
15．根據(jù)權(quán)利要求11所述的儀器，其中所述的外殼包括一管形側(cè)壁，其一端被端壁封閉，另一端開口，該外殼被分成二個(gè)半段并沿該管形側(cè)壁鉸接在一起。
16．根據(jù)權(quán)利要求14所述的儀器，其中所說的鉸接帶是一整體鉸接帶，與上述二個(gè)外殼半段形成一體。
17．根據(jù)權(quán)利要求14所說的儀器，其中所說的鉸接帶是一條可彎曲的可伸長的材料，附著在二個(gè)外殼半段上。
18．根據(jù)權(quán)利要求14所說的儀器，其中所說的內(nèi)膜是一條膜帶，與各外殼段的側(cè)壁和端壁連接；及所說的外膜包括另一膜帶，附著在各外殼段外表面上。
19．根據(jù)權(quán)利要求1所述的儀器，其中所述的增壓裝置包括一在上述內(nèi)室中并與插入儀器的病人身體部位接觸的粘連層。
20．根據(jù)權(quán)利要求19所述的儀器，其中所述的粘連層在塑料帶內(nèi)表面上，該塑料帶外表面也有另一粘連層，所說的粘連層還包括一保護(hù)層，貼在上述粘連層的內(nèi)表面并可從其上剝落，以便使此內(nèi)表面能與插入本儀器中的病人身體部位接觸并粘牢。
21．根據(jù)權(quán)利要求1所述的儀器還包括一環(huán)形壓力套管，該壓力套管套到病人心臟側(cè)接觸外殼的病人身體部位，以使通過傳感器的靜壓擴(kuò)大到病人心臟側(cè)。
22．一種應(yīng)用于病人身體部位測量其健康狀況變化的儀器，該儀器包括第一外殼，其形成的第一內(nèi)室的一端封閉，另一端敞開可插入病人身體部位末端，包括其最末端；增壓裝置，用于在病人身體部位末端包括其最末端插入該內(nèi)室，時(shí)在此末端周圍產(chǎn)生基本均勻的靜壓場，此靜壓場強(qiáng)度是預(yù)先確定的，足以基本防止靜脈脈管系統(tǒng)的擴(kuò)張，失控的靜脈回流和沖擊波逆向傳播到上述的末端，并足以局部緩解心臟發(fā)病或未發(fā)病時(shí)該末端中未堵塞動(dòng)脈的管壁張力；傳感器，可感測與動(dòng)脈血流量相關(guān)的瞬時(shí)血液量變化引起的病人身體部位末端血液量的變化；及第二外殼，它與第一外殼分離并形成第二內(nèi)室，第二內(nèi)室與第一內(nèi)室有流體連接件；上述傳感器位于第二外殼內(nèi)第二內(nèi)室的關(guān)鍵位置上。
23．根據(jù)權(quán)利要求22所述的儀器，其中所述的和二外殼包括一可預(yù)調(diào)的壓力源，可對第二外殼內(nèi)部的壓力作預(yù)先設(shè)定。
24．根據(jù)權(quán)利要求22所述的儀器，其所述的第二外殼與周圍氣體相通。
25．根據(jù)權(quán)利要求1所述的儀器，其中所述的增壓裝置包括一塊彈性的海綿材料，它具有凹槽從而形成內(nèi)腔，可在病人的指趾插入時(shí)予以包住。
26．根據(jù)權(quán)利要求25所述的儀器，其中所述的外殼是二段構(gòu)成，這二段鉸接在一起可采取打開和閉合狀態(tài)；上述的彈性海錦塊也是二段構(gòu)成，每個(gè)外殼段中帶一塊海綿；及所述外殼段還包括連接件，可將二外殼段在閉合狀態(tài)下扣緊。
27．根據(jù)權(quán)利要求26所述的儀器，其中每段彈性海綿材料塊包括一層暴露的膠粘料，在病人身體部件插入外殼中且外殼段在閉合狀態(tài)時(shí)與此身體部件接觸。
28．根據(jù)權(quán)利要求1所述的儀器，其中壓力傳感器位于上述外殼內(nèi)，用來感測增壓裝置作用到病人身體部位的壓力。
29．根據(jù)權(quán)利要求1所述的儀器，其中所述的傳感器是光學(xué)傳感器并包括一裝在外殼內(nèi)的光源，位于插入的病人身體部位一側(cè)；還包括一裝在外殼內(nèi)的光探測器，位于病人身體部位的相對一側(cè)。
30．根據(jù)權(quán)利要求1所述的儀器，其中所述的傳感器是霍爾效應(yīng)傳感器并包括一裝在外殼內(nèi)的永久磁鐵，位于插入的病人身體部位的一側(cè)；還包括一裝在外殼內(nèi)磁場探測器，位于插入的病人身體部位的相對側(cè)。
31．根據(jù)權(quán)利要求1所述的儀器，其中所述的傳感器包括光學(xué)傳感器和容積式傳感器的組合。
32．根據(jù)權(quán)利要求1所述的儀器，其中所述的傳感器是一脈沖血氧計(jì)，用于感測血液的氧飽和度。
33．根據(jù)權(quán)利要求1的述的儀器，還包括從傳感器到套在病人另一身體部位上的松緊帶上攜帶的電路的連接電線。
34．根據(jù)權(quán)利要求33所述的儀器，其中所述電路包括存儲(chǔ)器，用于儲(chǔ)存?zhèn)鞲衅鞯妮敵鲂盘?hào)。
35．一種套在病人身體部位上的儀器，包括外殼，由鉸接在一起的二段構(gòu)成，可采取打開和閉合二種狀態(tài)；分成二段的彈性海綿材料塊，每段裝在一個(gè)外殼段中且在二外殼段閉合狀態(tài)下形成一內(nèi)室，用于插進(jìn)病人身體部位；及連接件，可將二外殼段緊固成閉合狀態(tài)。
36．根據(jù)權(quán)利要求35所述的儀器，其中每一段彈性海綿材料塊包括一層外露的粘連料，當(dāng)病人身體部位插入外殼中且二外殼段閉合時(shí)使與此身體部位接觸。
37．根據(jù)權(quán)利要求35所述的儀器，其中所述的連接件是二外殼段攜帶的維可牢(Velcro商標(biāo))鉤狀環(huán)形固定帶。
38．一種套到病人身體部位來檢測病人健康狀況變化的儀器，該儀器包括一外殼，它形成的內(nèi)室在一端封閉，在另一端敞開供病人身體部位末端插入其中；第一膜，它形成的第一腔內(nèi)含有增壓用流體，在病人身體部位插入外殼中進(jìn)向該身體部位施加靜壓場；第二膜，它形成的第二腔與上述第腔連通，且其形成的容積使兩腔的合成容積能根據(jù)拉普拉斯定律保持壓力相對穩(wěn)定，不管容積有無變化；及傳感元件，至少裝在一個(gè)上述的腔中，可感測與其中容積變化相關(guān)的病人身體部位末端的變化。
39．根據(jù)權(quán)利要求38所述的儀器，其中所述第二膜至少包圍一部分外殼，與外殼被包圍部分形成第二腔，該第二腔通過穿透外殼的孔與上述第一腔連通。
40．根據(jù)權(quán)利要求39所述的儀器，其中所述傳感元件由所說第一腔中的第一膜攜帶。
41．根據(jù)權(quán)利要求39所述的儀器，其中所述第二膜是環(huán)狀結(jié)構(gòu)且套在外殼環(huán)形段落四周，所述孔起內(nèi)外腔的連通作用。
42．根據(jù)權(quán)利要求39所述的儀器，其中所述第二膜是管狀結(jié)構(gòu)且附著在外殼的外端周圍，該外端的形成使所述孔起第一和第二腔連通的作用。
43．根據(jù)權(quán)利要求38所述的儀器，其中所述的由第二膜形成的第二腔位于第二外殼中且由流體軟管與第一腔連接。
44．根據(jù)權(quán)利要求43所述的儀器，其中所述的傳感器位于遠(yuǎn)處的外殼中處于第二腔重要位置。
45．根據(jù)權(quán)利要求44所述的儀器，其中所述的第二膜受到第二腔中壓力及第二外殼中周圍介質(zhì)壓力的壓差作用。
46．根據(jù)權(quán)利要求45所述的儀器，其中所述的第二外殼包括一壓力預(yù)調(diào)器，可將作用在第二膜上的第二外殼中的壓力預(yù)調(diào)。
47．根據(jù)權(quán)利要求46所述的儀器，其中所述的遠(yuǎn)處的外殼包括一壓力傳感器，可感測第二外殼中的周圍介質(zhì)壓力。
全文摘要
一種應(yīng)用于病人身體部位,特別是手指上的探測器,可檢測出病人身體狀況的變化。這種探測器包括外殼(2),其內(nèi)室(3)的一端封閉,另一端敞開,可放進(jìn)病人手指的末端;還包括裝置(10),內(nèi)有探測器自含的介質(zhì),可向病人手指末端四周相當(dāng)均勻地作用靜壓場,其強(qiáng)度是以防止靜脈脈管系統(tǒng)的擴(kuò)張,失控的靜脈回流,沖擊波反向傳播到手指末端,并在病人心臟犯病或未犯病時(shí)局部緩解,而不堵塞,手指末端中動(dòng)脈管壁的張力。傳感器(6a)可感測到病人手指末端中動(dòng)脈血液量改變相關(guān)的變化。
文檔編號(hào)A61B5/103GK1304295SQ99806966
公開日2001年7月18日 申請日期1999年6月2日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月7日
發(fā)明者R·P·施納爾 申請人:意塔瑪醫(yī)學(xué)(Cm)1997有限公司