專利名稱：內窺鏡壓力均衡系統及方法
技術領域：
本發明涉及一種用于均衡內窺鏡的內部空間和圍繞內窺鏡的環境之間的壓力的系統和方法。
典型的內窺鏡包括一個適合引入人體或動物體的細長管。內窺鏡遠端處的透鏡形成人體內部區域的象，諸如光纖或攝象之類的裝置沿內窺鏡管長把象傳輸到體外的位置，使外科大夫或其它內窺鏡使用者可以觀察。當然，內窺鏡不限于醫學上使用，它也可以用于機器探傷和其它使用中的維持。不考慮它如何使用，柔軟的遠端部使內窺鏡能通過非線性的通道。
除了分象傳輸裝置，內窺鏡的遠端部分典型地包括一個或多個用于通氣，通液或器械的管狀通道，軟管內窺鏡還包括一個或多個用于控制內窺鏡頭部運動的鋼絲，柔軟的外殼環繞內窺鏡的柔軟部分，以便保護內窺鏡免受環境的影響，并保護人體或其它環境免受內窺鏡內部零件的影響。
為了衛生的原因，內窺鏡在每次使用后都需清洗和消毒，在這些過程中為了增加方便性，許多內窺鏡都有水密封結構，防止內窺鏡的內部零件免受清洗和消毒劑影響。在軟管內窺鏡中，環繞內窺鏡柔軟部分的柔軟彈性外殼形成這種水密性結構的整體部分。
商業上的消毒方法，如高壓蒸汽，可損害內窺鏡的精密的內部零件和柔性外殼。最近的消毒設備使內窺鏡經受抗微生物氣體(如過氧化氫或氧化乙烯)的處理，多半與等離子場結合。這些消毒劑在消毒處理時在降低壓力環境的條件下保養內窺鏡。
一個明顯的未使用空間的區域占據大部分內窺鏡的柔性部分。當然，這個空間充以氣體，典型的是空氣，當壓力降低時，封在內窺鏡內的氣體將向彈性外殼施加極大的壓力，如果這個壓力得不到釋放，外殼就可能被弄破。一般的硬性內窺鏡很容易經受由封入的氣體施加的一個大氣壓；然而，甚至由精密的零部件所構成的硬性內窺鏡仍能感受到內窺鏡中的壓力。
至少一個制造商提供了一種具有導入內窺鏡內部的可密封孔的內窺鏡，在降低壓力的環境下消毒時，孔可以打開，使內窺鏡的內部與消毒的大氣相通，由此降低內窺鏡內過多的壓力。孔也可以用于檢查內窺鏡的洩漏，特別是外殼，這是通過把可控制的氣體壓力施加到內窺鏡內，同時把內窺鏡浸入水中進行的。
為方便起見，至少一個制造商提供了一種在消毒時可以裝在孔上的帶孔的帽，消毒時，先將孔內的閥門打開，由此在消毒過程中使內窺鏡內部與大氣相通。雖然這種簡單的裝置使彈性外殼免受爆裂，同時也使氣態的抗微生物劑能進入內窺鏡內，但內窺鏡內不需要有這種試劑。內窺鏡的這部分也不與患者接觸，所以，也不需要消毒。此外，這類試劑也可能對內窺鏡內部造成損害。通常，在消毒后要有足夠長的時間保持孔打開，以便使試劑從內窺鏡內部擴散出去。當然，這就增加了完成整個消毒過程所需的時間。
本發明通過提供一種在消毒過程中均衡內窺鏡內部的壓力，且防止抗微生物氣體進入內窺鏡內部的裝置和方法來克服已有技術中的這樣或那樣的限制。
按照本發明的壓力均衡裝置均衡內窺鏡內與其周圍環境的壓力。該裝置連接到內窺鏡上的孔上，它又依次從外界環境引入內部空間，一個輸出檢查閥與內窺鏡孔相通，且當阻止氣體流入孔內時允許流出孔外。因此，當內窺鏡遇到降低環境壓力時，在內窺鏡內部的氣體通過輸出檢查閥排放到環境中，從而降低了內部空間的壓力。在內部空間的壓力與環境的壓力均衡時，輸出檢查閥阻止從環境反向的流經該閥的氣體進入內部空間。
優選地，輸出流動通道中的過濾器防止過氧化氫進入孔內，由此，當裝置在降低壓力使用過氧化氫消毒處理時，經輸出檢查閥朝孔方向偶然洩漏的過氧化氫由過濾器過濾。過濾器含有催化劑，如銅棉，用于把過氧化氫分解成水和氧。
優選地，輸入檢查閥也與內窺鏡孔相通，以便在響應超過預定值(優選的在1.5-5磅/英寸2)的下游壓力梯度時允許氣流進入孔內。輸出檢查閥上的正閉合裝置除了響應超過預定值(優選值也是1.5-5磅/英寸2)的下游壓力梯度之外阻止氣流通過該裝置。
這種內窺鏡上的孔通常具有一個內閥，而本發明的裝置優選地具有用于打開孔的內閥的開口裝置。為了提高操作人員的順應性，裝置可以裝在消毒容器中，用于在消毒時接納內窺鏡，消毒容器是可密封的，氣體可透過的，而細菌是不能透過的。
本發明還包括用于均衡內窺鏡內部空間的壓力與圍繞內窺鏡的環境的壓力的方法。方法包括如下步驟。當內部空間的壓力由于高于預定值而超過周圍環境的壓力時，打開內部空間和周圍環境之間的孔，以便均衡它們之間的壓力。當內部空間的壓力與周圍環境壓力均衡時，孔被阻塞，以便阻止來自環境的氣體或其它物質通過孔流入內部空間。
當環境中的氣體含有已知試劑時，最好在其從環境進入孔時對其進行過濾以中和試劑。當試劑包括過氧化氫時，優選的是用催化劑(如銅)中和，銅將過氧化氫分解成氧水和氧。
本發明的方法最優選地是與消毒過程一起應用，該過程中，內窺鏡置于消毒容器中，壓力降到大氣壓以下，將抗微生物氣體引入消毒容器內，氣體從消毒容器中清除，消毒容器內的壓力返回到大氣壓。


圖1是適用于按照本發明的裝置和方法的通用型內窺鏡的透視圖；圖2是圖1的內窺鏡的壓力孔的透視圖；圖3是按照本發明的裝置的正視圖；和圖4是沿圖3的4-4剖面線的部分剖視圖。
參照圖1，典型的內窺鏡10包括一個用于插入體內的柔軟部分12，而柔軟部分裝在彈性外殼14內。內窺鏡10的內部空間(未示出)開有孔16，使內部空間與圍繞內窺鏡10的環境能壓力相通。
翻到圖2，孔16包括從內窺鏡10向外凸出的圓柱形主體18，環形的可轉動的套筒20被接納在孔主體18內，裝在套筒20上的環形蓋板22剛性地連接到主體18上，套筒20的轉動可控制閥件23，以便通過孔16選擇地開啟和閉合對著大氣的內窺鏡內部。
導向銷釘24徑向地從孔主體18凸出，蓋板22上的槽26與套筒20上的槽28對準，因此，銷釘(在圖2中未示出)軸向地穿過套筒槽28，以便轉動套筒20。孔16至少適合于接納兩個裝置。第一， 消毒帽(未示出)具有一個用于接納導向銷釘24的通道和一個用于嚙合套筒槽28的嚙合銷，當帽裝在孔16上的并轉動時，閥件23開啟，以便把內窺鏡10的內部放在通過帽上的孔與大氣壓力相通的位置上。孔16也適合于接納一個洩漏檢測器，如1985年3月26日公開的Shimizu的美國專利US-4,506,544所公開的，在此作為參考文獻引入。
圖3示出了按照本發明改進的消毒帽30，帽30包括一個通常是圓柱形的主體32，主體32上有一個用于接納孔16上的導向銷釘24(見圖2)的通道34，通道34從主體第0一端面36向主體32軸向延伸一個很短的距離，然后再在主體32的圓周上延伸四分之一周長。因此，帽30蓋在孔16上，銷釘24接納在通道34內，當導向銷釘24沿通道34移動時，帽30轉動四分之一圈，嚙合銷釘38徑向地穿入主體32并連接套筒槽28，此時導向銷釘24已被接納在通道34內。當帽30轉動時，嚙合銷釘38使套筒20轉動，以便打開閥件23。
圖4示出了帽30的內部結構，它公開了從第一端36延伸到主體32內的、其大小適合于接納孔主體18(見圖2)的第一軸向孔40。第二軸向孔42稍微向帽主體32內更進一步延伸并具有較小的直徑，以便接納套筒20和蓋板22。主體32內在第一孔40處的環形槽44接納一個O形環4b，以便帽30對孔16密封。
輸入閥孔48和輸出閥孔50從閥體32的第二端面52以面對面的關系向閥體32內軸向延伸。管座54從第二軸向孔42延伸到輸入和輸出閥孔48和50，以便把它們定位在與第二軸向孔42液體相通的位置上。輸入檢查閥56和輸出檢查閥58分別位于輸入和輸出閥孔48和50內，每個輸入和輸出檢查閥56和58只能單向流動，且只是響應預定的壓力梯度。相似的檢查閥在1978年12月12日公開的Winn的美國專利US-4,129,145中已經公開，在此以參考文獻引入。
通常，每個輸入和輸出檢查閥56和58包括一個具有內環狀閥座62的筒狀閥體60，裝在閥件60內的提動頭64包括一個在閥座62下游的圓盤閥件60，一個在閥座62上游的圓盤形彈簧座68，和一個穿過閥座62并聯接到閥件66和彈簧座68上的軸70。彈簧72在閥座62和彈簧座82之間延伸，以便使閥件66相對于閥座62偏置。當面對閥件66的壓力超過彈簧力時，閥件66使閥座62抬起，以便允許氣流通過閥體60。
檢查閥56和58使壓力能在內窺鏡10的內部和圍繞內窺鏡外殼14的環境之間均衡，且防止了氣體自由地流入內窺鏡10。當在此使用時，當穿過外殼14的壓力差在預定值以下時，亦即，保護外殼和包括小心安全的范圍時，壓力被認為是均衡的。彈簧72決定開啟檢查閥56和58所需的壓力。優選地，彈簧力所需的壓力差為1.5到5磅/英寸2，以便操縱檢查閥。無偏置的檢查閥，如簡單的平旋閥，可以替代檢查閥56和58之一或全部。然而，由彈簧72提供稍微偏置的力使檢查閥56和58保持關閉，此時壓力均衡，以便進一步防止在消毒循環中抗微生物氣體進入內窺鏡。
消毒帽30特別是使用汽相過氧化氫消毒，或者只是或者與等離子場結合，如在1987年2月17日公開的Jacobs等人的美國專利US-4,643,876所公開的，該專利在此作為參考文獻引入。為了更一步保證過氧化氫不能從消毒循環中到達內窺鏡10的內部，在輸入閥腔48內或者更優選地是在管座54內可以配有過濾介質74，過濾器74優選地包括能夠起到催化劑作用，以便把過氧化氫分解成無害的水和氧氣的材料。銅、銀、鐵、鉑和它們的合金都包括在對過氧化氫能起到催化作用的金屬中。業已發現，銅棉特別適合于作為過濾材料。
其它裝置也可以用于防止剩余的抗微生物劑至少以一種無害的形式進入內窺鏡10。對于過氧化氫抗微生物，其它的催化劑，如催化或化學反應劑，也可以用來分解或以另外的方法把剩余的過氧化氫變成無害的。此外，吸收劑，如纖維素材料，可以加到銅過濾器74上或者替代它，以便吸收剩余的過氧化氫并防止它進入內窺鏡10。另外，也可以用過濾膜作為空氣通道且防止過氧化氫通過。
雖然這些技術專門用于消除殘余的過氧化氫，但它們也可以用于消除在同一消毒過程中所使用的其它殘余的微生物劑。催化劑、反應化學劑、吸收劑、物理過濾器(如過濾膜或其它裝置)都可以用于防止活性的抗微生物劑進入內窺鏡，同時又使空氣可以進出內窺鏡。例如，在酸性的或堿性的抗微生物劑的情況下，可以加入適當的物質，使PH中和到無害的范圍內。
典型地，器械在消毒之前放入傳汽的微生物過濾裝置包裝內或容器內(未示出)。一種典型的裝置是在1987年12月29日公開的Nichols的美國專利US-4,716,025中公開的，在此作為參考文獻引入。消毒過程完成之后，器械應在準備使用時再從包裝或容器中取出，因此，器械仍保持消毒狀態。通常，器械例如內窺鏡都有專用的容器。為了增進操作人員在使用帽30時的方便性，它可以裝到這種專門容器中，由此，通過把帽放在容器中可以提醒操作人員在消毒時使用帽30。
為了在低壓的氣態抗微生物氣體中消毒內窺鏡10，先將消毒帽30裝在內窺鏡10的孔16上。導向銷釘24裝入帽30的通道24內，以便引導帽30在孔16上的運動，帽30先在軸向上推向孔16，然后轉動四分之一圈。當導向帽30軸向地推到孔16上時，嚙合銷釘38通過蓋板22上的槽26并進入套筒20內的槽28中。當帽30轉動四分之一周時，套筒20轉動，以便把閥件23置入開啟位置，由此，使內窺鏡內部與帽30的第二軸向孔42液體相通。
典型地，在施加抗微生物劑之前，在這種消毒過程中降低壓力。當壓力降低時，輸出檢查閥58打開，以便使內窺鏡中的空氣排出并保護整個彈性外殼14。當內窺鏡10內的壓力與其周圍環境的壓力均衡時，輸出檢查閥閉合，內窺鏡內部與消毒氣體隔開。當使用過氧化氫抗微生物劑時，過濾介質74中和由輸入或輸出檢查閥56和58偶然洩漏的過氧化氫。
在結束消毒過程之前，抗微生物劑從圍繞內窺鏡10的環境中消除。典型的是，消毒是在密封倉內進行，且當與電磁幅射結合，以便產生等離子場時，過氧化氫在消毒過程中轉換成水和氧氣。然而，在沒有等離子場的情況下，過氧化氫典型地從倉內排出，結果，在消毒過程完成后在某些位置上，消毒倉(未示出)內的壓力上升。在預定的壓力梯度，輸入檢查閥56打開，使消毒倉內的空氣進入內窺鏡。如果在消毒倉內有殘余的過氧化氫，那么在空氣進入孔16之前，過濾介質74中和它。消毒過程完成后，消毒帽可以從內窺鏡10上取下。
雖然本發明已就特殊的實施例作出說明，但是本領域的技術人員應該理解，本發明不限于此，因為本領域的技術人員可以做出各種改進，特別是在前面的教導的基礎上。在本發明上述公開的范圍內可以作出的各種變換和改進都沒有脫離本發明的精神。例如，帽30只用于輸出檢查閥58，而不用于輸入檢查閥56。適度的結構在大部分的內窺鏡中構成外殼14的基礎，亦即內窺鏡10內的低壓不會損壞外殼14。還應該理解，本發明，包括化學試劑過濾方面，不僅在基于過氧化氫消毒時對保護器械是有用的，而且在用其它試劑[包括可能損壞器械(如內窺鏡的內部)的過乙酸]消毒時，對保護器械也是有用的。
權利要求
1.一種用于均衡具有一個孔的內窺鏡內從其周圍環境到內部空間的壓力的均衡裝置，該裝置包括一個用于把裝置連接到內窺鏡上的連接裝置；一個當連接裝置連接到內窺鏡孔上時，與內窺鏡孔相通的輸出檢查閥，該輸出檢查閥所取方向允許氣流從所述孔流出且阻止氣流流入孔內；由此，當內窺鏡在所述環境內減壓時，內窺鏡內部空間的氣體通過輸出檢查閥釋放到周圍環境中，以便降低內部空間的壓力，并由此，在內部空間的壓力與環境壓力均衡后，輸出檢查閥阻止氣體從環境經過其向內部空間逆流。
2.按照權利要求1所述的裝置，進一步包括一個由孔經輸出檢查閥的輸出流動通道和一個在輸出流動通道中用于防止化學試劑的活性形式進入孔內的過濾裝置。
3.按照權利要求2所述的裝置，其中過濾裝置包括用于把過氧化氫分解成水和氧的催化劑。
4.按照權利要求3所述的裝置，其中過濾裝置包括銅、鉑、銀、鐵或其合金。
5.按照權利要求4所述的裝置，其中過濾裝置包括銅棉。
6.按照權利要求1所述的裝置，進一步包括一個當連接裝置連接到內窺鏡孔上時與內窺鏡孔相通的輸入檢查閥；其中輸入檢查閥只有在響應超過第一預定值的下游壓力梯度時才允許氣體通過其流向所述孔。
7.按照權利要求6所述的裝置， 進一步包括一個通過輸入檢查閥進入所述孔的輸入流動通道和在輸入流動通道內用于防止化學試劑以活性形式進入孔內的過濾裝置。
8.按照權利要求7所述的裝置，其中過濾裝置包括用于把過氧化氫分解成水和氧的催化劑。
9.按照權利要求8所述的裝置，其中過濾裝置包括銅棉。
10.按照權利要求6所述的裝置，其中預定值在1.5-5磅/英寸2范圍內。
11.按照權利要求6所述的裝置，其中輸出檢查閥進一步包括一個正閉合裝置。由此，輸出檢查閥除響應超過第二預定值的下游壓力梯度之外關閉所有的流動。
12.按照權利要求1所述的裝置，其中輸出檢查閥進一步包括一個正閉合裝置，由此，輸出檢查閥除響應超過第二預定值的下游壓力梯度之外關閉所有的流動。
13.按照權利要求12所述的裝置，其中第二預定值在1.5-5磅/英寸2范圍內。
14.按照權利要求1所述的裝置，進一步包括與所述連接裝置相連的開啟裝置，用于當連接裝置連接到孔上時打開孔內的閥件。
15.按照權利要求14所述的裝置，進一步包括一個在消毒時用于容納內窺鏡的消毒容器，該消毒容器是可密封的且可透過氣體但不能透過微生物，所述裝置連接到消毒容器上，由此，它們存在提醒使用者能在消毒過程中使用該裝置。
16.一種用于均衡內窺鏡內部空間的壓力與圍繞內窺鏡的周圍環境的壓力的方法，包括如下步驟當內部空間的壓力超過大于預定的第一值的環境壓力時，打開內部空間和環境之間的孔，以便均衡其間的壓力。當內部空間的壓力與環境壓力均衡時，阻擋住孔，以便阻止氣體或其它物質由環境經孔流入內部空間。
17.按照權利要求16所述的方法，進一步包括如下步驟當環境中的氣體含已知的試劑時，應防止已知的試劑以活性形式進入孔內。
18.按照權利要求17所述的方法，其中當試劑包括過氧化氫時，用催化劑分解過氧化氫，使其分解成水和氧。
19.按照權利要求18所述的方法，其中分解試劑的步驟包括使試劑通過含銅的過濾器。
20.按照權利要求16所述的方法，其中第一值在0-5磅/英寸2范圍內。
21.按照權利要求20所述的方法，其中第一值在1.5-5磅/英寸2范圍內。
22.按照權利要求16所述的方法，其中進一步包括的步驟是當環境中的壓力以預定的第二值超過內部空間壓力時，打開孔，使環境內的氣體流入所述的內部空間。
23.按照權利要求22所述的方法，其中第一和第二值是相等的。
24.按照權利要求23所述的方法，其中第二值大于第一值。
25.按照權利要求22所述的方法，進一步包括如下步驟把內窺鏡裝在消毒倉內；把消毒倉的壓力降到大氣壓以下，把抗微生物氣體引入消毒倉；從消毒倉中清除抗微生物氣體；以及使消毒倉內的壓力回升到大氣壓。
26.按照權利要求25所述的方法，進一步包括如下步驟在把抗微生物氣體引入消毒倉之前，把內窺鏡置于可密封的、氣體可透過而微生物不能透過的容器內。
全文摘要
本發明公開了一種壓力均衡裝置，該裝置連接到內窺鏡的孔上并均衡內窺鏡內的和其周圍環境的壓力。在此裝置中，輸出檢查閥允許氣流由孔內流出而阻止流入孔內。過濾器用于阻止已知的化學試劑進入孔內。如果試劑是過氧化氫，則過濾器優選地包括一種催化劑例如銅棉，用于把過氧化氫分解成水和氧。還有一個與內窺鏡孔相通的輸入檢查閥，該閥在響應超過預定值的下游壓力梯度時可使氣流進入孔內。
文檔編號F16K17/30GK1141198SQ9611007
公開日1997年1月29日 申請日期1996年5月22日 優先權日1995年5月22日
發明者L·A·費爾曼, H·許, R·科瓦茨, T·林田, M·哈斯, C·豪列特 申請人:莊臣及莊臣醫藥有限公司