CN101795588B - 手术头盔和盖组件、制造和使用它们的方法 - Google Patents

手术头盔和盖组件、制造和使用它们的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了手术头盔和头盔盖。也公开了制造和使用手术头盔和头盔盖的方法。

Description

手术头盔和盖组件、制造和使用它们的方法
本申请作为PCT国际专利申请以美国公司Microtek Medical有限公司的名义被提交，要求2007年2月26日提交的美国专利申请No.11/710,699的优先权。
技术领域
本发明总体上涉及适合用于手术室环境中的手术头盔和手术头盔部件、制造手术头盔和手术头盔部件的方法以及例如在手术室环境中使用手术头盔和手术头盔部件的方法。
背景技术
多种一次性和可再使用手术头盔用于手术室中。头盔用于在例如手术过程期间保护和/或覆盖外科医生或其他手术室工作人员。在手术过程期间，头盔在外科医生(或其他手术室工作人员)与患者之间提供屏障，以保护外科医生(或其他手术室工作人员)免于暴露于体液和任何其他污染物是重要的。因此，头盔和头盔部件倾向于由屏障材料形成而没有另外的考虑，例如在手术过程期间头盔内的二氧化碳积聚。
最近的研究表明手术头盔内的二氧化碳积聚是目前可用的手术头盔存在的普遍问题。二氧化碳积聚由通过指定手术头盔的弱气流产生，原因在于一个或多个因素，包括但不限于：由于使用并不产生通过头盔的充分气流的风扇而产生的弱气流，由于通过头盔的不受控气流(例如与气流方向冲突)而产生的弱气流，和由于在手术头盔中缺少空气出口而产生的不良头盔设计。二氧化碳积聚和由于目前可用的手术头盔的总重量而产生的负荷的组合在新的手术头盔和头盔部件的设计中依然是重要因素。在手术头盔和头盔部件的设计中继续努力以进一步增强手术头盔和头盔部件的性质(例如屏障性质，以及气流性质)和特性(例如舒适性和总重量)。
在本领域中需要这样的手术头盔和头盔部件，其(i)适合用于手术室环境中，(ii)在手术过程期间向外科医生(或其他手术室工作人员)提供良好的隔离保护，(iii)提供通过手术头盔或头盔部件的预期程度的气流和受控定向气流以最小化头盔内的二氧化碳积聚的可能性，(iv)被设计成容易操作，(v)被设计成不带有独立电池组和用于将独立电池组连接到头盔的风扇的导线，(vi)相对轻质以减小作用于穿戴者的负荷，或(vii)项(i)-(vi)的任何组合。
发明内容
本发明涉及适合用于手术室环境、急诊室环境、医院环境或实验室中的头盔和头盔部件。本发明的头盔和头盔部件提供一个或多个以下特征：(i)在手术过程期间对外科医生(或其他手术室工作人员)的良好隔离保护，(ii)通过头盔的预期程度的气流和受控定向气流以最小化头盔内的二氧化碳积聚的可能性，(iii)理想的最小头盔重量，和(iv)位于头盔内的可选整合电池组。
根据本发明的一个典型实施例，公开了一种手术头盔部件，其中所述头盔部件包括手术头盔盖组件，所述手术头盔盖组件包括：尺寸被确定成在手术头盔之上延伸的头罩，所述头罩包括第一头罩材料，具有(i)由所述第一头罩材料完全围绕的面部护罩开孔，(ii)由所述第一头罩材料完全围绕的至少一个头罩空气入口，(iii)由所述第一头罩材料完全围绕的至少一个头罩空气出口，和(iv)由所述第一头罩材料完全围绕的头罩开口，所述头罩开口尺寸被确定成使得所述头罩能够被定位在手术头盔之上；透明面部护罩，其被定位在所述面部护罩开孔之上并且沿着所述面部护罩开孔的外周边粘合到所述第一头罩材料，从而沿着所述外周边在所述头罩的内部体积与所述头罩的外表面之间形成无菌屏障；和定位在所述至少一个头罩空气入口和所述至少一个头罩空气出口之上的多块附加头罩材料，其中所述多块附加头罩材料(i)沿着所述至少一个头罩空气入口和所述至少一个头罩空气出口的每一个的外周边粘合到所述第一头罩材料，并且(ii)具有大于所述第一头罩材料的气流渗透性。所述手术头盔盖组件典型地是一次性的，并且可以用于一次性或可再使用手术头盔。
根据本发明的进一步典型实施例，公开了一种手术头盔，其中所述头盔包括：框架，其可操作地适于围绕人的头部的至少一部分；透明面部护罩，其附连到所述框架并且沿着所述头盔的正面定位；空气通道，其具有至少一个空气通道入口和至少一个空气通道出口，所述至少一个空气通道出口被定位成将空气提供给由所述透明面部护罩的内表面包围的空间；与所述空气通道流体连通的风扇，所述风扇可操作地适于使空气移动通过所述空气通道；包括第一头罩材料的头罩，其具有：(i)面部护罩开孔，其由所述第一头罩材料完全围绕并且尺寸被确定成使得所述面部护罩开孔的外周边围绕所述透明面部护罩，(ii)至少一个头罩空气入口，其由所述第一头罩材料完全围绕并且被定位成与所述至少一个空气通道入口对准，(iii)至少一个头罩空气出口，其由所述第一头罩材料完全围绕并且与所述透明面部护罩相对被定位在所述头罩的后部分上，和(iv)由所述第一头罩材料完全围绕的头罩开口，所述头罩开口尺寸被确定成使得所述头罩能够被定位在所述框架、所述空气通道和所述风扇上；和定位在所述至少一个头罩空气入口和所述至少一个头罩空气出口之上的多块附加头罩材料，其中所述多块附加头罩材料(i)沿着所述至少一个头罩空气入口和所述至少一个头罩空气出口的每一个的外周边粘合到所述第一头罩材料，并且(ii)具有大于所述第一头罩材料的气流渗透性。
根据本发明的更进一步的典型实施例，公开了一种手术头盔，其中所述头盔包括：框架，其可操作地适于围绕人的头部的至少一部分；在其中具有空气通道的泡沫元件，其中所述空气通道具有至少一个空气通道入口和至少一个空气通道出口，所述至少一个空气通道出口被定位成将空气提供给由(i)穿戴者的面部和(ii)当存在时透明面部护罩的内表面包围的空间；和由所述泡沫元件支撑以与所述空气通道流体连通的风扇，所述风扇可操作地适于使空气移动通过所述空气通道。在该典型实施例中，所述手术头盔可以进一步包括可拆卸的或永久附连的手术头盔盖组件，其中所述手术头盔盖组件包括：透明面部护罩，其附连到所述框架并且沿着所述头盔的正面定位；包括第一头罩材料的头罩，其具有：(i)面部护罩开孔，其由所述第一头罩材料完全围绕并且尺寸被确定成使得所述面部护罩开孔的外周边围绕所述透明面部护罩，(ii)至少一个头罩空气入口，其由所述第一头罩材料完全围绕并且被定位成与所述至少一个空气通道入口对准，(iii)至少一个头罩空气出口，其由所述第一头罩材料完全围绕并且与所述透明面部护罩相对被定位在所述头罩的后部分上，和(iv)由所述第一头罩材料完全围绕的头罩开口，所述头罩开口尺寸被确定成使得所述头罩能够被定位在所述框架、所述空气通道和所述风扇上；和定位在所述至少一个头罩空气入口和所述至少一个头罩空气出口之上的多块附加头罩材料，其中所述多块附加头罩材料(i)沿着所述至少一个头罩空气入口和所述至少一个头罩空气出口的每一个的外周边粘合到所述第一头罩材料，并且(ii)具有大于所述第一头罩材料的气流渗透性。
当手术头盔的空气通道在含空气通道的泡沫元件内时，泡沫元件可以包括彼此附连的上泡沫元件和下泡沫元件。在一个典型实施例中，所述上泡沫元件和下泡沫元件包括允许所述上泡沫元件和下泡沫元件彼此附连而不使用附加紧固材料的附连机构(即，所述上和下泡沫元件卡扣在一起)。进一步地，所述下泡沫元件可以可操作地适于围绕人的头部的至少一部分。另外，所述框架可以使用机械紧固件或粘合剂与其他头盔部件一起附连到所述下泡沫元件。
根据本发明的更进一步的典型实施例，公开了一种手术头盔，其中所述头盔包括：框架，其可操作地适于围绕人的头部的至少一部分；透明面部护罩，其附连到所述框架并且沿着所述头盔的正面定位；在其中具有空气通道的泡沫元件，其中所述空气通道具有至少一个空气通道入口和至少一个空气通道出口，所述至少一个空气通道出口被定位成将空气提供给由所述透明面部护罩的内表面包围的空间；与所述空气通道流体连通的立式风扇，所述立式风扇可操作地适于使空气移动通过所述空气通道；电池组，其附连到所述框架并且被定位在所述透明面部护罩的下缘之上，所述电池组可操作地适于将电力提供给所述立式风扇；和头罩，其围绕所述透明面部护罩并且在所述框架之上从所述框架向下延伸。
根据本发明的更进一步的典型实施例，一种手术头盔包括：框架，其可操作地适于围绕人的头部的至少一部分；透明面部护罩，其附连到所述框架并且沿着所述头盔的正面定位；空气通道，其具有单一空气通道入口和单一空气通道出口，所述单一空气通道出口被定位成将空气提供给由所述透明面部护罩的内表面包围的空间；立式风扇，其与所述空气通道流体连通并且被定位在离所述单一空气通道入口和所述单一空气通道出口一定距离处，所述立式风扇可操作地适于使空气移动通过所述空气通道；头罩，其围绕所述透明面部护罩并且在所述框架之上从所述框架向下延伸；单一头罩空气入口，其位于所述头罩的周边内并且与所述空气通道的所述单一空气通道入口对准；和位于所述头罩的周边内的至少一个头罩空气出口，其中所述单一空气通道入口和所述至少一个头罩空气出口可操作地适于提供通过所述头盔的气流，以减少所述头盔内的二氧化碳积聚量。
本发明也涉及一种包括至少一个手术头盔的手术装备。在一个典型实施例中，所述手术装备包括手术头盔和手术服，手术服的尺寸被确定成从使用者的颈部区域延伸到腰部区域或之下，其中所述头盔的头罩尺寸被确定成在使用者的颈部区域之下延伸，并且当所述头罩的下部分被塞进所述手术服的上部分内时，当存在时所述头罩的至少一个空气出口被定位在所述手术服之上。在该实施例中，所述头盔可以包括一个或多个以下部件：(1)框架，其可操作地适于围绕人的头部的至少一部分；(2)空气通道(例如在其中具有空气通道的泡沫元件)，其具有至少一个空气通道入口和至少一个空气通道出口，所述至少一个空气通道出口被定位成将空气提供给由(i)穿戴者的面部和(ii)当存在时透明面部护罩的内表面包围的空间；(3)与所述空气通道流体连通的风扇，所述风扇可操作地适于使空气移动通过所述空气通道；和(4)可拆卸的或永久附连的手术头盔盖组件，其中所述手术头盔盖组件包括：(4a)透明面部护罩，其附连到所述框架并且沿着所述头盔的正面定位；(4b)包括第一头罩材料的头罩，其具有：(i)面部护罩开孔，其由所述第一头罩材料完全围绕并且尺寸被确定成使得所述面部护罩开孔的外周边围绕所述透明面部护罩，(ii)至少一个头罩空气入口，其由所述第一头罩材料完全围绕并且被定位成与所述至少一个空气通道入口对准，(iii)至少一个头罩空气出口，其由所述第一头罩材料完全围绕并且与所述透明面部护罩相对被定位在所述头罩的后部分上，和(iv)由所述第一头罩材料完全围绕的头罩开口，所述头罩开口尺寸被确定成使得所述头罩可以被定位在所述框架、所述空气通道和所述风扇上；和(4c)定位在所述至少一个头罩空气入口和所述至少一个头罩空气出口之上的多块附加头罩材料，其中所述多块附加头罩材料(i)沿着所述至少一个头罩空气入口和所述至少一个头罩空气出口的每一个的外周边粘合到所述第一头罩材料，并且(ii)具有大于所述第一头罩材料的气流渗透性。
本发明进一步涉及制造手术头盔和手术头盔部件的方法。在一个典型实施例中，所述制造手术头盔部件的方法包括制造手术头盔盖组件，其中所述方法包括提供头罩，所述头罩包括：(1)第一头罩材料，其具有：(i)面部护罩开孔，其沿着所述头罩的正面并且由所述第一头罩材料完全围绕，(ii)至少一个头罩空气入口，其沿着所述头罩的上部分并且由所述第一头罩材料完全围绕，(iii)至少一个头罩空气出口，其与所述面部护罩开孔相对沿着所述头罩的背面并且由所述第一头罩材料完全围绕，(iv)由所述第一头罩材料完全围绕的头罩开口，所述头罩开口尺寸被确定成使得所述头罩可以被定位在手术头盔之上；(2)透明面部护罩，其被定位在所述面部护罩开孔内并且沿着所述面部护罩开孔的外周边粘合到所述第一头罩材料；和(3)定位在所述至少一个头罩空气入口和所述至少一个头罩空气出口之上的多块附加头罩材料，其中所述多块附加头罩材料(i)沿着所述至少一个头罩空气入口和所述至少一个头罩空气出口的每一个的外周边粘合到所述第一头罩材料，并且(ii)具有大于所述第一头罩材料的气流渗透性。该典型方法可以进一步包括许多附加步骤，例如将所述透明面部护罩附连到所述第一头罩材料；将所述多块附加头罩材料附连到所述第一头罩材料；和将一个或多个附连元件附连到所述第一头罩材料和/或所述透明面部护罩。产生的手术头盔盖组件可以是可拆卸的或永久附连到头盔框架。
在进一步的典型实施例中，本发明涉及一种制造手术头盔的方法，其中所述方法包括提供头盔的框架，所述框架可操作地适于围绕人的头部的至少一部分；提供在其中具有空气通道的泡沫元件，所述泡沫元件具有至少一个空气通道入口和至少一个空气通道出口，所述至少一个空气通道出口被定位成将空气提供给由(i)穿戴者的面部和(ii)当存在时透明面部护罩的内表面包围的空间，所述泡沫元件附连到或一体地形成于所述框架中；和提供与所述空气通道流体连通的风扇，所述风扇可操作地适于使空气移动通过所述空气通道。
本发明更进一步涉及在手术室环境中使用手术头盔或头盔部件的方法。在本发明的一个典型实施例中，所述方法包括提供头盔或头盔部件，例如上述的头盔或头盔部件之一；和接通所述风扇以提供从进入所述至少一个头罩空气入口、到达所述至少一个空气通道入口、通过所述空气通道、离开所述至少一个空气通道出口进入由所述透明面部护罩包围的头盔的区域以及通过所述至少一个头罩空气出口离开所述头盔的气流路径。上述手术头盔或头盔部件提供通过指定手术头盔的受控定向气流，以最小化手术头盔内的二氧化碳积聚。
本发明更进一步涉及在使用期间减少手术装备内的二氧化碳量的方法。在一个典型实施例中，所述方法包括提供本发明的手术装备(例如上述的手术装备或下述的任何手术装备)，和接通所述风扇以提供通过头盔中的至少一个头罩空气入口、到达至少一个空气通道入口、通过空气通道、离开至少一个空气通道出口进入由透明面部护罩包围的头盔的区域以及通过至少一个头罩空气出口离开所述头盔的气流路径。本发明的手术装备能够在使用期间将手术装备内的二氧化碳量减少到大约2500ppm(ppm是体积浓度单位，表示一百万体积的空气中所含污染物的体积数)以下，甚至大约1800ppm以下。
在回顾公开实施例的以下详细描述和附带权利要求之后本发明的这些和其他特征和优点将变得显而易见。
附图说明
参考附图进一步描述了本发明，其中：
图1显示了本发明的典型手术头盔盖组件的侧视图；
图2A显示了图1中所示的典型手术头盔盖组件的前视图；
图2B显示了图1中所示的典型手术头盔盖组件的后视图；
图3显示了从垂直于图1中所示的平面A-A观察的图1的典型手术头盔盖组件的横截面图；
图4显示了本发明的典型手术头盔的侧视图；
图4A显示了从典型手术头盔之上观察的图4中所示的典型手术头盔的顶视图；
图4B显示了垂直于图4中所示的平面B-B观察的图4中所示的典型手术头盔的横截面图；
图4C显示了当从头盔之下观察时图4中所示的典型手术头盔的近视图；
图4D显示了在图4中所示的平面B-B内观察的图4中所示的典型手术头盔的横截面图；
图5显示了本发明的典型头盔的侧视图；
图6显示了图5的典型头盔的后视图；
图7显示了图5的典型头盔的近视后视图；
图8显示了当从头盔之下观察时图5的典型头盔的视图；
图9显示了当从头盔之下观察时图5的典型头盔的框架、空气通道、电池组和风扇的近视图；
图10A显示了当头罩被去除时图5的典型头盔的侧视图；
图10B显示了没有头罩部件的另一典型头盔的侧视图；和
图11显示了包括与手术服组合的图5的典型头盔的典型手术装备。
具体实施方式
本发明涉及适合用于典型地使用手术头盔的任何环境(包括但不限于手术室环境、急诊室环境、医院环境、实验室、洁净室等)中的手术头盔和手术头盔部件。本发明进一步涉及制造手术头盔和手术头盔部件的方法和在手术室环境或任何上述环境中使用手术头盔和手术头盔部件的方法。本发明的手术头盔和手术头盔部件特别有利于在外科医生与患者的手术部位之间提供屏障。
I.手术头盔和手术头盔部件
在本发明的一个典型实施例中，本发明涉及一种手术头盔盖组件，其包括：尺寸被确定成在手术头盔之上延伸的头罩，所述头罩包括第一头罩材料，具有(i)由所述第一头罩材料完全围绕的面部护罩开孔，(ii)由所述第一头罩材料完全围绕的至少一个头罩空气入口，(iii)由所述第一头罩材料完全围绕的至少一个头罩空气出口，和(iv)由所述第一头罩材料完全围绕的头罩开口，所述头罩开口尺寸被确定成使得所述头罩可以被定位在手术头盔之上；透明面部护罩，其被定位在所述面部护罩开孔之上并且沿着所述面部护罩开孔的外周边粘合到所述第一头罩材料，从而沿着所述外周边在所述头罩的内部体积与所述头罩的外表面之间形成无菌屏障；和定位在所述至少一个头罩空气入口和所述至少一个头罩空气出口之上的多块附加头罩材料，其中所述多块附加头罩材料(i)沿着所述至少一个头罩空气入口和所述至少一个头罩空气出口的每一个的外周边粘合到所述第一头罩材料，并且(ii)具有大于所述第一头罩材料的气流渗透性。在图1中显示了典型的手术头盔盖组件。
如图1中所示，典型手术头盔盖组件100包括尺寸被确定成在手术头盔(未显示)之上延伸的头罩101，其中头罩101包括第一头罩材料102，具有(i)由第一头罩材料102完全围绕的面部护罩开孔103，(ii)由第一头罩材料102完全围绕的至少一个头罩空气入口104，(iii)由第一头罩材料102完全围绕的至少一个头罩空气出口105，和(iv)由第一头罩材料102完全围绕的头罩开口136。头罩开口136尺寸被确定成使得头罩开口136可以被定位在手术头盔(未显示)上。典型手术头盔盖组件100进一步包括透明面部护罩106，该透明面部护罩被定位在面部护罩开孔103之上并且沿着面部护罩开孔103的外周边107粘合到第一头罩材料102，从而沿着外周边107在头罩101的内部体积(例如图3中所示的内部体积108)与头罩101的外表面109之间形成无菌屏障。典型手术头盔盖组件100进一步包括分别定位在所述至少一个头罩空气入口104和所述至少一个头罩空气出口105之上的多块附加头罩材料110和111，其中所述多块附加头罩材料110和111的每一个(i)分别沿着所述至少一个头罩空气入口104和所述至少一个头罩空气出口105的每一个的外周边112和113粘合到第一头罩材料102，并且(ii)具有大于第一头罩材料102的气流渗透性。
如图1中所示，典型手术头盔盖组件100的头罩可以进一步包括由第一头罩材料102完全围绕的可释放风扇开关旋钮开口124。当存在时，可释放风扇开关旋钮开口124(i)尺寸被确定成使得手术头盔的风扇开关旋钮(例如参见图10B中所示的典型手术头盔10的风扇开关旋钮23)可以适配通过其中，并且(ii)沿着头罩101的外表面140理想地被定位在透明面部护罩106的下缘125之上，并且更理想地沿着头罩101的外表面被定位在透明面部护罩106之上。
图2A显示了图1中所示的典型手术头盔盖组件100的前视图。如图2A中所示，透明面部护罩106沿着头罩101的正面114被定位在面部护罩开孔103之上。进一步地，透明面部护罩106由第一头罩材料102完全围绕。如图2A中所示，头罩101可以进一步包括由第一头罩材料102完全围绕的可释放框架调节旋钮开口121，其中可释放框架调节旋钮开口121(i)尺寸被确定成使得手术头盔的框架调节旋钮(例如参见图9中所示的典型手术头盔10的框架调节旋钮14)可以适配通过其中，并且(ii)沿着头罩101的正面114被定位在透明面部护罩106之上。当典型手术头盔盖组件100与可再使用手术头盔组合使用时，假如在典型手术头盔盖组件100附连到手术头盔之前典型地在头盔上进行了手术头盔/框架调节，典型手术头盔盖组件100的头罩101不必包括可释放框架调节旋钮开口121。
典型手术头盔盖组件100的头罩101典型地包括沿着头罩101的上后部分115定位的单一头罩空气入口104，和沿着头罩101的背面116在单一头罩空气入口104之下并且与透明面部护罩106相对定位(例如在穿戴者的颈部区域)的一个或多个头罩空气出口105。在一个理想实施例中，头罩101包括沿着头罩101的背面115在单一头罩空气入口104之下并且与透明面部护罩106相对并排定位的两个独立头罩空气出105(即，不同于如图2B中所示的单一头罩空气出口105，两个头罩空气出105将类似于图7中所示的头罩空气出口62存在于穿戴者的颈部区域中)。
如图2B中所示，头罩101可以进一步包括沿着头罩101的背面116定位的口袋117，其中口袋117尺寸被确定成在其中接纳电池组(未显示)。当存在时，口袋117可以沿着头罩101的外表面140的任何部分被定位，尽管口袋117理想地如图2B中所示被定位在至少一个头罩空气入口104之下和至少一个头罩空气出口105之下。尽管未在图2B中显示，头罩101可以进一步包括在第一头罩材料102中的狭槽，其中所述狭槽理想地被定位在口袋117内并且尺寸被确定成使得电池组连接器(未显示)可以延伸通过所述狭槽。在一些实施例中，口袋117可以用于储存补充电池，原电池被定位在手术头盔的框架部件或含空气通道元件(例如泡沫元件)内，如下面进一步所述。
图3显示了从垂直于图1中所示的平面A-A观察的图1的典型手术头盔盖组件100的横截面图。如图3中所示，典型手术头盔盖组件100可以进一步包括沿着(i)头罩101的内表面119、(ii)透明面部护罩106的内表面120或者(iii)(i)和(ii)两者定位的一个或多个附连元件118。一个或多个附连元件118可操作地适于将典型手术头盔盖组件100连接到手术头盔(例如图4中所示的典型手术头盔200)。附连元件118可以包括多种材料，包括但不限于钩和/或环材料、磁体、胶带等。
如图3中所示，典型手术头盔盖组件100可以进一步包括沿着透明面部护罩106的内表面120定位的一个或多个可调节面部护罩垫片127。当存在时，一个或多个可调节面部护罩垫片127可操作地适于改变从透明面部护罩106的一个侧面(即，图2A中所示的侧面128)延伸到透明面部护罩106的相对侧面(即，图2A中所示的侧面129)的曲线。能够调节透明面部护罩106与手术头盔部件例如框架或含空气通道元件(下面进一步所述)之间的距离的任何元件(例如螺钉状元件)可以用于每个可调节面部护罩垫片127。当通过透明面部护罩106观察手术部位时透明面部护罩106的曲线的改变可以帮助减小眩目的程度。
第一头罩材料102(和口袋117，当存在时)典型地包括流体/血液隔离材料。流体/血液隔离材料典型地包括具有极低透气性或不具有透气性的单层无纺织物或单层无纺织物/薄膜层合物。典型地，流体/血液隔离材料具有材料(0.562ft3/min/ft2)的小于大约17.1cm3/min/cm2的透气性(即，使用ASTM D737测试方法进行测量)。在一个理想实施例中，流体/血液隔离材料包括可从Ahlstrom公司(Alpharetta，GA)商购的可呼吸病毒隔离(BVB)织物，例如具有大约70克每平方米(gsm)的基重和大约0.35毫米的厚度的BVB三层聚丙烯材料。
多块附加头罩材料110和111(在这里也被称为“空气过滤材料”)可以包括多种空气过滤(即，可透气)材料。典型地，多块附加头罩材料110和111的每一个包括无纺织物，例如纺粘织物、纺编(interlaced)织物、针刺织物、熔喷织物或它们的任何组合。在一个理想实施例中，多块附加头罩材料110和111的每一个包括纺粘织物，例如在
Figure G2008800062689D00121
的商标下可从Cerex Advanced Fabrics有限公司(Pensacola，FL)商购的尼龙纺粘织物。
典型地，多块附加头罩材料110和111的每一个包括具有小于100gsm(更典型地，从大约9gsm到大约95gsm，更加典型地，从大约15gsm到大约50gsm)的织物基重和小于大约150微米(μm)，典型地从大约75μm到大约100μm的织物厚度的无纺织物。与之相比，第一头罩材料102典型地包括具有大于大约50gsm(更典型地，从大约50gsm到大约100gsm，更加典型地，从大约70gsm到大约80gsm)的基重和大于大约0.25mm，典型地从大约0.35mm到大约0.5mm的织物厚度的上述流体/血液隔离材料之一。
本发明的上述手术头盔盖组件典型地是一次性的，并且可以用于本发明的一次性或可再使用手术头盔例如下述的手术头盔。在图4中显示了本发明的一个典型手术头盔。
如图4中所示，本发明的典型手术头盔200包括：框架201，其可操作地适于围绕人的头部(未显示)的至少一部分；在其中具有空气通道(参见图4B中的空气通道210)的含空气通道元件202(例如泡沫元件)，其中所述空气通道具有至少一个空气通道入口203和至少一个空气通道出口204，所述至少一个空气通道出口204被定位成将空气提供给由(i)穿戴者的面部和(ii)当存在时透明面部护罩(未显示)的内表面包围的空间；和与所述空气通道(未显示)流体连通的风扇(参见图4A中的风扇213)，所述风扇可操作地适于使空气移动通过含空气通道元件202的空气通道。
如图4中所示，典型手术头盔200可以进一步包括框架调节旋钮205，该框架调节旋钮可以用于调节框架201的尺度以更好地适配到使用者的头部(未显示)上。旋钮205可以用于调节框架201的长度(即，从正面206延伸到背面207的第一尺度)和宽度(即，垂直于第一尺度，例如在典型手术头盔200的宽度上延伸的尺度)。典型手术头盔200可以进一步包括风扇调节旋钮205，该风扇调节旋钮可以用于(i)“接通”或“切断”风扇，(ii)改变风扇的速度，或(iii)(i)和(ii)两者。
典型手术头盔200可以进一步包括沿着框架201的相对端的前垫209和后垫211以为使用者(未显示)提供附加的舒适性。另外，典型手术头盔200可以进一步包括一个或多个可调节头盔垫片227，类似于上述的可调节面部护罩垫片127，所述可调节头盔垫片可操作地适于改变从透明面部护罩的一个侧面延伸到透明面部护罩的相对侧面的曲线，从而当通过透明面部护罩观察手术部位时帮助减小眩目的程度。
典型手术头盔200可以与可拆卸的或永久附连的手术头盔盖组件(例如上述的典型手术头盔盖组件100)组合使用。如图4中所示，典型手术头盔200可以包括一个或多个附连元件218，所述附连元件帮助将手术头盔盖组件(例如上述的典型手术头盔盖组件100)附连到典型手术头盔200。例如，图3中所示的典型手术头盔盖组件100的附连元件118和典型手术头盔200的附连元件218例如可以分别包括钩和环材料，以帮助典型手术头盔盖组件100附连到典型手术头盔200。在其他实施例中，附连元件118和218可以包括磁体、胶带或任何其他类型的附连材料。
图4A显示了从典型手术头盔200之上观察的图4中所示的典型手术头盔200的顶视图。如图4A中所示，含空气通道元件202具有沿着含空气通道元件202的上后部分214定位的至少一个空气通道入口203，和与空气通道(未显示)流体连通的风扇213。风扇213被定位在狭槽212内并且可操作地适于沿着图4A中的箭头A所示的方向使空气移动通过含空气通道元件202的空气通道。如图4A中所示，含空气通道元件202可以进一步包括口215，该凹口尺寸被确定成容纳用于为风扇213供电的原电池组(未显示)。
图4B显示了垂直于图4中所示的平面B-B观察的图4中所示的典型手术头盔200的横截面图，以显示空气通道210。如图4B中所示，含空气通道元件202的空气通道210从沿着含空气通道元件202的上后部分214定位的至少一个空气通道口203延伸到沿着含空气通道元件202的前部分216定位的空气通道出204。尺寸被确定成容纳风扇213(未显示)的狭槽212理想地具有稍大于空气通道210的宽度的宽度和稍大于空气通道210的高度的高度，使得风扇213贴合地适配在狭槽212内并且在操作期间不会移动到狭槽212之外。当含空气通道元件202包括如下面进一步所述的泡沫元件时，含空气通道元件202的狭槽212也吸收被定位在狭槽212内的风扇213的任何有害振动。必要地，一块附加材料(例如泡沫)(未显示)可以用于使风扇213贴合地定位在狭槽212内。
尽管未在图4B中显示，风扇213理想地在狭槽212内处于竖立位置。换句话说，理想地，风扇213被定位在空气通道210的狭槽212内，使得风扇213的风扇叶片在基本垂直于通过空气通道210的气流的方向的平面内(即，在基本垂直于如箭头A所示的气流的方向的平面内)移动。
如下面进一步所述，含空气通道元件202可以进一步包括在含空气通道元件202内的一个或多个开口220。开口220的存在可以进一步减小含空气通道元件202的总重量。任何数量的开口220可以存在于含空气通道元件202内，只要含空气通道元件202保持充分的结构完整性，以用于支撑公开的手术头盔的各种部件。
如图4B中所示，含空气通道元件202可以包括用于容纳电池组(未显示)的凹口215。理想地，电池组(未显示)被定位在凹口215内并且附连到含空气通道元件202和/或框架201并且被定位在透明面部护罩(未显示)的下缘之上，其中电池组可操作地适于将电力供应给风扇213。如上所述，补充电池组可以被定位在沿着与典型手术头盔200组合使用的头罩(例如头罩101)的外表面的口袋(例如口袋117)内。
图4C显示了当从典型手术头盔200之下观察时图4中所示的典型手术头盔200的近视图。如图4C中所示，典型手术头盔200进一步包括从框架201的相对侧面和/或含空气通道元件202的内表面223(或外表面257)的相对侧面延伸的条带221。条带221帮助将典型手术头盔200支撑在使用者的头部(未显示)上。如上所述，框架201连同框架调节旋钮205(未显示)一起可以用于调节如图4C中所示在点X和Y之间延伸的框架环231的总长度。通过转动架调节旋钮205(未显示)，环长度调节器251(1)使框架环231的部分(例如在点X和Y的环部分)朝着彼此移动以减小框架环231的总长度或(2)使框架环231的部分(例如在点X和Y的环部分)远离彼此移动，以增加框架环231的总长度。
在一个典型实施例中，含空气通道元件202包括泡沫元件。在该典型实施例中，含空气通道元件202可以包括彼此附连的上泡沫元件240和下泡沫元件241。如图4C中所示，具有下缘224的上泡沫元件240与具有下缘222的下泡沫元件241组合形成被定位在上泡沫元件240的内表面228与下泡沫元件241的内表面229之间的空气通道210。
如图4C中所示，下泡沫元件241可操作地适于围绕人的头部(未显示)的至少一部分。如上所述，框架201(和它的部分)可以沿着内表面223、外表面257、下缘222或它们的任何组合使用机械紧固件或粘合剂附连到下泡沫元件241。进一步地，如上所述，下泡沫元件241可以在其中包括一个或多个开口/开孔220以减小下泡沫元件241的总重量。
在一个典型实施例中，上泡沫元件240和下泡沫元件241包括允许上泡沫元件240和下泡沫元件241彼此附连而不使用附加紧固材料的附连机构。例如，当施加附连力时上泡沫元件240和下泡沫元件241可以卡扣在一起。在图4D中显示了这样的构造的例子。
图4D显示了在平面B-B内观察的和沿着图4中所示的线E-E的典型含空气通道元件202的横截面图。如图4D中所示，典型含空气通道元件202包括上泡沫元件240(包括沿着下部分248的凹附连元件244)和下泡沫元件241(包括沿着上部分247的凸附连元件245)。凹附连元件244和凸附连元件245允许上泡沫元件240和下泡沫元件241分别彼此附连而不使用附加紧固材料(例如粘合剂)。在其他实施例中，可以使用具有不同构造的其他理想的附连元件，以及附加紧固材料(例如粘合剂)，如果需要的话。
如图4D中所示，用于风扇213(未显示)的狭槽212横过上泡沫元件240的凹口部分212A以及下泡沫元件241的凹口部分212B延伸。如上所述，理想地，风扇213在竖立位置贴合地适配在狭槽212内以减小风扇振动、移动、噪声或它们的任何组合。尽管被显示成仅仅覆盖空气通道210的横截面积的一部分，应当注意的是风扇213可以横过空气通道210延伸，以覆盖空气通道210的全部横截面积或它的任何部分。
包括上泡沫元件240和下泡沫元件241的典型含空气通道元件202提供由合适的泡沫材料形成的轻质空气通道。在一个典型实施例中，上泡沫元件240和下泡沫元件241的每一个包括模制闭孔聚氨酯泡沫。
在图5中显示了另一典型手术头盔10。如图5中所示，典型手术头盔10包括沿着头盔10的正面20的透明面部护罩11，和围绕透明面部护罩11的外周边13并且在头盔10的框架(例如下面在图10中所示的框架30)之上从其向下延伸的头罩12。典型手术头盔10进一步包括旋钮14，该旋钮可以用于调节框架的尺度，以更好地适配到使用者的头部上。旋钮14可以用于调节框架的长度(即，从正面20延伸到背面21的第一尺度)和宽度(即，垂直于第一尺度(例如横过透明面部护罩11)延伸的尺度)。典型手术头盔10进一步包括气闸旋钮15，该气闸旋钮可以用于调节定位在头盔的空气出口附近的气闸。(例如参见图9中的气闸72，该气闸被显示成处于“上”位置，但是可以沿着由箭头“D”指示的方向旋转到远离框架部件33的壁73的“下”位置，以阻挡气流离开空气出口28。)
典型头盔10进一步包括含空气通道元件，该含空气通道元件包括空气通道，所述空气通道沿着头盔10的上区域17延伸并且具有至少一个空气入口(例如图6中所示的空气入口22)和至少一个空气出口(例如图8中所示的空气出口28)，其中所述至少一个空气出口被定位成将空气提供给由透明面部护罩11的内表面包围的空间60。风扇(例如下面在图8中所示的风扇27)与空气通道流体连通，并且可操作地适于使空气移动通过空气通道。
如图5中所示，在本发明的一些理想实施例中，典型头盔10的典型头罩12包括(i)位于头罩12的周边内并且与空气通道的至少一个空气入口(例如图6中所示的空气入口22)对准的至少一个头罩空气入口16，和(ii)位于头罩12的周边内的至少一个头罩空气出口18。头罩空气入口16和头罩空气出口18可操作地适于提供通过头盔10的气流以减少头盔10内的二氧化碳积聚量。理想地，头罩空气入口(一个或多个)16和头罩空气出口(一个或多个)18沿着头盔10的背面21与透明面部护罩11相对定位(例如参见图6)；然而，应当理解的是头罩空气入口(一个或多个)16和头罩空气出口(一个或多个)18可以沿着头盔10的任何位置定位，只要头罩空气入口(一个或多个)16和头罩空气出口(一个或多个)18提供通过头盔10的气流以减少头盔10内的二氧化碳积聚量。
图6提供了典型头盔10的后视图。如图6中所示，典型头盔10的典型头罩12包括：(i)单一头罩空气入口16，其位于头罩12的周边内，和(ii)两个基本类似的头罩空气出口18和19，其位于头罩12的周边内，在头罩空气入口16之下，并且沿着头罩12的颈部区域并排定位。如图6中所示，头罩空气入口16位于头罩的周边内并且与空气通道25的空气入口22对准。头罩空气出口18和19位于头罩的周边内，并且被定位在头罩空气入口16之下。在该典型实施例中，空气在使用者的头部之上的位置进入头盔10，并且沿着如虚线L-L指示的使用者的颈部区域离开头盔10。典型头罩12在虚线L-L之下延伸到头罩12的下缘24。
在图6的典型实施例中，典型头盔10包括沿着头盔10的上区域17定位的电源开关23。电源开关23可操作地适于从“断开”位置切换到“接通”位置以将电力供应给风扇(例如下面在图8中所示的风扇27)和断开去往风扇的电力。在其他典型实施例中，电源开关23设在其他位置例如沿着透明面部护罩11的上周边的位置(例如参见图10中所示的电源开关23)。
图7提供了典型头盔10的后视近视图。如图7中所示，第一空气过滤材料61形成典型头罩12的头罩空气入口16，并且第二空气过滤材料62形成典型头罩12的头罩空气出口18和19。第一空气过滤材料61和第二空气过滤材料62可以包括多种过滤材料，例如上述用于多块附加头罩材料110和111的材料。在一个理想实施例中，第一空气过滤材料61和第二空气过滤材料62的每一个包括纺粘织物，例如在的商标下可从Cerex Advanced Fabrics有限公司(Pensacola，FL)商购的尼龙纺粘织物。
头罩12的剩余部分(即，除了头罩空气入口16和头罩空气出口18和19以外的头罩12的全部)典型地包括流体/血液隔离材料，例如上述用于第一头罩材料102的流体/血液隔离材料。在一个理想实施例中，头罩12包括可从Ahlstrom公司(Alpharetta，GA)商购的任何可呼吸病毒隔离(BVB)织物，例如BVB三层聚丙烯材料。
图8提供了当从头盔10之下观察时(例如当从图5中所示的位置V观察时)图5的典型头盔10的视图。如图8中所示，典型头盔10包括框架30，该框架可操作地适于围绕人的头部(未显示)的至少一部分。框架30典型地包括一个或多个框架部件。在典型头盔10中，框架30包括以下框架部件：可调节框架部件31，其围绕人的头部的至少一部分延伸并且可以使用如上所述的旋钮14在长度和宽度上进行调节；框架部件32，其至少部分围绕透明面部护罩11并且将透明面部护罩11附连到其他头盔部件；框架部件33，其沿着典型头盔10的正面20延伸并且将可调节框架部件31连接到框架部件32；旋钮延伸元件37，其沿着框架部件33的一部分延伸并且可旋转地连接到旋钮14；和框架部件34，其从沿着可调节框架部件31的第一位置65延伸到沿着可调节框架部件31的第二位置66并且可操作地适于与人的头部的外部轮廓一致。
如图8中所示，典型头盔10可以进一步包括沿着一个或多个上述框架部件定位的衬垫35。如图8中所示，典型头盔10包括沿着可调节框架部件31定位的多个衬垫35和沿着框架部件34定位的单一衬垫35。
图8提供了存在于本发明的一些头盔中的电池组26的视图。如图8中所示，典型电池组26沿着空气通道25的相对侧面定位。电导线(未显示)将电池组26连接到风扇27和电源开关23(在图6和10中显示)。尽管被显示成在空气通道25的相对侧面，应当理解的是电池组26可以沿着框架30的任何部分被定位。理想地，如图8-10中所示，电池组26位于透明面部护罩的下缘之上，更理想地，在透明面部护罩的上部分之上并且沿着空气通道25的一侧或两侧。
图9提供了典型头盔10内的各种头盔部件的近视图。如图9中所示，典型头盔10包括在空气入口22与空气出口28之间延伸的空气通道25。电池组26沿着空气通道25的相对侧面定位。电导线39将电池组26连接到风扇27和电源开关23(在图6和10中显示)。如图9中所示，风扇27在空气出口28附近被定位在空气通道25内。然而，应当理解的是风扇27可以被定位在空气通道25内或空气入口22处的任何位置。气闸72邻近框架部件33的壁73被定位在“上”位置，但是可以被旋转到远离壁73并且在空气出口28之上的“下”位置，以阻塞和/或重定向通过头盔10的气流。可以通过旋转如上所述的旋钮15控制空气阻塞的程度和气流方向。
图10A提供了当头罩12被去除时图5的典型头盔10的侧视图。如图10A中所示，典型头盔10包括尺度被确定成围绕人的头部的至少一部分延伸的可调节框架部件31；旋钮14和15，其分别可操作地适于调节可调节框架部件31的尺度和通过头盔的气流；部分围绕透明面部护罩11的框架部件32；框架部件34，其可操作地适于与人的头部的外部轮廓一致；电池组26；风扇27；空气通道25；空气入口22；空气出口28；将电池组26连接到风扇27的电导线40；和电源开关23。
图10B提供了没有头罩部件的另一典型头盔10的侧视图。如图10B中所示，典型头盔100包括模制头盔部件78；旋钮14，其可操作地适于调节围绕人的头部的至少一部分延伸的框架部件(未显示，但是类似于图10A中所示的可调节框架部件31)的尺度；部分围绕透明面部护罩11的框架部件32；框架部件34，其可操作地适于与人的头部的外部轮廓一致；电池组26；风扇27；空气通道25；空气入口22；空气出口28；将电池组26连接到风扇27的电导线(未显示，但是典型地在头盔部件78的内表面内或沿着该内表面)；和电源开关/旋钮23，其可操作地适于将电力提供给风扇并且调节风扇速度(即，通过头盔的气流)。
如图6B中所示，风扇27可以靠近空气通道25的空气入口22定位。进一步地，电池组26可以沿着头盔部件78的后外表面定位。尽管电源开关/旋钮23被显示成在典型头盔100上的单一开关/旋钮，应当注意的是独立接通/断开开关和独立空气速度控制旋钮可以存在于典型头盔100上。如上所述，多个空气入口22和/或空气出口28可以用于典型头盔100上，以提供通过典型头盔100的气流。进一步地，一个或多个空气入口22和/或空气出口28可以在任何理想位置被定位在典型头盔100上，以提供通过典型头盔100的气流。
在一个典型实施例中，在使用之前任何上述头盔被消毒。例如，在手术室环境中，必须保持手术操作部位周围的无菌区域。因此，在这样的手术过程期间使用的手术头盔在使用之前必须被消毒。
典型地，本发明的头盔是一次性的。然而，在一些情况下，本发明的头盔可以是可再使用的。当再使用时，头盔在再使用之前可能需要进行清洁程序和/或消毒程序。
本发明也涉及包括至少一个头盔的手术装备。在图7中显示了典型手术装备。如图7中所示，典型手术装备70包括与手术服50组合的典型手术头盔10(或与典型手术头盔盖组件100组合的典型手术头盔200)。手术服50尺寸被确定成从使用者的颈部区域延伸到使用者的腰部区域或之下。手术头盔10的头罩12(或典型手术头盔盖组件100的头罩101)尺寸被确定成在使用者的颈部区域之下延伸。在图7所示的一个理想构造中，头罩12的下部分120(用虚线M-M勾画)被塞进手术服50的上部分52内。理想地，当至少一个空气出口18存在于头罩12(或典型手术头盔盖组件100的头罩101)中时，所述至少一个空气出口18被定位在手术服50的上缘51之上。在这样的构造中，手术服50的上部分52有效地阻挡气流进入手术服50和通过所述至少一个空气出口18离开。
应当注意的是如图1-7中所示的手术头盔10和200仅仅是本发明的两个典型手术头盔。可以对典型手术头盔10和200进行各种修改，包括但不限于增加头罩空气入口(一个或多个)16(或头罩空气入口(一个或多个)104)的数量和/或头罩空气出口(一个或多个)18和19(或头罩空气出口(一个或多个)105)的数量；相对于其他部件(例如头罩12)增加或减小一个或多个部件(例如透明面部护罩11和/或头罩空气入口(一个或多个)16和/或头罩空气出口18和19)的尺寸；和重新布置典型头盔10和200的一个或多个部件(例如将风扇27的位置改变到更靠近空气入口22的位置和/或将头罩空气出口18和19的位置改变到更靠近透明面部护罩11和/或更远离头罩空气入口(一个或多个)16)。
典型地，本发明的手术头盔包括：从一个到大约五个头罩空气入口(一个或多个)16(或头罩空气入口(一个或多个)104)，从一个到大约五个头罩空气出口(一个或多个)18和19(或头罩空气出口(一个或多个)105)，单一风扇27(或风扇213)，和单一空气通道25(或空气通道210)；然而，本发明的手术头盔可以包括例如多个风扇和/或多个空气通道。
II.制造手术头盔和手术头盔部件的方法
本发明进一步涉及制造手术头盔和手术头盔部件例如上述手术头盔和手术头盔部件的方法。在一个典型实施例中，本发明涉及一种制造手术头盔部件的方法，所述手术头盔部件包括手术头盔盖组件，其中所述方法包括提供头罩，所述头罩包括：(1)第一头罩材料，其具有：(i)面部护罩开孔，其沿着所述头罩的正面并且由所述第一头罩材料完全围绕，(ii)至少一个头罩空气入口，其沿着所述头罩的上部分并且由所述第一头罩材料完全围绕，(iii)至少一个头罩空气出口，其与所述面部护罩开孔相对沿着所述头罩的背面并且由所述第一头罩材料完全围绕，(iv)由所述第一头罩材料完全围绕的头罩开口，所述头罩开口尺寸被确定成使得所述头罩可以被定位在手术头盔上；(2)透明面部护罩，其被定位在所述面部护罩开孔内并且沿着所述面部护罩开孔的外周边粘合到所述第一头罩材料；和(3)定位在所述至少一个头罩空气入口和所述至少一个头罩空气出口之上的多块附加头罩材料，其中所述多块附加头罩材料(i)沿着所述至少一个头罩空气入口和所述至少一个头罩空气出口的每一个的外周边粘合到所述第一头罩材料，并且(ii)具有大于所述第一头罩材料的气流渗透性。
所述制造手术头盔部件的典型方法可以进一步包括一个或多个以下典型步骤：将所述透明面部护罩附连到所述第一头罩材料；将所述多块附加头罩材料附连到所述第一头罩材料；和将一个或多个附连元件(例如附连元件118)附连到所述第一头罩材料和/或所述透明面部护罩的内表面上；将一个或多个面部护罩垫片(例如垫片元件127)附连到所述第一头罩材料和/或所述透明面部护罩的内表面上；在所述第一头罩材料中切割一个或多个开孔；将口袋(例如口袋117)附连到所述第一头罩材料的外表面上；和暂时地或永久地将产生的手术头盔部件(例如典型手术头盔盖组件100)附连到手术头盔(例如典型手术头盔200)。
在进一步的典型实施例中，本发明涉及一种制造手术头盔的方法，其中所述方法包括提供头盔的框架，所述框架可操作地适于围绕人的头部的至少一部分；提供空气通道(例如在其中具有空气通道的泡沫元件)，所述空气通道具有至少一个空气通道入口和至少一个空气通道出口，所述至少一个空气通道出口被定位成将空气提供给由(i)穿戴者的面部和(ii)当存在时透明面部护罩的内表面包围的空间，所述空气通道附连到或一体地形成于所述框架中；和提供与所述空气通道流体连通的风扇，所述风扇可操作地适于使空气移动通过所述空气通道。
所述制造手术头盔的典型方法可以进一步包括许多附加步骤，包括但不限于：形成一个或多个模制部件以用于形成含空气通道元件(例如含空气通道元件202)；使两个或更多个部件(例如上泡沫元件240和下泡沫元件241)彼此附连以形成含空气通道元件；提供上述手术头盔盖组件，其中所述手术头盔盖组件可以是可拆卸的或永久附连到所述头盔框架；将上述手术头盔盖组件附连到所述头盔框架；将电池组包含到所述头盔中以定位在所述透明面部护罩的下缘之上，所述电池组可操作地适于将电力供应给所述风扇；和将所述风扇(例如风扇213)定位在空气通道内，使得所述风扇在离所述空气通道的空气入口(一个或多个)和空气出口(一个或多个)一段距离处。
在进一步的典型实施例中，一种制造头盔的方法包括提供头盔的框架，所述框架可操作地适于围绕人的头部的至少一部分；将透明面部护罩附连到所述框架以沿着所述头盔的正面定位；提供具有至少一个空气入口和至少一个空气出口的含空气通道元件(例如由上泡沫元件240和下泡沫元件241形成的含空气通道泡沫元件)，所述空气通道附连到或一体地形成于所述框架中；理想地在竖立位置提供与所述空气通道流体连通的风扇，所述风扇可操作地适于将空气移动通过所述空气通道；提供围绕所述透明面部护罩并且在所述框架之上从所述框架向下延伸的头罩例如上述头罩(例如头罩101)；和可选地将电池组包含在所述头盔中，所述电池组可操作地适于将电力供应给所述风扇。理想地，所述至少一个空气出口被定位成将空气提供给由所述透明面部护罩的内表面包围的空间。在其他理想实施例中，当存在时，所述电池组被定位在所述透明面部护罩的下缘之上，更理想地，在所述透明面部护罩的上缘之上。进一步地，附加电池组可以设在沿着所述头罩的外表面(例如背面)的口袋中。
在另一典型实施例中，一种制造头盔的方法包括提供头盔的框架，所述框架可操作地适于围绕人的头部的至少一部分；将透明面部护罩附连到所述框架以沿着所述头盔的正面定位；提供具有至少一个空气入口和至少一个空气出口的空气通道，所述空气通道附连到或一体地形成于所述框架中；提供与所述空气通道流体连通的风扇，所述风扇可操作地适于使空气移动通过所述空气通道；将头罩附连到所述框架以围绕所述透明面部护罩并且在所述框架之上从所述框架向下延伸，所述头罩包括上述头罩(例如头罩101)，其中所述至少一个头罩空气入口和所述至少一个头罩空气出口(与上述风扇例如风扇213组合)可操作地适于提供通过所述头盔的气流，以减少所述头盔内的二氧化碳积聚量。理想地，所述至少一个空气出口被定位成将空气提供给由所述透明面部护罩的内表面包围的空间。
用于形成本发明的头盔和头盔部件的任何上述单个部件可以使用常规方法形成。例如，包括但不限于可调节框架部件31，框架部件32、框架部件33、框架部件34、框架部件201、旋钮延伸元件37、旋钮14和15、含空气通道元件25或202以及透明面部护罩11或206的头盔部件可以由任何可热成形材料形成，包括但不限于聚合材料、金属材料或它们的组合。可热成形材料可以使用任何常规模制技术模制或成形。典型地，上述头盔部件由聚合材料形成，例如聚烯烃(例如聚乙烯、聚丙烯和烯烃共聚物)、聚氨酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物、聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETG)、聚酰胺等。
包括但不限于可调节框架部件31、框架部件34和框架部件201的任何薄膜或薄膜状部件可以通过任何薄膜形成方法形成，包括但不限于薄膜挤出法、薄膜吹塑法等。
含纤维头盔部件例如头罩12或头罩101、第一空气过滤材料61和第二空气过滤材料62以及多块附加头罩材料110和111可以使用常规成网方法形成，包括但不限于熔喷法、纺粘法、纺编(interlacing)法、水刺法、梳理法、针刺法等。典型地，含纤维头盔部件由聚合材料形成，例如聚烯烃(例如聚乙烯、聚丙烯和烯烃共聚物)、尼龙、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物等。
热成形部分、薄膜和/或织物层可以使用任何常规粘合技术彼此联接，包括但不限于热粘合法、粘合剂粘合、机械粘合(例如钩和环材料)等。在本发明的一个典型实施例中，头罩由Ahlstrom公司BVB材料(例如三层聚丙烯材料)形成并且使用常规热粘合装置(例如超声焊机)热粘合到由PETG形成的透明面部护罩的外周边。
在一个理想实施例中，本发明的手术头盔和头盔部件由以下材料形成：闭孔聚氨酯泡沫模制头盔部件(例如头盔部件78和上泡沫元件240和下泡沫元件241)；由聚乙烯形成的框架部件(例如图4中所示的框架部件201和图6A中所示的可调节框架部件31)；由PETG形成的透明面部护罩(例如透明面部护罩11或106)；当存在时，由聚氯乙烯(PVC)形成的围绕透明面部护罩延伸的框架部件(例如框架部件32)；采用
Figure G2008800062689D00251
商标绒穗布的形式的头带材料；电池-4节AAA碱性电池；和由
Figure G2008800062689D00252
尼龙纺粘织物形成的空气入口和出口材料。
III.使用手术头盔和手术头盔部件的方法
本发明进一步涉及在手术室环境中使用上述头盔的方法。在一个典型实施例中，所述方法包括在手术室环境中在外科医生(或其他手术室工作人员)与患者之间提供屏障的方法，其中所述方法包括将所述头盔定位在外科医生的头部(或任何其他手术室工作人员的头部)的至少一部分之上以将外科医生(或其他手术室工作人员)从手术操作部位隔离的步骤。典型地，所述头盔与手术服或其他保护服装(例如靴子、手套等)组合使用以在外科医生与手术操作部位之间提供屏障。
在另一典型实施例中，本发明涉及一种在使用期间减少手术装备内的二氧化碳量的方法。在该典型实施例中，所述方法包括：(A)提供手术装备，该手术装备包括：(1)头罩，其包括：(i)框架，其可操作地适于围绕人的头部的至少一部分；(ii)透明面部护罩，其附连到所述框架并且沿着所述头盔的正面定位；(iii)空气通道，其具有至少一个空气通道入口和至少一个空气通道出口，所述至少一个空气通道出口被定位成将空气提供给由所述透明面部护罩的内表面包围的空间；和(iv)与所述空气通道流体连通的风扇，所述风扇可操作地适于使空气移动通过所述空气通道；和(2)头罩或手术服，其围绕所述透明面部护罩并且在所述框架之上从所述框架向下延伸，所述头罩或手术服包括：(i)至少一个空气入口，其位于所述头罩或手术服的周边内并且与所述空气通道的所述至少一个空气入口对准，和(ii)至少一个空气出口，其位于所述头罩或手术服的周边内；和(B)接通所述风扇以提供沿着路径以下列顺序通过所述手术装备的气流：手术服中的空气入口，头盔中的至少一个头罩空气入口，到达至少一个空气入口，通过空气通道，离开至少一个空气出口进入由透明面部护罩包围的头罩的区域，通过至少一个头罩空气出口离开头盔，和通过手术服中的至少一个空气出口离开手术服。
理想地，减少手术装备内的二氧化碳量的方法包括与典型手术头盔盖组件100和手术服组合使用上述典型手术头盔200。如上所述，与典型手术头盔盖组件100组合的典型手术头盔200提供受控气流，以及通过手术装备的受控定向气流。换句话说，空气的足够体积和通过典型手术头盔200和典型手术头盔盖组件100的气流的基本单向方向(例如从头罩空气入口104到至少一个空气通道入口203，通过空气通道，沿着穿戴者的颈线离开至少一个空气通道出口204进入由透明面部护罩206包围的手术头盔200的区域，和通过在手术头盔200的后部分中的至少一个头罩空气出口105离开手术头盔200)允许显著减少手术装备内的二氧化碳积聚。
在一个理想实施例中，在使用期间减少手术装备内的二氧化碳量的方法导致二氧化碳水平小于大约5000ppm，更理想地，小于大约4000ppm，更加理想地，小于大约3500ppm，并且更加理想地，小于大约3000ppm(或小于大约2500ppm，或小于大约2000ppm，或小于大约1800ppm)。
本发明的手术装备也提高了通过手术装备的气流。例如，通过没有至少一个头罩空气出口的手术装备的气流可以在大约0.071到大约0.096立方米每分钟(cmm)(2.5到大约3.4立方英尺每分钟(cfm))的范围内，而通过带有至少一个头罩空气出口的本发明的手术装备的气流可以在大约0.110到大约0.156cmm(3.9到大约5.5cfm)的范围内，气流增加高达120％。
在一些实施例中，上述方法可以进一步包括一个或多个以下步骤：在使用之前消毒头盔，将头盔从包装材料取出，调节头盔框架以贴合地适配外科医生的头部，检查电源以保证风扇在操作，组合头盔与其他保护服装，将头盔的头罩的一部分塞进手术服内，并且打开用于风扇的电源。
尽管参考它的具体实施例详细描述了本发明，应当理解，通过对前述内容的理解，本领域的技术人员可以容易地想到这些实施例的替代物、变型和等效物。因此，本发明的范围应当由附带权利要求及其任何等效物限定。

Claims (24)

1.一种手术头盔盖组件，包括：
尺寸被确定成在手术头盔之上延伸的头罩，所述头罩包括第一头罩材料，所述头罩具有(i)由所述第一头罩材料完全围绕的面部护罩开孔，(ii)由所述第一头罩材料完全围绕的至少一个头罩空气入口，(iii)由所述第一头罩材料完全围绕的至少一个头罩空气出口，和(iv)由所述第一头罩材料完全围绕的头罩开口，所述头罩开口尺寸被确定成使得所述头罩能够被定位在手术头盔之上；
透明面部护罩，其被定位在所述面部护罩开孔之上并且沿着所述面部护罩开孔的外周边粘合到所述第一头罩材料，从而沿着所述外周边在所述头罩的内部体积与所述头罩的外表面之间形成无菌屏障；和
定位在所述至少一个头罩空气入口和所述至少一个头罩空气出口之上的多块附加头罩材料，其中所述多块附加头罩材料(i)沿着所述至少一个头罩空气入口和所述至少一个头罩空气出口中的每一个的外周边粘合到所述第一头罩材料，并且(ii)具有大于所述第一头罩材料的气流渗透性；
其中所述头盔盖组件进一步包括沿着所述透明面部护罩的内表面定位的一个或多个面部护罩垫片，所述一个或多个面部护罩垫片可操作地适于改变从所述透明面部护罩的一个侧面延伸到所述透明面部护罩的相对侧面的曲线。
2.根据权利要求1所述的头盔盖组件，其中所述头罩包括所述至少一个头罩空气入口中的沿着所述头罩的上后部分定位的单一头罩空气入口，和沿着所述头罩的背面在所述单一头罩空气入口之下并且与所述透明面部护罩相对地定位的一个或多个头罩空气出口。
3.根据权利要求2所述的头盔盖组件，其中所述头罩包括沿着所述头罩的背面在所述单一头罩空气入口之下并且与所述透明面部护罩相对地定位的两个独立头罩空气出口。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的头盔盖组件，其中所述第一头罩材料进一步包括由所述第一头罩材料完全围绕的可释放头盔调节旋钮开口，所述可释放头盔调节旋钮开口(i)尺寸被确定成使得手术头盔的头盔调节旋钮能够适配通过其中，并且(ii)被定位在所述透明面部护罩之上。
5.根据权利要求1所述的头盔盖组件，其中所述第一头罩材料进一步包括由所述第一头罩材料完全围绕的可释放风扇开关旋钮开口，所述可释放风扇开关旋钮开口(i)尺寸被确定成使得手术头盔的风扇开关旋钮能够适配通过其中，并且(ii)被定位在所述透明面部护罩的下缘之上。
6.根据权利要求1所述的头盔盖组件，其中所述第一头罩材料包括具有极低透气性或不具有透气性的单层无纺织物材料，并且所述多块附加头罩材料中的每一个包括单层可透气无纺织物材料。
7.根据权利要求1所述的头盔盖组件，其中所述头罩进一步包括沿着所述头罩的背面定位的口袋，所述口袋尺寸被确定成在其中接纳电池组。
8.根据权利要求7所述的头盔盖组件，其中所述口袋在所述至少一个头罩空气入口之下和所述至少一个头罩空气出口之下被定位。
9.根据权利要求7或8所述的头盔盖组件，其中所述头罩进一步包括在所述第一头罩材料中的狭槽，所述狭槽被定位在所述口袋内并且尺寸被确定成使得电池组连接器能够延伸通过所述狭槽。
10.根据权利要求1所述的头盔盖组件，其中所述头盔盖组件进一步包括(i)沿着所述头罩的内表面、(ii)沿着所述透明面部护罩的内表面或者(iii)沿着所述头罩的内表面和所述透明面部护罩的内表面两者定位的一个或多个附连元件，所述一个或多个附连元件可操作地适于使所述头盔盖组件与一手术头盔连接。
11.一种手术头盔，包括根据权利要求1-10中任一项所述的头盔盖组件。
12.一种手术头盔，包括：
框架，其可操作地适于围绕人的头部的至少一部分；
透明面部护罩，其附连到所述框架并且沿着所述手术头盔的正面定位；
空气通道，其具有至少一个空气通道入口和至少一个空气通道出口，所述至少一个空气通道出口被定位成将空气提供给由所述透明面部护罩的内表面包围的空间；
与所述空气通道流体连通的风扇，所述风扇可操作地适于使空气移动通过所述空气通道；
包括第一头罩材料的头罩，该头罩具有：(i)面部护罩开孔，其由所述第一头罩材料完全围绕并且尺寸被确定成使得所述面部护罩开孔的外周边围绕所述透明面部护罩，(ii)至少一个头罩空气入口，其由所述第一头罩材料完全围绕并且被定位成与所述至少一个空气通道入口对准，(iii)至少一个头罩空气出口，其由所述第一头罩材料完全围绕并且与所述透明面部护罩相对被定位在所述头罩的后部分上，和(iv)由所述第一头罩材料完全围绕的头罩开口，所述头罩开口尺寸被确定成使得所述头罩能够被定位在所述框架、所述空气通道和所述风扇之上；和
定位在所述至少一个头罩空气入口和所述至少一个头罩空气出口之上的多块附加头罩材料，其中所述多块附加头罩材料(i)沿着所述至少一个头罩空气入口和所述至少一个头罩空气出口中的每一个的外周边粘合到所述第一头罩材料，并且(ii)具有大于所述第一头罩材料的气流渗透性；
其中所述头盔进一步包括沿着所述透明面部护罩的内表面定位的一个或多个面部护罩垫片，所述一个或多个面部护罩垫片可操作地适于改变从所述透明面部护罩的一个侧面延伸到所述透明面部护罩的相对侧面的曲线。
13.根据权利要求12所述的手术头盔，其中所述风扇被定位在所述空气通道内，使得所述风扇的风扇叶片在基本垂直于通过所述空气通道的气流的方向的平面内移动。
14.根据权利要求12或13所述的手术头盔，进一步包括附连到所述框架并且定位在所述透明面部护罩的下缘之上的电池组，所述电池组可操作地适于将电力供应给所述风扇。
15.根据权利要求12所述的手术头盔，其中所述空气通道形成于泡沫元件内，所述泡沫元件包括彼此附连的上泡沫元件和下泡沫元件。
16.根据权利要求15所述的手术头盔，其中所述上泡沫元件和所述下泡沫元件包括允许所述上泡沫元件和所述下泡沫元件彼此附连而不使用附加紧固材料的附连构件。
17.根据权利要求15或16所述的手术头盔，其中所述下泡沫元件可操作地适于围绕人的头部的至少一部分，并且所述框架附连到所述下泡沫元件。
18.根据权利要求15所述的手术头盔，其中所述下泡沫元件在其中具有一个或多个开孔，以减小所述下泡沫元件的总重量。
19.根据权利要求12所述的手术头盔，进一步包括：
框架调节旋钮，其能够调节(i)沿着从所述头盔的正面到背面的第一方向延伸的框架的长度、(ii)沿着基本垂直于第一方向的第二方向延伸的框架的宽度或者(iii)能够调节沿着从所述头盔的正面到背面的第一方向延伸的框架的长度和沿着基本垂直于第一方向的第二方向延伸的框架的宽度两者，所述框架调节旋钮沿着所述头盔的正面被定位在所述透明面部护罩之上。
20.根据权利要求12所述的手术头盔，进一步包括：
附连到所述框架并且定位在所述透明面部护罩的下缘之上的电池组，所述电池组可操作地适于将电力供应给所述风扇。
21.根据权利要求12所述的手术头盔，其中所述第一头罩材料包括具有极低透气性或不具有透气性的单层血液隔离织物材料，并且所述多块附加头罩材料中的每一个包括单层可透气无纺织物材料。
22.一种手术装备，包括：
根据权利要求12-21中任一项所述的手术头盔；和
手术服，其尺寸被确定成从使用者的颈部区域延伸到腰部区域或之下，
其中所述手术头盔的头罩尺寸被确定成在使用者的颈部区域之下延伸，并且当所述头罩的下部分被塞进所述手术服的上部分内时，所述头罩的所述至少一个头罩空气出口被定位在所述手术服之上。
23.一种在使用期间减少手术装备内的二氧化碳量的方法，所述方法包括：
提供根据权利要求22所述的手术装备；和
接通所述风扇，以提供进入所述至少一个头罩空气入口、到达所述至少一个空气通道入口、通过所述空气通道、离开所述至少一个空气通道出口进入由所述透明面部护罩包围的头盔的区域并且通过所述至少一个头罩空气出口离开所述头盔的气流路径。
24.根据权利要求23所述的方法，其中在使用期间在所述手术装备内的二氧化碳量在2500ppm到1800ppm的范围内变化。
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