專利名稱：液體注射器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一個將液體注入患者的液體注射器，更特別的涉及一種液體注射器，其中將注射液注入患者體內(nèi)的液體注射管活塞壓入了一個圓筒中。
背景技術(shù)：
用于產(chǎn)生剖面圖(例如，患者斷層分析圖像)的診斷顯像裝置，目前包括CT(計算機(jī)化斷層x射線照相法)掃描儀，MRI(磁共振成像)裝置，以及PET(正電子成像術(shù))裝置；以及用于血管成像(例如，患者斷層分析圖像)的診斷裝置，包括CT脈管裝置和MRA(MRAngio)裝置。
當(dāng)使用上述任一裝置時，患者均需要注入一個液體，例如造影劑或生理鹽溶液，并且目前逐步采用了可自動完成這些注射的液體注射器?，F(xiàn)有技術(shù)中關(guān)于這種注射器的實例參考附圖1-3的說明。
首先，如圖1所示，液體注射管10由一個圓筒11和一個活塞12組成，活塞12可自由滑動并插入圓筒11中。環(huán)繞圓筒11外末端形成了圓筒凸緣13，并且環(huán)繞活塞12外末端形成了活塞凸緣14。
液體注射器(未圖示)包括注射器頭20以及凹入部分22，凹入部分22內(nèi)安置了液體注射管10的圓筒11，凹入部分22位于該注射器頭20的主體部分21的上表面。圓筒支撐結(jié)構(gòu)23位于該凹入部分22的前部，用以支撐圓筒凸緣13，并使其處于可以自由插入拔出的狀態(tài)，活塞驅(qū)動裝置24安置于凹入部分22的后面，用以支撐活塞12并引起活塞12的滑動。
更特別的，如圖2所示，活塞驅(qū)動裝置24包括滑桿25，該滑桿可自由前后滑動，用于推動活塞12向前運(yùn)動的活塞壓送構(gòu)件26，作為一個單元位于該滑桿25的前端。
該活塞壓送構(gòu)件26的左右兩側(cè)有一對接合掣子27，該掣子可自由開閉，并且這些掣子受到彈性裝置(如，卷簧)在閉合方向上的彈力。這些接合掣子的尖是楔形的，當(dāng)活塞壓送構(gòu)件由后向前壓送活塞12時，這些掣子27相應(yīng)地接合活塞凸緣14前表面的左右兩部分。
另外，如圖3所示，活塞驅(qū)動裝置24包括測力傳感器28，并且當(dāng)馬達(dá)(未標(biāo)出)推動活塞驅(qū)動裝置24壓送活塞12，所產(chǎn)生的壓力由該測力傳感器28轉(zhuǎn)換成電信號。
更特別的，測力傳感器28在傳感器室29的凹形部分中設(shè)置成自由滑動狀態(tài)，該傳感器室29則在活塞壓送裝置26的凹形部分中設(shè)置成自由滑動狀態(tài)，其中該活塞壓送裝置26中的測力傳感器28與該凹形部分的底表面接觸。
傳感器室29位于滑桿25的前端，并且傳感器室29與液體注射管10的活塞12相扣，當(dāng)活塞驅(qū)動裝置24在馬達(dá)的作用下施壓于活塞12時，所產(chǎn)生的擠壓作用于測力傳感器28。測力傳感器28與計算機(jī)裝置(未圖示)相聯(lián)，并且該計算機(jī)裝置與活塞驅(qū)動裝置24的驅(qū)動馬達(dá)相聯(lián)。
測力傳感器28因變形程度的不同而改變電阻，并且該電阻作為一個電信號被計算機(jī)裝置捕獲。根據(jù)測力傳感器28所產(chǎn)生的電信號，該計算機(jī)裝置探測到活塞壓送裝置26作用于活塞12上的壓力，并根據(jù)該壓力反饋控制活塞驅(qū)動裝置24。
在上述結(jié)構(gòu)中，現(xiàn)有技術(shù)的該例液體注射器可將液體注射管10中的液體注入患者體內(nèi)，并且可以將諸如造影劑之類的液體注入患者體內(nèi)，用于CT掃描儀獲取斷層分析圖像。
在該例中，當(dāng)液體注射器處于初始狀態(tài)時，活塞驅(qū)動裝置24置于后面，將液體注射管放入凹入部分22，接下來指示液體注射器開始注射，并且活塞驅(qū)動裝置24的活塞壓送裝置26向前移動。
當(dāng)向前運(yùn)動的活塞壓送裝置26從后壓送活塞12時，活塞凸緣14壓迫彈性閉合的接合掣子對27，并使其逐步打開。當(dāng)活塞壓送裝置26繼續(xù)向前移動時，這對掣子27就與活塞凸緣的兩側(cè)接合在一起，活塞壓送裝置26將活塞12緊扣在一起。
在這種狀況下，活塞壓送裝置24推壓活塞12，從而將液體注射筒10中的液體注入患者體內(nèi)。此時，活塞壓送裝置26施壓于活塞12的同時，也施壓于測力傳感器28，測力傳感器28就探測到了施加于活塞12上的壓力。
活塞驅(qū)動裝置24根據(jù)所探測到的壓力來進(jìn)行反饋調(diào)控，活塞12也因此被給予適當(dāng)?shù)膲浩人剑?，?dāng)探測到異常的高壓時，就強(qiáng)制性的停止活塞驅(qū)動裝置24。
本申請人及他人早已就類似于前述液體注射器申請了專利。相關(guān)的參考證明如專利文獻(xiàn)1和2專利文獻(xiàn)1公開號為No.2002-11096的日本專利專利文獻(xiàn)2公開號為No.2002-102343的日本專利在上述液體注射器中，壓送液體注射管10活塞12的壓力可將注射液注入患者體內(nèi)，并且因為使用了測力傳感器28探測施加于活塞12上的壓力，就可以阻止注射患者時出現(xiàn)的異常高壓。
然而，將測力傳感器28安裝于活塞壓送裝置26內(nèi)部，并隨活塞12一起滑動，會導(dǎo)致活塞壓送裝置26結(jié)構(gòu)的復(fù)雜，使其生產(chǎn)變得困難。特別是，連接測力傳感器28和計算機(jī)裝置之間的引出線(未圖示)因此而變得復(fù)雜，并易于導(dǎo)致故障的發(fā)生，例如斷線。

發(fā)明內(nèi)容
因為認(rèn)識到了上述問題，而提出了本發(fā)明，并且作為本發(fā)明的一個目的提供了一種液體注射器，其壓送活塞進(jìn)入注射管圓筒的壓力可由一個簡單的結(jié)構(gòu)測得。
本發(fā)明的液體注射器具有一個液體注射管，該注射管中有一個可自由滑動插入圓筒的活塞，該圓筒中充滿了液體，圓筒和活塞可作相互運(yùn)動，從而將液體注入患者體內(nèi)；其中，該液體注射器包括一個圓筒支撐結(jié)構(gòu)，一個活塞驅(qū)動裝置，一個注射器主體，以及一個壓力探測設(shè)備。
圓筒支撐結(jié)構(gòu)支撐著圓筒，使其處于可自由插入和拔出的狀態(tài)，活塞驅(qū)動裝置至少施壓于活塞，并壓送活塞進(jìn)入圓筒。圓筒支撐結(jié)構(gòu)固定于注射器的主體，更進(jìn)一步的，注射器主體支撐活塞驅(qū)動裝置，并使其在活塞滑動方向上自由移動。壓力探測設(shè)備固定于注射器主體，并探測作用在活塞驅(qū)動裝置上的壓力，該驅(qū)動裝置施壓于活塞。
相應(yīng)的，在本發(fā)明的液體注射器中，活塞驅(qū)動裝置可壓送活塞進(jìn)入液體注射筒的圓筒中，該注射筒由圓筒支撐結(jié)構(gòu)支撐，并且該壓送的壓力可由壓力探測設(shè)備探測?；钊?qū)動裝置由注射器主體支撐，以便其自由移動，固定于該注射器主體的壓力探測設(shè)備可探測作用于活塞驅(qū)動裝置上的壓力。
按照本發(fā)明的液體注射器，當(dāng)活塞驅(qū)動裝置壓送活塞進(jìn)入液體注射管的圓筒時，該注射管由圓筒支撐結(jié)構(gòu)支撐，作用于活塞驅(qū)動裝置的壓力可由壓力探測設(shè)備探測，該活塞驅(qū)動裝置由注射器主體支撐并處于自由移動的狀態(tài)，該壓力探測設(shè)備也固定于注射器主體上。其結(jié)果是，壓力探測設(shè)備并沒有安置在活塞驅(qū)動裝置的可移動部分，因而其機(jī)構(gòu)簡單，并具有很好的可生產(chǎn)性和可靠性。
每一個描述于本發(fā)明的不同設(shè)備，在認(rèn)識到它的特定功能后，就可以采用不同的形式，例如，可采用具有所述功能的專用硬件，可采用由計算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)其所述功能的液體注射器，可采用所述功能由液體注射器借助計算機(jī)程序所實現(xiàn)，或者綜合采用這些設(shè)備。另外，本發(fā)明所述的每種不同的設(shè)備不需要獨(dú)立存在，但大多數(shù)設(shè)備作為單個成分發(fā)揮作用，一個特定的設(shè)備可以是另一個設(shè)備的一部分，或者一個特定設(shè)備的一部分又是另外一個設(shè)備的一部分。
本發(fā)明的上述及其它目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)，在參考了下述對照附圖的說明后就變得很明顯了，這些附解了本發(fā)明的實例。


圖1是顯示現(xiàn)有技術(shù)中液體注射器的實施例的立視圖，展示了將液體注射管放入或取出注射器頭部的狀態(tài)。
圖2是顯示活塞驅(qū)動裝置主要結(jié)構(gòu)外觀的立視圖。
圖3是一張截面示意平面圖，顯示了活塞驅(qū)動裝置主要結(jié)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
圖4是一張截面示意平面圖，顯示了本發(fā)明實施例之一的液體注射器頭部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
圖5是顯示液體注射器系統(tǒng)外觀的立視圖。
圖6是顯示液體注射器外觀的立視圖。
圖7是顯示將液體注射管裝入或取出于注射器頭部的狀態(tài)的立視圖。
圖8是顯示液體注射器系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
圖9是顯示液體注射器操作過程的流程圖。
圖10是顯示MRI裝置操作過程的流程圖，該裝置是圖形診斷設(shè)備。
圖11是顯示一個注射器頭部變體的立視圖。
具體實施例方式
下面參照圖4-10解釋本發(fā)明的實施例。如圖所示，在解釋本發(fā)明實施例時，采用了前、后、上、下、左、右的6個方向，但這些方向是為了方便起見的約定，也是為了簡化解釋不同部位間相對關(guān)系的約定，并不限定本發(fā)明設(shè)備在使用和制造時的方向。
如圖4-7所示，本發(fā)明實施例的液體注射器系統(tǒng)1000包括液體注射器100；液體注射管200；以及MRI設(shè)備300，該設(shè)備是一個圖形診斷設(shè)備。雖然在下文中有更詳細(xì)的描述，液體注射器系統(tǒng)1000將液體顯影劑注入患者體內(nèi)(未圖示)。如圖5所示，MRI設(shè)備300包括斷層X光攝影裝置301，該裝置用于作圖，以及圖形控制單元302；用通訊網(wǎng)絡(luò)303將斷層X光攝影裝置301和圖形控制單元302通過電纜連接起來。斷層X光攝影裝置301獲取患者的斷層分析圖像，圖形控制單元302控制斷層X光攝影裝置301的操作。
如圖4和圖7所示，液體注射管200由圓筒210和活塞220組成，活塞220可自由滑動地插入圓筒210。圓筒210包括圓柱形中空的主體211，導(dǎo)管212形成于該主體211前端區(qū)域的表層。
圓筒210主體211的后端是開放的，活塞220從此開口插入主體211。圓筒凸緣213形成于圓筒210后端的外周，活塞凸緣221形成于活塞220后端的外周。
如圖6所示，本發(fā)明實施例的注射器100中，注射器控制單元101和注射器頭部110是獨(dú)立的單元，后者是注射器的主體，注射器控制單元101和注射器頭部110由通信電纜102相聯(lián)。注射器頭部110驅(qū)動安好的注射管200將注射液注入患者體內(nèi)，注射器控制單元101控制注射器頭部110的操作。為此目的，注射器控制單元整合了計算機(jī)裝置150，并利用通訊網(wǎng)絡(luò)304與MRI裝置300的圖形控制單元302連接起來。
注射器控制單元101包括如控制面板103；接觸面板104，該面板是一個顯示面板；揚(yáng)聲器單元105位于該主單元機(jī)柜106的前面；分體控制單元107用連接器108相聯(lián)。
用可移動臂112將注射器頭部110安裝在腳輪架111的上端，如圖7所示，凹入部分114位于頭部主體單元113的上表面，是注射器的主體，該凹入部分114是半圓柱形的溝，以安裝液體注射管200并使其處于自由取出的狀態(tài)。圓筒支撐結(jié)構(gòu)120用于支撐液體注射管200的圓筒凸緣213，使該注射管處于自由放入和取出的狀態(tài)，并位于該凹入部分114的前部，活塞驅(qū)動裝置130用于支撐活塞凸緣221并使其滑動，該裝置位于該凹入部分114的后端。
圓筒支撐結(jié)構(gòu)120包括固定的1/3弧形支撐組件121，該組件位于底部用于支撐圓筒凸緣213的下部，該支撐結(jié)構(gòu)還包括1/3弧形的可動支撐組件122，該組件用于從左右支撐圓筒凸緣213的上部，其位置在于固定支撐組件121兩端的上部，處于自由開合的狀態(tài)。
如圖4和圖7所示，本發(fā)明實施例的液體注射器100的活塞驅(qū)動裝置130包括，作為滑動組件，滑桿131在前后方向上細(xì)長，并且該滑桿131由頭部主體單元113支撐，不能沿其軸向旋轉(zhuǎn)，但可以自由的前后滑動。
活塞壓送裝置132作為單一單元位于滑桿131的前端，一對彈性開合的接合掣子133位于該活塞壓送裝置132的左右兩邊。螺紋孔134從滑桿131的背面中心延伸至前方，與該螺紋孔134嚙合的外螺紋136位于螺桿軸137上，該螺桿軸是旋轉(zhuǎn)組件。
該螺桿軸137在其直徑方向借助徑向軸承138由頭部主體單元113支撐，徑向軸承可以自由旋轉(zhuǎn)，在其軸向上由推力軸承139支撐，推力軸承可以自由旋轉(zhuǎn)。更特別的，環(huán)狀凸緣141位于接近螺桿軸137后端的地方，該凸緣141的后面與環(huán)狀推力軸承139銜接。
測力傳感器142是探測壓力的裝置，其形狀與推力軸承139相同，與該推力軸承139的后面相接觸。該測力傳感器142固定在頭部主體單元113上，但推力軸承139由頭部主體單元113支撐并可進(jìn)行微小的前后向移動。
如圖8所示，活塞驅(qū)動裝置130包括超聲馬達(dá)143作為驅(qū)動馬達(dá)，并且如圖4所示，該超聲馬達(dá)143用帶狀結(jié)構(gòu)144連接在螺桿軸137上，。更特別的，皮帶輪145作為單一單元安裝在螺桿軸137的后端，皮帶輪(未圖示)還作為單一單元安裝在超聲馬達(dá)143的轉(zhuǎn)子上，環(huán)帶146安裝在這些皮帶輪145上。
在本實施例液體注射器100的注射器頭部110上，每一部分均由無磁材料制成，不能由無磁材料制成的部分則進(jìn)行了消磁處理。例如，超聲馬達(dá)143由無磁材料如磷青銅合金(Cu+Sn+P)、鈦合金(Ti-6AI-4V)、鎂合金(Mg+AI+Zn)制成，這樣在操作過程中就不會產(chǎn)生磁場。組件如測力傳感器142和螺桿軸137同樣也是由無磁材料制成，并且如帶狀結(jié)構(gòu)144和頭部主體單元113等組件是由無磁樹脂制成。
如圖8所示，本實施例液體注射器100的每一部分例如超聲馬達(dá)143和測力傳感器142均與計算機(jī)裝置150相聯(lián)，通過運(yùn)行裝載于該計算機(jī)裝置150中的計算機(jī)程序可實現(xiàn)對每一部分的聯(lián)合控制，依據(jù)不同的功能(未圖示)可以合乎邏輯的采用不同的裝置，例如類型輸入裝置、壓力探測裝置、壓力儲存裝置、狀態(tài)探測裝置、驅(qū)動控制裝置、以及壓力顯示裝置。
雖然后邊會描述細(xì)節(jié)，不同類型的液體注射筒200可相互替換裝入液體注射器100中，例如，液體名稱或粘度以及圓筒210的容積或內(nèi)徑等數(shù)據(jù)均可以著錄，并作為這些液體注射管200的每項特征數(shù)據(jù)。然后，當(dāng)把液體注射筒200的特征數(shù)據(jù)輸入控制面板103時，計算機(jī)裝置讀取相應(yīng)的著錄數(shù)據(jù)，并設(shè)置操作模式。
當(dāng)計算機(jī)裝置150指示活塞驅(qū)動裝置130執(zhí)行操作，并將活塞220壓送入圓筒210，計算機(jī)裝置150根據(jù)測力傳感器142探測到的壓力和液體注射管200的著錄數(shù)據(jù)計算液體注射壓。更進(jìn)一步的，計算機(jī)裝置150根據(jù)該注射壓力對活塞驅(qū)動裝置130執(zhí)行反饋控制，并且在接觸面板104上同步實時顯示注射壓力。
計算機(jī)裝置150還儲存每種活塞驅(qū)動裝置130和液體注射管200不同狀態(tài)下的注射壓力數(shù)據(jù)，并通過對這些儲存的注射壓力數(shù)據(jù)與探測到的注射壓力、探測到的活塞驅(qū)動裝置130和液體注射管200的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，從而根據(jù)探測到的狀態(tài)控制活塞驅(qū)動裝置130的操作。
更特別的，計算機(jī)裝置150還儲存了通常從注射管210注入患者時注射器的壓力數(shù)據(jù)、當(dāng)液體中混入了空氣時的注射器壓力數(shù)據(jù)，以及當(dāng)空氣從注射管210注入患者時的注射器壓力數(shù)據(jù)；其結(jié)果是，當(dāng)探測到的數(shù)據(jù)與液體正常注射狀態(tài)不一致時、當(dāng)探測到的數(shù)據(jù)表明液體中混入了空氣時、以及當(dāng)探測到的數(shù)據(jù)表明注入了空氣時，計算機(jī)裝置150強(qiáng)制性中止活塞驅(qū)動裝置130。
最后，當(dāng)對活塞驅(qū)動裝置130執(zhí)行了上述控制，液體注射器100的計算機(jī)裝置150與MRI裝置300的注射器控制裝置101交換不同的數(shù)據(jù)，從而指導(dǎo)不同的操作，使得液體注射器100和MRI裝置實現(xiàn)協(xié)作。
在上述構(gòu)造中，本實施例液體注射器系統(tǒng)1000的MRI裝置300可獲得患者的X線斷層攝影圖像，可將如顯影劑之類的液體注入患者體內(nèi)。
在該例中，如圖7所示，可用如伸縮管等裝置將液體注射管200與患者相連，該液體注射管200放入液體注射器100的注射器頭部110。此時，液體注射管200的圓筒210由圓筒支撐結(jié)構(gòu)120支撐，活塞220由活塞驅(qū)動裝置130支撐。
接下來，操作人員在液體注射器100的控制面板103上輸入液體注射管200的特征數(shù)據(jù)，于是對應(yīng)于該輸入操作，液體注射器100讀取不同類型的數(shù)據(jù)，例如，圓筒210的容積和內(nèi)徑，以及設(shè)置操作模式。
在此狀態(tài)下，操作員起動工作，在液體注射器100的控制面板上執(zhí)行輸入操作，接下來，如圖9所示，液體注射器100檢測到這一輸入(步驟S1)，并傳輸MRI設(shè)備300的啟動工作數(shù)據(jù)(步驟S2)。
如果答復(fù)數(shù)據(jù)表明，接收到了對應(yīng)于上述數(shù)據(jù)傳輸?shù)膩碜訫RI設(shè)備300的啟動工作(步驟S3)，液體注射器100開始了一系列操作(步驟S9-)，但是如果工作啟動數(shù)據(jù)沒有接收到，或者如果收到錯誤指導(dǎo)的數(shù)據(jù)(步驟S3)，就會在接觸面板104或揚(yáng)聲器裝置105上報告一個錯誤指導(dǎo)信息，例如“發(fā)生了XX錯誤。請檢查MRI設(shè)備”，并且操作返回起始狀態(tài)(步驟S7)。
如圖10所示，當(dāng)輸入操作提示圖形控制裝置302沒有啟動工作，而同時MRI裝置300如前所述收到來自液體注射器100的指示啟動工作的數(shù)據(jù)(步驟T4)，MRI裝置300就診斷自己的狀態(tài)(步驟T5)，并且如果該診斷沒有檢測到錯誤，就會反饋給液體注射器100指示啟動工作的數(shù)據(jù)(步驟T8)。
如果MRI裝置在上述自診斷中檢測到錯誤(步驟T5)，MRI裝置300就反饋給液體注射器100錯誤指示的數(shù)據(jù)(步驟T6)，報告一個錯誤指示信息，如”發(fā)生了XX錯誤。請檢查——“，并返回到起始狀態(tài)(步驟T7)。
即使操作員先對MRI裝置300輸入了起始工作的命令，而不是先啟動液體注射器100，通過雙向通訊得到了MRI設(shè)備300和液體注射器100的相互確認(rèn)，如上述實施例所述以及如圖10和圖9所示(步驟T1-T3和步驟S4-S8)。
然后，如圖9所示，啟動工作經(jīng)過確認(rèn)后，液體注射器100的計算機(jī)裝置150獲得作為電信號的來自測力傳感器142的電阻，而不需要啟動活塞驅(qū)動裝置130的超聲馬達(dá)143，根據(jù)該電阻執(zhí)行起始設(shè)置，顯示“0”壓力(步驟S10)。
計算機(jī)裝置150接下來指示活塞驅(qū)動裝置130的超聲馬達(dá)143進(jìn)行操作，這樣就將活塞220壓送入液體注射管200的圓筒210中(步驟S11)。
此時，如圖4所示，用帶狀結(jié)構(gòu)144連接在超聲馬達(dá)143上的螺桿軸137開始旋轉(zhuǎn)，并且因為該螺桿軸137在其軸向上由推力軸承139用測力傳感器142支撐，測力傳感器142固定于頭部主體單元113上，用螺紋結(jié)構(gòu)連接于螺桿軸137的滑桿131就開始滑動。
該滑桿131就壓送活塞220進(jìn)入圓筒210，液體就從圓筒210注入患者體內(nèi)。此時，作用于滑桿131上的壓力就施壓于活塞220，也作用于螺桿軸137上，作用于該螺桿軸137上的壓力通過推力軸承139作用于測力傳感器142上。
接下來，如圖9所示，在如前述進(jìn)行液體注射時(步驟S12)，計算機(jī)裝置150獲得了測力傳感器142探測到的壓力，并根據(jù)探測到的壓力計算注射壓，壓力與初始設(shè)置的液體粘度和圓筒210內(nèi)徑相關(guān)(步驟S13)。
接下來，計算機(jī)裝置150會檢驗該注射壓是否正常(步驟S14)，如果正常，則將該注射壓顯示在接觸面板104上(步驟S15)。重復(fù)上述操作直至探測到注射已經(jīng)完成，這需要根據(jù)，例如，比較活塞驅(qū)動裝置130的操作長度和活塞220的有效長度(步驟S16)。
因為操作模式的初始狀態(tài)已經(jīng)設(shè)置好了最適宜的注射壓力，當(dāng)如上述注射液體時(步驟S11-S16)，超聲馬達(dá)143按照反饋控制輸出功率，使得經(jīng)計算的注射壓力與設(shè)定的最優(yōu)壓力相一致(步驟S11)。
當(dāng)完成液體注射(步驟S16)，強(qiáng)制中止超聲馬達(dá)143的運(yùn)轉(zhuǎn)(步驟S17)，指示注射完成的數(shù)據(jù)從液體注射器100的計算機(jī)裝置150傳輸至MRI裝置300的圖像控制裝置302(步驟S18)。
當(dāng)液體注射器100中的經(jīng)計算的注射壓力不正常時(步驟S14)，就強(qiáng)制中止超聲馬達(dá)143的運(yùn)轉(zhuǎn)(步驟S19)。更特別的，計算機(jī)裝置150儲存了液體正常從圓筒210注入患者時的注射壓數(shù)據(jù)、液體中混入了空氣時的注射壓數(shù)據(jù)，以及空氣從圓筒210注入患者時的注射壓數(shù)據(jù)；這樣當(dāng)探測到液體注射時的不正常數(shù)據(jù)時、或者探測到的數(shù)據(jù)表明液體中混入了空氣時、或者探測到的數(shù)據(jù)表明注入了空氣時，就強(qiáng)制性中止活塞驅(qū)動裝置130的運(yùn)轉(zhuǎn)。
接觸面板104顯示或者揚(yáng)聲裝置105發(fā)出聲音(步驟S20)，報告異常警告，如“檢測到異常壓力--請檢查注射管和導(dǎo)管”、“檢測到混入了空氣--請檢查注射管和導(dǎo)管”；“檢測到注入了空氣--請檢查患者”，并且出現(xiàn)這些異常的數(shù)據(jù)從計算機(jī)裝置150傳輸至圖像控制裝置302(步驟S21)。
這樣，如圖10所示，在接收到指示液體注射器100完成注射的數(shù)據(jù)后(步驟T9)，MRI裝置300從注入了顯影劑的患者上獲取斷層分析圖像(步驟T10和T13)。根據(jù)探測到的異常情況(步驟T11)或者接收到獲自液體注射器100的指示異常情況發(fā)生的數(shù)據(jù)(步驟T12)，MRI裝置300強(qiáng)制性中止獲取圖像，并向操作員報告異常情況的發(fā)生(步驟T14和T15)。
本發(fā)明液體注射器系統(tǒng)1000中，可以將液體從注射管200注入患者，是因為液體注射器100用圓筒支撐結(jié)構(gòu)120支撐液體注射管200的圓筒210，并且如前所述用活塞驅(qū)動裝置130對活塞220施壓。另外，因為測力傳感器142可探測作用于活塞220上的壓力，所以可以對注射操作進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂啤?br> 另外，活塞驅(qū)動裝置130由頭部主體單元113支撐并可以自由移動，探測作用于該活塞驅(qū)動裝置130上壓力的測力傳感器142固定于頭部主體單元113。由于測力傳感器142沒有設(shè)置在活塞驅(qū)動裝置130的可移動部分，該設(shè)備具有結(jié)構(gòu)簡單、高生產(chǎn)性，以及非凡的可靠性的特征。
特別的，活塞驅(qū)動裝置130上施壓于活塞220的滑桿131受到了支撐，可以自由滑動但不能旋轉(zhuǎn)，測力傳感器142探測作用于螺桿軸137軸向上的壓力，螺桿軸137可以自由旋轉(zhuǎn)但不能滑動，并且由一個螺紋結(jié)構(gòu)連接到滑桿131上。結(jié)果，測力傳感器142結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠地探測作用于活塞220上的壓力。
另外，螺桿軸137在其直徑方向上由徑向軸承138支撐，在軸向上由推力軸承139支撐，因而螺桿軸137結(jié)構(gòu)簡單且旋轉(zhuǎn)自由。測力傳感器142探測作用于該推力軸承139軸向上的壓力，該測力傳感器142因而可以探測作用于活塞220上的壓力，而不會妨礙螺桿軸137的旋轉(zhuǎn)。
超聲馬達(dá)142和螺桿軸137之間由帶狀結(jié)構(gòu)144連接，不僅使得螺桿軸137不妨礙動力的傳送就可以在軸向上移動，也使得測力傳感器142能夠可靠地探測作用于螺桿軸137上的壓力。
多種類型的液體注射管200可以互換的裝入液體注射器100，即使測力傳感器142對壓力的探測是相同的，不同的液體粘度或者圓筒210的內(nèi)徑可以導(dǎo)致不同的注射壓力。本實施例的液體注射器100中，計算機(jī)裝置150針對每種類型的特征數(shù)據(jù)記錄了液體注射管200不同類型的數(shù)據(jù)，當(dāng)接收到輸入的特征數(shù)據(jù)時，就讀取不同類型的數(shù)據(jù)，這樣根據(jù)測力傳感器142探測到的壓力就可以計算出適當(dāng)?shù)淖⑸鋲毫Α?br> 計算機(jī)裝置150指示活塞驅(qū)動裝置130根據(jù)該注射壓力進(jìn)行反饋控制，液體就可以適當(dāng)?shù)膲毫ψ⑷牖颊?。上述注射壓力以?shù)據(jù)形式實時顯示在接觸面板104上，操作員就可以調(diào)整注射壓力。
另外，針對活塞驅(qū)動裝置130和液體注射管200的每種不同狀態(tài)，計算機(jī)裝置150儲存了由計算機(jī)裝置150探測得到的壓力數(shù)據(jù)，將儲存的壓力與探測到的壓力比較，以檢測活塞驅(qū)動裝置130和液體注射管200的狀態(tài)數(shù)據(jù)，就可以根據(jù)這些檢測到的狀態(tài)控制活塞驅(qū)動裝置130的操作，這樣計算機(jī)裝置150就可以精確的控制液體的注射。
更特別地，計算機(jī)裝置150儲存了正常狀態(tài)下液體從圓筒210注入患者時的注射壓力數(shù)據(jù)，當(dāng)沒有檢測到注射液體的正常狀態(tài)時，則強(qiáng)制性中止活塞驅(qū)動裝置130，就可以避免醫(yī)療時用異常的壓力將液體注入患者體內(nèi)。
更特別地，計算機(jī)裝置150儲存了當(dāng)液體中混入了空氣時、以及當(dāng)空氣從圓筒210注入患者時的注射壓力數(shù)據(jù)，其結(jié)果是，當(dāng)檢測到液體中混入了空氣時或者注入了空氣時，強(qiáng)制性地中止活塞驅(qū)動裝置130，這樣就可以避免在醫(yī)療中將空氣注入患者體內(nèi)。
當(dāng)檢測到上述情況時，異常情況警報會由接觸面板104顯示或者由揚(yáng)聲裝置105發(fā)聲，操作員很快就能得知并對異常情況的發(fā)生采取適當(dāng)?shù)拇胧?br> 更特別地，液體注射器100和MRI裝置300可以一起操作并協(xié)調(diào)一致執(zhí)行不同的操作，在注入顯影劑的恰當(dāng)時機(jī)，MRI裝置300可以獲取X線斷層攝影圖像，為獲取X線斷層攝影圖像，液體注射器100可以在恰當(dāng)時機(jī)將液體如顯影劑從液體注射器200中注射出來。其結(jié)果是，本實施例地液體注射器系統(tǒng)1000中，一個操作員獨(dú)自就可以對液體注射器100和MRI裝置300進(jìn)行恰當(dāng)?shù)夭僮?，相?yīng)地節(jié)省了人工費(fèi)。
當(dāng)如上所述液體注射器100探測到了異常情況發(fā)生的時候，該異常情況發(fā)生的數(shù)據(jù)就傳送到MRI裝置300中，MRI裝置300也可以快速的中止該圖形操作，這樣操作員就可以快速的采取適當(dāng)?shù)拇胧?yīng)對該異常情況，而不被MRI裝置所阻礙。
當(dāng)發(fā)生異常的數(shù)據(jù)從注射器100傳送至MRI裝置300，MRI裝置300也將此異常報告給操作員，這樣獨(dú)自工作的操作員就可以及時得到信息，并且即使操作員從液體注射器100的位置移動到MRI裝置300的位置也能得知液體注射器100中有異常發(fā)生。
最后，本實施例的液體注射器100包括它的動力源超聲馬達(dá)143，其由無磁材料制成，并且在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不會產(chǎn)生不必要的磁場，以及每種部件例如測力傳感器142均由無磁材料制成，這樣，即使鄰近MRI裝置300，液體注射器100也能正常使用。
本發(fā)明不以任何形式受限于上述實施例，在本發(fā)明的范圍內(nèi)可作出各種修改。例如，上述實施例中的液體注射器系統(tǒng)1000包括MRI裝置300作為圖像診斷裝置，但是CT掃描儀、PET裝置、超聲波診斷裝置、造影裝置，或者M(jìn)RA裝置都可以作為圖像診斷裝置。
雖然上述實施例中描述了這樣一個實例，其中預(yù)先在液體注射器100中記錄了液體注射管200的不同類型的數(shù)據(jù)，并且根據(jù)這些記錄的數(shù)據(jù)液體注射器100控制注射的執(zhí)行；預(yù)先在液體注射器100中記錄多種類型液體注射管200的不同類型的數(shù)據(jù)，操作員仍可以在每次具體使用時，向液體注射器100中輸入不同類型的液體注射管200的數(shù)據(jù)。
在下述實例中，操作員也可手動操作控制面板103或者接觸面板104以輸入滿裝量的數(shù)值。或者在液體注射器200上貼上條形碼標(biāo)識，該標(biāo)識中記錄了如滿裝量或圓筒內(nèi)徑之類數(shù)據(jù)，液體注射器100就可以使用條形碼讀出裝置(未圖示)掃描或讀取這些條形碼標(biāo)識。
雖然上述實施例中描述了這樣一個實例，其中螺紋孔134位于滑桿131上，外螺紋136位于螺桿軸137上，但是外螺紋136位于滑桿131上以及螺紋孔134位于螺桿軸137上(未圖示)也是可能的。
雖然上述實施例中描述了這樣一個實例，其中螺桿軸137的外螺紋136直接嚙合滑桿131的螺紋孔134，也可安裝一個滾珠螺旋結(jié)構(gòu)(未圖示)，其中該螺紋孔134和外螺紋136由滾球軸承嚙合。
雖然上述實施例中描述了這樣一個實例，其中超聲馬達(dá)143由帶狀結(jié)構(gòu)144連接到螺桿軸137上并且能軸向自由移動，但例如也可以直接連接螺桿軸137和超聲馬達(dá)143并且支撐超聲馬達(dá)143使之不能轉(zhuǎn)動但能和螺桿軸137一起軸向移動(未圖示)。
上述實施例中描述了這樣一個實例，其中只有一個液體注射管200裝入了注射器頭部110中，該頭部具有一個圓筒支撐結(jié)構(gòu)120以及一個活塞驅(qū)動裝置130，但是，如圖11所示，也可將多個液體注射管200裝入注射器頭部160，該頭部對應(yīng)的具有多個圓筒支撐結(jié)構(gòu)120和活塞驅(qū)動裝置130。
雖然上述實施例中描述了這樣一個實例，其中接觸面板104顯示不同類型的數(shù)據(jù)，例如注射壓力，該裝置安裝在圖像控制裝置101上，后者與注射頭部110相分離。如圖11所示，這類顯示面板161也可以并列放置在注射器頭部160。在該實例中，不同類型的數(shù)據(jù)顯示在裝載液體注射管200的鄰近位置上，這樣操作員就可以更近的監(jiān)控這些數(shù)據(jù)。
最后，上述實施例中描述了這樣一個實例，其中根據(jù)裝在計算機(jī)裝置150上的計算機(jī)程序通過對各個裝置合乎邏輯地實施各種操作，而實現(xiàn)液體注射器100的不同功能。然而，每種這些不同的裝置可以作為獨(dú)立的硬件部件，或者一部分作為軟件儲存在例如計算機(jī)裝置150中，而一部分可以是硬件部件。
當(dāng)采用特定的術(shù)語描述本發(fā)明優(yōu)選實施例時，這些描述只是用作解釋的目的，應(yīng)當(dāng)理解為所作出的任何改變和變化均沒有背離下述權(quán)利要求的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種液體注射器，其中活塞可自由滑動地插入裝有液體的圓筒，所述圓筒與所述活塞彼此間相對移動，從而將所述液體注入患者；所述液體注射器包括一個圓筒支撐結(jié)構(gòu)，用于可拆卸地支撐所述圓筒；一個活塞驅(qū)動裝置，至少施壓于所述活塞，以壓送所述活塞進(jìn)入所述圓筒；一個注射器主體，所述圓筒支撐結(jié)構(gòu)固定其上，并且該主體支撐所述活塞驅(qū)動裝置使其在所述活塞滑動方向上移動；和一個壓力探測裝置，固定于該注射器主體上，用于探測作用在所述活塞驅(qū)動裝置上的壓力，該驅(qū)動裝置施壓于所述活塞。
2.如權(quán)利要求1所述液體注射器，其中所述活塞驅(qū)動裝置包括一個滑動構(gòu)件，其上有螺紋孔，并且在與所述活塞接觸的位置上由所述注射器主體支撐，處于一個可以自由滑動但不能旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)中；一個旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，在其外表面上有外螺紋，與該滑動構(gòu)件的螺紋孔相嚙合，并且有所述注射器主體支撐，處于一個可以自由旋轉(zhuǎn)但不能滑動的狀態(tài)中；和一個驅(qū)動馬達(dá)，用于驅(qū)動該旋轉(zhuǎn)構(gòu)件；其中所述壓力探測裝置探測作用在所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件上的壓力。
3.如權(quán)利要求1所述液體注射器，其中所述活塞驅(qū)動裝置包括一個滑動構(gòu)件，在其外表面上有外螺紋，并且在與所述活塞接觸的位置上由所述注射器主體支撐，處于一個可以自由滑動但不能旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)中；一個旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，其中有螺紋孔與滑動構(gòu)件的螺紋形狀相嚙合，由所述注射器主體支撐，處于一個可以自由旋轉(zhuǎn)但不能滑動的狀態(tài)中；一個驅(qū)動馬達(dá)，用于驅(qū)動該旋轉(zhuǎn)構(gòu)件；其中所述壓力探測裝置探測作用在所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件上的壓力。
4.如權(quán)利要求2所述液體注射器，其中所述活塞驅(qū)動裝置包括一個軸承裝置用于在徑向和軸向上支撐所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件；和所述壓力探測裝置探測作用于所述軸承裝置的所述軸向上的壓力。
5.如權(quán)利要求4所述液體注射器，其中所述軸承裝置組成如下一個徑向軸承用于在徑向上支撐所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件；和一個推力軸承用于在軸向上支撐所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件；其中所述壓力探測裝置探測作用于所述推力軸承上的壓力。
6.如權(quán)利要求1-5任一所述液體注射器，其中所述驅(qū)動馬達(dá)和所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件用一個傳送帶裝置相連，，該傳送帶裝置由至少一對皮帶輪和至少一個環(huán)帶組成。
7.如權(quán)利要求1-5任一所述液體注射器，其中所述壓力探測裝置由一個無磁材料制成的測力傳感器組成。
8.如權(quán)利要求1-5任一所述液體注射器，進(jìn)一步包含一個驅(qū)動控制裝置，用于根據(jù)由所述壓力探測裝置探測到的壓力對所述活塞驅(qū)動裝置執(zhí)行反饋控制。
9.如權(quán)利要求1-5任一所述液體注射器，進(jìn)一步包含一個壓力探測裝置，用于根據(jù)由所述壓力探測裝置探測到的壓力計算所述液體的注射壓力。
10.如權(quán)利要求9所述液體注射器，其中多種類型的所述液體注射管可相互替換的裝入所述圓筒支撐結(jié)構(gòu)；所述液體注射器進(jìn)一步包含一個輸入裝置用于接收由所述圓筒支撐結(jié)構(gòu)支撐的所述液體注射管的特征數(shù)據(jù)；和所述壓力探測裝置探測所述注射壓力，其根據(jù)在于，依據(jù)所接收的輸入的液體注射管的特征數(shù)據(jù)，由所述壓力探測裝置探測壓力。
11.如權(quán)利要求9所述液體注射器，進(jìn)一步包括一個壓力顯示裝置，用于實時顯示由所述壓力探測裝置探測到的壓力。
12.如權(quán)利要求11所述液體注射器，其中所述壓力顯示裝置包括一個顯示面板，該面板位于接近至少所述圓筒支撐結(jié)構(gòu)和所述活塞驅(qū)動裝置中的一個的地方。
13.如權(quán)利要求9所述液體注射器，進(jìn)一步包括一個壓力儲存裝置，為每種所述活塞驅(qū)動裝置和所述液體注射管的不同狀態(tài)，以數(shù)據(jù)形式儲存由所述壓力探測裝置探測到的壓力；和一個狀態(tài)探測裝置用于比較數(shù)據(jù)形式儲存的壓力和探測得到的所述壓力之間的差別，以檢測所述活塞驅(qū)動裝置和所述液體注射管的狀態(tài)數(shù)據(jù)；其中所述活塞控制裝置根據(jù)由所述狀態(tài)探測裝置數(shù)據(jù)探測到的狀態(tài)控制所述活塞驅(qū)動裝置的操作。
14.如權(quán)利要求13所述液體注射器，其中所述壓力儲存裝置以數(shù)據(jù)形式儲存液體正常從所述圓筒注入所述患者的狀態(tài)下的所述壓力；和所述驅(qū)動控制裝置，當(dāng)沒有檢測到所述液體正常注射的時候，強(qiáng)制性中止所述活塞驅(qū)動裝置。
15.如權(quán)利要求13所述液體注射器，其中所述壓力儲存裝置，當(dāng)空氣從所述圓筒注入所述患者時，以數(shù)據(jù)形式儲存所述壓力；以及，當(dāng)檢測到注入空氣的所述狀態(tài)時，所述驅(qū)動控制裝置強(qiáng)制性中止所述活塞驅(qū)動裝置。
16.如權(quán)利要求13所述液體注射器，其中所述壓力儲存裝置，在空氣混入所述液體時，以數(shù)據(jù)形式儲存所述壓力；以及，當(dāng)檢測到所述空氣與所述液體混合的所述狀態(tài)時，所述驅(qū)動控裝置強(qiáng)制性中止所述活塞驅(qū)動裝置。
全文摘要
在液體注射器中，活塞由活塞驅(qū)動裝置壓入液體注射管的圓筒中，該注射管由圓筒支撐裝置支撐，壓力探測裝置探測到該壓力。活塞驅(qū)動裝置可移動地由注射器主體支撐，壓力探測裝置固定于該注射器主體，探測作用于活塞驅(qū)動裝置上的壓力。該液體注射器的結(jié)構(gòu)簡單，是因為壓力探測裝置沒有安裝在活塞驅(qū)動裝置的移動部分上，這樣液體注射器就具有改進(jìn)了的可生產(chǎn)性和可靠性。
文檔編號A61M5/168GK1589914SQ20041007418
公開日2005年3月9日 申請日期2004年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月2日
發(fā)明者田中正文 申請人:株式會社根本杏林堂