專利名稱：造影劑容器支架和填充針筒的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用來給患者注射流體的注射機。
背景技術(shù)：
在許多醫(yī)療環(huán)境中，在診斷或治療期間醫(yī)療流體被注入到患者體內(nèi)。一個實例是將造影劑注入患者體內(nèi)以改善光學(xué)成像、核醫(yī)學(xué)、CT、血管造影、磁共振或超聲波成像、或使用動力推動的自動注射機的任何診斷成像或治療應(yīng)用。
適合于這些和相似應(yīng)用的注射機通常必須使用相對較大體積的針筒并且能夠產(chǎn)生相對較大的流量和注射壓力。為此，這些應(yīng)用的注射機通常是機動化的并且包括大的高質(zhì)量注射機馬達和驅(qū)動鏈。為了易于使用，馬達和驅(qū)動鏈通常容納在注射頭中，該頭由地板、墻壁或天花板安裝的臂支撐。
注射頭通常以樞轉(zhuǎn)方式安裝在臂上，這樣頭可以向上傾斜(針筒尖端在針筒剩余部分之上)以便于用流體填充針筒，和向下(針筒尖端在針筒剩余部分之下)用于注射。以這種方式傾斜頭便于在填充期間從針筒中去除空氣，減小注射過程中空氣被注入體內(nèi)的可能性。然而，意外地將空氣注射到患者體內(nèi)的潛在可能性依然成為嚴肅的安全考慮。
除了上面討論的注射頭，許多注射機包括單獨的控制臺以控制注射機。控制臺一般包括可編程的電路，該電路可用來對注射機自動的、編程的控制，這樣注射機的操作是可預(yù)測的并且潛在地與其他設(shè)備例如掃描器或成像設(shè)備的操作同步。
由注射系統(tǒng)執(zhí)行的一個特定的操作程序是用造影劑填充針筒。動力注射機的該填充程序通常需要操作者使用雙手。一手握持造影劑容器靠近注射機，另一手操作注射機控制器以縮回活塞從而填充針筒。甚至在可自動填充預(yù)設(shè)體積的注射機中，當最初開始自動填充程序時仍然需要操作者使用雙手。
因此，存在這樣的需要，即簡化動力注射機中的注射程序從而操作者在填充針筒的整個操作過程中至少一只手可執(zhí)行其他動作。
偶爾在填充針筒時，填充程序可能出問題，因為如果執(zhí)行的太快，造影劑會充氣，或者如果執(zhí)行的太慢，完成該程序可能會耗費太多的時間。因此，基于造影劑和充填管中可能出現(xiàn)的空氣，存在一個可避免在填充期間使造影劑充氣的造影劑最大填充率。雖然該速度可在注射機中編程并且自動使用，但是操作者通常要監(jiān)視針筒的填充以進一步減小造影劑充氣的可能性。需要一種填充程序以允許快于在填充管中出現(xiàn)空氣時可達到的最大填充速度，用造影劑流體填充針筒。

發(fā)明內(nèi)容
傳統(tǒng)的注射機系統(tǒng)的上述指出的那些需要和其他問題可被允許免手填充針筒的本發(fā)明實施例以及在填充過程中不會使造影劑充氣就可以執(zhí)行填充程序的本發(fā)明實施例解決。
本發(fā)明的一個方面涉及到一種造影劑注射機系統(tǒng)，包括注射機頭和與注射機頭連接的造影劑容器支架，其中所述造影劑容器支架構(gòu)建為將造影劑容器保持在基本上固定的位置，同時所述注射機頭基本上垂直取向。
本發(fā)明的另一方面涉及到一種用來在具有將針筒連接到造影劑的填充管的造影劑注射機系統(tǒng)中執(zhí)行填充程序的方法。根據(jù)該方面，從填充管中基本上排出所有空氣，此后，以防止造影劑充氣的第一速率填充針筒，并且其中所述第一速率快于第二速率，該第二速率為沒有預(yù)先從填充管排出空氣時的最大填充速率。
本發(fā)明的另一方面涉及到一種在針筒填充程序過程中更換造影劑容器的方法。根據(jù)該方面，當?shù)谝辉煊皠┤萜骰旧峡樟说臅r候，暫停針筒的針筒填充程序，并用第二造影劑容器替換第一造影劑容器。接下來，從連接在針筒和第二造影劑容器之間的填充管中基本上排出所有空氣，此后，以防止造影劑充氣的第一速率繼續(xù)從第二造影劑容器填充針筒，其中所述第一速率快于第二速率，該第二速率為沒有預(yù)先從填充管排出空氣時的最大填充速率。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明原理的注射機的透視圖，包括動力頭、控制臺和(蓋下的)電源組，而針筒、壓力護套、加熱毯和空氣探測模塊被拿掉。
圖2示出了圖1注射機動力頭的透視圖，其中壓力護套、針筒和加熱毯安裝在其上，更詳細地示出了動力頭顯示器、手操作的控制器和支撐臂座架。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的造影劑容器支架。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的造影劑容器支架。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的造影劑容器支架。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明再一實施例的造影劑容器支架。
圖7示出了使用注射機系統(tǒng)填充針筒的示例性方法的流程圖。
具體實施例方式
機動化注射系統(tǒng)參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的注射機20包括各種功能部件，例如動力頭22、控制臺24和電源組26(安裝在蓋內(nèi)側(cè))。針筒36(圖2)安裝在注射機20的動力頭22的面板28中，使用各種注射機控制器用例如用于CT、血管造影或其他處理的造影劑填充針筒，然后造影劑在操作者的調(diào)查下或在預(yù)編程的控制下注入對象中。
注射機動力頭22包括用來控制內(nèi)驅(qū)動馬達運動的手操作的移動控制桿29、和用來向操作者指出注射機當前狀態(tài)和操作參數(shù)的顯示器30。控制臺24包括觸摸屏顯示器32，該顯示器可被操作者用來遙控注射機20的操作并且可被用于指定和儲存注射機20自動注射程序，該程序隨后通過操作者啟動由注射機自動執(zhí)行。
動力頭22和控制臺24通過電纜(未示出)連接到電源組26。電源組26包括注射機電源、用來在控制臺24和動力頭22之間通信的接口電路、以及允許注射機20連接到遠程單元的其他電路，所述遠程單元例如遠程控制臺、遠程手或腳控制開關(guān)、或允許例如注射機20的操作與成像系統(tǒng)的X射線曝光同步的其他原始設(shè)備制造商(OEM)遠程控制連接器。
動力頭22、控制臺24和電源組26都安裝在機架34上，其包括用來支撐動力頭22的支撐臂35以使動力頭22在檢查對象附近的定位容易。然而，也可以想出其他裝置；例如控制臺24和電源組26可以放置在工作臺上或者安裝在檢查室內(nèi)的電子設(shè)備架上，而動力頭22通過天花板、地板或墻壁安裝的支撐臂支撐。
現(xiàn)在參考圖2，在操作中，針筒36和壓力護套38安裝到動力頭22上，這樣動力頭22內(nèi)部的馬達可以通電以在針筒36的筒內(nèi)向著和遠離針筒的排放端40移動活塞37，從而從針筒36排出流體或用流體填充針筒。壓力護套38為針筒36的外壁提供了支撐以保護針筒36的壁在高的注射壓力下不致?lián)p壞。
針筒36和壓力護套38由透明塑料材料制成，操作者可透過該透明塑料觀察活塞37的目前位置以及針筒中活塞37和排放端40之間的任何流體或空氣。因此，如上所述，操作者可向上傾斜動力頭22，從流體源填充針筒36同時可視地監(jiān)視填充過程，然后將注射機連接到通向患者的管道，從管道和針筒排出空氣同時可視地監(jiān)視針筒中流體的水平，然后一旦空氣被排出，向下傾斜注射機并且開始將流體注入對象。
為了便于該填充過程和其他可能在對象注射過程中執(zhí)行的操作，動力頭22包括手操作的運動控制器，該控制器的形式為可旋轉(zhuǎn)的桿29。具體地，桿29可在動力頭22內(nèi)側(cè)的旋轉(zhuǎn)軸上旋轉(zhuǎn)。當手操作的控制桿29處于其原始位置時，如圖2所示，動力頭22不產(chǎn)生活塞運動。然而，當手操作的控制桿29向著針筒36旋轉(zhuǎn)時，動力頭22產(chǎn)生向前的活塞運動，從針筒36排出流體或空氣。備選地，當手操作的控制桿29遠離針筒36旋轉(zhuǎn)時，動力頭22產(chǎn)生反向活塞運動，用流體或空氣填充針筒36。
為了確保注入對象的流體大致保持在體溫，鄰近壓力護套38的外壁安裝了加熱毯42。加熱毯42包括產(chǎn)生熱量以調(diào)節(jié)針筒36內(nèi)的流體溫度的電熱器。加熱毯42安裝到從面板28伸出的柱44上，保持加熱毯42與壓力護套38熱接觸。
在動力頭22后端是指示動力頭狀態(tài)的指示燈46(用光漫射蓋覆蓋)。
控制例如圖1和2所示注射機系統(tǒng)操作的示例性硬件和軟件的進一步細節(jié)可參考美國專利No.5,868,710，該專利轉(zhuǎn)讓給了本發(fā)明的受讓人，并且通過參考將其全部內(nèi)容整合在此。
容器支架利用注射機系統(tǒng)通常執(zhí)行的一個特定操作程序是用造影劑填充針筒36。動力注射機的該填充程序通常需要使用操作者的雙手。一手將造影劑容器握持在注射機附近，而另一手操作注射機控制器縮回活塞從而填充針筒。甚至利用可自動填充預(yù)設(shè)體積的注射機，當最初開始自動填充程序時仍然需要操作者使用雙手。因此，需要簡化動力注射機中的注射程序從而在填充針筒時操作者至少一只手可進行其他動作。
特別是，解決該需要的一個示例性答案是使用連接到一部分注射機頭22上并且將容器固定在有助于填充針筒的方向上的造影劑容器支架。
該容器支架的材料可以是具有足夠支撐通常造影劑容器重量的剛度的各種合適材料中的任何一種。優(yōu)選地，所述材料包括塑料、不銹鋼、鋁和某些陶瓷。這些材料中的每一種還要足夠耐受潮氣、化學(xué)物質(zhì)和溫度以允許通過各種方法容易地清潔支架。另外，支架的材料是這樣的，即它不能過度地破壞或損壞造影劑容器，但是在它可能經(jīng)受多次各種激烈沖擊的環(huán)境下仍然能夠工作。
圖3示出了用于造影劑容器支架的特定示例性設(shè)計；然而，普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以想出其他功能等同的設(shè)計。容器支架具有托架502、506，其與注射機殼體的一部分44連接并且適于保持造影劑容器504，這樣填充管510可容易地到達整個造影劑容器。更具體地，圖3示出了兩部件的容器支架，其具有環(huán)繞造影劑容器504的上部彎曲臂502，而下臂506從下面支撐容器504。兩個臂502和506聯(lián)合工作以保持容器504向著注射機頭22傾斜。
示例性的支架502、506的特征在于開口設(shè)計，其方便了僅用一只手固定和取下造影劑容器504。當然，雖然操作者可使用雙手插入和取下容器504，但這不是必需的。在填充程序期間，當操作者必須替換容器時，一只手操作特別有用。
支架502、506的另一特征在于它使得容器504鄰近針筒尖端508定位，這樣填充管510可從針筒36橋接到容器504底部。典型的填充管為8英寸長，而如果需要可考慮其他的長度。
造影劑容器支架502、506的又一特征在于當注射機頭22大致確定方向以進行填充程序時，它向著填充管510傾斜容器504。前面整合的美國專利No.5,868,710詳細描述了在填充過程中正確確定注射機頭方向的一種示例性系統(tǒng)。
雖然一系列的傾斜角可用于支架502、506，但是容器可以不向著注射機頭22傾斜那么多以致造影劑流體漏出，也不能傾斜得太輕微以致填充管510不能到達容器504底部。如果填充管510不能到達容器504底部，則造影劑流體不能完全從容器504中去除。
雖然圖3描述了連接到加熱護套44的示例性容器支架502、506，但是容器支架502、506可以通過許多方式與注射機頭22連接。例如，支架可以安裝或夾在注射機頭的殼體下側(cè)，或者甚至面板上。另外，支架可連接到保持加熱毯的柱上。在這種情況下，容器支架以相似于連接加熱毯的方式安裝在注射機上。特別是，通過輕微的干涉配合，支架可夾在機架柱上以便于安裝并允許免工具的取下以進行清理或執(zhí)行不需要容器出現(xiàn)的其他注射機操作程序。支架也可鉸接，這樣它基本上永久保持連接到注射機頭上，但是可以不礙事的折疊從而不干涉其他的操作程序或不干涉注射機的儲存。容器支架與注射機的連接應(yīng)允許免工具連接和拆除以不會進一步因困難和耗時的作業(yè)加重操作者的負擔。
圖4示出了備選實施例，其中容器504被保持在框箱602中。框箱通過鉸鏈606(在該透視圖中僅可見一個鉸鏈)連接到支撐臂604。示例性的鉸鏈606可以是寬松配合到支撐臂604的孔眼部分中的凸起。當注射機被旋轉(zhuǎn)以確定其方向用來填充時，鉸鏈606確保了容器504相對于注射機頭22正確定向。
支撐臂604適于配合在注射機或其面板中的開口610中。為了固定支撐臂604，可使用鎖定旋紐608，當擰緊時，它與開口610中的支撐臂604摩擦接合。
圖5示出了用來保持造影劑容器的備選夾具。根據(jù)該實施例，支架包括兩個半剛性臂702，其例如圍繞注射機頭22的壓力套管固定。支架還包括籃部分704，其與臂702整體形成或者通過其他方式連接到其上。通過擰緊旋紐706，臂702向內(nèi)彎曲并且在填充程序期間牢牢夾緊壓力套管。
圖6示出了另一種類型的可拆除的容器支架。該支架使用附著到注射機頭的殼體22上的托架802。在其制造過程中，該托架802也可與殼體整體形成。支架包括臂部分804，其過渡為一個圓形開口808以保持造影劑容器504。凸緣806定位在圓形開口808之下以防止容器掉下來。凸緣806可以是環(huán)形的或直的(如圖所示)并且可完全穿過開口808或僅到達路線一部分。
容器支架的上述實施例示出了許多特征，普通技術(shù)人員可容易認識到這些特征可通過許多功能等同的方法實現(xiàn)。因此，這些實施例僅表現(xiàn)為實例而非意在將本發(fā)明限制為僅僅示出的具體形式。
填充程序偶爾在填充針筒時，填充程序可能出問題，因為如果執(zhí)行的太快，造影劑會充氣，或者如果執(zhí)行的太慢，完成該程序可能會耗費太多的時間。當填充針筒時，操作者試圖以對于造影劑而言能避免造影劑充氣的最大的填充速率來進行填充。該速率部分取決于造影劑、其粘度和填充管中可能存在的空氣。雖然該速度可在注射機中編程并且自動使用，但是操作者通常要監(jiān)視針筒的填充以進一步減小造影劑充氣的可能性。需要一種填充程序以允許以比在填充管中存在空氣時可達到的最大填充速度更快用造影劑流體填充針筒。
圖7的流程圖示出了一種示例性的自動填充程序。當然，用戶可以手動執(zhí)行填充程序，這也不偏離本發(fā)明的范圍。在自動填充程序的第一個步驟，步驟902，輸入想要的填充體積。一旦輸入該值，用戶可在步驟904觸發(fā)自動填充程序的啟動。作為響應(yīng)，注射機系統(tǒng)將在步驟906慢慢拔使小體積的造影劑進入針筒，同時針筒基本上指向上方。方向被確定得以使針筒定位在頭的相反端之上并且與垂直線傾斜45度或更少的注射機頭被認為是基本上指向上方；然而，小于20度的傾斜角是優(yōu)選的。被以足夠慢的速度抽入到針筒中以不使流體充氣的造影劑流體的小體積是足以被執(zhí)行填充程序的操作者可視地注意到的，并且通常至少為20ml的體積。
一旦小體積的造影劑處于針筒中，在步驟908，注射機系統(tǒng)自動(或操作者手動地)反轉(zhuǎn)注射機活塞的方向，這樣造影劑流體從針筒排出。特別是，如此操作活塞使得針筒中的至少一部分流體流過填充管并且再次進入造影劑容器。因此，從填充管和針筒排出了所有的空氣。
在沒有空氣的針筒和填充管中已沒有空氣，在步驟910，在由于充氣引起的氣泡的風險已減小的情況下，注射機系統(tǒng)可通電以抽回程序控制的體積?，F(xiàn)在造影劑可被抽回的速率大于沒有象步驟908處那樣預(yù)先從填充管和針筒排出空氣時的速率。
在填充程序期間，當容器中剩余的造影劑不足以提供正確填充針筒所需的造影劑體積時，可使用相似的技術(shù)更換造影劑瓶。該技術(shù)如圖7的流程圖的步驟912-920所示。該技術(shù)其本身作為在填充程序過程中更換造影劑容器的方法是有用的，或者該技術(shù)可以是圖7所示自動填充程序的一部分。
在填充過程中，造影劑容器可能在步驟912被清空，并且在從容器中獲得最后數(shù)量時將空氣引入到填充管中。當容器空時，操作者可以在步驟916利用注射機系統(tǒng)的操作者接口而暫停填充程序。作為操作者暫停填充程序的結(jié)果，活塞停止使得可在步驟918用具有造影劑的新的容器替換空的容器。
然后，在步驟920，操作者可重啟填充程序。通過重啟，活塞沿相反方向自動操作以推出填充管和針筒中的空氣。在步驟908中從系統(tǒng)排出所有的空氣是通過沿該方向操作活塞直到針筒中的造影劑流體再次進入新的容器為止來保證。一旦所有的空氣被排出，在步驟910，可反轉(zhuǎn)活塞方向以抽入造影劑從而填充針筒?，F(xiàn)在造影劑被抽回的速率快于如果空氣未被排出時的速率。有新的造影劑容器可用，可在步驟914完成針筒的填充。
雖然圖7的流程圖的說明包括在許多步驟中與操作者的互動，但是這些過程可通過注射機系統(tǒng)的合適編程以無需操作者的介入而執(zhí)行所述步驟而自動化。為了以此方式編程注射機系統(tǒng)，需要做出關(guān)于針筒和造影劑容器之間所用的填充管的體積容量的假設(shè)。知道該體積容量將允許自動程序抽入足夠的造影劑使得少量到達針筒并且以足以排出造影劑的時間和速度反轉(zhuǎn)活塞以確保從針筒和填充管二者中成功排出所有的空氣。
另外，可自動化圖7的程序，這樣當操作者替換造影劑容器并且指示注射機系統(tǒng)繼續(xù)或恢復(fù)填充程序時，注射機可控制活塞方向和速度以自動排出足夠的造影劑從而確保清除填充管中的空氣，然后自動反轉(zhuǎn)活塞從而以更快的速率抽吸更多的造影劑。
雖然已經(jīng)通過各種實施例的說明示例了本發(fā)明并且雖然對這些實施例十分詳細地進行了描述，但是申請人并不想要以任何方式將權(quán)利要求的范圍限制到這些細節(jié)。另外的優(yōu)點和改型對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員是顯而易見的。因此，本發(fā)明其更廣泛的方面不限于特定的細節(jié)、代表性的系統(tǒng)、設(shè)備和方法、以及示出的和描述的示例性實例。因此，在不脫離申請人的一般發(fā)明概念的精神和范圍的情況下，可偏離這些細節(jié)。
權(quán)利要求
1.一種造影劑注射機系統(tǒng)，包括注射機頭；與注射機頭連接的造影劑容器支架，所述造影劑容器支架構(gòu)建為將造影劑容器保持在基本上固定的位置，同時所述注射機頭基本上垂直取向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的造影劑注射機系統(tǒng)，其中造影劑容器支架還包括具有第一端和第二端的支撐臂，所述第一端適于與注射機頭連接；連接到第二端的固定部分，所述固定部分構(gòu)建為防止造影劑容器基本上在水平面和垂直面內(nèi)的運動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的造影劑注射機系統(tǒng)，其中支撐臂與注射機頭形成為整體。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的造影劑注射機系統(tǒng)，其中第一端可拆卸地與注射機頭連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的造影劑注射機系統(tǒng)，其中所述支撐臂還包括與第一端機械連接的控制部分，所述控制部分具有防止第一端從注射機頭分開的第一位置和允許第一端從注射機頭分開的第二位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的造影劑注射機系統(tǒng)，還包括連接到注射機頭的針筒；造影劑容器；將針筒連接到造影劑容器的填充管；以及其中造影劑容器支架進一步構(gòu)建為當注射機系統(tǒng)操作以用來自造影劑容器的造影劑填充針筒時保持造影劑容器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的造影劑注射機系統(tǒng)，其中基本上固定的位置朝向造影劑容器以向著注射機頭傾斜。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的造影劑注射機系統(tǒng)，其中相對于造影劑容器支架插入或取下造影劑容器可由注射機系統(tǒng)操作者僅用一只手來完成。
9.一種用來在具有將針筒連接到造影劑的填充管的造影劑注射機系統(tǒng)中執(zhí)行填充程序的方法，所述方法包括以下步驟從填充管中基本上排出所有空氣；此后，以防止造影劑充氣的第一速率填充針筒，所述第一速率快于第二速率，該第二速率為沒有預(yù)先從填充管排出空氣時的最大填充速率。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中排出步驟包括以下步驟將第一數(shù)量的造影劑吸入針筒；和從針筒和填充管中排出該第一數(shù)量。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中排出步驟包括從針筒中基本上排出所有空氣。
12.一種在針筒填充程序期間更換造影劑容器的方法，包括以下步驟當?shù)谝辉煊皠┤萜骰旧峡樟说臅r候，暫停針筒的針筒填充程序；用第二造影劑容器替換第一造影劑容器；從連接在針筒和第二造影劑容器之間的填充管中基本上排出所有空氣；和此后，以防止造影劑充氣的第一速率繼續(xù)從第二造影劑容器填充針筒，所述第一速率快于第二速率，該第二速率為沒有預(yù)先從填充管排出空氣時的最大填充速率。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中排出步驟還包括以下步驟將針筒中的一部分造影劑排出填充管進入第二造影劑容器。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中排出步驟還包括從針筒基本上排出所有空氣。
全文摘要
針筒的填充利用在填充針筒之前從填充管排出空氣的填充程序可以以更快的速率執(zhí)行。在填充程序期間，當更換造影劑容器時可使用相似的方法以確保在用新的造影劑容器繼續(xù)填充之前從填充管中排出所有空氣。另外，通過包括附著到注射機頭并且將容器保持在針筒尖端附近的造影劑容器支架，操作者無需在該程序期間握持造影劑容器就可以完成填充程序。
文檔編號A61M5/178GK1901952SQ200480039611
公開日2007年1月24日 申請日期2004年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月31日
發(fā)明者弗蘭克·M·法戈, 羅伯特·伯根, 詹姆斯·F·法默 申請人:馬林克羅特公司