專利名稱：保持靜脈開放的方法和具有保持靜脈開放功能的注射器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將流體注射入病人中的注射器。
背景技術(shù)：
在各種醫(yī)療過程中，為了診斷或治療，將流體注射入病人中。例如，為了改善計算機(jī)斷層術(shù)(CT)，血管造影術(shù)，超聲波或磁共振成象(MRI)過程，將造影劑流體注射入病人中。在這種操作過程中，一般有將造影注射器與病人連接的一段時間，但操作的準(zhǔn)備會延遲造影劑流體的注射。由于在延遲過程中，流體不流過注射點，因此，如果延遲足夠長，則在注射點的血液可以開始凝結(jié)或凝塊。如果在流體通道內(nèi)形成很大的血液凝塊，則可能妨礙造影劑流體的注射。
在主要的注射開始之前，保持靜脈開放的一種方法為緩慢的使造影劑滴下。然而，這會浪費造影劑，當(dāng)在MRI操作中使用時，這種造影劑非常昂貴。為了防止該流體通道的這種過早的和不希望的限制或封閉，而又不浪費造影劑，一些注射器系統(tǒng)包括一般充滿含鹽溶液的第二個注射管。在不注射造影流體的時間段過程中，這些注射器間歇地噴射小量的鹽水至流體通道中。
然而，使用充滿鹽水的第二個注射管有許多問題。第一，增加第二個注射管可大大增加注射器成本和復(fù)雜性。第二，技術(shù)人員被迫要連接Y形管以代替單一的管路，以安裝具有二種不同流體的二個注射管，并且必需經(jīng)歷更多地卷入空氣的清洗過程，以便排除注射器和Y形管中的空氣。另外，Y形管一般比單一的管路貴，因此也增加消費者的成本。最后，成象室必需訂購和貯存額外的供鹽水使用的注射管，并且必需在使用鹽水注射管后，拋棄附加的醫(yī)學(xué)廢物。
因此，需要在操作過程中，不使用第二個注射管和滴下鹽水，簡單和成本合理地保持靜脈開放。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是在靜脈內(nèi)注射造影流體的過程中，不需要從單獨的注射管注射鹽水而保持流體通道開放。本發(fā)明的另一個目的是要在成象過程中，以簡單和成本合理的方式，用較簡單和成本合理的裝置保持流體通道開放。
本發(fā)明提供了在靜脈內(nèi)注射造影流體的過程中，不使用從單獨的注射管注射含鹽溶液，而保持病人靜脈開放的方法。本發(fā)明還提供了適用這種方法的注射器。該注射器包括具有一個可編程的軟件組件的控制器，使操作者可用注射器推入一些造影劑流體，通過注射點，然后將一個柱塞驅(qū)動作動器縮回。注射管可使病人血壓將注射管柱塞推回其開始位置，這樣可使病人血液通過注射點。
替換地，該注射管具有一個彈性柱塞，當(dāng)它擴(kuò)大和收縮時，可使流體通過注射點。另外，可用柱塞驅(qū)動作動器拉和推該柱塞，從而使流體逐漸通過注射點前后流動。為了消除血液凝結(jié)和凝塊，利用驅(qū)動電機(jī)使該柱塞驅(qū)動作動器前進(jìn)和使注射管柱塞縮回的循環(huán)可根據(jù)需要重復(fù)。重要的是，本發(fā)明不需要使用鹽水或包含沖洗介質(zhì)的單獨的注射管，即可保持流體通道開放。
從附圖和簡要說明中，將可了解本發(fā)明上述和其他目的與優(yōu)點。


包括在本說明書中和構(gòu)成其一部分的附圖，表示本發(fā)明的實施例，并且與以上給出的本發(fā)明的一般說明和下面給出的實施例的詳細(xì)說明一起，用于說明本發(fā)明的原理。
圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的，從注射管將流體注射入病人中的一個注射器的部分透視圖；圖2A為示出將流體注射入病人血流中的注射管的圖1所示的注射器的示意性部分橫截面圖；圖2B為與圖2A相同的示意性部分橫截面圖，它示出病人的血流壓力將注射管柱塞推回驅(qū)動作動器；圖2C為與圖2A和2B相同的示意性部分橫截面圖，它表示在病人的血壓將注射管柱塞返回至在縮回的驅(qū)動作動器處或其附近的開始位置后的注射器；圖3A為圖1的注射器的替換實施例的示意性部分橫截面圖，它表示將流體注射入病人血流中的注射管；圖3B為與圖3A相同的示意性部分橫截面圖，它表示在柱塞驅(qū)動作動器抽回時，在收縮狀態(tài)下的彈性柱塞；圖3C為圖3B的一部分的放大圖，它表示在縮回狀態(tài)的柱塞，和用虛線表示在伸長狀態(tài)的柱塞的位置；圖4A為示出在伸長位置的柱塞的圖3A所示的注射器的替換實施例的橫截面圖；圖4B為示出在縮回位置的彈性柱塞的與圖4A相似的橫截面圖；圖5A為示出在伸長位置的注射管柱塞的圖4A所示的注射器的替換實施例的橫截面圖；圖5B為示出在縮回位置的柱塞的與圖5A相似的橫截面圖；圖6為圖1所示的注射器的替換實施例的示意性部分橫截面圖。
具體實施例方式
參見附圖，具體地，圖1中表示根據(jù)本發(fā)明的原理的磁性共振成象(MRI)系統(tǒng)10。然而本發(fā)明可以用在所有其他成象和注射器使用環(huán)境中。該MRI系統(tǒng)10包括通過連接器14與管子16連接的一個MRI注射器12，該管子16又通過另一個連接器20與導(dǎo)管18連接。導(dǎo)管18在注射點24進(jìn)入病人22中。雖然圖1表示該注射點24在病人22的臂26上，但注射點24可以位于病人人體的其他部分上。例如，在一些MRI操作中，可能希望將注射點24放置在病人的腹股溝區(qū)域(沒有示出)。另外，雖然圖1表示病人人體的一部分，但本發(fā)明的MRI系統(tǒng)10也可用在動物上。最后，不能阻止將本發(fā)明用在不是MRI的操作中。本發(fā)明可以用在不使用第二個注射管，希望保持進(jìn)入血管的流體通道開放的任何地方。
MRI注射器12包括一個控制器28，它可操作地與用于機(jī)械地使柱塞驅(qū)動作動器32前進(jìn)或縮回的驅(qū)動電機(jī)30連接?？刂破?8和驅(qū)動電機(jī)30一般由交流電供電，但也可以由電池電或由直流電供電。
將控制器28通過可編程的軟件控制該柱塞驅(qū)動作動器32的前進(jìn)和縮回循環(huán)。因此，MRI技術(shù)人員可以設(shè)定該柱塞驅(qū)動作動器32前進(jìn)的速度，該柱塞驅(qū)動作動器32保持在伸出位置的時間長短，它縮回的速度，和在循環(huán)再開始之前，該柱塞驅(qū)動作動器32保持在縮回位置的時間長短。技術(shù)人員選擇的設(shè)定可根據(jù)要注射的流體34的性質(zhì)，病人22的身體特征，MRI注射器12的尺寸，管路16的尺寸和長度，在主要注射開始之前估計的延遲時間或任何其他相似的因素而改變。典型地，該前進(jìn)和縮回循環(huán)可以根據(jù)需要重復(fù)直至MRI技術(shù)人員開始主要的造影流體注射或結(jié)束該循環(huán)為止。
雖然，控制器28可以編程，以便與驅(qū)動電機(jī)30一起控制該柱塞驅(qū)動作動器32，但MRI技術(shù)人員任何時候都可以超越控制器28或手動使MRI注射器12工作。這樣，雖然，作為注射過程的一部分，通?？捎贸绦蚴乖撝?qū)動作動器32前進(jìn)，但MRI技術(shù)人員也可手動使該柱塞驅(qū)動作動器32前進(jìn)和縮回。
除了預(yù)先編程或手動控制該柱塞驅(qū)動作動器32的循環(huán)以外，MRI系統(tǒng)10還可包括壓力、流體流量或其他類似的傳感器和反饋控制電路，從而可根據(jù)現(xiàn)有的和可能改變的生物或機(jī)械條件，實時地使該柱塞驅(qū)動作動器32的循環(huán)優(yōu)化。
當(dāng)該柱塞驅(qū)動作動器32前進(jìn)時，它與注射管柱塞/推桿36接觸，并在注射管42的內(nèi)部流體腔40內(nèi)，將該注射管柱塞/推桿36推向前。流體腔40包含要注射入病人22中的流體34。當(dāng)將該注射管柱塞/推桿36推向前時，該注射管柱塞/推桿36的頭部44將流體34向前推，并最后使一些流體34通過注射點24并進(jìn)入病人22中。在MRI操作中，這種流體34為增強(qiáng)劑或造影劑流體，但對于其他過程可以使用任何適合的醫(yī)療流體。
圖2A、2B和2C進(jìn)一步表示在程序注射過程前、后或停頓過程中，由注射器在保持靜脈開放的工作模式下進(jìn)行的，或由技術(shù)人員手動進(jìn)行的本發(fā)明的過程。這個過程包括將流體順序地注入病人或從病人抽出流體。具體地，圖2A表示柱塞驅(qū)動作動器32與注射管柱塞/推桿36接觸，將該注射管柱塞/推桿36向前推，從而使一些量的增強(qiáng)劑34通過注射點24和注入病人血流46中。在優(yōu)選實施例中，一般注射管柱塞/推桿36將大約0.1～1mL的造影流體28推動通過注射點24。取決于幾個因素-例如流量，管長和增強(qiáng)劑34的粘度的將流體注射入靜脈所需要的壓力，對于典型的應(yīng)用，一般小于20磅/平方英寸。圖2B表示柱塞驅(qū)動作動器32從與注射管柱塞/推桿36接觸縮回的情況。如圖所示，一旦該柱塞驅(qū)動作動器38由于病人的血壓作用而縮回，則病人血流50中的血液48，通過注射點24流回，并迫使流體34將注射管柱塞/推桿36推向柱塞驅(qū)動作動器38。優(yōu)選實施例的造影流體注射器注射管42可使血壓為大約50～200mmHg的病人將注射管柱塞/推桿36推向柱塞驅(qū)動作動器32。假定病人血壓大約為50～200mmHg，則推動增強(qiáng)劑通過導(dǎo)管18的壓力大約為1～4磅/平方英寸。在血壓返回階段，大約0.1～1mL的病人血液48，與其他流體34混合的血液48或只是流體34，由于病人自身的血壓通過注射點24流動。
圖2C表示當(dāng)從病人血流52來的血液48流回MRI注射器12和使注射管柱塞/推桿36運(yùn)動回到可以頂住柱塞驅(qū)動作動器32或其附近的開始位置或其附近時，循環(huán)結(jié)束。然后，如圖2A和2B所示，注射器重復(fù)注射小量的造影流體，和將作動器縮回。通過重復(fù)這種循環(huán)，不需消耗很多的造影劑即可保持在導(dǎo)管中的流動。應(yīng)當(dāng)注意，在如圖2B和2C所示的簡單注射后，病人的血壓可能不能完全使注射管柱塞/推桿回至圖2A所示的開始位置。在這種情況下，接著簡單注射所希望量的流體可能需要在第二次注射過程中，由注射器使該柱塞前進(jìn)至比在第一次注射到達(dá)的位置更向前的一個位置。可以優(yōu)選地利用在注射器上的壓力傳感器來確定作為血壓返回步驟的結(jié)果，該注射管柱塞/推桿36是否與作動器32接合和在什么位置接合。如果在血壓返回步驟中，柱塞沒有完全返回，則由于在病人血壓影響下，柱塞不完全返回，因此在本發(fā)明的保持靜脈開放操作中可以消耗小量的造影劑，接著有一額外的前進(jìn)，以將所希望的容積注射入病人靜脈中。然而，這樣消耗的造影劑的量比不實現(xiàn)血壓返回步驟的先前方法中的情況少得多。重要的不是注射管柱塞/推桿36最后被推回，而是簡單地血液48或血液48與其他流體34的混合物或純流體34通過易于有凝塊問題的區(qū)域前后流動，可以減小造影劑的損失而防止血液凝塊。
圖3A～3C表示注射器54的替換實施例。圖3A表示柱塞/推桿56在伸出位置的注射器54。這在與柱塞驅(qū)動作動器32前進(jìn)或推動柱塞56，并使它在注射管54的針筒58中向前時發(fā)生。當(dāng)柱塞56向前時，流體腔60的容積減小。
柱塞56包括一個在注射過程中，將流體34推入管子16中的柱塞頭62。如圖所示頭部62由例如橡膠的彈性材料制成，可使該頭部彈性膨脹或前進(jìn)和彈性收縮或縮回。當(dāng)伸展器64頂著頭部62時，頭部62膨脹或伸長。該伸展器64可以為銷、桿、棒、軸等。如圖3B所示，伸展器64的末端64a靠近驅(qū)動作動器32，并且在該驅(qū)動作動器與柱塞56的凸緣66接觸前，與該驅(qū)動作動器接觸。當(dāng)該驅(qū)動作動器32向前運(yùn)動時，注射管54中的壓力和針筒58內(nèi)的柱塞56的摩擦可使在柱塞向前運(yùn)動前，該伸展器64的遠(yuǎn)端64b壓下或增大或伸長該頭部62。同樣，如圖3B所示，當(dāng)驅(qū)動作動器32縮回時，頭部62彈性地收縮或返回至其開始或松弛的開始位置。這樣，如圖3C所示，頭部62的膨脹和收縮可調(diào)節(jié)流體腔60的容積。
工作中，驅(qū)動作動器32使柱塞56前進(jìn)，迫使流體34通過注射點。在這個推循環(huán)過程中，伸展器64使頭部62增大或膨脹。當(dāng)驅(qū)動作動器32縮回時，該頭部伸展器64也返回，使頭部62彈性地松弛和返回至其原來或收縮位置。頭部62的返回至其收縮位置增加使流體和/或血液通過注射點的流體腔60的容積。驅(qū)動作動器32繼續(xù)前進(jìn)，頂著頭部結(jié)構(gòu)62和退出，使該頭部62的膨脹和收縮循環(huán)繼續(xù)，以便于流體前后流通通過注射點。利用伸展器64的長度可以控制和預(yù)先確定流體移動的容積。
圖4A和4B表示柱塞68推頂著頭部62，使頭部62產(chǎn)生變形或膨脹的替換實施例。如圖所示，支承板70夾在頭部62和柱塞68之間，并幫助保持密封72的整體性，以防止流體34泄漏至注射器54的針筒58外面。當(dāng)柱塞68前進(jìn)時，迫使頭部62向前或離開剛性的支承板70。如圖4B所示，這個運(yùn)動減小流體腔60的容積。當(dāng)柱塞放松時，頭部62返回至其松弛位置，頂在剛性的支承板70上。這可增加流體腔60的容積，并將小量的流體和/或血液通過注射點抽出。圖5A和5B表示如同圖4A和4B所示的實施例一樣工作的又一個實施例，但沒有剛性的支承板70。
圖6表示本發(fā)明的又一個替換實施例。在這個實施例中，柱塞80與驅(qū)動作動器32連接?？梢岳脢A子或其他類似的機(jī)構(gòu)，將該柱塞80與驅(qū)動作動器32連接。在這個實施例中，驅(qū)動作動器32的縮回或抽出增加流體腔60的容積，和通過注射點抽出小量的流體和/或血液?？梢詴r常地根據(jù)需要使該驅(qū)動作動器32前進(jìn)或縮回，以推和拉血液和/或流體通過導(dǎo)管和注射點。
在本發(fā)明的所有實施例中，通過注射點抽出血液和/或流體是這樣進(jìn)行，即不能有害地將氧從血液中抽出。典型地，這表示要逐漸地拉動血液。另外，系統(tǒng)的所有的各種密封和連接器要固定和密封，以防止在注射和/或退出循環(huán)過程中，氧進(jìn)入系統(tǒng)中。最后，雖然本發(fā)明表示的是使流體前進(jìn)，進(jìn)入導(dǎo)管或通過注射點的開始循環(huán)，但系統(tǒng)的第一個循環(huán)同樣可以為通過注射點或?qū)Ч芙邮昭汉?或流體。
雖然已通過說明各種實施例說明了本發(fā)明，和雖然這些實施例說明相當(dāng)詳細(xì)，但申請人不是要將權(quán)利要求書范圍限制在這些細(xì)節(jié)上。本領(lǐng)域的技術(shù)人員很容易了解另外的優(yōu)點和改進(jìn)。因此，廣義來說，本發(fā)明不是局限在具體的細(xì)節(jié)，代表的系統(tǒng)、裝置，方法和所示與所述的說明例子。因此，在不偏離申請人一般的發(fā)明概念的精神或范圍的條件下，可以偏離這些細(xì)節(jié)。
權(quán)利要求
1.一種病人使用的注射管，包括具有內(nèi)壁的針筒；可滑動地放在該針筒內(nèi)的柱塞，該柱塞具有頭部和與該頭部連接的推桿；位于針筒中的柱塞遠(yuǎn)端的一個流體腔，該流體腔具有容積，該流體腔的容積由在該針筒內(nèi)的柱塞的位置可調(diào)節(jié)地確定；其中，該柱塞可增加流體腔的容積，而不需手動地從針筒中退出該推桿。
2.如權(quán)利要求1所述的注射管，其特征為，病人有血壓，其中柱塞可在該針筒內(nèi)滑動，以便當(dāng)將不大于病人血壓的壓力加在頭部上時，可增加流體腔的容積。
3.如權(quán)利要求2所述的注射管，其特征為，血壓大約為50～200mmHg。
4.如權(quán)利要求1所述的注射管，其特征為，該推桿可用于彈性擴(kuò)張和彈性地收縮該頭部，其特征還在于，該頭部的膨脹和收縮可調(diào)節(jié)流體腔的容積。
5.如權(quán)利要求4所述的注射管，其特征為，還包括夾在該推桿和頭部之間的一個支承板。
6.如權(quán)利要求1所述的注射管，其特征為，還包括與該頭部工作接觸的一個伸展器，該伸展器可獨立于該推桿使該頭部前進(jìn)，和獨立與該推桿使該頭部縮回；其中頭部的運(yùn)動調(diào)節(jié)流體腔的容積。
7.如權(quán)利要求6所述的注射管，其特征為，該伸展器為下列中的至少一種銷、桿、棒和軸。
8.一種將流體注射入病人中的注射器，包括一個柱塞驅(qū)動作動器；一個使該柱塞驅(qū)動作動器運(yùn)動的驅(qū)動電機(jī)；具有與驅(qū)動作動器工作接觸的柱塞的保持流體的一個注射管，當(dāng)該驅(qū)動作動器壓下該柱塞時，利用該注射管注射流體，和該驅(qū)動作動器縮回后，允許有血壓的血流將該柱塞頂著該驅(qū)動作動器返回運(yùn)動；與該驅(qū)動電機(jī)連接的一個控制器，該控制器控制該驅(qū)動電機(jī)使該驅(qū)動作動器前進(jìn)和縮回；其中該流體和血液的運(yùn)動可消除血液凝塊而不需要從第二個注射管注射含鹽溶液。
9.如權(quán)利要求8所述的注射器，其特征為，該控制器包括一個可編程的軟件模塊，從而操作者可控制該驅(qū)動作動器的前進(jìn)和縮回。
10.如權(quán)利要求9所述的注射器，其特征為，還包括可操作地與該注射管連接和在注射點與病人連接的一個導(dǎo)管；其中該軟件模塊可使該注射管推動。
11.如權(quán)利要求10所述的注射器，其特征為，該注射管可允許血壓推動大約0.1～1mL的血液通過注射點。
12.一種從注射管將流體注射入病人中的注射器，包括一個柱塞驅(qū)動作動器；一個使該柱塞驅(qū)動作動器運(yùn)動的驅(qū)動電機(jī)；一個用于保持和注射流體的注射管，該注射管具有與該驅(qū)動作動器可操作地接觸的柱塞，該柱塞具有位于該驅(qū)動作動器遠(yuǎn)端的彈性頭部和放置在該頭部和驅(qū)動作動器之間，并與它們可操作地接觸的一個伸展器；當(dāng)該驅(qū)動作動器前進(jìn)頂著該伸展器時，該頭部彈性地膨脹，當(dāng)該驅(qū)動作動器從該伸展器縮回時，該頭部彈性地收縮；和與該驅(qū)動電機(jī)連接的一個控制器，該控制器控制該驅(qū)動電機(jī)使該驅(qū)動作動器前進(jìn)和縮回。
13.如權(quán)利要求12所述的注射器，其特征為，該伸展器為下列中的至少一種銷、桿、棒和軸。
14.如權(quán)利要求12所述的注射器，其特征為，還包括夾在該伸展器和該頭部之間的一個支承板。
15.如權(quán)利要求12所述的注射器，其特征為，該控制器包括一個可編程的軟件組件，從而操作者可控制該柱塞驅(qū)動作動器的前進(jìn)和縮回。
16.如權(quán)利要求15所述的注射器，其特征為，還包括可操作地與該注射管連接和在注射點與病人連接的一個導(dǎo)管；其中該軟件模塊可使注射管推動大約0.1～1mL的流體通過注射點。
17.一種從注射管將流體注射入病人中的注射器，包括一個柱塞驅(qū)動作動器；一個使該柱塞驅(qū)動作動器運(yùn)動的驅(qū)動電機(jī)；一個用于保持和注射流體的注射管，該注射管的柱塞與該驅(qū)動作動器連接；和與該驅(qū)動電機(jī)連接的控制器，該控制器控制該驅(qū)動電機(jī)，使該驅(qū)動作動器和柱塞前進(jìn)和縮回。
18.如權(quán)利要求17所述的注射器，其特征為，該控制器包括一個可編程的軟件組件，從而操作者可控制該柱塞驅(qū)動作動器的前進(jìn)和縮回。
19.如權(quán)利要求18所述的注射器，其特征為，還包括可操作地與該注射管連接和在注射點與病人連接的一個導(dǎo)管；其中該軟件模塊可使注射管推動大約0.1～1mL的流體通過注射點。
20.一種不需注射鹽水，消除血液凝塊的方法，包括從注射管推動流體通過注射點；使柱塞驅(qū)動作動器縮回；使具有頭部的注射管柱塞返回向開始位置運(yùn)動，從而使血液流過注射點。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征為，該驅(qū)動作動器還將柱塞拉向開始位置。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征為，該頭部與驅(qū)動作動器的縮回獨立地運(yùn)動。
23.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征為，該頭部彈性地運(yùn)動。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征為，還包括使伸展器運(yùn)動。
25.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征為，還包括在使柱塞驅(qū)動作動器前進(jìn)和使柱塞返回向開始位置運(yùn)動之前，等待一個指定的時間段。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征為，還包括給控制器編程，以控制柱塞驅(qū)動作動器的前進(jìn)和縮回。
全文摘要
本發(fā)明提供了在靜脈內(nèi)造影注射過程中，不需要從單獨的注射管注射含鹽溶液，可以保持病人靜脈開放的方法和該方法中使用的注射器。該注射器包括一個控制器，該控制器具有可編程的軟件模塊，允許操作者將注射器推動一些造影劑流體通過注射點，然后縮回柱塞驅(qū)動作動器。使用一個注射管，使病人的血壓可將注射管的柱塞返回向其開始位置運(yùn)動，從而可使病人血液通過注射點。另外，該注射管還具有彈性柱塞，該柱塞可在增大和收縮時，使流體通過注射點。另外，該柱塞驅(qū)動作動器還可以逐漸地拉和推該柱塞，使流體流過注射點。
文檔編號A61M5/00GK1953775SQ200580004879
公開日2007年4月25日 申請日期2005年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月13日
發(fā)明者加里·S·瓦格納, 弗蘭克·法戈 申請人:馬林克羅特公司