專利名稱：注射器自動排空的制作方法
技術領域：
總體上說，本發(fā)明涉及一種注射液體至患者體中的注射器，更具體地 說，涉及從此種注射器排空空氣。
背景技術：
.
在許多醫(yī)療環(huán)境中，在診斷和治療過程中，醫(yī)療液體被注射入患者體 內。
一個例子是使用電動自動注射器，注射造影劑到患者體內以改進核醫(yī)
學、^磁共振(MR)、 CT、光學、血管造影或超聲成像。
適合于這些和類似應用的注射器典型地使用相對大容積的針管，并能 夠產生相對大的流動速率和注射壓力。由于該原因，這類應用的注射器典 型地被機動化，并包括大的高質量注射器電機和傳動系統(tǒng)。為了使用的容 易性，電機和傳動系統(tǒng)典型地被容納注射頭中，所述注射頭用地面、墻面 或固定在天花板的臂進行支撐。
注射頭典型地以樞軸的方式固定在臂上，這樣可以向上傾斜注射頭， 并使針管端部在針管剩余部分之上，以方便用液體充填針管，并且向下傾 斜注射頭，并使針管端部在針管剩余部分之下，以進行注射。以這種方式 傾斜注射頭方便在充填過程中從針管中去除空氣，從而減少在注射過程中 將空氣注射入患者體內的可能。然而，意外地將空氣注入患者體內的潛在 性是一個嚴重的安全考慮，如果忽視，在一些情況下可以是致命的。
除了上述注射頭之外，許多注射器包括控制臺以控制注射器?？刂婆_ 典型地包括可用于注射器的自動程序控制的可編程電路，所以注射器的操 作可以是可預測的，并潛在地可與其它設備例如掃描儀或成像設備的操作 同步。
注射器系統(tǒng)也可以配置雙頭。每一個注射頭上的針管分別與形成的"Y" 或"Y-管"的管子互連，通向患者上的單一靜脈內注射位置。例如，這種針 管可包含造影劑和鹽溶液，并可合并使用以防止凝塊。
注射器系統(tǒng)進行的 一種典型的操作程序是從針管及其一起使用的任何
延伸管排空所有空氣，例如在充填中過程引入的空氣。電動注射器的這種 排空程序或順序典型地包括操作人員豎直傾斜注射器頭，并推進柱塞以使 得從針管和延伸管排空任何空氣。這降低在注射過程中將空氣注射入對象 中的可能性。這種手工流程典型地通過培訓過的臨床醫(yī)生進行以確保使用 合理的付出以最小化或消除空氣注射入患者體內。在電動注射器中簡化設 置順序是期望的，以使得操作人員在將醫(yī)療液體注射入患者體內前更加容 易地(例如自動地)從注射器排空空氣。
在很多應用中，使用帶有多種不同尺寸針管的注射器是期望的。例如， 使用比成人用更小的兒科針管是期望的。為了方便使用不同針管尺寸，注 射器已經適配以包括存儲器，該存儲器含有用于多種不同尺寸的針管參數， 并允許操作人員輸入針管型號或參數。其它注射器已經改進以接收適用不 同針管的不同注射頭和選擇基于上述情況的針管參數。
不管針管的典型尺寸或構造，基于該針管的尺寸或構造，每一個針管 將陷入或包含一定量的空氣或氣體。例如一種尺寸的預充填針管是生產的
具有小的例如約1毫升(ml)的氮氣氣泡以方便殺菌。這樣，具有適合于不同 注射器的注射器自動排空將是期望的。另外，與不同尺寸的預充填和/或空 的針管 一起工作的注射器的自動排空也將是期望的。

發(fā)明內容
本發(fā)明的特征在于 一 方面在電動注射器中簡化設置順序以使得操作人 員可在將醫(yī)療液體注射入患者體內前從注射器自動排空空氣。本發(fā)明的特 征在于另一方面提供可用于一種或多種注射器的自動排空程序。根據上述 一方面，本發(fā)明將可用預充填和/或用戶充填針管。根據本發(fā)明的另一方面， 空氣可從任何延伸管和所用針管排空。然而本發(fā)明的另 一方面涉及從具有 雙頭的注射器所用的針管排空空氣，所述每一個注射頭配置接收一個針管。 這種針管一般耦合至延伸管，從其中空氣同樣可以被排空。本發(fā)明的這些 和其它特征、方面以及優(yōu)點將從附圖及其描述而變得清晰。


附圖，其與本說明書一體并作為本說明書一部分，示出本發(fā)明實施例， 并與上面給出的本發(fā)明的綜述一起，以及以下給出的實施例的細節(jié)描述，
用以解釋牟發(fā)明的原理。
圖1是示出根據本發(fā)明原理的注射器的透視圖，其包括電動頭、控制 臺和電動包(在罩子下面)，其拆除了針管、壓力護套、加熱毯和和空氣檢測 模塊。
圖2是示出圖1中的注射器的電動頭的透視圖，其具有壓力護套、針 管、固定其上的加熱毯，其更詳細地顯示電動頭顯示面板、手工操作控制、 固定支撐臂。
圖3是固定在壓力護套中的針管的部分剖面圖，空氣檢測模塊在其位 置上，顯示空氣檢測模塊的內部結構和及其與針管端部結構的相互作用。
圖4是沿圖3剖面線4-4剖開的空氣檢測模塊的視圖，其拆除了針管和 壓力護套。
圖5是示出圖l-4所示的電動頭的電氣和機-電方塊圖。
圖6是具有單一針管的注射器的注射器自動排空程序的流程圖。
圖7是包括空氣檢測器的注射器的注射器自動排空程序的流程圖。
圖8是示出根據本發(fā)明原理的雙頭注射器的透視圖。
圖9是示出圖8的雙頭注射器的手握頭部分的透視圖。
圖10是雙頭注射器的注射器自動排空程序的流程圖。
圖11是使用低的流動速率完成排空的程序的流程圖。
具體實施例方式
參照圖1，根據本發(fā)明的注射器20包括不同的功能組件，例如電動頭 22、控制臺24和電動包26(固定在罩子中)。針管36(如圖2所示)在電動頭 22的面板28中固定至注射器20，并且使用不同的注射器控制用于例如以 核醫(yī)學、磁共振(MR)、 CT、光學，血管造影或超聲或其他方法使用的造影 劑充填針管，例如用戶充填針管，然后在監(jiān)測下在操作人員或預編程序控 制下，所述介質被注射入對象或患者體內。應該認識到針管也可是預充填 的。
注射器電動頭22包括手工操作運動控制桿29和顯示屏30，其中，所 述桿29用于控制內部驅動電機的運動，所述顯示屏30用于向操作人員表 明注射器的當前狀態(tài)和操作參數?？刂婆_24包括觸摸屏32，其可用于操作 人員遠程控制注射器20的操作，也可用于指定和存儲注射器20的自動注
射程序，所述程序可稍后通過操作人員的啟始被注射器自動執(zhí)行。
電動頭22和控制臺24通過線纜(未示出)連接至電動包26。電動包26 包括注射器20的電源、控制臺24與電動頭22之間的通信接口電3各和其它 允許注射器20連接至遠程單元的電路，例如連結至遠程控制臺、遠程手或 腳控制開關或其它原始設備制造商(OEM)遠程控制接口 ，其允許例如注射器 20的操作與圖像系統(tǒng)的X-射線曝光同步。
電動頭22、控制臺24和電動包26固定在基座34上，基座34包括支 撐臂35以支撐電動頭22以容易安置電動頭22在檢查對象附近。然而，其 它安裝同樣是可考慮的，例如，控制臺24和電動包26可安置在工作臺上 或固定在檢查室中的電氣架上，而電動頭22由天花板、地面或墻壁固定支 撐臂支撐。
現(xiàn)參照圖2,在操作中，針管36和壓力護套38固定至電動頭22，所 以電動頭22的內部電機可被加電以驅動如圖1所示的柱塞驅動壓頭62和 柱塞37在針管36的筒內向著或遠離針管的排出口 40運動，以從針管36 排出或向其充填液體。壓力護套38提供支撐給針管36的外壁以保護針管 36的壁體不在高注射壓力下失效。然而，應該認識到壓力護套的使用并不 是與本發(fā)明的原理密切相關，不管注射器是否包括壓力護套，本發(fā)明的原 理都可應用于注射器。
在示出的實施例中，針管36和壓力護套38由透明塑料材料制成，通 過其操作人員可觀察柱塞37的當前位置和柱塞37與排出口 40之間的針管 中的任何液體或空氣。相應地，操作人員可向上傾斜電動頭22，從液體源 充填針管36，同時目視監(jiān)測充填流程，然后連接針管至通向(但非連接至) 患者的管，然后從管和針管排出或排空空氣，同時目視監(jiān)測針管中的液體 水平，然后一旦空氣已經被排出，向下傾斜針管，連接管至患者，并進行 注射液體至對象。
為了方便這種充填和排空流程，以及在對象的注射過程中可進行的其 它操作，電動頭22包括手工操作運動控制，其是以可旋轉桿29的形式。 特別地，桿29是在電動頭22內部旋轉軸上可旋轉的。當手工操作控制桿 29停留在其原點，如圖1和2所示，電動頭22不會產生柱塞運動。然而， 當手工操作控制桿29向著針管36旋轉，電動頭22則驅動柱塞向前運動， 從針管36排出液體或空氣。或者，當手工操作控制桿29遠離針管36旋轉，
電動頭22會驅動柱塞反向運動，向針管36充填液體或空氣。
從針管和與其 一起所用的任何延伸管排空任何空氣，典型地由操作人
員進行。這同樣降低了在注射過程中將空氣注射入對象的可能性。這種手
動排空方法同樣典型地由并通常需要由培訓過的臨床醫(yī)生進行以確保使用
合理的付出最小化或消除空氣注射入患者體內。
如在前及后所述，本發(fā)明提供注射器程序，操作人員可使用其以在注
射醫(yī)療液體至患者體內前從針管和/或管自動排空空氣。而且，根據本發(fā)明
的原理，注射器自動排空程序可適用于不同的注射器，并與不同尺寸的預
充填和/或空的例如用戶充填針管工作。
為了確保注射入對象中的液體保持在體溫左右，加熱毯42毗鄰壓力護
套38外壁體安裝。加熱毯42包括電熱器，其產生熱量以控制針管36中的
液體溫度。加熱毯42固定至從面板28延伸的柱44，使得加熱趙42與壓力
護套38熱接觸。
在電動頭22的后端是顯示燈46(被光-散射罩子罩住)，其表明電動頭的 狀態(tài)。
現(xiàn)參照圖3和圖4，描述整個空氣檢測系統(tǒng)?？諝鈾z測模塊122固定在 柱44末端，并配置以圍繞壓力護套38末端包裹，并與圍繞針管36的排出 頸向外凸出的領環(huán)124a接觸。在與領環(huán)124a的接觸點，空氣檢測模塊包括 光源126和光傳感器127。光傳感器127是可商購電路，其包括傳感器127 和振蕩器，所述振蕩器產生觸發(fā)信號表明何時光源126應該被激發(fā)產生光 束。傳感器127的輸出是數字信號，其表明響應光源的觸發(fā)，光束是否被 檢測器接收到。
圖3和圖4顯示示例的光路，其顯示從光源126發(fā)出的光線經過的路 徑。光源126包括整體聚焦透鏡，位于針管36的排出頸的領環(huán)124a形成第 二聚焦透鏡。這些透鏡與從光源126出發(fā)沿著路徑129至針管36的排出頸 上的領124b的直射光相互作用。領124b的內部形狀形成角反射器，以使 得從光源126入射至領124b的光反射至光傳感器127。
作為這種結構的結果，當針管36的頸充填滿液體時，從光源126發(fā)出 的光線沿著路徑通過針管36的頸，并反射和回到光傳感器127，例如圖3 和圖4中所示的路徑。相應地，在這種條件下，傳感器127將產生表明接 收到光的數字信號，其表明在針管頸中沒有空氣。(光源126和領環(huán)124a中
的透鏡的總焦距比光沿著路徑129通過的距離長，也就是說，比領環(huán)124a 至領124b的距離的兩倍長。)
然而，當針管頸包含空氣或氣泡時，在空氣/液體或空氣/針管界面發(fā)生 的光衍射將導致光從如圖3和圖4所示的路徑129實質上偏離。特別地， 入射至針管36的頸的光線可沿著如圖3所示的路徑130或如圖4所示的路 徑131。在任一情況下，氣泡的存在會阻止光經過針管頸從光源126反射至 光檢測器127，從而導致光檢測器產生表明未接收到光的信號，從而表明在 針管頸中存在空氣。
為了保證一致和可重復的結果，空氣檢測模塊122被構造以確保在光 源126、光傳感器127和針管36上的領環(huán)124a的表面之間可靠的接觸。特 別地，空氣檢測模塊122具有彈簧-金屬內骨架133，其以柔韌塑料134包 覆模塑。彈簧金屬骨架133 —端通過固定螺釘135(其可通過塑料包覆模塑 134上的孔)固定至柱44。架133的另一端支撐空氣檢測器模塊，其包括支 撐光源126和光傳感器127的硬塑料模件136。模件136包括傾斜部分137， 其尺寸形成的在壓力護套38的開口處與倒角138配合。傾斜部分137與倒 角138的相互作用確保了光源126和光傳感器127相對于壓力護套38的精 確定位。
針管36的頸尺寸為輕微的干涉配合，以使得當針管36插入壓力護套 38時，領環(huán)124a接觸并輕微偏離空氣檢測模塊122，彎曲彈簧骨架133，' 并導致光源126和光傳感器127相對針管36的領環(huán)124a穩(wěn)定的應力。該應 力確保光從光源126至針管36的頸和從針管36的頸至光傳感器127的良 好傳遞。
可從美國專利No.5868710獲知控制如圖1-4所示的注射器系統(tǒng)的操作 的示例的硬件和軟件的進一步細節(jié)，該專利被轉讓給本發(fā)明的受讓人，并 在此作為參考文獻全文引用。
注射器系統(tǒng)，例如注射器20，可包括確定針管參數的替代方法，那些 針管參數要么涉及要么包括陷入或包含在針管和在此與其一起使用的任何 延伸管中的空氣或氣體量。例如，針管參數可通過技術服務人員輸入至注 射器20。針管參數也可以從針管36的特定面板28導出，其適應與針管36 一起使用的注射器20。面板28可用位置凸輪桿78被鎖定或固定在電動頭 22上，以方便這種針管參數的獲得。這些替代方法的每一種將依次在如下的一些細節(jié)中描述。
再次參照圖1，如所述，控制臺24和觸摸屏32為注射器20的操作人 員提供用戶界面。因為與維護注射器20有關的功能通常與操作人員所用的 不同，因此，典型地提供給服務人員的控制臺上的界面與提供給操作人員 的界面不同。從該服務界面，可提供給技術人員菜單選擇以加入或更改存 儲的針管物理特征的定義。
技術服務人員然后可通過輸入裝置(例如鍵盤、觸摸屏等)提供輸入給用 戶界面，所述輸入裝置是注射器20的一部分或來至其它可連接至注射器20 接口的診斷設備。因此，技術服務人員可使用控制臺24來到達注射器20 所提供的服務用戶界面，并從大多數服務相關選擇項中選擇允許改變存儲 針管定義的程序。而且，這種特定的服務程序允許技術人員指定欲做的改 變是創(chuàng)建新的針管定義還是更改現(xiàn)有的定義。如果更改現(xiàn)有的定義，可顯 示存儲針管的名稱給技術人員來幫助選擇正確的需更新的定義。
根據本發(fā)明的一方面，技術人員也可輸入描述所用針管和與其一起使 用的任何延伸管中的空氣和/或氣體量的信息。根據本發(fā)明的另一方面，技 術人員也可輸入與柱塞驅動壓頭62和針管柱塞37之間的機械間隙相關的 等量容積值。同樣地，界面將優(yōu)選地提供給技術服務人員標識或指定新的 針管信息的機會。這樣，將允許操作人員在操作注射器時更加容易地選擇 和校正針管。
使用存儲的針管定義和相關的參數，注射器系統(tǒng)可自動運行的大量的 協(xié)議和程序的其它細節(jié)可從美國專利No.5662612中獲知，該專利被轉讓給 本發(fā)明的受讓人，并在此被參考文獻全文引用。而且，也可輸入針管和與 其一起使用的任何延伸管中的空氣和/或氣體的量以及與柱塞驅動壓頭與針 管柱塞之間的機械間隙相關的等量容積值相關的針管參數。
如所述，針管參數也可以從針管36的特定面板28推導出，其適應與 針管36—起使用的注射器20。同樣，面板28可使用位置凸輪桿78被鎖定 或嚙合就位在電動頭22上，以方便這種針管參數的獲得。
現(xiàn)參照圖5，示出了如圖1-4所述的電動頭的電氣和機-電方塊圖。電
電路板48接收和/或傳送來自控制臺24上的觸摸屏32的輸入或"接觸"， 這樣，包括微處理器的電路板48可接收如上所述的針管參數。
電路板48也檢測兩個霍爾效應傳感器52和54的輸出。如所述，電動 頭22具有可移動面板28，如圖1和圖2所述?？删哂胁煌叽绲拈_口以接 收不同尺寸針管的多個面板。這樣，雖然不需要移去面板28,用另一類似 尺寸的針管替換針管36,但是可移去面板28以使用不同尺寸的針管。
電路板48也接收表明來自固定在電動頭22上的桿29的運動的電脈沖 以及點亮和熄滅固定在電動頭22背面的指示燈。電路板48也控制耦合至 齒輪箱的電機50,所述齒輪箱將電機的旋轉運動轉換為柱塞驅動壓頭62和 針管的柱塞37的直線運動。電路板48控制加熱針管中的造影劑的加熱毯 42。電路板48還檢測空氣檢測模塊122的輸出。
電路板48還可包括單芯片加速度計，其被配置作為傾斜傳感器58。傳 感器58，其固定至電路板48,被配置以產生表明電動頭22相對于地球重 力方向的傾斜的模擬電壓。而且，傳感器58可用于檢測電動頭所在位置的 任何角度。這樣，傳感器58可用于檢測針管36的排出口是向上還是向下， 由于當排出口向上時，空氣通常將聚集在排出口，那么自動排空程序可配 置以只有當排出口大體處在向上的位置時才操作。
本領域技術人員將認識到水銀開關可替代地檢測針管36的排出口向上 還是向下。類似地，機械開關和開關促動器也可使用。不管所用傳感器的 類型，自動排空程序可配置以只有當排出口大體處在向上的位置時才操作。
傳感器52檢測面板28是否已經用位置凸輪桿78鎖定就位在電動頭22 上，如果沒有，電路板48將給電機50斷電，從而防止任何進一步的注射 程序直至當面板被鎖定在其位置。傳感器54檢測在用面板尺寸。而且，該 信息被傳送至包括微處理器的電路板48,在此，該信息與針管參數例如尺 寸和類型相關，并用于控制電機50及其所耦合至的任何針管。
不管針管參數從用戶界面輸入，還是存儲在存儲器中及調回以在以后 控制針管柱塞中使用，還是從適合與特定尺寸的針管一起使用的面板導出 來，還是一些它們的組合，都可發(fā)展根據本發(fā)明原理的注射器自動排空程 序。而且，空氣檢測也可用于這類程序。
在描述程序80的程序流程圖之前，如圖6所示，將提供示例的針管的 簡要描述，所述針管帶有耦合至其上的關聯(lián)的延伸管。該示例的針管和延 伸管將用作程序80以及分別在圖7和圖10中的程序94和程序140的描述 的背景。
現(xiàn)參照圖9，示例的針管64是許多特定尺寸的預充填針管的一種，其 生產的具有例如約1毫升(ml)的氮氣氣泡以方便殺菌。當針管64置于如圖9 所示的垂直位置時，這種小的氮氣氣泡通常含在排出口 66中。與針管64 相連并耦合至其的是延伸管68。延伸管68是在到達患者上的注射位置的實 際考慮。延伸管68是通常與針管64結合使用的直徑大小，60英寸(60，，)長。 這樣，延伸管68包含2.5ml空氣。另一考慮是注射器柱塞驅動壓頭(例如， 如圖1所示的柱塞驅動壓頭62)和針管柱塞(例如，如圖2所示的針管36柱 塞37)之間的間隙。對于針管64和注射器70(其是手握頭60b，圖8更好的 顯示，將在在此及以后更詳細討論)，這相當于約3ml的量。這樣，整個希 望排空的氣體和/或空氣的量為6.5ml。
本領域技術人員將認識到可作的其它關于在空的針管的充填過程中陷 入的空氣的量的假定，所述空氣是由于在充填針管過程中通風而引入。這 些假定是基于例如針管和所用造影劑的體積。另外，本領域技術人員將認 識到假定可基于歷史數據和/或經驗。
考慮示例的預充填針管64和延伸管68,并再次參照圖6，示出了具有 單一針管的注射器例如圖1-5所示的注射器20的注射器自動排空程序80的 流程圖。具有及時公開的優(yōu)勢，本領域普通技術人員將認識到，注射器通 常在微處理器控制下操作，并執(zhí)行或依靠不同的計算機軟件、組件、程序、 目標、模塊、數據結構等。而且，不同的應用程序、組件、程序、目標、 模塊、數據結構等也可在注射器的一個或多個處理器上執(zhí)行，也就是說， 完成程序的不同功能所需的處理可分配到注射器的多個處理器中。
通常，執(zhí)行以完成本發(fā)明的實施例的程序，不管其是作為操作系統(tǒng)的 一部分還是一特定應用程序、組件、程序、模塊或指令順序，或者甚至是 它們的子集來完成，在此都將參考為指令或"程序"。程序典型地包括一個 或多個指令，其在不同時段駐留在注射器的存儲器和存儲設備中，并且， 當被注射器中的一個或多個處理器讀取和執(zhí)行時，會導致注射器進行實施 包含本發(fā)明不同方面的步驟或元素所必需的不同步驟。而且，當本發(fā)明具 有并在此及后將在全功能注射器的內容中描述，本領域技術人員將認識到 本發(fā)明的不同實施例能夠以不同的形式作為程序產品被分配，并且不管用 于實際執(zhí)行所屬分配的信號承載介質的特定類型，本發(fā)明都可同樣應用。 信號承載介質的例子包括，但不限于，記錄型介質例如可揮發(fā)或不可揮發(fā) 存儲裝置、軟盤、移動盤和硬盤，磁帶，光盤(例如CD-ROM、 DVD等)及 其它，傳輸型介質例如數字和模擬通信。
另外、在此及后所述的不同程序可基于在本發(fā)明的特定實施例中所完 成的應用而進行識別。然而，應該認識到所遵循的任何特定的指令或程序 術語只是為了使用方便，因此本發(fā)明不會只限于只在任何被該術語確定和/ 或包涵該術語的特定程序中使用。而且，考慮到典型地無窮盡的方式，其 中，指令功能可組織入程序、流程、方法、模塊、目標等，以及其它不同 方式，其中，指令功能可在不同軟件層間分配，所述軟件層駐留在典型的 注射器中，應該認識到本發(fā)明不限于在此所述的指令功能的特定組織和分 配。
本領域技術人員將認識到如圖6所示的示例的程序并不是為了限定本 發(fā)明。事實上，本領域技術人員將認識到其它替代硬件和/或軟件環(huán)境可被 使用，其并未背離本發(fā)明的實質。
自動排空程序80起始于執(zhí)行步驟82。在步驟82中，針管尺寸和類型 是例如用霍爾效應傳感器54確定。預充填針管是普通可商購的，其尺寸包 括50、 75、 100、 125毫升(ml)，然而可商購的空的或用戶充填針管的尺寸 可大至包括200ml。如果確定針管必須是用戶充填，執(zhí)行進行至步驟84， 其中用戶被提示充填針管，并且隨后執(zhí)行進行至86。但是，反之，如果確 定針管是預充填，執(zhí)行直接進行至步驟86,然后用戶被提示按下或啟始排 空按鈕。
如步驟88所示， 一旦按下排空按鈕，柱塞驅動壓頭，例如柱塞驅動壓 頭62,運動至在步驟82所確定或收集到的針管參數的預設停止點，迫使空 氣和/或氣體從針管例如針管36中排出。在步驟90中，用戶完成排空順序， 例如通過控制桿29迫使任何殘余空氣和/或氣體從針管36中排出。最后， 在步驟92中，注射器待命，用戶可進行注射醫(yī)療液體至患者體內。
這樣，自動排空程序80簡化了電動注射器的設置順序，因此操作人員 在注射醫(yī)療液體至患者之前，可從注射器自動排空空氣和/或氣體。而且， 注射器自動排空程序80是適應于各種的注射器，并與不同尺寸的預充填和 /或空針管工作。
在本發(fā)明的替代實施例中，步驟90中的排空順序的完成可包括下述的 參照圖11給出的其它的指令步驟。
現(xiàn)參照圖7,示出了用于包括空氣檢測器的注射器的注射器自動排空程
序94的流程圖。更具體地說，程序94是用于用戶充填針管，盡管本領域 技術人員可很容易地改編程序94從而用于預充填針管。
程序94起始于執(zhí)行步驟96,其中用戶用醫(yī)療液體充填針管。然后，在 步驟98中，用戶被提示按下或啟始排空按鈕。如步驟100所示， 一旦按下 排空按鈕，柱塞驅動壓頭，例如柱塞驅動壓頭62，推進或驅動直到空氣檢 測器，例如空氣檢測模塊122，檢測到液體，然后，繼續(xù)一預設量，迫使空 氣和/或氣體從針管中排出。所述預設量和相關停止位置可基于假定的延伸 管尺寸。示例的延伸管如圖8和9所示，并在此及后更詳細討^侖。
然后，在步驟102中，用戶再次例如通過控制桿29迫使任何殘余空氣 和/或氣體從針管36中排出，從而完成排空順序。最后，在步驟104中，注 射器待命，用戶可注射醫(yī)療液體至患者體內。
在本發(fā)明的替代實施例中，在步驟102中的排空順序的完成可包括下 述的參照圖ll給出的其它程序步驟。
這樣，自動排空程序94簡化了電動注射器的設置順序，因此操作人員 在注射醫(yī)療液體至患者之前，可從注射器自動排空空氣和/或氣體。而且， 注射器自動排空程序80是適應于不同的注射器，并與各種尺寸的用戶充填 或空針管工作。
本領域技術人員將認識到如圖7所示的示例的程序并不是為了限定本 發(fā)明。事實上，本領域技術人員將認識到其它替代硬件和/或軟件環(huán)境可被 使用，其并未背離本發(fā)明的實質。
現(xiàn)參照圖8，示出了雙頭注射器60的透視圖。雙頭注射器60包括固定 頭60a和可收回的或手握頭60b。固定頭60a和手握頭60b是配置的以分別 接收針管106和108。手握頭60b的壓頭通過排空/收回扳機而被啟始，并 比例地移動至扳機壓下的量。雙頭注射器60可配置以從各自的針管106、 108和"Y-管"110排空空氣和/或氣體，固定頭60a和手握頭60b彼此電通 信。
Y-管110包括管110a-c三部分和連接器110d。管部分110a和110b是 分別耦合至針管106和108,以及連接器110d。管部分110c也是耦合至連 接器110d，并典型地提供與患者注射位置(為示出)的連接。
雙頭注射器60是配置以上述類似的方式從Y-管110排空空氣。例如，
頭60a可包含造影劑，手握頭60b可包含其所用的鹽溶液。在這種情況下， 頭60a首先從管110a排空空氣至連接器110d處的Y-管110交叉部分。然后， 手握頭60b從管110b、連接器110d和管110c排空殘余空氣，這樣，基本 上從注射器60排空所有空氣和/或氣體。本領域技術人員將認識到通過固定 頭60a和手握頭60b的通信，排空順序是被控制的。
本領域技術人員將認識到用鹽充填管有幾個好處。第一，鹽可用于保 持對象患者靜脈沒有血結塊。第二，鹽可用于作為測試注射以檢查外溢。 第三，鹽可幫助使醫(yī)療液體例如造影劑不分散從而保持造影劑在 一起。
現(xiàn)參照圖IO,示出了雙頭注射器的注射器自動排空程序140的流程圖。 例如，自動排空程序140可用于如圖8所示的雙頭注射器60，其中，頭60a 包含造影劑，并可被參考作為第二注射針管或第二針管，手握頭60b包含 鹽溶液，并可被參考作為第一注射針管或第一針管。
自動排空程序140起始于執(zhí)行步驟142，其中，針管尺寸和類型例如針 管106、 108已經被確定。再次，預充填針管是普通可商購的，尺寸包括50、 75、 100、 125毫升(ml)，然而，可商購的空的或用戶充填針管的尺寸可大 至包括200ml。如果確定針管之一或者兩個都必須是用戶充填，執(zhí)行進行至 步驟144，其中用戶被提示充填針管，并且隨后執(zhí)行進行至146。但是，如 果反之，如果確定針管是預充填，執(zhí)行直接進行至步驟146，然后用戶被提 示按下或啟始排空按鈕。
在步驟148中， 一旦按下排空按鈕，第二注射針管柱塞驅動壓頭(例如 頭60a和針管106)運動至基于步驟142所確定或收集到的針管參數的預設 停止點，迫使空氣和/或氣體從針管或其所連的管或管110a中排出。在步驟 150中，用戶使用手動鈕或排出鈕手工完成第二針管的排空順序，迫使任何 殘余空氣和/或氣體從針管106和管110a排出至連接器110d中的Y-管110 交叉部分。
然后，在步驟152中，用戶再次被提示按下或啟始排空按鈕。在步驟 154中， 一旦按下排空按鈕，第一注射針管的柱塞驅動壓頭例如頭60b和針 管108運動至基于步驟142所確定或收集到的針管參數的預設停止點，迫 使空氣和/或氣體從針管或其所連的管或管110b、連接器110d和管110c中 排出。在步驟156中，用戶使用手動鈕或排出鈕手工完成第一針管的排空 順序，迫使任何殘余空氣和/或氣體從針管108和管110b、連接器110d和管110c中排出。
最后，在步驟158中，注射器待命，用戶可注射醫(yī)療液體或造影劑和/ 或鹽溶液至患者體內。
在本發(fā)明的替代實施例中，步驟156中的排空順序的完成可包括下述 的參照圖ll給出的附加程序步驟。
這樣，自動排空程序140簡化了電動注射器的設置順序，使得操作人 員在注射醫(yī)療液體至患者之前，可從注射器自動排空空氣和/或氣體。而且， 自動排空程序140是對雙頭注射器的，并且其適應于多種的注射器，并與 不同尺寸的預充填和/或空針管工作。
現(xiàn)參照圖11，示出了完成排空順序的本發(fā)明的替代實施例。如上所述， 分別在圖6、 7和10的步驟90、 102和156中，在注射器自動排空至預i殳 停止點之后，用戶完成排空順序，所述預設停止點典型地短于完全排盡位 置。用戶可在手工控制下從針管排出殘余空氣，或者可以開啟壓頭的自動 排出運動，然后，當空氣已經完全排空后，手工停止所述運動。兩種方法 的難點是自動或手工生成的運動速度非常大。例如，典型的8ml/s的排空流 動速率將在管和針管延伸部分產生快速液體流動-僅0.5ml/s的速率將轉化 為管內10英寸/秒的的液體運動。用戶期望在液體邊界超過管的末端小于1 英寸后，結束排空流動，這意味著用戶在典型的排空流動速率下必須具有 小于1秒的反應時間。即使當使用例如上述的手動控制，也很難控制流動 速率至液體邊界精確排空至期望的1英寸位置所需的低水平。
相應地，在本發(fā)明的實施例中，用戶被提供精確低流動速率排空作為 排空程序的最后步驟。特別地，在使用可調手動控制例如如圖1所示的控 制29的實施例中，當注射器到達步驟卯、102或156,然后注射器產生手 動控制的低的流動速率，例如lml/s的最大流動速率。然后在步驟162中， 用戶利用手工控制從管中排空剩余空氣，其使用這種低的流動速率范圍內 的手工控制操作，其觀察當液體剛充填至連接管的時刻。最后，在步驟164 中，當管被充填滿時，用戶通過返回手工控制至"停止"位置結束手工流 動。然后，在步驟92、 104或158中，注射器待命并且禁用手動控制的低 流動速率范圍。
在本發(fā)明的替代實施例中，當在步驟90、 102或156中排空順序完成 后，在步驟166中注射器產生(和/或用戶被提示啟始或手工啟始)低的流動速
率排空操作，其中液體以穩(wěn)定的慢的低流動速率例如0.5ml/s進行排空。當 在步驟168中注射器繼續(xù)這種手工排空時，用戶觀察當液體剛好充填至連 接管的時刻。最后，在步驟170中，當管被充填滿時，用戶例如通過按下 按鈕或啟始注射器上的另一控制停止排空流動。然后，在步驟92、 104或 158中注射器待命，以及注射器繼續(xù)正常操作。
如所述的低流動速率完成步驟可實質上提高注射器的可用性，改進液 體排空，并減少液體的相關浪費和溢出。
盡管本發(fā)明已經通過不同的實施例的描述而被示出，并且這些實施例 已經在相當的細節(jié)中被描述，但是申請人的意圖并不是限制或以任何方式 限定權利要求的范圍至這些細節(jié)。其它優(yōu)點和改進對本領域技術人員將是 顯而易見的。例如，在具有傾斜傳感器的注射器中，圖6、 7和10的程序 可被改進，其通過在那里引入以確定注射器是否垂直傾斜的步驟作為進行 排空操作的預設條件，從而確保當排空時所陷獲的空氣毗鄰針管頸和排出 口。因此，本發(fā)明的更廣的方面不是限定至特定的細節(jié)、代表性系統(tǒng)、4義 器和方法，以及所示和所述的示例的例子。相應地，可/人該細節(jié)做出偏離， 其并不脫離申請人的總體發(fā)明概念的實質和范圍。
權利要求
1.一種具有推進柱塞驅動壓頭電機與針管一起使用類型的注射器，其包括導致電機運動的處理器，所述注射器配置的以自動推進柱塞驅動壓頭至預設排空停止點，以及當接近預設排空停止點時產生低的流動速率。
2. 如權利要求1所述的注射器，其與包含大致已知量氣體的預充填針 管一起使用，還包括存儲參數的存儲器，從所述參數，預設排空停止點可 從包含在所述注射器上的特定預充填針管中的大致已知量氣體推導出。
3. 如權利要求1所述的注射器，其中，所述注射器還配置的與包含大 致已知量空氣的延伸管一起配置使用；所述存儲器存儲代表延伸管中的大致的空氣量的值； 所述-注射器配置的以自動推進柱塞驅動壓頭一定附加量，所述一定附 加量基本上等于包含在延伸管中的大致已知量的空氣。
4. 如權利要求1所述的注射器，其中，所述預設排空停止點是用戶調 節(jié)的。
5. 如權利要求1所述的注射器，其中，所述預設排空停止點是經過校 準的。
6. 如權利要求1所述的注射器，其中，所述預設排空停止點是基于歷 史信息的。
7. 如權利要求1所述的注射器，其中，所述低的流動速率可應用于所 述注射器的手動控制。
8. 如權利要求6所述的注射器，其中，所述低的流動速率可應用于隨 后的排空完成，其中，所述注射器自動排出額外的液體直至排空被操作人 員輸入停止。
9. 如權利要求1所述的注射器，其與用戶充填針管一起使用，其中， 所述針管潛在地包含由于充填中通氣而引入的大致已知量的空氣，并具有 柱塞驅動壓頭和針管柱塞間的機械間隙，所述注射器還包括存儲預設排空 停止點的存儲器，所述預設排空停止點代表用戶充填針管中的由于充填中 通氣而引入的大致已知量的空氣和/或柱塞驅動壓頭和針管柱塞間的機械間 隙。
10. 雙頭注射器，其包括第一頭，其配置的接收第一針管； 第二頭，其配置的接收第二針管；和 Y-管，其耦合第一和第二針管；所述雙頭注射器配置的以從第一和/或第二針管和/或Y-管實質上自動 排空所有空氣，在針管和/或Y-管的自動排空中當接近預設排空停止點時產 生低的流動速率。
11. 如權利要求10所述的雙頭注射器，其與包含大致已知量空氣的預 充填針管一起使用，其還包括存儲器以存儲參數，從所述參數，預設排空 停止點可從包含在所述注射器上的特定預充填針管中的大致已知量的氣體 推導出。
12. 如權利要求10所述的雙頭注射器，Y-管包括耦合至第一頭的第一 部分，其中，所述第一頭首先從第一針管和管的第一部分排空空氣。
13. 如權利要求12所述的雙頭注射器，Y-管包括耦合至第二頭的第二 部分，耦合至第一和第二部分的連接器，和耦合至所述連接器的第三部分， 其中，所述第二頭接著從第二針管、管的第二部分、連接器和管的第三部 分排空空氣。
14. 如權利要求10所述的雙頭注射器，其中，第一針管是造影劑預充 填針管。
15. 如權利要求14所述的雙頭注射器，其中，第二針管包含鹽溶液。
16. 如權利要求10所述的雙頭注射器，其中，第一和第二針管之一包 含造影劑。
17. 如權利要求10所述的雙頭注射器，其中，第一和第二針管之一包 含鹽;容液。
18. 如權利要求10所述的注射器，其中，低的流動速率可應用于所述 注射器的手動控制。
19. 如權利要求18所述的注射器，其中，低的流動速率可應用于由所 述注射器進行的隨后的排空完成，其中，所述注射器自動排出額外的液體 直至排空被操作人員輸入停止。
20. 在通過給電機加電 一段驅動壓頭至預設排空停止點所必需的時間 以從固定在注射器上的針管自動排空空氣的方法中，所做改進包括接近預設排空停止點時產生低的流動速率。
21. 如權利要求20所述的方法，還進一步包括確定針管尺寸和型號，以及確定基于所述針管尺寸和型號而從包含在所述針管中的大致量的空氣 而推導出的預設排空停止點。
22. 如權利要求20所述的方法，其還包括允許用戶充填針管。
23. 如權利要求20所述的方法，其還包括通過用戶啟始排空按鈕的而 進行力口電。
24. 如權利要求20所述的方法，其中，預設排空停止點是基于陷入在 特定預充填針管和所使用延伸管中的一定量的空氣的實際值。
25. 如權利要求20所述的方法，其中，預設排空停止點是基于歷史數據。
26. 如權利要求20所述的方法，其中，針管尺寸和型號是從用戶界面 輸入。
27. 如權利要求20所述的方法，其中，針管尺寸和型號是從與針管耦 合的面板推導出來。
28. 如權利要求20所述的注射器，其中，低的流動速率可應用于所述 注射器的手動控制。
29. 如權利要求28所述的注射器，其中，低的流動速率可應用于隨后 的排空完成，其中，所述注射器自動排出額外的液體直至排空被操作人員 輸入停止。
30. 從注射器中自動地排空空氣的方法，包括 監(jiān)測鄰近注射器的空氣檢測器；給電機加電以移動壓頭推動注射器柱塞同時監(jiān)測空氣檢測器； 在空氣不再檢測出達到預定條件時停止壓頭；并且一達到預定條件就 產生一低流動速度。
31. 如權利要求30所述的方法，進一步包括允許用戶充填針管。
32. 如權利要求30所述的方法，在用戶啟始排空按鈕時開始。
33. 如權利要求30所述的方法，其中當檢測不出空氣而預定量的流體 已經排出時停止壓頭。
34. 如權利要求30所述的方法，其中空氣檢測器鄰近所述注射器的排 出端。
35. 如權利要求30所述的方法，其中低流動速度應用到所述注射器的 手動控制。
36. 如權利要求35所述的方法，其中低流動速度應用到隨后的排空完 成，其中注射器自動地排出額外的液體直到排空由操作者的輸入停止。
全文摘要
一種類型的用于靜脈內對比的自動排空注射器，其具有電機以推進柱塞驅動壓頭，并與包含大致已知量空氣的預充填或用戶充填針管一起配置使用，其包括一處理器以導致電機運動，和一存儲器以存儲代表針管中大致已知量空氣的預設排空停止點，所述注射器配置以自動推進柱塞驅動壓頭一定量，所述一定量基本上等于代表針管中所包含的大致已知量空氣的預設排空停止點。
文檔編號A61M5/145GK101160147SQ200680012496
公開日2008年4月9日 申請日期2006年3月3日 優(yōu)先權日2005年3月7日
發(fā)明者基思·M·格里斯波, 弗蘭克·M·費戈 申請人:馬林克羅特公司