CN1671428A - 用于将多种液体不混合地注射到病人体内的液体注射器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种液体注射器(100)，其中病人通过病人管(223)和多个针筒管(221、222)被连接到多个针筒(201、202)。当将液体从针筒(221、222)中的一个针筒被注入到病人体内时，连接到另一个针筒的针筒管(222或221)被阻塞，从而从针筒(221、222)中的一个针筒注入到病人体内的液体不会回流到另一个针筒中。因此，能够提供一种液体注射器(100)，其能够防止自由地注入到病人体内的多种液体的回流。

Description

用于将多种液体不混合地注射到病人体内的液体注射器
技术领域
本发明涉及用于将液体注射到病人体内的液体注射器，尤其涉及用于将液体从多个针筒注射到病人体内的液体注射器。
背景技术
当前，用于医疗设备的CT(计算机断层)扫描仪可应用X-射线成像产生病人的截面图像。MRI(核磁共振成像)装置可利用磁共振效果实时地产生病人的截面图像。血管造影装置可利用X射线成像形成病人血管的图像。
当使用上述装置时，病人可被注射诸如造影剂和盐水等液体。用于自动执行注射的液体注射器已在实践中应用。这样的液体注射器的传统例子将在以下参照附图1进行描述。
这里示出的液体注射器1包括许多可更换的针筒10和一个液体注射器部分20。最多两个针筒10被设置到液体注射器部分20上。每个针筒10包括圆筒部件11和一个活塞部件12。圆筒部件11中具有一个孔部分13，以便在其尾端面敞开。
圆筒部件11在其前端面封闭，并具有形成在其内中心的中空导管部分14。孔部分13沿着导管部分14延伸到导管14的前端。活塞部件12可滑动地插入到圆筒部件11的孔部分13中。活塞凸缘15和圆筒凸缘16分别形成在圆筒部件11和活塞部件12的尾端。
液体注射器部分20具有一个针筒保持部件21和两个针筒驱动机构22。用于分别保持两个针筒10的圆筒部件11的两个凹部23形成在一个针筒保持部件21中。两个针筒驱动部件22分别设置在两个凹部23的后部中。针筒驱动机构22保持和滑动针筒10的活塞部件12。
液体注射器1还具有分支管30，其包括管连接部件33，连接部件33用作连接一个病人管31的尾端和两个针筒管32的前端的一个管连接装置。分支管30的两个针管32的尾端分别连接到两个针筒10的导管14上。例如，导尿管通过延伸管连接到分支管30的病人管31的前端，该导尿管被连接到病人(未示出)。
利用如上所述的结构，传统例子的液体注射器1允许用一个液体注射器部分20从两个针筒10将两种液体被注入到病人体内。例如，有可能造影剂然后盐水被注射到将用CT扫描仪产生截面图像的病人体内。
在如上所述的液体注射器1中，病人通过分支管30简单地连接到两个针筒10。当两个针筒10中的一个被驱动以将液体注射到病人体内时，该液体可能流回另一个针筒10。为了防止这样的回流，可采取一些措施，包括容纳在分支管30的管连接部件33中的切换阀，或者插入到分支管30的针筒管32的单向阀(均未示出)。
然而，当包含切换阀时，其手动操作很麻烦，有可能引起连接到封闭的针筒管32的驱动针筒10的误操作。在液体注射器1中，小量的血液可用针筒10从病人体内抽出，以便保证病人管31适当地连接到病人。这种操作不能在具有单向阀被插入到针筒管32的结构的液体注射器中进行。
发明内容
本发明考虑到上述问题而做出，本发明的一个目的是提供一种液体注射器，其能够容易地将多种液体注射到病人体内，并防止液体的回流。
根据本发明的液体注射器将液体从针筒注入到病人体内，所述针筒具有圆筒部件和可滑动地插入到圆筒部件内的活塞部件。所述液体注射器具有病人管、多个针筒管、管连接装置、针筒保持部件、多个针筒驱动机构、多个管阻塞机构和互锁控制装置。
病人管具有连接到病人的前端。多个针筒管分别连接到多个针筒。所述管连接装置连接病人管的尾端和多个针筒管的前端。针筒保持部件可拆卸地保持多个针筒。多个针筒驱动机构中的每一个通过相对移动圆筒部件和/或活塞部件使得多个针筒中的每一个执行液体注射。多个管阻塞机构分别阻塞多个针筒管，以便使其封闭或打开。互锁控制装置互锁多个管阻塞机构和多个针筒驱动机构的操作，以便使针筒管与针筒匹配，其中针筒管中只有一个被连接，且针筒中只有一个针筒被驱动。
因此，在根据本发明的液体注射器中，病人通过病人管和多个针筒管被连接到多个针筒，但是当液体从多个针筒中的一个注入病人体内时，连接到另一个针筒的针筒管被阻塞。从而有可能防止从一个针筒注射到病人体内的液体回流到另一个针筒中。
在本发明中提到的各种装置可以是任意的，只要它被形成以便实现所述功能，例如，可被实施为执行预定功能的专用硬件、具有由计算机程序提供的预定功能的数据处理装置、由计算机程序在数据处理装置内部实现的预定功能及其组合，等等。
本发明中提到的各种组件不需要是独立的项目，有可能多个组件形成为一个部件，一个组件作为另一个组件的部分被包括，一个组件与另一个组件共亨一部分。
附图说明
图1是透视图，示出了传统例子的液体注射器的外观。
图2是透视图，示出了根据本发明的实施例的液体注射器的主要部分的外观；
图3是透视图，示出了整个液体注射器的外观；
图4是透视图，示出了液体注射器和CT扫描仪的外观；
图5是方块图，示出了液体注射器的电路构造；
图6a和6b是示意平面图，示出了液体注射器的主要部分的操作；
图7是流程图，示出了用液体注射器注射液体的方法；
图8是平面图，示出了第一种变形的主要部分；
图9是平面图，示出了第二种变形的主要部分；
图10a和10b是透视图，示出了第三种变形的主要部分；
图11是后视图，示出了第三种变形的主要部分。
具体实施方式
以下将参照图2-6说明本发明的实施例。在该实施例中，与上述传统例子相同的组件用相同的名称指示，且省略其详细描述。
如图3所示，该实施例的液体注射器100具有设置在支柱101顶上的主体102。操作面板104和液晶显示器105安装在主体102上。臂106连接到主体102的侧部。用作针筒保持部件的注射头110连接到臂106的顶端。
如图2所示，注射头110在针筒保持部件111的顶表面上具有两个凹部112。第一和第二针筒201、202的圆筒部件211分别可拆卸地被保持在凹部112中。第一针筒201包含作为液体的具有高粘性的造影剂，第二针筒202包含作为液体的具有低粘度的盐水(两者均未示出)。
第一和第二驱动机构113、114包含在注射头110的后部，以便分别用作第一针筒驱动机构和第二针筒驱动机构。第一和第二驱动机构113、114分别保持和滑动第一和第二针筒201、202的活塞部件212。
类似于传统液体注射器1，在液体注射器100中，分支管220具有分别用作第一针筒管和第二针筒管的第一管221和第二管222，它们通过作为管连接装置的管连接部件224连接到病人管223。分支管220用于将第一和第二针筒201、202连接到病人(未示出)。
分别用作第一管阻塞机构和第二管阻塞机构的第一和第二阻塞机构115、116设置在注射头110的前部中。第一和第二阻塞机构115、116中的每个阻塞各个第一和第二管221、222，以使它们打开或封闭。
更具体而言，如图6a和6b所示，第一阻塞机构115具有第一保持部件121和第一挤压部件122，而第二阻塞机构116具有第一保持部件123和第二挤压部件124。第一保持部件121设置在通过第一管221与第一挤压部件122相对的位置，而第二保持部件123设置在通过第二管222与第二挤压部件124相对的位置。
第一挤压部件122和第二挤压部件124利用一个挤压滑动部件125的左右两端形成为一体，挤压滑动部件125被支撑，以通过打开或关闭互锁机构(未示出)向左和向右滑动。这样，第一和第二阻塞机构115、116被互锁，以便它们中的一个被打开时另一个关闭。
第一和第二挤压部件122、124的与第一和第二保持部件121、123相对的部分形成在圆柱凸表面上。第一和第二保持部件121、123的与第一和第二挤压部件122、124相对的部分形成在圆柱凹表面上。
如图5所示，本实施例的液体注射器100具有集成控制电路130，其用作互锁控制装置。操作面板104、液晶显示装置105、第一驱动电动机131、第二驱动电动机132、第一阻塞传感器133、第二阻塞传感器134、连接切换电动机135等连接到集成控制电路130。
第一和第二驱动电动机131、132是驱动源，用于分别操作第一和第二驱动机构113、114。连接切换电动机135是操作互锁机构的打开和关闭的驱动源。由于连接切换电动机135被连接到打打开或关闭合的互锁机构的挤压滑动部件125，例如，通过蜗轮装置(未示出)，挤压滑动部件125被固定地保持在其被滑动到的位置处。第一和第二阻塞传感器133、134例如通过光电传感器(未示出)来实施，用于检测挤压滑动部件125的位置，以分别检测第一和第二阻塞机构115、116的闭合。
集成控制电路130由所谓的微型计算机实施，根据实施的计算机程序集成地控制上述部分。尽管后面将详细说明，集成控制电路130由此互锁第一和第二阻塞机构115、116与第一和第二驱动机构113、114的操作，以使第一和第二管221、222与第一和第二针筒221、222匹配，其中第一和第二管221、222中只有一个管被连接且第一和第二针筒221、222中只有一个针筒被驱动。
如图4所示，本实施例的液体注射器100在CT扫描仪300的成像单元301附近使用，并根据需要被连接到CT扫描仪300的控制单元302。控制单元302通过计算机系统来实现，并控制成像单元301的操作和显示截面图像。
实施例的操作
利用如上所述的结构，本实施例的液体注射器100可自由地将作为液体的造影剂和盐水注入例如经受利用CT扫描仪300成像的病人的体内。在这种情况下，操作者连接分支管220的病人管223到病人，并分别将分支管220的第一和第二管221、222连接到第一和第二针筒201、202。
接着，操作者将第一和第二针筒201、202设置到液体注射器100的注射头110的凹部112中，并使第一和第二管221、222通过注射头110的第一和第二阻塞机构115、116。
在这种状态下，例如，当造影剂从第一针筒201被注射到病人体内，操作者在液体注射器100的操作面板104上执行预定的操作。接着，如图7所示，集成控制电路130检测所述操作(步骤S1)，并正常地转动连接切换电动机135，直到第二阻塞传感器134检测到第二阻塞机构116的闭合(步骤S2和S3)。
在这种状态下，集成控制电路130致动(启动，激活)用于第一驱动机构113的第一驱动电动机131，以将造影剂从第一针筒201注入到病人体内(步骤S4)。集成控制电路130响应于操作者对操作面板104输入停止注射而终止造影剂的注射，或者响应于第一驱动机构113操作到设定位置而停止第一驱动机构113(步骤S5)。
类似地，当盐水从第二针筒202被注入到病人体内时，集成控制电路130检测在操作面板104上的预定操作(步骤S6)并反转连接切换电动机135，直到第一阻塞传感器133检测到第一阻塞机构115的闭合(步骤S7和S8)。接着，集成控制电路130致动第二驱动机构114以将盐水从第二针筒202注入病人体内(步骤S9和S10)。
实施例的效果
在该实施例的液体注射器100中，如上所述，病人通过病人管223和第一和第二管221、222被连接到第一和第二针筒201、202。由此能够将造影剂和盐水自由地从第一和第二针筒201、202注入病人体内。
另外，连接到第二针筒202的第二管222在造影剂从第一针管201注入病人体内时被阻塞，如图6b所示。这防止了在第一针筒201中的造影剂回流到第二针筒202中。
类似地，当盐水从第二针筒202注入病人体内时，连接到第一针筒201的第一管221被阻塞，如图6(a)所示，因此防止了第二针筒202中的盐水回流到第一针筒201中。
特别是，由于第一和第二挤压部件122、124和第一和第二保持部件121、123利用圆柱凸面或凹面阻塞第一和第二管221、222，造影剂或盐水的回流可被可靠地防止。
另外，本实施例的液体注射器100不采用单向阀以防止上述的回流。这样，例如，允许利用第二针筒202从病人体内抽出小量的血液，以便保证病人管223被适当地连接到病人。在这种情况下，不被用于抽吸血液的第一管221被阻塞，从而可防止第一针筒201中的造影剂被抽入第二针筒202中。
此外，在本实施例的液体注射器100中，第一和第二针筒201、202的驱动和第一和第二管221、222的打打开或关闭合可以如上所述被自动地关联控制。这样，液体注射器100不会经历误操作，例如驱动第一针筒202而第一针管221被阻塞，并且不需要诸如手工操作切换阀等复杂的动作。
并且，在本实施例的液体注射器100中，第一和第二阻塞机构115、116形成为一体的单元，当第一阻塞机构115阻塞第一管221时，第二阻塞机构116可靠地打开第二管222，当第二阻塞机构116阻塞第二管222时，第一阻塞机构115可靠地打开第一管221。结果，第一和第二管221、222中的一个可以无误地被有选择地阻塞。
本实施例的变形
本发明无论如何不限于上述的实施例，在不偏离本发明的实质和范围的情况下，可以有许多变形。例如，尽管上述实施例示出了具有两个针筒201、202安装在其上的液体注射器100，但具有三个或更多个针筒安装在其上的液体注射器(未示出)也可以被实施。
并且，尽管在上述的实施例中，第一和第二管221、222通过单独的管连接部件224连接到病人管223，也可以将第一和第二管221、222和病人管223形成为一体的部件。
另外，尽管上述实施例示出了第一和第二管221、222及病人管223都没有单向阀的情况，但至少它们中的一个可以包含单向阀。然而，如上所述，当用第二针筒202从病人抽出小量血液，以保让病人管223被适当地连接到病人时，这样的单向阀优选仅包含在第一管221中。
尽管在上述的实施例中，第一和第二阻塞机构115、116形成为整体单元，第一和第二管221、222之一有选择地被阻塞，但第一和第二阻塞机构可以单独形成并分别地操作。
在这种情况下，第一和第二管221、222之一可被有选择地打开，而另一个可被关闭，如上所述。然而，优选第一和第二管221、222两者通常被阻塞，只有当第一和第二针筒201、202之一被驱动时，第一和第二管221、222中相关的一个被打开。
上述的实施例示出，打开或关闭互锁机构的挤压滑动部件125通过蜗轮装置连接到连接切换电动机135，从而挤压滑动部件125在连接切换电动机135停止时被固定地保持。作为选择，连接切换电动机135可由步进电动机实现，以保持挤压滑动部件125，或者，专门的锁定机构(未示出)可被附加地设置，以保持挤压滑动部件125。
尽管上述实施例示出了用于锁定第一和第二管221、222的第一和第二挤压部件122、124和第一和第二保持部件121、123的部分由圆柱凸面和与之配合的圆柱凹面构成，但所述部分可以是平面或S形部分。
在上述实施例中，打开或关闭互锁机构利用被滑动支撑的挤压滑动部件125有选择地阻塞第一和第二管221、222之一。作为一个可选的例子，如图8所示，被可枢转地支撑的挤压枢轴部件141可用于有选择地阻塞第一和第二管221、222之一。
可选地，如图9所示，第一挤压部件122和第二挤压部件124可以由导轨或类似物(未示出)滑动支撑，并分别通过第一连杆部件145和第二连杆部件146连接到打开或关闭互锁机构143的曲柄部件144。
在打开或关闭互锁机构143中，曲柄部件144形成圆盘状形状，在表面上形成的凸起147邻接由机械传感器实现的第一和第二阻塞传感器148、149。这样，能够用简单的结构可靠地检测第一和第二管221、222之一的选择性阻塞。
作为进一步的可选方式，如图10a和10b及图11所示，有可能第一挤压部件161和第二挤压部件162沿着相同的方向被可滑动地支撑，以分别面对第一保持部件163和第二保持部伯164，并且与打开或关闭互锁机构166的可转动凸轮部件167的表面接合，在其上形成凸部或凹部。
如同在打开或关闭互锁机构166中一样，凸轮部件167的凸起168可被第一阻塞传感器133和第二阻塞传感器134检测，第一挤压部件161和第二挤压部件162的凸起169和170可被第一阻塞传感器133和第二阻塞传感器134立即检测。
在打开或关闭互锁机构166中，由于第一和第二挤压部件161、162通过其尾端被配合在凸轮部件167的表面的凹部173中而释放第一和第二管221、222的阻塞，因此，在管中的一个管被完全阻塞后，另一个管的阻塞可被释放，从而能够可靠地防止造影剂等的回流。
另外，由于第一和第二挤压部件161、162两者同时位于其中的凹部174也形成在打开或关闭互锁机构166中的凸轮部件167上，第一和第二管221、222可根据需要同时从阻塞状态被释放，第一和第二管221、222可被容易地装载。
为了保证这样的操作，第一挤压部件161和第二挤压部件162的凸起169、170优选直接由如上所述的第一阻塞传感器133和第二阻塞传感器134检测。然而，也可以提供专门的释放传感器176，用于检测被装配在凹部174中的第一和第二挤压部件161、162。

Claims (8)

1.一种液体注射器，用于将液体从针筒注入到病人体内，所述针筒具有圆筒部件和可滑动地插入到圆筒部件内的活塞部件，所述液体注射器包括：
病人管，所述病人管具有连接到病人的前端；
多个针筒管，所述多个针筒管的尾端中的每一个连接到多个针筒中的每一个上；
管连接装置，用于将病人管的尾端连接到多个针筒管的前端；
针筒保持部件，用于可拆卸地保持多个针筒；
多个针筒驱动机构，每个针筒驱动机构通过相对移动圆筒部件和/或活塞部件使多个针筒中的每一个执行液体注射；
多个管阻塞机构，每个管阻塞机构阻塞多个针筒管中的每一个，以便使其打开或关闭；和
互锁控制装置，用于互锁多个管阻塞机构和多个针筒驱动机构的操作，以便仅打开一个针筒管和仅驱动与所打开的针筒管相关联的针筒。
2.根据权利要求1所述的液体注射器，其特征在于，针筒、针筒管、针筒驱动机构和管阻塞机构中的每一个的数量是两个，和
所述液体注射器还包括打开或关闭互锁机构，用于互锁两个管阻塞机构的打开或关闭操作，以便其中一个管阻塞机构被打开时另一个管阻塞机构被关闭。
3.根据权利要求1所述的液体注射器，其特征在于，管阻塞机构中的第一管阻塞机构具有可移动地设置在用于挤压针筒管中的第一针筒管的位置上的第一挤压部件；以及第一保持部件，该第一保持部件设置为通过第一针筒管与第一挤压部件相对，
管阻塞机构中的第二管阻塞机构具有可移动地设置在用于挤压针筒管中的第二针筒管的位置上的第二挤压部件；以及第二保持部件，该第二保持部件设置为通过第二针筒管与第二挤压部件相对，和
所述打开或关闭互锁机构具有挤压滑动部件，所述挤压滑动部件被可滑动地支撑，并具有形成在其上与之形成一体的第一挤压部件和第二挤压部件。
4.根据权利要求2所述的液体注射器，其特征在于，管阻塞机构中的第一管阻塞机构具有可移动地设置在用于挤压针筒管中的第一针筒管的位置上的第一挤压部件；以及第一保持部件，该第一保持部件设置为通过第一针筒管与第一挤压部件相对，
管阻塞机构中的第二管阻塞机构具有可移动地设置在用于挤压针筒管中的第二针筒管的位置上的第二挤压部件；以及第二保持部件，该第二保持部件设置为通过第二针筒管与第二挤压部件相对，和
所述打开或关闭互锁机构具有挤压枢轴部件，所述挤压枢轴部件具有一体地形成并被可枢转地支撑的第一挤压部件和第二挤压部件。
5.根据权利要求2所述的液体注射器，其特征在于，管阻塞机构中的第一管阻塞机构具有可移动地设置在用于挤压针筒管中的第一针筒管的位置上的第一挤压部件；以及第一保持部件，该第一保持部件设置为通过第一针筒管与第一挤压部件相对，
管阻塞机构中的第二管阻塞机构具有可移动地设置在用于挤压针筒管中的第二针筒管的位置上的第二挤压部件；以及第二保持部件，该第二保持部件设置为通过第二针筒管与第二挤压部件相对，和
所述打开或关闭互锁机构具有被可枢转地支撑在其尾端的曲柄部件；第一连杆部件，用于将曲柄部件的前端连接到第一挤压部件；和第二连杆部件，用于将曲柄部件的前端连接到第二挤压部件。
6.根据权利要求2所述的液体注射器，其特征在于，管阻塞机构中的第一管阻塞机构具有可移动地设置在用于挤压针筒管中的第一针筒管的位置上的第一挤压部件；以及第一保持部件，该第一保持部件设置为通过第一针筒管与第一挤压部件相对，
管阻塞机构中的第二管阻塞机构具有可移动地设置在用于挤压针筒管中的第二针筒管的位置上的第二挤压部件；以及第二保持部件，该第二保持部件设置为通过第二针筒管与第二挤压部件相对，和
所述打开或关闭互锁机构具有凸轮部件，所述凸轮部件被可枢转地支撑，并具有凹部和凸部，第一挤压部件和第二挤压部件与所述凹部和凸部相接合。
7.根据权利要求2-6中任一项所述的液体注射器，其特征在于，还包括第一阻塞传感器，用于检测被阻塞的针筒管中的第一针筒管；以及第二阻塞传感器，用于检测被阻塞的针筒管中的第二针筒管，
其中互锁控制装置在第一阻塞传感器检测到阻塞之后致动针筒驱动机构中的第二针筒驱动机构，并在第二阻塞传感器检测到阻塞之后致动针筒驱动机构中的第一针筒驱动机构。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的液体注射器，其特征在于，还包括单向阀，用于调节液体在从针筒到病人的方向上的运动，至少一个单向阀被设置在病人管和多个针筒管中的至少一个上。
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