CN1981884A - 控制自动注射装置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种控制自动注射装置的方法，该自动注射装置包括夹持柱面活塞的活塞夹具和多个头部系统，该系统具有用于前后移动活塞夹具的驱动机构，由此所述的自动注射装置能够夹持多个注射管并可单独地操作每个注射管的注射和抽吸，其中两个注射管的尖端与一个不带有阀门的三通支管相连接，而且所述的自动注射装置还包括电磁制动器，能够有效制动第二头部，该方法的特征在于，当第一头部的活塞夹具处于向前移动的状态而第二头部的活塞夹具处于静止状态时，开启所述电磁制动器，由此阻止第二头部后移，并且当第二头部处于移动状态时，关闭所述电磁制动器。

Description

控制自动注射装置的方法
本申请是2001年9月29日提交的、申请号为01141 636.X、发明名称为“自动注射装置”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种用于X射线CT(计算机断层造影)图像诊断、MRI(核磁共振成像)图像诊断或类似诊断的造影剂注射装置。
背景技术
一种造影剂被使用在X射线CT(计算机断层造影)图像、MRI(核磁共振成像)图像诊断、脉管-图像(血管造影图像)或类似图像的诊断中。由于这种造影剂是一种高粘度的液体，而通过人工的力量来注射该造影剂需要消耗大量的时间和劳动力，因此近年来已经开始使用造影剂的自动注射装置。
图8所示的自动注射装置100就是这种装置的一个实例，由于该装置能够安装两个注射管，因此它涉及一种双头类型的构造。图9示出了该自动注射装置的一种典型的机构。造影剂的注射管1a设置在头部A侧，而生理盐水溶液的注射管1b设置在头部B侧，Y形管2分别与上述两个注射管的尖端连接。还有一个导管与Y形管2的尖端相连接从而能够注射上述的造影剂和生理盐水溶液。
生理盐水溶液主要是用于在注射造影剂以后冲洗上述管的内侧从而防止血在导管和Y形管的内侧凝固，另外它还能起到稀释造影剂的目的。
就该装置的基本操作而言，注射预定量的造影剂是通过头部A的注射管活塞的前移来执行的，而此时头部B侧的注射管活塞则是静止的，接着等到头部A侧静止后，头部B侧则向前移动用于执行使用生理盐水溶液的冲洗操作。为了稀释造影剂，头部A和头部B的柱面活塞均向前移动，从而使得头部A和B中液体在Y形管(也就是三通支管)中混合。
在图8和9图中所示的自动注射装置中，头部A和B侧的电动机4a、4b的转动分别通过齿轮顶部5a、5b传递给电机齿轮6a、6b，并通过减少预定的传动比将上述的转动传递给与球螺杆8a、8b相连接的螺杆齿轮7a、7b，从而带动球螺杆8a、8b转动。而且，通过与球螺杆8a、8b相互啮合的球螺母元件9a、9b将上述的转动转变为直线移动，从而允许夹持注射管活塞的活塞夹具3a、3b前后移动。
然而，由于上述造影剂具有很高的粘度，必须具有很高的压力用于注射，尤其是在注射造影剂时，上述高压也会通过Y形管传递到头部B侧。因此，自动注射装置在这种情况下采用具有极小摩擦系数的机构例如球螺杆，从而使通过高压推动头部B侧的注射管活塞向后移动成为可能，造影剂则由头部B吸入。
基于上述原因，可以构思在Y形管的Y支管和头部B之间设置一个阀，从而当位于头部B侧的注射管活塞处于静止状态时关闭上述阀。然而，当采用手动操作的阀来实现此目的时，该阀的开关操作会变得复杂并且有时还会忘记上述的开关操作。虽然可以自动或电动地实现上述阀的开关操作，但并不适合在相当轻软的管的中间位置处设置这种开关的驱动元件，因为这会恶化该装置构造的平衡。
就另一方面而言，如果采用单通道阀，上述装置能够被制作得简单而紧凑，但是不能执行注射管活塞向后移动的操作。虽然可以构思当位于头部B侧的注射管活塞处于静止状态时，将前进方向上的压力施加到位于头部B侧的注射管活塞上，以抵抗来自头部A侧的压力，但是电动机的转动轴连续地处于静止状态而此时电流继续提供给电动机，这将出现电动机被卡住的问题。
发明内容
为了解决上述问题而提出本发明，本发明的目的是提供一种控制自动注射装置的方法，其中当至少一个头部处于注射状态而至少一个头部处于静止状态时，上述静止头部的柱面活塞的向后移动被禁止从而防止液体不合需要的混合以及避免注射不可靠的液体数量。
本发明所指的自动注射装置包括夹持柱面活塞的活塞夹具和多个头部系统，该头部系统具有用于前后移动活塞夹具的驱动机构，借此，该装置能够夹持多个注射管并能够单独操作各个注射管的注射和抽吸；所述装置还包括后移止动机构，当第一头部的活塞夹具处于向前移动的状态而第二头部的活塞夹具处于静止状态时，上述止动机构用于阻止第二头部的活塞夹具向后移动。
根据本发明所述，当安装在第二头部上的注射管活塞处于静止状态时，即使该活塞的夹具可向前移动用于注射第一头部注射管内的化学溶液，仍能够禁止位于第二头部上的注射管活塞向后移动。因此第一头部注射管内的化学溶液不可能流入第二头部注射管中，从而能够有效地防止化学溶液的混合。
在本发明中，“头部”是指具有注射管夹具和驱动机构的系统，该系统能够夹持注射管并且为了注射和抽吸化学溶液或类似物而允许注射管活塞前后移动。为本发明所述的自动注射装置提供的头部的数量多于两个，虽然多个头部可以由各自独立的设备主体构成，但是它们最好由相同的设备主体配备而成。在多个头部中，其中由一个能够阻止活塞夹具不必要的后移的头部作为第二头部，而由一个能够促使上述第二头部的活塞夹具后移的头部作为第一头部。因此，在多个头部的数量多于三个的情况下，有时也可以存在多个分别与上述的第一或第二头部相符合的头部。而且，在一些情况下，一个头部既能够作为第一头部也能够作为第二头部。也就是说，相对于其它的头部，某个头部在某个操作中有时可以是第一头部，而在别的不同操作中可以作为第二头部。
在一般的应用中，采用具有两个头部的双头类型的构造非常普遍，在这种情况下，第一头部绝大多数均作为注射造影剂来使用，而第二头部则用于注射生理盐水溶液。
当这种装置是一种夹持有多个注射管的多头类型构造的情况下，至少有两个注射管的尖端可以相互连接作为多通道的支管来使用。
附图说明
图1是显示使用电磁制动器的自动注射装置的实施例的视图。
图2是显示使用盘式制动器的自动注射装置的实施例的视图。
图3是显示使用(线型)棘齿的自动注射装置的实施例的视图。
图4是显示使用(轮型)棘齿的自动注射装置的实施例的视图。
图5是上述轮形棘齿的放大视图。
图6是使用蜗杆减速齿轮的自动注射装置的实施例的视图。
图7是圆柱形蜗杆齿轮的放大视图。
图8是双头型自动注射装置的完整的视图。
图9是说明传统自动注射装置的驱动机构的视图。
图中：
1a      造影剂的注射管        13  制动盘
1b      生理盐水溶液的注射管  14  制动瓦片
2       Y形管                 15  棘齿
3a，3b  活塞夹具              16  棘轮杆
4a，4b  电动机                17  可转动的螺线管
5a，5b  齿轮顶端              19  球螺母元件的柱面活塞
6a，6b  电机齿轮              21  轮形棘齿
7a，7b  螺杆齿轮              22  蜗杆减速齿轮
8a，8b  球螺杆                23  圆柱形蜗杆
9a，9b  球螺母元件            24  蜗轮
10      框架构件              25  圆柱形蜗杆齿轮
11      电磁制动器            100 自动注射装置
12      盘式制动器
具体实施方式
一般而言，为了前后移动活塞夹具，上述自动注射装置的驱动机构通过采用球螺杆或类似物能够将电动机的转动转换成直线运动，可以参照图9所述。因此，后移止动机构能够设置在从电动机到活塞夹具之间传递路径上的任何部分。也就是说，根据本发明的具体实施例所述，后移止动机构即可以构造成用于阻止转动又可以构造成用于阻止直线运动。
下面将对具有两个注射管的双头型的化学溶液的注射装置进行描述。如图9所示，造影剂的注射管被安装在头部A测，而生理盐水溶液的注射管被安装在另一个头部B测。在下面相同的附图中虽然仅示出了位于生理盐水溶液一侧(即头部B的一侧)的头部，但是位于造影剂一侧的头部能够具有与如图9所示的造影剂一侧的头部同样的构造。在这种情况下，头部A与第一头部相符合，而头部B与第二头部相符合。如有必要可在造影剂一侧的头部设置后移止动机构。
下面将参照图1对采用电磁制动器作为后移止动机构的实施例1进行描述。
在该实施例中，电磁制动器11的主体固定在框架元件10上，而球螺杆8b的轴固定在电磁制动器的衔铁一侧。通过控制电磁制动器内部的线圈来实现上述主体和衔铁之间的接合与分离。
当位于头部B侧的注射管活塞反向前移时，上述主体与衔铁之间彼此分离(也就是脱离接触)，由此球螺杆8b能够通过接受电动机4b的转动而自由地转动。当启动电磁制动器时，上述主体与衔铁相互接合(也就是实现接触)，由此固定球螺杆8b轴的转动。因而，如果当位于头部B侧的注射管活塞处于静止状态而位于头部A侧的注射管活塞则允许动作时启动电磁制动器，那么位于头部B侧的注射管活塞将不能移动并且不会出现抽吸造影剂的风险。
下面将参照图2对采用盘式制动器作为后移止动机构的实施例2进行描述。
盘式制动器12具有制动盘13和制动瓦片14，该制动器通过将制动盘13保持在制动瓦片14之间来阻止制动盘的转动。当位于头部B侧的注射管活塞反向前移时，制动盘13和制动瓦片14之间的空间敞开着从而使得电机齿轮6b能够自由地转动。当想要阻止位于头部B侧的注射管活塞后移时，可以通过电控盘式制动器由制动瓦片14来夹住制动盘13。
在该实施例中，虽然制动盘13被固定在电机齿轮6b上，但它也可以被固定在螺杆齿轮7b上或固定在上述转动轴的任何位置上。
在前述的实施例1和2中，虽然描述了使用上述制动器的方法，但是只要能够阻止向后方向的运动也可以使用电磁制动器和盘式制动器以外的其它类型的制动器。而且，虽然实施例1和2的构造能够导致转动停止，但它们也可以构造成能够导致直线运动停止。
下面将参照图3对采用棘齿机构作为后移止动机构的实施例3进行描述。
如图3(a)所示，棘齿15被设置在球螺母元件9b的圆柱部分19上并与棘轮杆16的棘爪相配合，从而使得所述注射管能够向前移动但禁止其向后移动。也就是说，当至少位于头部B侧的电动机停止转动并且当上述棘齿与棘爪相啮合时，将不会出现注射管活塞的后移以及向后的流量。当允许上述注射管向后移动时，电控可转动的螺线圈17从而使其转动棘轮杆16，并使上述棘齿与棘爪脱离啮合。在图3(b)(即沿图3(a)中的A-A线的横剖图)中示出了上述棘齿与棘爪相啮合的状态以及可转动螺线圈17的实际关系。
上述棘齿的位置并不局限于该实施例，如果上述棘齿被设置在与注射管活塞一起做往复直线移动的构件上，那么该棘齿的构造功能与该实施例相类似。
下面将参照图4和图5对采用棘齿机构作为后移止动机构的实施例4进行描述。
在实施例3中，示出了采用直线型棘齿的实例，但在实施例4中，采用了如图5所示的轮型棘齿21。如图4所示，该轮型棘齿21固定在螺杆齿轮7b上并与棘轮杆16相啮合。由可转动的螺线管17来控制上述棘齿21的啮合与脱开。
在该实施例中，上述轮型棘齿21固定在球螺杆8b的轴上，当位于头部B侧的注射管活塞处于静止状态时，上述轮型棘齿21能够阻止球螺杆8b沿向后的方向转动。然而上述棘齿21也可以固定在电动机4b的轴上。
下面将参照图6对采用棘齿机构作为后移止动机构的实施例5进行描述。
在实施例1-4所述的装置中，示出的实施例其中转动的传递路径自身从电动机到球螺杆与图9中所示的传统路径相同，并且设置了附加的后移止动机构。在实施例5中，其改进在于转动的传递路径：即仅能沿从电动机传递到球螺杆的单向路径进行。也就是说，传递路径的构成使得电动机的转动(包括向前和向后两个方向)能够传递给球螺杆，而另一方面，即使对球螺杆施加力使其转动，该力也不能导致电动机轴转动。
在如图6所示的实施例中，蜗杆减速齿轮22采用蜗杆齿轮与电动机4b相连接，并减缓电动机的转速，与此同时电动机轴安装方式使得来自球螺杆一侧的转动力不能带动电动机轴转动。在蜗杆减速齿轮22的内侧，圆柱形的蜗杆齿轮25包括有其设置如图7所示的圆柱形的蜗杆23和蜗轮24，电动机的轴与圆柱形的蜗杆23的轴相连接，蜗轮24的中心轴与电机齿轮6b的轴相连接。在这种构造中，由于圆柱形蜗杆齿轮的特性，使得圆柱形的蜗杆23的转动能够传递给蜗轮24，但是即使设法转动上述蜗轮，可不可能带动圆柱形蜗杆23转动。
上述蜗杆齿轮的构造并不局限于该实施例。例如，蜗轮24的轴可以与球螺杆8b的轴相结合从而使得可以由圆柱形蜗杆23来转动上述蜗轮24。
如上所述，根据本发明所述，提供一种能够安装多个注射管的自动注射装置，其中当至少有一个头部处于注射状态并且至少还有一个头部处于静止状态时，处于静止头部的注射管后移被阻止从而能够防止液体进行不合需要的混合以及避免注射缺少准确度的液体数量。

Claims (9)

1.一种控制自动注射装置的方法，该自动注射装置包括夹持柱面活塞的活塞夹具和多个头部系统，该系统具有用于前后移动活塞夹具的驱动机构，由此所述的自动注射装置能够夹持多个注射管并可单独地操作每个注射管的注射和抽吸，其中两个注射管的尖端与一个不带有阀门的三通支管相连接，而且
所述的自动注射装置还包括电磁制动器，能够有效制动第二头部，
所述方法的特征在于，当第一头部的活塞夹具处于向前移动的状态而第二头部的活塞夹具处于静止状态时，开启所述电磁制动器，由此阻止第二头部后移，并且
当第二头部处于移动状态时，关闭所述电磁制动器。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述的驱动机构具有电动机和用于将该电动机的转动转换成直线运动的机构；并且所述的电磁制动器阻止转动轴沿所述向后方向转动。
3.一种控制自动注射装置的方法，该自动注射装置包括夹持柱面活塞的活塞夹具和多个头部系统，该系统具有用于前后移动活塞夹具的驱动机构，由此所述的自动注射装置能够夹持多个注射管并可单独地操作每个注射管的注射和抽吸，其中两个注射管的尖端与一个不带有阀门的三通支管相连接，而且
所述的自动注射装置还包括盘式制动器，能够有效制动第二头部，
所述方法的特征在于，当第一头部的活塞夹具处于向前移动的状态而第二头部的活塞夹具处于静止状态时，开启所述盘式制动器，由此阻止第二头部后移，并且
当第二头部处于移动状态时，关闭所述盘式制动器。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述的驱动机构具有电动机和用于将该电动机的转动转换成直线运动的机构；并且所述的盘式制动器阻止转动轴沿所述向后方向转动。
5.一种控制自动注射装置的方法，该自动注射装置包括夹持柱面活塞的活塞夹具和多个头部系统，该系统具有用于前后移动活塞夹具的驱动机构，由此所述的自动注射装置能够夹持多个注射管并可单独地操作每个注射管的注射和抽吸，其中两个注射管的尖端与一个不带有阀门的三通支管相连接，而且
所述的自动注射装置还包括棘齿和棘轮杆，能够有效制动第二头部，
所述方法的特征在于，当第一头部的活塞夹具处于向前移动的状态而第二头部的活塞夹具处于静止状态时，所述棘轮杆接合所述棘齿，由此阻止第二头部后移，并且
当第二头部处于移动状态时，解除所述接合以允许第二头部移动。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述的驱动机构具有电动机和用于将该电动机的转动转换成直线运动的机构；并且所述的棘齿和棘轮杆阻止沿所述向后方向的直线运动。
7.根据权利要求1-6之一所述的方法，其中，所述的自动注射装置是一种头部系统的数量为两个并夹持两个注射管的双头型构造。
8.根据权利要求1-6之一所述的方法，其中，所述的自动注射装置夹持一个用于注射造影剂的注射管和一个用于注射生理盐水溶液的注射管。
9.根据权利要求1-6之一所述的方法，其中，所述的自动注射装置在第一头部夹持一个用于注射造影剂的注射管并在第二头部夹持一个用于注射生理盐水溶液的注射管。
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Open date: 20070620