对动力注射系统的动力头的改进技术方案

造影剂注射器系统，包括利用非接触传感器检测针管压头的绝对位置。可以使用一系列磁铁和霍尔效应传感器或者光反射系统。连接到针管压头驱动机构的被照亮的手柄随着驱动旋转并且通过照明给操作员提供视觉反馈。模拟霍尔效应传感器被用来确定磁铁存在或者不存在，从而确认所用的面板类型。面板包括控制电子装置，其通过连接件连接到动力头，且可以被两个面板互换地使用。面板电子装置包括自动检测预填充针管容量的检测器。额外的特征包括在注射协议中使用历史数据来优化压力极限值，使用可拆下的存储器设备存储和移植信息诸如注射协议和注射器统计数据，还有使用这些协议的密码保护。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及造影剂注射器系统，更特别地，涉及其改进。
技术介绍
在许多医疗环境中，医疗流体在诊断和治疗过程中被注射到病人体内。一种示例是利用带动力的自动注射器向病人体内注射造影剂来改善CT、血管造影图像、磁共振或者超声成像。适于这些应用和类似应用的注射器典型地必须使用相对较大体积的针管并且能够产生相对较大的流速和注射压力。为此，用在这些场合的注射器典型地电动化，并且包括较大的、高质量的注射器电机和驱动链。为了便于使用，电机和驱动链典型地容纳在注射头内，该注射头被安装在地板、墙壁或者天花板上的臂支撑。注射头典型地以枢转方式安装在臂上，使得该头部可以向上倾斜(使注射器端部位于该注射器其余部分之上)，以有利于用流体填充该针管，和为了注射而向下倾斜(使针管端部低于该针管的其余部分)。以此方式倾斜该头部有利于在填充过程中从针管中消除空气，并且减小了注射过程中空气被注射到对象体内的可能性。尽管如此，偶然将空气注射到病人体内的可能性仍然是严重的安全关切。除了上述讨论的注射头外，许多注射器包括用于控制该注射器的分开的控制台。该控制台典型地包括可编程电路，其可以用作该注射器的自动编程控制，使得注射器的操作可以预测，且可能与其他设备诸如扫描器或者成像设备的操作同步。因此，至少注射过程的一部分典型地被自动控制，但是，填充程序，和典型的某部分注射程序通常由操作员利用注射器头部的手动操作移动控制器来执行。典型地，手动移动控制器包括用于注射器驱动压头的反向和正向移动的按键，以分别填充和清空该针管。在某些情况下，按键的组合用来开始压头的移动或者用来控制压头的移动速度。注射器头部还典型地包括量具或者显示器，用来向操作员指示注射参数，诸如针管剩余容量，用于在控制注射器头部时被操作员使用。不幸的是，操作员发现使用手动移动按键和读取注射器头部量具和显示器时比较麻烦，原因有几个，其中并非最不重要的是必须在向上的填充位置和向下的注射位置之间倾斜注射器头部，相对于操作员改变手动移动按键的位置，而且在某些倾角，量具或者显示器难于读取。在许多应用中，希望使用多个不同针管尺寸的注射器。例如，可能希望儿科使用的针管小于成人使用的，或者特别的程序要求较少体积的流体。为了有利于使用不同的针管尺寸，注射器已经构造成带有可取下的面板，每个不同的面板配置成用于特别的针管尺寸。典型地，注射器能够通过，例如利用安装在注射器壳体前面的磁性检测器来检测面板上存在还是不存在磁铁来检测哪个面板安装在注射器上，从而调节注射参数。不幸的是，必须将磁性检测器包含在注射器头部外壳体内增加了注射器头部制造的复杂性和成本。最近，在动力注射器方面的一项发展是引入了双头注射器，就是说，一个注射器带有用于两个针管的两个驱动系统和固定件。用于注射器的软件利用手动控制器和响应存储的序列而编制的注射程序为这些驱动系统提供独立控制。这种双头注射器允许在序列中，在不改变针管或者其他设备的条件下，注射多种流体。不管当前动力注射器系统的好处如何，是否是单头的还是双头的，在该领域的改进和进步总是希望的目标，并且将保证这种设备变得更容易使用，增加功能，并且变得在操作中更为可靠和有效。
技术实现思路
因此，本专利技术的实施例涉及改进动力注射器，其用于在病人和动物身上注射造影剂和其他流体。本专利技术的一个方面涉及确定针管压头的绝对位置，且不需要在位置传感器和针管压头的驱动机构之间存在接触。特别地，一系列霍尔效应传感器沿着针管压头行进的路径布置，并且磁铁耦合到针管压头的一部分。在针管压头的任何位置，传感器可以检测到磁铁，并且基于哪个传感器检测到磁铁来确定针管压头的位置。在该方面的具体实施例中，使用了模拟霍尔效应传感器，增加了相对于传感器确定磁铁位置时的精确性。本专利技术的第二方面是类似的，除了其使用了光学传感器。根据该方面，固定的光学传感器向连接到针管压头移动部分的反射表面发射辐射。在该光学传感器处反射的信号的强度指示从传感器到反射表面的距离。因此，可以基于反射信号来确定针管压头的位置。本专利技术的另一个方面涉及手动控制手柄，其可操作地与移动针管压头的机构耦合。由于该可操作的耦合，当针管压头在编程控制下移动时，手柄旋转。另外，以一定速度旋转的手柄直接指示了针管压头的相对速度。该手柄优选地被照亮，使得其旋转和旋转速度容易辨别。因此，控制手柄移动提供了关于针管压头操作的直接反馈。在所公开的实施例中，通过改变手柄照亮的颜色，从而反映注射器的操作模式来改善这种反馈。本专利技术的另一种实施例涉及使用模拟霍尔效应传感器来确定哪种类型的面板连接到注射器动力头上。取代依赖固定阈值的数字霍尔效应传感器，模拟传感器被用来为每个不同的面板校准阈值。因此，该校准的阈值可以容忍制造公差和磁铁强度方面的变化。对于每个传感器，在面板连接时和面板拆下时确定了信号电平。阈值设置在这两个信号电平之间。在所公开的实施例中，为了允许更宽范围的磁铁组合，并且因此容纳更多的面板，霍尔效应传感器可以对磁铁的极性敏感，使得面板中磁铁的南北取向可以包括在被霍尔效应传感器检测以辨别面板的特性中。本专利技术的另一种实施例涉及为协议(protocol)安全地设置压力极限值，该值防止出现过度的压力。根据该方面，当协议执行时为其获得历史数据。这些历史数据可以指示该协议经历过的最高压力或者该协议经历过的平均压力。注射器系统界面屏幕然后建议压力极限值，用于操作员基于这些历史数据而输入。另外，用于协议的历史压力的统计分析可以用来辨别通常的或者偏离的条件，用于产生操作员警告信号。本专利技术的一个额外方面涉及检测电路，其确定针管的填充水平。传感器阵列沿着针管的纵轴布置，使得每个传感器发射信号和接收反射的信号。基于哪个传感器检测到反射信号，可以确定针管内的活塞盘的位置。根据该位置，可以确定针管的填充水平。本专利技术的进一步的方面涉及带有可取下的存储器设备的注射器，该存储器设备用于下载和上载注射器信息，诸如注射器配置信息和注射器使用统计数据。存储在存储器设备上的注射器配置信息可以包括已经被操作员配置好的注射序列或者协议，允许这些协议容易从一个注射器移植到另一个，和/或作为所使用的注射器的剩余物保存下来。存储在存储器设备上的注射器使用统计数据可以包括操作小时、注射次数、获得的压力和流速以及使用的协议，还有用于注射器的软件升级。该存储器插槽可以包括在动力头上，或者包括在注射器系统的其他连接部件上，诸如控制台或者动力包上。在有关的方面，存储的协议可以在使用前被操作员读出并且改动，但是在允许覆盖存储的协议前可能需要密码。本专利技术的进一步的方面涉及用于从第一和第二针管注射的注射器动力头，其具有多个针管附件连接件，和用来辨别耦合到这些连接件其中之一上的附件是否与第一或者第二针管关联的电路，因此把操作员从连接针管附件到适当的一个针管连接件的负担中解放出来。应当理解，本专利技术的原理适用于向病人注射造影剂，以改善CT、血管造影、磁共振或者超声成像，或者任何其他涉及利用带动力的自动注射器进行流体注射的场合。附图说明图1A图示了根据本专利技术原理的动力注射器系统，且图1B图示了该系统的动力头组件；图2图示了图1B的动力头的主要子组件的电气框图；图3是图1B的注射器动力头的局部拆开视图，示出了根据本专利技术的原理的针管压头位置检测器；图4描述本文档来自技高网...

【技术保护点】
造影剂注射器系统，包括：　　　　针管压头；　　　　驱动机构，其与针管压头耦合并且配置成移动针管压头；　　　　磁铁，其与驱动机构耦合；和　　　　多个磁性传感器，其沿着磁铁行进路径布置，所述传感器配置成检测磁铁的存在。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：查尔斯S尼尔，乔纳森D吉布斯，约翰K布鲁斯，罗伯特J津巴，戴维M布鲁克斯，詹姆斯R斯莫尔，加里S瓦格纳，
申请(专利权)人：马林罗特公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]