CN106975118B - 具有用于控制注射程序的不同系统的流体注射系统 - Google Patents

Abstract

本发明披露一种流体注射系统，该流体注射系统包括：一个注射器头，该注射器头具有用于将一种流体递送到患者的一个注射装置；一个安装结构，该安装结构枢转地连接到该注射器头并且被配置成将该注射器头支撑成高于一个表面；以及一个控制系统，该控制系统操作地连接到该注射器头，用于控制一个注射程序。该流体注射系统具备不同传感器，以便控制该流体注射系统的不同方面，例如一个参考平面的建立、该注射器头的一个倾斜角的确定、以及该注射器头的一个致动系统的温度的确定。

Description

具有用于控制注射程序的不同系统的流体注射系统

本申请是申请日为2012年5月11日、申请号为201280031098.6、发明名称为“具有用于控制注射程序的不同系统的流体注射系统”的专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年5月12日提交的题为“具有用于控制注射程序的不同系统的流体注射系统(Fluid Injection System Having Various Systems for Controlling anInjection Procedure)”的美国临时专利申请号61/485,238的权益，将其披露内容通过引用以其全文结合在此。

技术领域

本披露的装置总体上涉及用于在医疗和治疗程序期间供应流体的流体注射系统，并且更确切地，涉及用于控制在血管造影术注射程序期间供应的流体的流体注射系统。

背景技术

在许多医疗诊断和治疗程序中，医生或其他人员向患者注射流体。近年来，已经开发了用于流体(例如造影介质)的加压注射的多种注射器致动的注射装置和电动注射器，用于在多种程序(例如血管造影术、计算机断层摄影术、超声和NMR/MRI)中使用。总体上，这些电动注射器被设计成以预设的流速递送预设量的造影介质。血管造影术一般用于对血管中的异常进行诊断和治疗。在血管造影术程序中，通过使用经由导管注射的射线造影介质而获得脉管结构的射线图像，所述造影介质有时候简称为造影剂。脉管结构被注射并填充造影剂。穿过关注区的X射线被造影剂吸收，造成血管的放射图像。所得图像可以显示在例如监测器上并且被记录。

在典型的血管造影术程序中，医生将导管放置于静脉或动脉中。该导管连接到一个手动造影剂注射机构上亦或一个自动造影剂注射机构上。典型的手动造影剂注射机构包括与导管流体连接的注射装置。流体路径还包括例如造影剂流体源、盐水源，以及用以测量患者血压的压力换能器。在典型系统中，造影剂源经由一个阀而连接到该流体路径，该阀例如为三通活栓。盐水源和压力换能器P也可以经由额外的阀而连接到该流体路径。手动系统的操作者手动地控制注射装置以及这些阀中的每一个来将盐水或造影剂吸取到注射装置中，并且通过导管连接将盐水或造影剂注射到患者体内。

注射装置的操作者可以通过更改施加到注射装置的活塞的力来调整流速(或简称为流量)，以及注射体积。在医疗应用中使用的流体压力和流量的手动来源，例如注射装置和歧管，因此典型地需要将所产生的流体压力/流量的反馈提供给操作者的操作者工作。该反馈是令人希望的，但操作者工作经常导致疲劳。因此，流体压力和流量可以取决于操作者的力量和技术而变化。

自动造影剂注射机构典型地包括连接到一个电动注射器上的注射装置，该电动注射器例如具有一个电动线性致动器。典型地，操作者将针对固定体积的造影剂材料和固定注射速率的多个设定输入到电动注射器的电子控制系统中。在许多系统中，除了开始或停止注射之外，操作者与电动注射器之间不存在交互式控制。这些系统中的流速改变会由于停止机器和重新设定参数而发生。使用电动注射器的血管造影术程序的自动化例如在美国专利号5,460,609、5,573,515和5,800,397中讨论。

例如美国专利号5,800,397披露了一种具有高压和低压系统的血管造影术注射器系统。该高压系统包括一个电动机驱动的注射器泵，用以将处于高压下的放射造影剂材料递送到一个导管。除了别的之外，该低压系统包括：一个压力换能器，用以测量血压；以及一个泵，用以将盐水溶液递送到患者连同吸出废液。一个歧管连接到注射泵、低压系统以及患者导管上。与该歧管相关联的流量阀通常维持在第一状态中，其中通过该歧管将低压系统连接到导管上，并且使高压系统与导管和低压系统断开。当来自注射泵的压力达到预定并且设定的水平时，阀切换到第二状态，其中将高压系统/注射泵连接到导管上，同时使低压系统与导管和高压系统断开。然而，美国专利号5,800,397的系统部件的安排在使用低压力典型盐水系统时导致相对大量的遭到浪费的造影剂和/或不令人希望地注射过量造影剂。

然而，不同于手动注射系统，在先前认定的美国专利中披露的系统中几乎很少(如果有的话)给操作者关于系统中的系统压力的反馈。这种反馈存在潜在的优点。例如，在手动注射装置的使用中，注射活塞上的过量反压力可以提供流体路径堵塞的证据。

虽然在医疗领域中已知手动和自动注射器，但总体上存在对于改进的流体注射系统的需要，这些系统被适配成用于在程序期间将流体供应到患者的医疗诊断和治疗程序中。总体上存在对于在流体注射程序中(例如血管造影术)使用的改进的流体注射系统的特定需要。此外，在医疗领域中，不断存在对总体上改进用以在医疗程序(例如血管造影术、计算机断层摄影术、超声和NMR/MRI)期间将流体供应到患者的已知的医疗装置和系统的需要。

发明内容

根据本披露的装置的一个方面，所提供的是一种流体注射系统，该流体注射系统包括：一个注射器头，用于将一种流体递送到患者；一个安装结构，该安装结构枢转地连接到该注射器头并且被配置成将该注射器头安装到一个检查台上；一个参考平面传感器，该参考平面传感器定位于该注射器头内，用于确定该注射器头相对于该安装结构的定向；以及一个控制系统，该控制系统操作地连接到该注射器头和该参考平面传感器上，用于控制一个注射程序。该控制系统被配置成接收来自该参考平面传感器的一个输入，以便建立相对于一个地面的一个参考平面，以及警示一个用户在该参考平面与该地面之间是否存在对空气管理有害的偏移。

该控制系统可以操作地连接到具有一个图形用户界面的一个显示单元上。通过出现在该显示单元的该图形用户界面上的一条消息来警示该用户在该参考平面与该地面之间存在一个偏移。该显示单元可以通过一个额外的安装结构被安装到该检查台的一个轨道上。

该安装结构可以包括：一个夹持机构，可移除地连接到该检查台的一个轨道；一个柱，该柱从该夹持机构延伸到高于该检查台；以及一个支撑臂，该支撑臂具有枢转地连接到该柱的第一端和枢转地连接到该注射器头的第二端。如果该用户被警示在该参考平面与该地面之间存在一个偏移，那么该用户可以通过围绕该支撑臂的第二端旋转该注射器头直到该参考平面传感器建立平行于该地面的一个新参考平面来重新定位该注射器头。

令人希望地，参考平面传感器是一个3轴加速度计。此外，该注射器头可以包括一个外壳，该外壳在其顶部部分上具有一个显示器。

根据本披露的装置的另一个方面，所提供的是一种流体注射系统，该流体注射系统包括：一个注射器头，用于将一种流体递送到患者；一个安装结构，该安装结构具有一个支撑臂，该支撑臂具有连接到一个总体上竖直延伸的安装柱的第一端以及通过一个枢转关节枢转地连接到该注射器头的第二端；一个显示器，用于显示关于该注射器头的活动和操作状态的信息；一个电位计，该电位计定位于该关节内，用于产生指示该注射器头相对于该安装柱的一个倾斜角的一个倾斜角信号；以及一个控制电路，该控制电路连接到该注射器头、该电位计以及该显示器上，用于控制该流体向该患者的递送，用于产生显示信息以及将这一显示信息递送到该显示器，以及用于从该电位计接收该倾斜角信号。该显示器响应于该倾斜角信号用来响应于该倾斜角信号的一个第一值范围而在一个第一定向上显示这一显示信息，并且用来响应于该倾斜角信号的一个第二值范围而在一个第二定向上显示这一显示信息。

该显示器可以定位于该注射器头的一个外壳上。该显示器可以被配置成显示关于以下各者的信息：剩余体积、流速、压力、经编程体积、或其任何组合。该控制系统可以操作地连接到具有一个图形用户界面的一个额外的显示器上。该额外的显示器可以远离该注射器头而定位。该额外显示器可以通过一个额外的支撑臂枢转地安装到该安装柱上。该控制系统可以被配置成如果从该电位计接收到倾斜角信号并且指示该注射器头向上倾斜，则阻止注射。

根据本披露的装置的仍一个方面，所提供的是一种流体注射系统，该流体注射系统包括：一个注射器头，用于将一种流体递送到患者；多个传感器，该多个传感器定位在该注射器头内，用于产生指示该注射器头的状态的信号；一个控制系统，该控制系统操作地连接到该注射器头和该多个传感器上，用于控制一个注射程序；以及一个显示单元，该显示单元操作地连接到该控制系统。基于由该多个传感器产生的这些信号，该控制系统在该显示单元上产生一个用户在可以装备该注射器头以执行该注射程序之前必须完成的一个动作列表。此外，在该多个传感器中的一个确定该用户已经完成来自该动作列表的一个动作时，可以从该显示单元上的该动作列表移除该动作。该动作列表可以包括以下动作中的至少一个：装载注射装置、接合活动面板、推进柱塞、向下旋转注射器头进行装备、旋转注射装置并移除、断开与患者的连接、流速减小、需要校准、向上旋转头并清洁、注射完成、程序暂停-显示器触摸、程序暂停-头触摸、程序暂停-启动开关、程序暂停-ISI、以及程序暂停-低体积。

一个安装结构可以枢转地连接到该注射器头并且被配置成支撑该注射器头。该安装结构包括：一个移动底座，该移动底座定位于地面上；一个柱，该柱从该移动底座延伸到高于该地面；以及一个第一支撑臂，该第一支撑臂具有枢转地连接到该柱的第一端和枢转地连接到该注射器头的第二端。该安装结构可以进一步包括一个第二支撑臂，该第二支撑臂具有枢转地连接到该柱的第一端和枢转地连接到该显示单元的第二端。该显示单元可以是一个图形用户界面，用于允许一个用户控制一个注射程序并且用于显示该动作列表。

该注射器头可以包括一个外壳，该外壳在该外壳的顶部部分上具有一个显示器。该注射器头的该外壳可以包括从该外壳延伸的一个手柄，用于允许用户操纵该注射器头。

根据本披露的装置的仍另一个方面，所提供的是一种流体注射系统，该流体注射系统包括一个注射器头，用于将一种流体递送到患者。该注射器头包括：一个外壳；一个机械接口，该机械接口在该外壳的一个前表面上，用于接收一个一次性注射装置；一个活塞，该活塞定位于该外壳内，用于连接到该一次性注射装置的一个柱塞上；以及一个致动系统，该致动系统定位于该外壳内，用于移动该活塞。该流体注射系统还包括：至少一个温度传感器，该至少一个温度传感器定位于该致动系统的附近，位于该注射器头的该外壳内，用于产生指示该致动系统的温度的多个信号；以及一个控制系统，该控制系统操作地连接到该注射器头和该至少一个温度传感器上，用于控制一个注射程序。如果该控制系统在该至少一个温度传感器所确定的温度超过一个预定义阈值水平，则禁止该致动系统的操作。

该致动系统可以包括：一个齿轮系和线性滚珠螺杆；一个无刷DC电动机，该无刷DC电动机连接到该齿轮系和线性滚珠螺杆；以及一个电动机放大器，该电动机放大器操作地连接到该电动机。该控制系统可以操作地连接到具有一个图形用户界面的一个显示单元上。通过出现在该显示单元的该图形用户界面上的一条消息来警示用户该至少一个温度传感器所确定的该温度超过该预定义阈值水平。

根据本披露的装置的仍另一个方面，所提供的是一种用于与上述流体注射系统中的每一个一起使用的注射装置。该注射装置包括一个主体，该主体具有一个远端和一个近端以及其间的一个中心区段。该远端包括一个注射区段，该注射区段具有一个圆锥形部分，该圆锥形部分从该中心区段延伸并逐渐变细为形成一个排放出口的一个注射颈，并且该近端包括一个径向膨胀区段，该径向膨胀区段具有一个减小的壁厚度，这样使得该径向膨胀区段的一个内径大于该中心区段的一个内径，并且该径向膨胀区段的外径小于该中心区段的一个外径。该注射装置还包括一个柱塞，该柱塞可移动地安置于该主体中并且具有一个连接端。该柱塞实质上在该注射装置的一个预先使用状态中安放于该径向膨胀区段中。此外，一个对准凸缘形成于该圆锥形部分上并且延伸在该中心区段与该注射颈之间的距离。该对准凸缘的形状是总体上矩形的并且在其中界定与该主体的内部流体连通的一个内部中空区域。

本披露的装置的这些和其他特征和特性连同结构的相关元件的操作方法和功能以及零件的组合和制造的经济性，将在参考附图考虑以下描述和所附权利要求书后变得更明显，以上全部内容形成本说明书的一部分，其中相同参考数字在不同图中表示对应部分。然而应明确理解，附图是仅为了说明和描述的目的而提供，且无意作为对本披露的装置的限制的界定。如说明书和权利要求书中使用，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数个元件，除非上下文另有清楚规定。

附图简要说明

图1A是根据本披露的装置的流体注射系统的透视图；

图1B是安装到检查台的轨道上的图1A的流体注射系统的透视图；

图2是图1A的流体注射系统的示意性框图；

图3是图1A的流体注射系统的注射器头的右侧透视图；

图4是图3的注射器头的左侧透视图；

图5是根据本披露的装置的压力护套以及与其一起使用的压力密封件的分解透视图；

图6是图5的压力护套和压力密封件的组装好的透视图；

图7是图5的压力护套的俯视平面图；

图8是为了放大目的而扩大的图7的压力护套的一部分；

图9是根据本披露的装置的定位于注射装置支撑结构内的压力护套的横截面图；

图10是为了放大目的而扩大的图9的压力护套和注射装置支撑结构的一部分；

图11是根据本披露的装置的注射器头的面板的侧面平面图；

图12是图11的面板的沿着线12-12截取的横截面图；

图13是根据本披露的装置的定位于注射装置支撑结构内的压力护套的横截面图；

图14是为了放大目的而扩大的图13的压力护套和注射装置支撑结构的一部分；

图15是根据本披露的装置的为了将压力护套固定到注射器头的注射器外壳上而提供的扣环的透视图；

图16是图15的扣环的侧面平面图；

图17是图15的扣环的沿着线17-17截取的横截面图；

图18是根据本披露的装置的与流体注射系统一起使用的注射装置的俯视平面分解图；

图19是图18的注射装置的一部分的组装好的透视图；

图20是图18的注射装置的一部分的组装好的俯视平面图；

图21是已经移除了柱塞构件和连接器的图18的注射装置的透视图；

图22是根据本披露的装置的注射装置的替代实施例的透视图，其中该柱塞构件的连接构件平行于注射装置主体上的对准凸缘而定位；

图23是沿着图21中的线23-23截取的横截面图；

图24是沿着图21中的线24-24截取的横截面图；

图25是根据本披露的装置的连接到一个管道组上的图18的注射装置的连接器的透视图；

图26是根据本披露的装置的另一个实施例的流体递送系统的注射器头的右侧透视图；

图27是根据本披露的装置的说明一个防溅挡板的注射装置支撑结构的分解透视图；

图28是图27的注射装置支撑结构的组装好的透视图；

图29是已经移除了注射器外壳的图3的注射器头的右侧透视图；

图30是已经移除了注射器外壳的图4的注射器头的左侧透视图；

图31是在注射器头处于注射位置时用于图3的注射器头的一个安装结构的关节的侧面平面图；

图32是沿着图31中的线32-32截取的关节的横截面图；

图33是在注射器头处于填充位置时用于图3的注射器头的一个安装结构的关节的侧面平面图；

图34是沿着图33中的线34-34截取的关节的横截面图；

图35是在注射器头处于水平位置时用于图3的注射器头的一个安装结构的关节的侧面平面图；

图36是沿着图35中的线36-36截取的关节的横截面图；

图37是处于注射位置的关节和注射器头的侧面平面图；

图38是处于填充位置的关节和注射器头的侧面平面图；

图39是处于水平位置的关节和注射器头的侧面平面图；

图40说明根据本披露的装置的注射器头的倾斜角度范围；

图41和42是根据本披露的装置的流体注射系统的使用期间呈现给操作者的相应图形用户界面显示；

图43是根据本披露的装置的另一个实施例的流体递送系统的注射器头的一部分的右侧透视图；

图44是图43的流体递送系统的注射器头的该部分的右前侧分解透视图；

图45是图43的流体递送系统的注射器头的该部分的右后侧分解透视图；以及

图46是已经移除了压力护套组件中的一个的图43的流体递送系统的注射器头的一部分的正视平面图。

具体实施方式

为了下文的描述的目的，术语“上部”、“下部”、“右”、“左”、“垂直”、“水平”、“顶部”、“底部”、“横向”、“纵向”及其衍生物应如同在附图中的定向那样与本披露的装置相关。然而应理解，本披露的装置可以采取不同替代变化，除非明确指定相反情况。还应理解，附图中说明并且以下说明书中描述的特定装置仅是本披露的装置的示例性实施例。因此，与本文披露的实施例相关的具体尺寸和其他物理特性将不被视为限制性的。

在此披露的注射器涉及美国专利号7,326,189、7,334,639、7,549,977、7,556,619、7,563,249以及7,611,503，以及美国专利申请公开号2008/0086087中披露的注射器，将其通过引用以其全文结合在此。

参考图1A和2，总体上表示为参考数字1的一个流体注射系统包括：一个注射器头3，用于将流体递送到患者5；一个安装结构7，该安装结构7枢转地连接到注射器头3上并且被配置成支撑注射器头3；以及一个控制系统，该控制系统包括一个显示控制单元(DCU)9，该控制系统操作地连接到注射器头3上用于控制注射程序。DCU 9包括一个彩色液晶显示器(LCD)屏幕，该彩色液晶显示器(LCD)屏幕具有一个介接到一个内部计算机板的触摸屏覆层。DCU 9负责向用户提供一个图形用户界面(GUI)，并且允许经由触摸屏将信息输入到控制系统。

此外，注射系统1可以支持多个显示DCU，例如图2中所示的辅助DCU11。当多个DCU结合到注射系统1中时，这多个DCU不是以主/从配置操作。而是，用户可以与多个输入装置中的任一个介接，例如注射器头3的显示控制件(下文讨论)或多个DCU 9、11中的任一个。在用户正在与这些输入装置中的一个交互时，来自其他输入装置的控制输入被忽略(即，锁定)。然而，其显示输出可以由活动中的输入装置更新。当用户已经返回到DCU的主页屏幕时，所有输入装置上的锁定被去除。其中可以放弃控制并去除锁定的另一种方式是通过使用超时。如果在一个时段内(对于注射器头输入为5秒，对于DCU输入为30秒)用户未与界面装置交互，那么对可听或视觉指示器进行断定，并且通过活动中的输入装置放弃控制。

图1A说明作为移动单元而提供的注射系统1，而图1B将注射系统1说明为安装到一个检查台13上。在每一种配置中，流体注射系统1的安装结构7包含一个第一支撑臂15，该第一支撑臂从一个支撑柱17延伸以用于支撑DCU 9。一个第二支撑臂19从支撑柱17延伸，并且总体上支撑注射器头3。第二支撑臂19具有第一端18和第二端20，该第一端枢转地连接到支撑柱17，该第二端枢转地连接到注射器头3的一个关节22。

在图1B所示的配置中，支撑柱17与一个轨道接口21相关联，该轨道接口总体上被适配成将流体注射系统1附接到一个病床上或由一个支架12支撑的检查台13上。可替代地，并且如图1A所示，支撑柱17可以包括一个基座接口23，用于将流体注射系统1附接到一个可移动的基座25上。流体注射系统1可以被配置成附接到检查台13或可移动的基座25上，从而提供在利用流体注射系统1时的最大量的灵活性和便利。因此，当流体注射系统1安装到检查台13上时，轨道座27附接到检查台13的轨道29上。这允许轨道接口21可移除地附接到轨道座27上。因此，轨道座27间接地支撑DCU9和注射器头3。在替代实施例中，仅注射器头3间接地由轨道座27支撑，并且利用一个额外的轨道座在检查台13的轨道29上的一个不同位置处独立地支撑DCU 9。

参考图1A，可移动的基座25向流体注射系统1提供移动性和高度可调整性特征。可移动的基座25包含底座31，用于固持与流体注射系统1相关的松散部件以及与其相关联的电力电缆。底座31还可以包括一个电力插座(未示出)，该电力插座与底座31内的电力电缆(未示出)介接。因此，可以将单个外部电力电缆(未示出)直接插入到该电力插座(未示出)中来为整个流体注射系统1的操作提供充足电力。可移动的基座25还可以包括多个轮脚33，这些轮脚具有可锁定的制动器35和轮37。应理解，上述配置仅用于示例性目的，并且不应视为对流体注射系统1的放置和定位的限制。

参考图2，流体注射系统1还包括一个电源单元39，该电源单元操作地连接到注射头3、DCU 9以及任选的辅助DCU 11上。电源单元39容纳若干电力转换装置(未示出)，这些电力转换装置用于将家用和国际标准化商用AC线电压41转换为用于流体注射系统1的内部+15和+48V DC电力。电源单元39通过插头43连接到商用AC线电压41上。此外，电源单元39容纳一个以太网开关卡(未示出)。该开关卡用作整个系统的通信集线器。以太网通信数据45被传递到开关卡并且被路由到适当的接收者。一个成像系统接口(ISI)模块47也容纳在电源单元39中。ISI模块47允许流体注射系统1连接到一个常见的商用X射线扫描仪49。

流体注射系统1可以进一步包括一个为了起始注射而提供的手或脚开关51。手/脚开关51可以连接到DCU(主DCU 9或辅助DCU 11)或电源单元39上。如果利用一个脚开关，那么将它设计成放置在地面上用于进行脚启动。

参考图3和4并且继续参考图1A和2，注射器头3包括一个注射器外壳53，该注射器外壳具有一个前端55和一个后端56。一个面板57附接到注射器外壳53的前端55上，并且封闭注射器外壳53的前端55。面板57可以通过常规手段(即，机械紧固件等)固定到注射器外壳53的前端55上，或者与注射器外壳53一体地形成。

注射器外壳53具有一个中心开口59，该中心开口与由面板57界定的一条中心通路对准，并且注射器头3的一个注射器驱动活塞穿过该中心开口而可延伸和可收缩。注射器头3以及更具体来说注射器驱动活塞的细节在美国专利号5,383,858中描述，将其通过引用以其全文结合在此。如本文进一步描述，注射器头3总体上用来致动在流体注射程序(例如血管造影术程序)中使用的注射装置61。

参考图5-8以及继续参考图3和4，总体上表示为参考数字63的一个压力护套组件与注射器头3相关联。压力护套组件63支撑注射装置61并且将注射装置61安装到注射器头3。总体上，压力护套组件63从注射器外壳53的前端55向外延伸，并且用以在流体注射程序期间支撑注射装置61。压力护套组件63总体上包括先前讨论的面板57、具有用于将压力护套65连接到面板57上的一个连接端67的一个圆柱形压力护套65，以及用于支撑注射装置61的一个注射装置支撑结构69。面板57可以被视为注射器外壳53的一部分、并且形成压力护套组件63的一部分。

压力护套65是总体上圆柱形的结构、具有前端或远端71以及后连接端67。压力护套65的远端71界定一个注射装置接收嘴或开口122，用于将注射装置61接收到压力护套65中。压力护套65的远端71的外边缘包括一个带凹槽的接口124，该接口被配置成接收一个压力密封件126。压力密封件126定位于压力护套65的带凹槽的接口124内，如图5和6中所示。压力密封件126的目的是在将注射装置61装载到压力护套65中和/或从压力护套卸载时减少传递到在压力护套65与注射装置61之间的小间隙(未示出)中的造影剂的量。当造影剂到达压力护套65的内壁上时，造影剂使得难以插入注射装置61并且对注射装置61的内含物的可见性有不利影响。压力护套65与注射装置61之间的间隙对于适应与每一部分相关联的公差来说是必要的。在高压注射程序期间，注射装置61鼓起并且接触压力护套65的内侧，因此从压力护套65得到额外支撑。压力密封件126包括一个总体上环形主体128，该主体被设计成本质上为柔性的，从而适应注射装置61中的制造变化连同在高压注射期间发生的鼓起。压力密封件126的环形主体128被设计成遵循压力护套65的开口122处的外边缘。该主体被定制模制而遵循压力护套65上含有的确切22度斜角(参见图9和10)，并且逐渐变细以帮助用户将注射装置61对准并插入到压力护套65中。

压力护套65的连接端67面对面板57，并且被配置成连接到面板57上。压力护套65的连接端67被设计成使得它允许通过简单地将压力护套轴向地推动到注射器头3的面板57的中心开口59中来安装压力护套65。压力护套65的连接端67包括一个定位狭槽130、一个斜坡表面132和一个凹槽134。提供定位狭槽130是为了允许用户通过使定位狭槽130与提供于面板57的中心开口59中的一个凹口136对准来适当地使压力护套65与面板57对准，如图12所示。参考图11-17并且继续参考图5-8，斜坡表面132和凹槽134被设计成与提供于面板57的中心开口59中的一个止动环138相互作用，以便将压力护套65固定到面板57上。止动环138包括一个总体上环形主体构件140，该构件具有提供于该构件的上部部分中的一个定位狭槽142。定位狭槽142被配置成当止动环138定位于面板57的中心开口59内时与中心开口59的凹口136对准，如图12所示。

在压力护套65被推入中心开口59中时，位于中心开口59内的止动环138向上拱起到压力护套65的连接端67的斜坡表面132上方并且落下到凹槽134中。止动环138提供足够的向内径向力以将压力护套65固持在所希望的位置中。在移除时，止动环138再次向上拱起到压力护套65的连接端67的斜坡表面132上方并且与压力护套65完全脱离。这种卡口设计具有两个不同优点。首先，用户可以在不使用工具或过大力的情况下安装和移除压力护套65。这是有益的，因为它允许用户容易地移除压力护套65以进行清洁并然后重新安装压力护套。其次，它允许压力护套65在高压注射期间轴向地移动。这是重要的，因为在高压注射期间，整个注射装置接口由于极大的力而向前伸展。注射装置61在压力护套65内鼓起，从而接触压力护套65的内壁。由于注射装置61与压力护套65之间的摩擦，压力护套65与注射装置61一起被向前拉动。如果压力护套65与注射器头3之间的界面不准许高压注射期间的这种轴向运动，那么注射装置61与压力护套65之间会发生相对运动。这种相对运动造成注射装置61与压力护套65之间的不令人希望的黏滑现象。

压力护套65具有被设定大小的内径以顺畅地但贴合地接收注射装置61的外径。压力护套65令人希望地由能够在注射程序期间限制注射装置61的向外膨胀的一种材料制成。注射装置61本身典型地不能够承受与某些流体注射程序(例如血管造影术)相关联的高压。注射装置61可以由相对便宜的医用级塑料材料制成，并且可以是一次性的(即，单次使用)。可替代地，注射装置61可以是多患者使用的注射装置。用于注射装置61的典型塑料包括聚丙烯、聚乙烯以及聚碳酸酯。压力护套65令人希望地是可再使用的，并且由能够承受高达约1200psi及更高的压力的一种材料制成。例如，压力护套65可以由金属(例如钢或铝)制成。然而，如下文进一步阐释，让注射装置61通过压力护套65可见，这样使得流体注射系统1的操作者可以在注射程序期间观看注射装置61是有利的。因此，压力护套65优选地由一种实质上透明的塑料材料制成，例如聚碳酸酯，用于在注射程序期间观看注射装置61。

可以利用一个单独的连接构件(未示出)来替代在压力护套65的末端处使用一个一体地形成的连接端67来将压力护套组件63连接到注射器头3上。可以使用该连接构件来代替连接端67，并且以类似于压力护套65的方式圆柱地成形。该连接构件具有一个被配置成用于连接到压力护套65上的前端或远端，以及一个被配置成用于连接到面板57上的后端或近端。该连接构件可以由先前结合压力护套65讨论的任一种材料制成。

具体参考图18-25，在流体注射器系统1中使用的注射装置61总体上包括一个伸长的圆柱形注射装置主体74，该主体具有一个前端或远端75和一个后端或近端76。注射装置主体74在远端75处形成有一个注射区段78。如下文进一步讨论，注射装置主体74在近端76处包括一个膨胀区段150。注射装置主体74的总体上圆柱形的中心区段或主体152连接注射区段78和膨胀区段150。主体152具有相对均匀的外径。注射区段78逐渐变细为形成一个伸长的注射颈77，该注射颈具有与主体152的内径相比相对小的内径。注射区段78、注射颈77总体上形成注射装置61的排放出口。注射装置支撑结构69被配置成支撑注射装置61的注射区段78。注射颈77包括一个远端结构，该远端结构被适配成经由一个合适的鲁尔配件(luerfitting)连接到管道上，例如连接到在血管造影术程序中使用的一个导管上，如下文更详细讨论。用于此目的的合适的鲁尔配件在题为“与注射装置一起使用的连接器和管道组件(Connector And Tubing Assembly For Use With A Syringe)”的公开PCT申请号PCT/US99/18892(WO 00/10629)中披露，将其披露内容通过引用以其全文结合在此。更令人希望地，该远端结构将包括一个连接器，如下文更详细讨论。

现在将继续参考图19-26讨论注射装置61的额外特征。注射装置主体74的注射区段78总体上朝向注射装置主体74的中心轴线L向内逐渐变细。注射区段78包括一个圆锥形部分154，该圆锥形部分从圆柱形中心区段或主体152逐渐变细为注射颈77。圆锥形部分154界定一个对准凸缘或凸片构件156。在一个实施例中，这个对准凸缘或凸片构件156在其中界定一个中空空间或区域。对准凸缘或凸片构件156是作为用以观看注射装置61内的流体的工具而提供。额外地，对准凸缘或凸片构件156充当一个视觉指示器，用于在压力护套65中适当地对准注射装置61。此外，对准凸缘或凸片构件156提供一个方便的手柄，用于操纵注射装置61并将注射装置插入到压力护套65中。其次，由对准凸缘156界定的中空空间可以作为一个气泡收集器来操作。令人希望地，对准凸缘或凸片构件156总体上延伸在注射装置主体74的主体152与注射颈77之间的距离。

一个柱塞构件158可滑动地支撑在注射装置主体74内。柱塞构件158可以包括一个柱塞芯160，该柱塞芯是由硬聚合材料(例如聚碳酸酯材料)模制而成。一个密封件或柱塞盖162也附接到柱塞芯160上。柱塞构件158被配置成用于连接到一个注射器驱动活塞(未示出)，用于向该活塞赋予原动力。柱塞芯160包括一个连接端164，该连接端面对注射装置主体74的近端76并且被配置成接合注射器驱动活塞。连接端164包括一对柔性凸耳或连接构件227，该对柔性凸耳或连接构件从连接端164向外延伸用于接合注射器驱动活塞。连接构件227各自具有一个接合臂228。连接构件227在其间界定一个狭槽230。狭槽230被配置成接收附接到注射器驱动活塞的一个注射器端板。如上文提到的，当柱塞构件158的远端延伸到圆锥形部分154中并在其中“降至最低点”时，对准凸缘或凸片构件156提供一个最终手段空气包含特征。任何未注意到的气泡都将趋于在注射器头3的操作期间收集在由对准凸缘或凸片构件156界定的中空区域中。如图18所示，注射装置61的柱塞构件158的连接端164的连接构件垂直于对准凸缘或凸片构件156而定位。此注射装置被配置成与图3和4中说明的注射器头一起使用。可替代地，注射装置61'的柱塞构件158的连接端164的连接构件227可以平行于对准凸缘或凸片构件156而定位，如图22中所示。此类型的注射装置被配置成与图26的注射器头一起使用。

具体参考图23和24，用于医疗注射程序的现有技术注射装置经常与一个预先定位的注射活塞一起储存。当前的一次性塑料注射装置的难题在于，这些注射装置随着时间并且尤其是在消毒热循环期间会展现出塑性蠕变。这造成塑料注射装置鼓起，特别是在围绕注射柱塞的柱塞区域中。这经常使得由于其中储存注射柱塞的柱塞区域中的鼓起而难以将现有技术塑料注射装置装载在前方装载压力护套中。

本披露的装置的注射装置61在膨胀区段150中储存柱塞构件158以适应塑料注射装置主体74的膨胀和塑性蠕变，如下文讨论。膨胀区段150令人希望地邻近于注射装置主体74的圆柱形中心区段或主体152并且在注射主体74的近端76处形成。然而，膨胀区段150可以形成或定位于其中将储存柱塞构件158的注射装置主体74中的任何位置处。在膨胀区段150处，注射装置主体74的壁166从厚度T变窄到减小的壁厚度Tr。因此，膨胀区段150的内径IDes大于圆柱形中心区段或主体152的内径IDcs。膨胀区段150处的减小的壁厚度Tr允许膨胀区段150在柱塞构件158施加的力下向外膨胀，而膨胀区段150的外径ODes不会变得大于注射装置主体74的中心区段152的外径ODcs。注射装置主体74的壁166的外表面168以及注射装置74的壁166的内表面170都逐渐变细或成阶梯以在膨胀区段150处形成减小的壁厚度Tr。具体地，注射主体74的壁166的外表面168朝向注射装置主体74的中心轴线L向内逐渐变细或成阶梯，并且注射装置主体74的壁166的内表面170远离注射装置主体74的中心轴线L向外逐渐变细或成阶梯，从而形成减小的壁厚度Tr。上述内容的替代配置是仅使注射装置主体74的壁166的内表面170远离注射装置主体74的中心轴线L向外逐渐变细或成阶梯。另一替代方案是仅使外表面168逐渐变细或成阶梯。

甚至在长期储存之后，注射装置61的膨胀区段150处的减小的壁厚度Tr适应塑料注射装置主体74的膨胀和塑性蠕变。因此，甚至在这些长储存期之后，带有预先定位的柱塞构件158的注射装置61可以快速并容易地插入到前方装载压力护套系统中，例如压力护套组件63。如先前所述，柱塞构件158储存在膨胀区段150中。当注射装置61插入到压力护套65中并且准备好使用时，柱塞构件158以先前讨论的方式由注射器驱动活塞接合并且从膨胀区段150向前移动到注射装置61的中心区段或主体152，这可以称为注射装置61的“工作区”。

参考图18-20和图25，注射装置61进一步包括一个连接器172，用于将具有连接部分175的一个患者管道组174连接到注射装置61上。连接器172被配置成定位在注射装置61的注射颈77上。连接器172包括一个带螺纹部分176，该带螺纹部分与注射装置61上的一个带螺纹部分178协作。连接器172包括一个协作狭槽180，管道组174的一个凸缘182滑动到该协作狭槽中以使管道组174的一个内部通路(未示出)与连接器172中的一个开口(未示出)对准。凸缘182与形成于连接器172的一个前向端上的一个保持构件或凸缘184以及连接器172上的一个前向对接壁186(在两者之间形成狭槽180)协作，以实质上防止在连接之后连接器172和管道组174的相对轴向移动/分离。

保持构件184令人希望地为总体上圆形形状，其中具有一个开口188。开口188允许当连接器172和管道组174连接时管道组174的一个总体上圆柱形部分190从中穿过。开口188的宽度令人希望地在某种程度上小于总体上圆柱形部分190的直径，这样使得当与连接器172对准并且在箭头F的方向上施加足够的力时，管道组174的连接部分175卡到适当位置中。可替代地，在凸缘182与保持构件184之间可以提供一个间隙。连接器172令人希望地是由弹性聚合材料(例如聚碳酸酯)制造。此外，连接构件175令人希望地是由其他弹性聚合材料的基质制造，并且管道组174令人希望地是由单壁、共挤压亦或编制设计的柔性聚合材料制造。

在管道组174连接到连接器172上之后，连接器172相对于注射装置61的注射颈77旋转，这样使得注射颈77的一个逐渐变细端191穿过连接器172中的开口(未示出)而与管道组174的后向部分上的对应逐渐变细内壁(未示出)配合，从而形成流体密封连接。因为开口188小于管道组174的圆柱形部分190，所以在已经形成流体密封连接之后，保持构件184防止连接器172与管道组174的连接部分175断开。连接器172和管道组174被配置成在将管道组174连接到注射装置61之前和期间通常所经历的所有情况和力下均保持在连接状态中。在使用之前，可以在连接器172和注射颈77上提供一个防尘罩192，用来保护注射装置61的内含物不受污染。

连接器172的进一步细节在美国专利申请公开号2005/0171487中描述，将其通过引用以其全文结合在此。

参考图3和4，为了在加压注射期间限制注射装置61而提供注射装置支撑结构69。如图3和4中所示，注射装置支撑结构69的一个实施例包括至少一个、并且令人希望地包括两个从注射器外壳53向外延伸的支撑臂79、81。支撑臂79、81被配置成相对于注射器外壳53向上和向下枢转。支撑臂79、81具有延伸到注射器外壳53中的后端或近端，以及从注射器外壳53向外突出的远端。支撑臂79、81的远端通过一个注射装置保持壁或构件83而互连。注射装置保持构件83可以通过常规机械紧固件(即，螺栓)和类似物而附着到支撑臂79、81上。注射装置保持构件83界定一个中心注射装置接收狭槽85，该狭槽是实质上竖直定向的，并且被配置成接收和支撑注射装置61的注射区段的注射颈77。注射装置保持构件83进一步界定一个或多个开口87，这一个或多个开口从注射装置接收狭槽85径向地向外间隔。注射装置接收狭槽85和开口87准许流体注射系统1的操作者在注射程序期间观看注射装置61。

支撑臂79、81总体上被配置成在第一位置与第二旋转位置之间可移动，在第一位置中，注射装置保持构件83接收注射颈77并与注射装置61的注射区段协作并且防止从压力护套65移除注射装置61，在第二旋转位置中，注射颈77和注射装置61的注射区段与注射装置接收狭槽85和注射装置保持构件83充分脱离，从而允许从压力护套65移除注射装置61。具体地，在该第二位置中，注射颈77与注射装置接收狭槽85充分脱离，并且注射区段与注射装置保持构件83充分分离，从而允许从前方装载压力护套65容易地移除注射装置61。令人希望地，在第二位置中，支撑臂79、81和注射装置保持构件83在压力护套65和注射装置61下方以某一距离间隔。在支撑臂79、81处于第一位置中的情况下，注射装置支撑结构69处于注射装置接合位置中。当支撑臂79、81移动到第二位置时，注射装置支撑结构69总体上处于注射装置脱离或移除位置或配置中。一个可移除的加热元件86(见图2)可以附接到压力护套65上，以便将注射装置61中提供的流体保持被预热在37℃。

如图26中说明的具有一种替代性注射装置支撑结构69'的一个注射器头3'的替代实施例允许注射装置支撑结构69'从图3和4中所示的先前实施例向侧面枢转或者旋转约90度。更确切地，注射装置支撑结构69'包括至少一个、并且令人希望地包括两个从注射器外壳53'的面板57'向外延伸的支撑臂79'、81'。支撑臂79'、81'被配置成相对于注射器外壳53'向右和向左枢转。支撑臂79'、81'具有延伸到注射器外壳53'中的后端或近端，以及从注射器外壳53'向外突出的远端。支撑臂79'、81'的远端通过一个注射装置保持壁或构件83'互连。注射装置保持构件83'可以通过常规的机械紧固件(即，螺栓)和类似物附着到支撑臂79'、81'上。

在这个替代实施例中，与枢转轴线本质上是较大程度地水平的先前实施例相反，注射装置支撑结构69'的枢转轴线本质上是较大程度地竖直的。这个第二实施例的明显优点是抵消了与先前实施例相关联的重力效应。构成注射装置支撑结构69'的结构部件可能含有实质质量，并且因此可能受到重力效应的较大影响。这可以导致一种下垂效应，导致注射装置支撑结构69'机构下降远离它的既定闭合位置。第二实施例通过确保枢转动作较大程度地垂直于万有引力向量而克服了这种情况。

第二实施例的另一明显优点是用来辅助操纵注射器头3'的能力。注射器头3'的正常使用的一个基本组成部分是将它从主要向上填充/清洁位置旋转到主要向下注射位置的能力。这种旋转是一种常见的空气管理技术，而空气在向上位置中被清出注射装置61并且然后向下旋转以进行程序。这样做来确保任何未排出的空气保持截留在注射装置61的后部中，并且不会注射到患者体内。用户经常用他们的左手抓住注射器头3'的后部，并且用他们的右手抓住注射器头3'的前部来实现这种旋转动作。在注射装置支撑结构69'上抓住并推动可以潜在地打开注射装置支撑结构69'，因为注射器头3'的旋转轴线与注射装置支撑结构69'的旋转轴线垂直于相同的平面。第二实施例通过确保注射装置支撑结构69'经由一条轴线枢转而消除了当被推动时的这种打开趋势，该轴线较大程度地垂直于注射器头3'的旋转轴线。

第二实施例的又一优点是对造影剂结垢的优良抵抗性。注射装置支撑结构69'包括具有大量缝隙的许多部件，用于截留造影剂。对注射装置支撑结构69'进行定向，这样使得它向侧面枢转会防止造影剂在某些较成问题的区域中积累。

参考图27和28，可以提供一个防溅挡板250来覆盖注射装置支撑结构69'的注射装置保持构件83'。在典型的血管造影术程序期间，用户在注射器头3'处于向上位置中从而允许注射装置61主要指向天花板时用造影剂填充注射装置61。一旦获得所希望的量的流体，用户便将空气清出注射装置61。在注射装置尖端处于最高点的情况下，空气自然地上升到顶部并逸出注射装置61。用户偶尔地在此填充或清洁过程期间将一些造影剂溅到注射装置支撑结构69'上，这可以导致一种称为造影剂结垢的现象。防溅挡板250的目的是使任何溅出的造影剂转向远离注射装置支撑结构69'并且进入一个令人希望的位置。防溅挡板250的一个益处是它以非常简单的方式卡到注射装置支撑结构69'的注射装置保持构件83'上。它通过非常特定的几何形状和悬臂梁底切指形物252而保持在适当位置。这允许用户移除防溅挡板250以进行清洁或更换。另一个益处在于它可以由一种透明聚合材料制造。这允许用户维持注射装置61的可见性。它还允许光穿过，从而维持高水平的注射装置可见性。增加的可见性对于用户是重要的，因为他们必须在注射之前证实没有空气截留在注射装置61中。也可以提供防溅挡板250来覆盖上文讨论的第一实施例的注射装置支撑结构69的注射装置保持构件83。

参考图43-45，注射装置支撑结构69'的这个替代实施例可以结合到一个双注射装置注射器头中，该双注射装置注射器头具有能够支撑第一压力护套65'和注射装置的第一注射装置支撑结构69'以及能够支撑第二压力护套65”和注射装置的第二注射装置支撑结构69”。第一注射装置支撑结构69'包括至少一个、并且令人希望地包括两个从注射器外壳的面板57”向外延伸的支撑臂79'、81'。支撑臂79'、81'被配置成相对于注射器外壳向右和向左枢转。支撑臂79'、81'具有延伸到注射器外壳中的后端或近端，以及从注射器外壳向外突出的远端。支撑臂79'、81'的远端通过一个注射装置保持壁或构件83'互连。第二注射装置支撑结构69”包括至少一个、并且令人希望地包括两个从注射器外壳的面板57”向外延伸的支撑臂79”、81”。支撑臂79”、81”被配置成相对于注射器外壳向右和向左枢转。支撑臂79”、81”具有延伸到注射器外壳中的后端或近端，以及从注射器外壳向外突出的远端。支撑臂79”、81”的远端通过一个注射装置保持壁或构件83”互连。

这种双注射装置注射器头允许如美国专利号8,133,203和7,553,294中更详细讨论的不同操作模式，将其通过引用以其全文结合在此。更确切地，以下操作模式可由双注射装置注射器利用：用于从注射装置进行连续注射的模式，用于从注射装置向单个注射点中同时注射的模式，以及用于从注射装置向不同注射点中同时注射的模式。

在连续注射的情况下，可以每次从仅一个注射装置注射流体。例如，与压力护套65'相关联的注射装置可以含有造影介质，而与压力护套65”相关联的注射装置可以含有冲洗流体(例如盐水)，可以使用此项技术中已知的多种方案将它们连续地注射到患者体内。

在向单个点中同时注射期间，与压力护套65'相关联的注射装置可以例如用造影介质装载或填充，而与压力护套65”相关联的注射装置可以例如用稀释或冲洗流体(例如盐水)装载。在此模式中，如操作者编程，通过从与压力护套65'相关联的注射装置以及与压力护套65”相关联的注射装置的同时注射，可以例如用与压力护套65”相关联的注射装置中的流体来稀释与压力护套65'相关联的注射装置中的造影介质或其他流体或一起混合至所希望的浓度。

在向不同注射点同时注射的情况下，与压力护套65'相关联的注射装置以及与压力护套65”相关联的注射装置可以例如用同一种注射流体(例如，造影介质)来填充。与单个点相反，在两个不同点处注射造影介质可以例如使得能够在每个点处在比向单个点中注射所可能的情况更低的流速和更低的压力下，将所希望的量的造影介质递送到一个关注区。通过向多个点中同时注射而实现的更低流速和压力可以例如减少脉管损伤和外渗的风险。

继续参考图2-4，注射器外壳53包括定位于其中的一个活塞(未示出)，用于连接和致动注射装置61的柱塞构件158。一个致动系统(未示出)也定位于注射器外壳53内，用于移动活塞。该致动系统可以包括一个齿轮系和线性滚珠螺杆；连接到该齿轮系和线性滚珠螺杆的一个无刷DC电动机；以及操作地连接到该电动机的一个电动机放大器，如此项技术中已知。在注射器外壳53内部的一个控制器(未示出)经由该无刷DC电动机来控制活塞移动。造影剂的注射装置填充和注射由这个控制器控制。该控制器经由DCU 9的图形用户界面与操作者通信。注射器外壳53还包括一个显示器88，用于显示关于注射器头3的活动和操作状态的信息。显示器88定位于注射器外壳53的顶部部分上，并且显示关于剩余体积、经编程流速、经编程压力以及经编程体积的信息。这些项目中的每一个可以通过一个独立的发光二极管(LED)显示器而在显示器上呈现给操作者。例如，剩余体积可以显示于LED显示器88a上，压力可以显示于LED显示器88b上，经编程体积可以显示于LED显示器88c上，并且流速可以显示于LED显示器88d上(见图3)。注射器外壳53进一步包括位于它的后端56处的一个旋钮90。该旋钮90是直接连接到注射器头致动系统的一个外部手动装置。旋钮90允许用户在正向或反向方向上手动地移动活塞。因此，旋钮90的目的是允许操作者：(1)手动地将空气清出注射装置61；以及(2)在系统电力故障的情况下缩回(或延伸)注射装置柱塞，以便允许注射装置61的安装或移除。一个手柄92也位于注射器外壳53上，用于流体注射系统1的重定位或运输。

参考图29和30并且继续参考图3和4，在注射器外壳53内还提供不同传感器。例如，流体注射器系统1采用一种热管理方法，该方法防止系统由于电子元件和电动机驱动器的热过载而损坏。因此，在注射器外壳53内使用四(4)个热传感器来在若干策略性位置处测量温度。两个温度传感器89a、89b安装在一个电动机驱动印刷电路板(PCB)91上。这些温度传感器89a、89b测量电动机驱动PCB 91上的散热器下方的功率晶体管的温度。另一个温度传感器93安装在一个头部显示器PCB 95的下侧上，该头部显示器PCB直接安装在电动机驱动PCB 91上。此温度传感器95的目的是测量在功率晶体管的散热器上方产生的热股流。最后一个温度传感器97安装在一个信号管理PCB 99上。这个温度传感器97的目的是测量注射器外壳环境温度。本领域的普通技术人员将理解，多个温度传感器的放置以及链接在一起可以变化，同时实现相同的结果。

四个传感器89a、89b、93、97介接到模拟-数字转换器，并且由安装在注射器外壳53内的控制器读取。提供于控制器上的软件连续地监测由每一传感器89a、89b、93、97提供的温度信号。该软件是以若干预定义的极限来编程，如果超过这些极限，则将禁止电动机放大器操作。在高压注射程序期间的主要热源是经由电动机放大器递送到电动机的高量电力。在流体注射系统1的设计期间，降低每一个电部件的额定值以产生额定值降低了的部件值。这个降低额定值的过程如下。制造商指定部件的性能参数(例如，最大功耗、最大电压、等)。为了改善产品的可靠性并且降低装置或部件故障的概率，工程师典型地在设计期间应用降低额定值准则，这样使得部件将从不在最大额定值下操作。例如，一个电阻器可以具有0.5瓦的最大功耗。如果将此值降低额定值达50％，那么它将耗散的最大功率是0.25瓦。这种降低额定值显著地改善了产品可靠性。上文讨论的预定义极限是基于额定值降低了的部件值，这样使得如果注射开始并且温度超过预定义极限，那么存在实质的净空来允许注射完成，而不会超过流体注射系统1中的最弱部件的绝对最大工作温度。任何合适的温度传感器均可以用于这个目的。令人希望地，温度传感器89a、89b、93、97是由国家半导体公司(National Semiconductor Corporation)制造的具有AB类输出的1.5V SC70多增益模拟温度传感器(零件号LM 94022/LM94022Q)。

此外并且如上文讨论，流体注射系统1可以用两种不同配置中的一个提供：移动基座，如图1A中所示；以及固定检查台-轨道配置，它允许操作者将注射器头3和DCU 9两者附接到检查台的轨道上，如图1B中所示。

许多检查台和床制造商提供具有提升、平移和倾斜功能性的床，从而允许医生三维地将患者定位在一套外科设备中。因此，在信号管理PCB 99上提供一个三轴加速度计101，从而允许流体注射系统1建立一个相对于房间地面的参考平面。加速度计101的输出信号由提供于注射器外壳53中的控制器读取，从而首先确定加速度计101的坐标系中是否存在偏移以及此偏移存在于笛卡尔坐标系的哪一条轴线上。如果该偏移对空气管理有害，那么经由提供于DCU 9的图形用户界面上的一条消息来警示操作者，以将注射器头3或整个流体注射系统1重定位到平行于地面的一个正常表面。

三轴加速度计101是一个对加速力敏感的微机电(MEMS)集成电路(IC)，其中地球重力是关注的主要力。可以利用任何合适的三轴加速度计101。例如，加速度计101可以是由飞思卡尔半导体公司(Freescale Semiconductor)制造的三轴低g微加工加速度计(零件号MMA 7361 LC)。

此外，在注射器头3中可以提供若干其他传感器来向控制器提供信号，这样使得可以确定注射装置61是否已经被加载、注射装置保持壁83是否已经适当定位、柱塞是否已经充分被推进，和/或注射器头3的倾斜角度。下文将更详细地讨论注射器头3的倾斜角度的确定。

参考图31-40并且继续参考图3和4，如上文讨论，关节22在第二支撑臂19上枢转地支撑注射器头3，由此允许注射器头3围绕图1A中标记为X的轴线旋转。关节22包括一个L形主体部分102，该L形主体部分具有一个枢轴柱103以及垂直于枢轴柱103而定位的一个中空连接柱104。枢轴柱103枢转地连接到第二支撑臂19的第二端20上，由此允许注射器头3围绕图1A中标记为Y的轴线旋转。提供一根连接柱105，该连接柱具有延伸到连接柱104中的第一端和连接到一个支架106上的第二端。支架106连接到注射器外壳53内的注射器头3上，如图29中所示。此配置允许注射器头3围绕图1A中标记为X的轴线旋转，同时由连接柱105支撑。

当前的流体注射系统典型地需要使用一种传感器，该传感器使用一个加速度计来确定该头相对于地球重力方向的倾斜角度(例如参考美国专利号5,868,710)。然而，流体注射系统1将一个装置结合到关节22中，该装置用以确定注射器头3相对于支撑柱17而不是相对于地球重力方向的角位置。此装置包括一个电位计107，该电位计安装在注射器头3内的一个PCB 108上，位于注射器头3与关节22介接的位置处。更确切地，并且如图32、34和36中所示，PCB 108和电位计107定位于连接柱105的第二端处。

电位计107是一个三端子电装置，它的中心端子连接到一个刮片机构。其他端子连接到在电位计107内部的一个电阻器表面的相对端上。该刮片机构跨该电阻性表面自由地移动。当跨两个外部端子施加电压时，中心端子输出与刮片的位置成比例。电位计107的输出是发送到一个模拟-数字转换器(ADC)的一个取决于角度的电压。由ADC产生的信号由提供于注射器头3的注射器外壳53内的控制器读取。电位计107可以是任何合适的基于电位计的旋转位置传感器，例如由Bourns公司制造的3382-12mm旋转位置传感器或者由Murata公司制造的SMD/引线防尘型12mm大小SV01系列旋转位置传感器。可替代地，可以代替电位计107使用其他电装置，例如但不局限于编码器或者机械或光学开关矩阵。

因此，在关节22中提供的电位计107用以为系统的控制器提供注射器头3的位置的指示。头位置或倾斜感测是允许控制器加强注射器61中的空气管理的一个重要安全特征。当填充注射装置61时，注射装置61内的空气因造影剂而移位，然而，并不是全部空气都被移除。应当总是在注射器头3如图38中所示指向竖直方向的情况下执行填充。图33和34中示出了在一个填充阶段期间关节22的定向。这将残余空气保持在注射装置61的顶部。一旦被填充，则注射装置61必然在竖直位置中被清出空气。此外，当注射装置61已经被填充并准备好注射时，注射器头3必须如图37中所示向下倾斜。图31和32中示出了在一个注射阶段期间关节22的定向。基于从电位计107接收到的信号，控制器一直跟踪注射器头3的位置。如果注射器头3指向上，则控制器将不允许流体注射系统1装备和注射。

由电位计107提供的倾斜位置信号还控制头部显示器88。可以参考图40来理解头部显示器88的操作。确切地，如上所述，控制器从电位计107接收指示注射器头3相对于支撑柱17的角度的信号。控制器对此信号重复地取样，并且确定注射器头3相对于支撑柱17的角度。如图40中说明，将所有可能的旋转角度划分为三个操作区。

区1是“清洁”区，应在其中放置注射器头3的角度用于清洁注射装置。当注射器头3处于区1内的一个角度(从+55°到该头竖直指向向上时的+80°)时，注射器头3将准许柱塞驱动推杆在正向亦或反向方向上的手操作的运动，从而允许操作者在初始填充之后从注射装置移除空气，由此清洁系统。这是软件将辨识出清洁的仅有的有效清洁区域。当注射器头3移动到区2(从-10°到+55°)中时，系统可以被清洁；然而，系统不会将清洁辨识为有效的，并且将经由下文讨论的“智能哨兵”系统来警示用户。此外，当注射器头3处于区1内或区2内的一个角度时也可以填充注射装置。可以产生较广范围的移动速度，从而准许对注射装置的快速填充。然而在注射器头3处于区1中时，如上文所述禁止经编程注射。因此，在注射器头3处于直立位置中时，操作者无法根据预先编程的注射方案来起始对一个受试者的注射。这将向受试者中意外地注射空气的可能性降到最小。

区3是“注射”区(从-10°到当该头竖直指向下时的-90°)。在注射器头3在这个区中倾斜时，可以起始经编程注射。此外，可以使用提供于注射器外壳53的顶部上的一个控制按钮109(见图3和4)来在正向亦或反向方向上移动活塞，然而，可以通过控制按钮109产生的移动速度的范围与在区1或2中可得到的那些情况相比实质上变窄。这准许使用控制按钮109对流体注射(或血液抽取，例如用来检查导管的开放性)的精调控制。

上述不同角度区也与显示器定向相关联。确切地，如图40中可见，注射器头3的显示器88包括若干独立的发光二极管(LED)显示器。例如，并且如上所述，剩余体积可以显示于LED显示器88a上，经编程压力可以显示于LED显示器88b上，经编程体积可以显示于LED显示器88c上，并且经编程流速可以显示于LED显示器88d上。还可以在显示器88上提供一个剩余体积图标110。此剩余体积图标110仅在注射器头3位于区3内时照亮。剩余体积图标110在此图标照亮的情况下为操作者提供注射装置中仍剩余有某一体积的流体的快速指示，而注射装置中剩余的实际体积(例如，150mL)显示于剩余体积LED显示器88a上。LED显示器经过安排，因此所述信息可以在第一(见元件200)亦或第二(见元件300)定向上显示。当注射器头3处于注射位置(向下)时，所有LED显示器均照亮，如元件300所示(即，第二定向)。当注射器头3定向于填充/清洁位置(向上)中时，仅剩余体积LED显示器88a照亮，如元件200所示(即，第一定向)。

当倾斜角度处于区1中时，注射器头3中的控制器驱动显示器88的不同LED显示器以通过用元件200说明的方式使用LED显示器来产生显示器定向。否则，在区2和3中，控制器驱动显示器88的不同LED显示器以产生元件300所示的显示。因此，出现在显示器88上的信息从操作者的角度来看总是直立的，从而便于显示器的使用。

现在将讨论流体注射系统1的安装和操作。在接通流体注射系统1之前，将一个电力源41提供到流体注射系统1，该电力源例如是从一个壁式插座(未示出)经由一条电源软线43发送的110或220伏的电力。随后，操作者接通一个主电力开关(未示出)，该开关优选地位于流体注射系统1的电源单元39上。流体注射系统1通过视觉标记(例如注射器头3上的绿灯(未示出)的照亮)做出响应，从而指示流体注射系统1具有施加到系统电源的线路电力。操作者然后经由DCU 9上的一个电力开关(未示出)接通系统电力。应理解，当流体注射系统1的主电力开关接通时可以自动地接通DCU 9。在已经将电力供应到DCU 9之后，流体注射系统1通过经历不同自诊断检查来做出响应，以便确定流体注射系统1是否展现出将阻止流体注射系统1的正确操作的任何故障或状况。如果任何自诊断检查失败和/或在流体注射系统1中检测到故障，那么在DCU 9上显示一个重大错误窗口或屏幕，它可以指示操作者联系维修人员来纠正该故障，或者指示操作者他或她自己如何纠正该故障。额外地，如果任何自诊断检查已经失败，则流体注射系统1将不允许操作者继续注射。然而，如果所有自诊断检查均已经通过，那么流体注射系统1继续在DCU 9上显示一个主控制屏幕。

参考图41和42，一个主控制屏幕112包括不同屏幕上控制件，例如按钮，这些屏幕上控制件可以由操作者经由DCU 9的触摸屏图形用户界面来访问。这些屏幕上控制件可以包括但不局限于可选择的选项、菜单、子菜单、输入字段、虚拟键盘、等。操作者因此可以利用DCU 9的触摸屏来对流体注射系统1的一个或多个注射循环进行编程并且显示性能参数。应理解，对DCU9的输入也可以通过提供一个屏幕上光标和与该屏幕上光标操作地相关联的外部指向装置来实现，该外部指向装置例如为一个跟踪球或鼠标。应理解，操作者可以通过触摸“取消”按钮来停止流体注射系统1的任何自动功能。

一旦流体注射系统1初始化，用户便按下DCU 9上的“继续”按钮(未示出)。在此时，主控制屏幕112将包括“智能哨兵”框114。“智能哨兵”框114包括主控制屏幕112上的一个动作列表，操作者在注射器头3可以被装备而执行注射程序之前必须完成这些动作。该动作列表是基于如上文所述定位于注射器头3中的一个或所有传感器提供的输入。例如，该动作列表可以包括装载注射装置、接合活动面板、推进柱塞、向下旋转注射器头进行装备、旋转注射装置并移除、断开与患者的连接、流速减小、需要校准、向上旋转头并清洁、注射完成、程序暂停-显示器触摸、程序暂停-头部触摸、程序暂停-启动开关、程序暂停-ISI，以及程序暂停-低体积。然而，此列表不应被解释为限制本披露的装置，因为已经设想在“智能哨兵”框114中可以包括多种其他动作。

如上文更详细讨论，注射器头3包括多种不同传感器来向控制器提供信号，以便确定注射装置是否已经被加载、注射装置保持壁83是否已经适当定位、柱塞是否已经正确地被推进，和/或注射器头3的位置。一旦一个传感器向控制器提供操作者已经完成动作列表中的一个动作的信号，便从DCU 9上的动作列表中移除该动作。一旦所有动作均已经完成，“智能哨兵”框114便消失，如图42中所示，并且操作者可以装备注射器头3。如果有任何项目剩余在“智能哨兵”框114中，那么阻止操作者装备注射器头3，并且无法执行注射程序。这个特征的优点是给用户界面添加清晰性并且减少了与流体注射系统1的交互，从而增加用户将与流体注射系统1成功交互并且产生所希望的结果的可能性。

返回到流体注射系统1的操作，在操作者已经到达主控制屏幕112之后，操作者向上倾斜注射器头3，这样使得它处于区1中，如上文讨论。然后通过将注射装置插入到压力护套65中并且升高注射装置支撑结构69来安装一个注射装置61。一旦注射装置被成功安装，则“智能哨兵”框114中的装载注射装置以及接合注射装置支撑结构69的活动面板的通知的列表便被从该框中自动地移除。此外，然后将注射器头3的致动系统的活塞向前移动150mL以从注射装置61移除所有空气。一旦活塞已经被推进，则“智能哨兵”框114中提供推进柱塞的通知的列表被从该框中自动地移除，这样使得“智能哨兵”框114中的动作列表中剩余的仅有动作是向下旋转头进行装备的通知。

现在可以通过从注射装置61移除防尘罩并且将一个“快速填充”管(未示出)的第一端安装在注射装置61上，来最初用造影介质填充注射装置61。将“快速填充”管的第二端插入到一个开放造影剂瓶(未示出)中，并且填充注射装置61。当操作者触摸DCU 9上的“填充造影剂”按钮时，这致使流体注射系统1进入自动填充模式，可以自动地填充注射装置61。在自动填充模式中，流体注射系统1向近端以一个受控速率，例如3mL/s来移动注射器活塞，这致使从造影剂瓶吸取造影介质。流体注射系统1可以将此动作的视觉反馈经由DCU 9提供给操作者，例如通过主控制屏幕112上所示的注射装置61的一个图标表示116。因此，流体注射系统1可以基于注射器活塞的位置而在DCU 9上显示注射装置61中的当前体积。流体注射系统1继续从造影剂瓶吸取造影剂直到预定事件发生为止，该预定事件例如是当注射装置61中的总剩余体积达到一个预设或预先选择的量或者造影剂容器中的造影介质体积完全耗尽时。可替代地，可以通过使用提供于注射器头3上的控制按钮109缩回注射器活塞来手动地填充注射装置61。

随后，流体注射系统1被配置成经历从经填充的注射装置61清除空气。这是通过手动地旋转旋钮90以推进注射器活塞，由此从经填充的注射装置61清除任何剩余空气来实现。操作者可以通过分接压力护套65和注射装置61的主体以驱出可能粘到注射装置61的侧面上的任何气泡来促进任何剩余的截留空气的移除。应理解，在必要时可以重复清除操作以确保从注射装置61排出所有空气。随后，移除“快速填充”管，并且将防尘罩放置回到注射装置上直到注射装置准备好进行注射程序为止。

在此时，流体注射系统1准备好接受一个一次性管道组118的安装(见图2)。确切地，操作者从注射装置61移除防尘罩，并且从它的封装移除一次性管道组118。然后，操作者可以将一次性管道组118的患者端固定到一个检查台或其他固定点上。随后，操作者将一次性管道组118的另一端与注射装置61的注射颈77连接。

操作者然后通过旋转旋钮90来推进注射器活塞，以便用来自注射装置61的造影剂填充一次性管道组118。操作者然后向下旋转注射器头3直到它到达提供于区3中的一个位置为止，如上文讨论。一旦注射器头3向下旋转，“智能哨兵”框114中的向下旋转头进行装备的列表被从该框中自动地移除，并且从主控制屏幕移除“智能哨兵”框114，如图42中所示。此外，可以向操作者提供“智能哨兵”框114中的所有动作均已经完成的警示。这个警示可以分别通过音频或视觉标记来实现，例如蜂鸣或屏幕上的警示消息。随后，通过正向移动旋钮90，同时将一次性管道组118的患者端连接到患者导管，来执行一种湿到湿连接。

一旦流体注射系统1正确地连接到患者身上，操作者便在DCU 9的图形用户界面上输入用于注射程序的流速、体积、压力(如果必要)以及上升时间(如果必要)。可替代地，流体注射系统1可以维持存储在其中的被预先编程的流体递送程序(即，方案)。因此，操作者可以编程和存储方案，并且重新调用先前存储的对应于注射元件的方案，例如所希望的流速、体积、压力限制以及上升时间，而不是对每一注射循环手动地输入所希望的流速、体积、压力极限以及上升时间。在示例性实施例中，经由DCU 9的屏幕上控制件来编程和重新调用方案。在输入一个方案的适当值之后，操作者可以将该方案存储到流体注射系统1的任何可用的存储器位置中，用于对其他患者在其他注射循环中的方案的未来使用。操作者可以从流体注射系统1的存储器重新调用任何先前存储的方案。此外，保存的方案可以按照日期排序。

在已经从存储的方案手动地亦或自动地输入所希望的流速、体积、压力以及上升时间之后，操作者通过按下主控制屏幕112上的适当的“装备”按钮120或121来装备注射器。这致使在主控制屏幕112上出现一个弹出框，请求确认所有空气已经被排出。一旦操作者确认所有空气已经被排出，则装备流体注射系统1。当就绪时，操作者通过激活手/脚开关51亦或在注射器连接到扫描仪的情况下通过ISI起始来起始注射。在起始注射程序后，注射器活塞向前移动，由此致使造影介质流动，直到由操作者或方案指定的被编程的体积被递送为止。注射器活塞然后停止向前移动，并且注射程序完成。

应理解，流体注射系统1可以存在于装备好亦或未装备好的状态中，这两个状态分别对应于操作者被允许或不被允许执行注射。当满足某些条件时，流体注射系统1可以进入解除装备或安全状态，这些条件包括但不局限于自诊断检查的失败、一些必要部件的缺乏，以及达到被视为对患者不安全的压力极限。必然存在这些条件和/或其他因素的相反情况以使流体注射系统1进入装备好的状态。流体注射系统1可以将不同视觉和/或可听警报提供给操作者，以便识别在流体注射系统1的作用期间出现的特定条件。这些条件可以包括但不局限于流体注射系统1的装备/解除装备及其状态以及达到一个压力解除装备极限。

此外，存在希望与高粘度造影剂以及高限制性ID导管(4F OD以及更小)一起使用流体注射系统1的实例。在这些情形中，流体注射系统1的使用导致在注射程序结束时在一次性设备(即，导管、注射装置等)中的显著量的压力。为了应对在注射结束时剩余的压力，上文描述的流体注射系统1监测剩余压力，并且当该压力下降到低于一个预定阈值时，执行一种算法来从系统移除剩余压力。这个操作是以这样一种方式来进行，即，使受控的反冲力最小化，并且使作为某一百分比的被编程体积而递送的造影剂的量最大化。

虽然已经详细描述了本披露的装置的特定实施例，但是本领域的普通技术人员将理解，鉴于本披露的整个传授，可以开发对那些细节的不同修改和替代。因此，所披露的具体安排打算仅是说明性的，而不是限制本披露的装置的范围，该范围将由所附权利要求书及其任何和所有等效物的整个广度来给出。

Claims (8)

1.一种流体注射系统，包括：

一个注射器头，用于将一种流体递送到患者；

一个安装结构，该安装结构包括一个支撑臂，该支撑臂具有连接到一个总体上竖直延伸的安装柱的第一端以及通过一个枢转关节枢转地连接到该注射器头的第二端；

一个显示器，用于显示关于该注射器头的活动和操作状态的信息，所述显示器包括第一组显示单元和第二组显示单元；

一个电位计，该电位计定位于该关节内，用于产生指示该注射器头相对于该安装柱的一个倾斜角的一个倾斜角信号；以及

一个控制电路，该控制电路连接到该注射器头、该电位计以及该显示器上，用于控制该流体向该患者的递送，用于产生显示信息以及将这一显示信息递送到该显示器，以及用于从该电位计接收该倾斜角信号，

其中基于该倾斜角信号的一个第一值范围，所述控制电路禁止所述流体注射系统的注射并且该显示器响应于该倾斜角信号而在一个第一定向上显示所述第一组显示单元，并且基于该倾斜角信号的一个第二值范围，所述控制电路允许所述流体注射系统的注射并且该显示器响应于该倾斜角信号而在一个第二定向上显示所述第一组显示单元和第二组显示单元。

2.如权利要求1所述的流体注射系统，其中该显示器定位于该注射器头的一个外壳上。

3.如权利要求1所述的流体注射系统，其中该显示器显示关于以下各者中的至少一个的信息：剩余体积、流速、压力以及经编程体积。

4.如权利要求1所述的流体注射系统，其中该控制电路操作地连接到具有一个图形用户界面的一个额外显示器上。

5.如权利要求4所述的流体注射系统，其中该额外显示器远离该注射器头而定位。

6.如权利要求4所述的流体注射系统，其中该额外显示器通过一个额外的支撑臂而枢转地安装到该安装柱上。

7.如权利要求1所述的流体注射系统，其中该控制电路被配置成在从该电位计接收到指示该注射器头向上倾斜的该倾斜角信号的情况下阻止注射。

8.一种用于与如权利要求1所述的流体注射系统一起使用的注射装置，该注射装置包括：

一个主体，该主体包括一个远端和一个近端以及其间的一个中心区段，该远端包括一个注射区段，该注射区段包括一个圆锥形部分，该圆锥形部分从该中心区段延伸并逐渐变细为形成一个排放出口的一个注射颈，并且该近端包括一个径向膨胀区段，该径向膨胀区段具有一个减小的壁厚度，这样使得该径向膨胀区段的一个内径大于该中心区段的一个内径，并且该径向膨胀区段的一个外径小于该中心区段的一个外径；

一个柱塞，该柱塞可移动地安置于该主体中并且包括一个连接端，该柱塞实质上在该注射装置的柱塞预先使用状态中安放于该径向膨胀区段中；以及

一个对准凸缘，该对准凸缘形成于该圆锥形部分上并且延伸在该中心区段与该注射颈之间的距离，该对准凸缘的形状是总体上矩形的并且在其中界定与该主体的内部流体连通的一个内部中空区域。

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