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JP5702383B2 - 多流体医療用注入器システムおよび操作方法 - Google Patents

多流体医療用注入器システムおよび操作方法 Download PDF

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Description

本明細書に記載する発明は、医療用流体の送達用途、特に医療診断または治療手段を受ける患者に対する一つ以上の医療用流体の自動送達に関連する。
多数の医療診断および治療手段において、医師などの開業医は患者に流体を注入する。近年、造影剤（単に「造影剤」と呼ばれる）など、流体を加圧注入するための多数のインジェクタ作動型の注射器や電動式注入器が、血管造影法、コンピュータ断層撮影法（CT）、超音波、およびNMR/MRIといった処置での使用のために開発されてきた。一般的に、これらの電動式注入器は、あらかじめ設定された流動速度であらかじめ設定された量の造影剤を送達するよう設計されている。
血管造影法は、血管の異常または制限の検出や治療に使用される。血管造影検査では、カテーテルから注入されるX線造影剤の使用を通して、血管構造のX線画像が得られる。造影剤が注入される静脈または動脈と流体接続している血管構造に、造影剤が充填される。関心領域を通過するX線が造影剤によって吸収され、造影剤を含む血管がX線による輪郭または画像として現れる。結果的に得られる画像は、例えば、ビデオモニターで表示したり記録することができる。
典型的な血管造影検査において、開業医は心臓カテーテルを静脈または動脈に配置する。カテーテルは手動または自動の造影剤注入メカニズムに接続される。典型的な手動の造影剤注入メカニズムには、カテーテル接続部と流体接続している注射器を含む。流体経路はまた、例えば、造影剤の源泉、フラッシング流体の源泉（通常は生理食塩水）、および患者の血圧を計測するための圧力トランスデューサーを含む。典型的なシステムにおいて、造影剤の源泉は弁、例えば三方活栓などの弁を介して流体経路に接続されている。生理食塩水の源泉および圧力トランスデューサーもまた、上記と同じ活栓などの追加の弁を介して流体経路に接続されている。手動の造影剤注入メカニズムの操作者は注射器や各弁を制御して、生理食塩水または造影剤を注射器に引き入れ、カテーテル接続部から造影剤または生理食塩水を患者に注入する。注射器の操作者は、注射器のプランジャーに加える力を変更することで、流動速度と注入量を調節する場合がある。そのため通常、注射器やマニフォルドなどの医学的用途に使用される流圧および流量は手作業で生み出され、これは生じる流圧／流量のフィードバックを操作者に返すような労力を操作者に強いる。フィードバックは望ましいが、操作者の労力は多くの場合、疲労につながる。そのため、流圧や流量は操作者の体力やテクニックに左右される場合がある。
自動の造影剤注入メカニズムは通常、例えば電動式線形アクチュエータを持つ電動式注入器に接続された注射器を含む。通常、操作者は一定の量の造影剤と一定の注入速度に対して、電動式注入器の電子制御システムに設定を入力する。多数のシステムにおいて、注入の開始または停止を除いて、操作者と電動式注入器の間にインタラクティブな制御は存在しない。かかるシステムにおける流量の変更は、機械を停止したり注入パラメータを再設定することで生じる。それにもかかわらず、自動の造影剤注入メカニズムは、手動装置をうまく使用するのは装置を操作する医師のスキルに左右される手動装置よりもすぐれた制御を提供する。
手動および自動の注入器は医学分野で知られているが、処置中に二つ以上の流体が患者に供給される医療診断や治療手段での使用に適応した改良流体送達システムについては、医学分野において引き続き需要が高い。さらに、流量の伝達・調節のために流体送達システムと併用される、改良された流体移動セットやそれに関連した流量制御／調節装置もまた、医学分野で望まれている。さらに、医学分野では、血管造影法、コンピュータ断層撮影法、超音波、およびNMR/MRIなどの医療処置中に流体を患者に供給するために使用される改良された医療装置やシステムを要求し続けている。
流体注入器システム、望ましくは多流体注入器システムおよびその操作方法の様々な実施形態を本明細書で詳細に記載するが、かかる流体注入器システムの一つの実施形態は、電動式注入器、圧力ジャケットサポート、注射器圧力ジャケットおよび注射器を含む。圧力ジャケットサポートは前面板と後面板を含む。後面板は注入器に接続され、前面板は後面板から間隔を空けて配置され、スロットを画定する。注射器圧力ジャケットは、圧力ジャケットの遠位端が前面板に対して回動するように後面板に回動可能に接続された近位端を持つ。注射器は、遠位方向に延長する噴出口を持つ注射器本体を含む。注射器が圧力ジャケットのバレルに配置される状態で、圧力ジャケットの遠位端の前面板に向かう回動によって前面板のスロット内に噴出口が配置される。
一つの変形において、噴出口は注射器本体の中央縦軸からオフセットされる場合がある。さらに、注射器本体は円錐形の遠位端を含み、噴出口が前面板のスロットに受け入れられる際に、円錐形の遠位端が合わせ凹部と噛み合うように、前面板が円錐形の遠位端の合わせ凹部を画定する場合がある。合わせ凹部はスロットからオフセットされる場合がある。別の方法として、前面板のスロットは一般に合わせ凹部を二分する場合がある。前面板や後面板は中央ビームによって接続される場合がある。注射器本体は円錐形の遠位端を含み、噴出口が前面板のスロットに受け入れられる際に、円錐形の遠位端が合わせ凹部と噛み合い円錐形の遠位端の頂点が合わせ凹部に形成される頂部曲線で受け入れられるように、前面板が円錐形の遠位端の合わせ凹部を画定する場合がある。
注射器本体は少なくとも一つのキー要素を含み、圧力ジャケットは少なくとも一つのキー要素を受け入れて圧力ジャケット内で注射器本体を方向付けるための、少なくとも一つの内部スロットまたはキー溝を画定する場合がある。
流体制御弁は注射器本体から延長した噴出口に接続される場合があり、流体制御弁は活栓、ピストン弁、および複式弁を含む場合がある。
別の実施形態において、流体注入器システムは電動式注入器、圧力ジャケットサポート、注射器圧力ジャケット、注射器、および流体制御モジュールを含む。圧力ジャケットサポートは前面板と後面板を含む。後面板は注入器に接続され、前面板は後面板から間隔を空けて配置され、スロットを画定する。注射器圧力ジャケットは、圧力ジャケットの遠位端が前面板に対して回動するように後面板に回動可能に接続された近位端を持つ。注射器は、遠位方向に延長する噴出口を持つ注射器本体を含む。流体制御モジュールは前面板に接続されている。注射器が圧力ジャケットのバレルに配置される状態で、圧力ジャケットの遠位端の前面板に向かう回動によって前面板のスロット内に噴出口が配置される。
一つの変形において、噴出口は注射器本体の中央縦軸からオフセットされる場合がある。さらに、注射器本体は円錐形の遠位端を含み、噴出口が前面板のスロットに受け入れられる際に、円錐形の遠位端が合わせ凹部と噛み合うように、前面板が円錐形の遠位端の合わせ凹部を画定する場合がある。合わせ凹部はスロットからオフセットされる場合がある。別の方法として、前面板のスロットは合わせ凹部を二分する場合がある。前面板や後面板は中央ビームによって接続される場合がある。注射器本体は円錐形の遠位端を含み、噴出口が前面板のスロットに受け入れられる際に、円錐形の遠位端が合わせ凹部と噛み合い円錐形の遠位端の頂点が合わせ凹部に形成される頂部曲線で受け入れられるように、前面板が円錐形の遠位端の合わせ凹部を画定する場合がある。
注射器本体は少なくとも一つのキー要素を含み、圧力ジャケットは少なくとも一つのキー要素を受け入れて圧力ジャケット内で注射器本体を方向付けるための、少なくとも一つの内部スロットまたはキー溝を画定する場合がある。
流体制御弁は注射器本体から延長した噴出口に接続される場合があり、流体制御弁は活栓、ピストン弁、および複式弁を含む場合がある。圧力ジャケットの遠位端の前面板に向かう回動は、流体制御モジュールと流体制御弁を操作可能に整合する場合がある。流体制御モジュールは、流体制御弁を操作する制御弁アクチュエータを含む場合がある。
流体注入器システムの実施形態を操作する様々な方法を、本開示で詳細に記載している。一つの実施形態において、方法には電動式注入器の提供を含む。電動式注入器は、圧力ジャケットサポートと注射器圧力ジャケットを含む。圧力ジャケットサポートは前面板や後面板を含み、後面板は注入器に接続されている。前面板は後面板から間隔を空けて配置され、スロットを画定する。注射器圧力ジャケットは、圧力ジャケットの遠位端が前面板に対して回動するように後面板に回動可能に接続された近位端を持つ。本方法において、注射器は圧力ジャケットのバレルに装填され、注射器は遠位に延長する排出管を伴う注射器本体を含む。次に圧力ジャケットは、排出管を前面板のスロット内に配置するべく圧力ジャケットの遠位端が前面板に向けて回動するように回動される。
一つの変形において、噴出口は注射器本体の中央縦軸からオフセットされる場合がある。さらに、注射器本体は円錐形の遠位端を含み、噴出口が前面板のスロットに受け入れられる際に、円錐形の遠位端が合わせ凹部と噛み合うように、前面板が円錐形の遠位端の合わせ凹部を画定する場合がある。合わせ凹部はスロットからオフセットされる場合がある。別の方法として、前面板のスロットは合わせ凹部を二分する場合がある。
排出管が注射器本体の中央縦軸からオフセットされている注射器を用いる場合、方法はさらに、注射器本体と流体プライミングの上部位置に排出管を方向付けるための一つの側面に注入器を回動させること含み、注射器に空気パージ手順が実施される場合もある。さらに、注入器は、注射器本体の底部位置に排出管を方向付けるためにその対向側面に回動される場合もあり、使い捨て流体送達セットが一般に注射器に付随している場合がある。方法はさらに、使い捨て流体送達セットに流体プライミングおよび空気パージ手順を実施することを含む。
流体注入器システムの操作方法はまた、システムの諸コンポーネントの流体プライミングや空気パージに焦点を当てて、本明細書で詳述している。この方法は一般に、注射器を支える圧力ジャケットを含む電動式注入器の提供を含む。注射器は、遠位に延長する排出管を伴う注射器本体を含み、排出管は注射器本体の中央縦軸からオフセットされる。注入器は、注射器本体の上部位置に排出管を方向付けるための一つの側面に回動され、流体プライミングと空気パージ手順が注射器に実施される。さらに、注入器は、患者への注入処置に使用するため、注射器本体の底部位置に排出管を方向付けるためにその対向側面に回動される場合がある。さらに、注射器本体と流体接続するために注射器と関連して使い捨て流体送達セットが配置される場合があり、流体プライミングと空気パージ手順が使い捨て流体送達セットに実施される場合がある。
本明細書に詳述する様々な実施形態のさらなる詳細と利点は、付随の図面と併せて様々な実施形態の下記の詳細な説明を考察することで明らかになるであろう。
図１は、一つの実施形態に従った流体注入器システムの斜視図である。
図２は、図１の流体注入器システムの前方部の正面斜視図である。
図３は、図１の流体注入器システムの前方部の上面斜視図である。
図４は、図１の流体注入器システムで使用に適応している注射器の斜視図である。
図５は、図４の線５−５に沿って得られた図４の注射器の縦断面図である。
図６は、図５の詳細６の詳細図である。
図７は、図１の流体注入器システムの圧力ジャケットに装填された図４の注射器を示す斜視図である。
図８は、図７に示す図の正面図である。
図９は、図８の線９−９に沿って得られた図７の図の圧力ジャケットと装填済み注射器の前面部の断面図である。
図１０は、図８の詳細１０の詳細図である。
図１１Ａは、圧力ジャケットに注射器を装填するための装填順序の一部を図示している。 図１１Ｂは、圧力ジャケットに注射器を装填するための装填順序の一部を図示している。 図１１Ｃは、圧力ジャケットに注射器を装填するための装填順序の一部を図示している。 図１１Ｄは、圧力ジャケットに注射器を装填するための装填順序の一部を図示している。 図１１Ｅは、圧力ジャケットに注射器を装填するための装填順序の一部を図示している。
図１２は、圧力ジャケットに装填された注射器を示す図１の流体注入器システムの断面図である。
図１３は、図１の流体注入器システムにおいて圧力ジャケットサポートの前面板と連動された一組の注射器を示す、図１の流体注入器システムの上面斜視図である。
図１４は、図１３に示す斜視図の拡大図である。
図１５は、システムの流体制御モジュールおよび流体制御モジュールと結合された流体制御弁の第一の実施形態を示す、図１の流体注入器システムの上面斜視図である。
図１６は、図１に示す流体注入器システムの縦断面図であり、図１５に示すように関連する流体制御弁を伴う流体制御モジュールを示す。
図１７は、図１の流体注入器システムの流体制御モジュールの孤立した斜視図である。
図１８は、図１７に示す流体制御モジュールの正面図である。
図１９は、図１８の線１９−１９に沿って得られる断面図である。
図２０は、図１７に示す流体制御モジュールの分解斜視図である。
図２１は、システムの流体制御モジュールおよび流体制御モジュールと結合された流体制御弁の第二の実施形態を示す、図１の流体注入器システムの前方部の上面斜視図である。
図２２は、図１に示す流体注入器システムの縦断面図であり、図２１に示すように関連する流体制御弁を伴う流体制御モジュールを示す。
図２３は、システムの流体制御モジュールおよび流体制御モジュールと結合された流体制御弁の第三の実施形態を示す、図１の流体注入器システムの前方部の上面斜視図である。
図２４Ａは、図１に示す流体注入器システムの縦断面図であり、図２３に示すように関連する流体制御弁を伴う流体制御モジュールを示す。
図２４Ｂは、図２４Ａの詳細２４Ｂの詳細図である。
図２５は、図１の流体注入器システムの別の実施形態の斜視図である。
図２６は、図２５の流体注入器システムの前方部の斜視図である。
図２７は、図２５の流体注入器システムにおいて流体接続を行うために使用される流体コネクタの斜視図である。
図２８は、図２７に示す流体コネクタの分解斜視図である。
図２９は、図２７に示す流体コネクタの断面図である。
図３０は、流体注入器システムの様々な実施形態で使用するのに適した二次的な空気検出器モジュールの斜視図である。
図３１は、図３０の線３１−３１に沿って得られる断面図である。
図３２は、図３０の線３２−３２に沿って得られる断面図である。
図３３Ａは、図１の流体注入器システムの流体プライミングおよび空気パージの方向を示す斜視図である。
図３３Ｂは、図３３Ａの詳細３３Ｂの詳細図である。
図３４Ａは、概ね水平方向に移行する際の中間位置にある図１の流体注入器システムを示す斜視図である。
図３４Ｂは、図３４Ａの詳細３４Ｂの詳細図である。
図３５Ａは、概ね水平方向にある図１の流体注入器システムを示す斜視図である。
図３５Ｂは、図３５Ａの詳細３５Ｂの詳細図である。
図３６Ａは、注入方向に移行する際の中間位置にある図１の流体注入器システムを示す斜視図である。
図３６Ｂは、図３６Ａの詳細３６Ｂの詳細図である。
図３７Ａは、図１の流体注入器システムの注入方向を示す斜視図である。
図３７Ｂは、図３７Ａの詳細３７Ｂの詳細図である。
図３８は、流体注入器システムを支える台座サポートを示す図１の流体注入器システムの正面図である。
図３９は、図３８に示す台座サポートの変形を示す図１の流体注入器システムの正面図である。
図４０は、図１の流体注入器システムの別の実施形態の斜視図である。
図４１は、図４０に示す流体注入器システムの前方部の上面図であり、システムで使用される流体送達セットを図示している。
図４２は、図４０に示す流体送達セットに使用されるＹ字型コネクタ管の斜視図を示す。
図４３は、図４０の流体送達セットの追加コンポーネントの斜視図である。
図４４Ａは、第一の実施形態に従い、図４の注射器の注射器プランジャーと、図１の流体注入器システムの電動式注入器のピストン要素を接続させる順序の一部を図示した断面図である。 図４４Ｂは、第一の実施形態に従い、図４の注射器の注射器プランジャーと、図１の流体注入器システムの電動式注入器のピストン要素を接続させる順序の一部を図示した断面図である。 図４４Ｃは、第一の実施形態に従い、図４の注射器の注射器プランジャーと、図１の流体注入器システムの電動式注入器のピストン要素を接続させる順序の一部を図示した断面図である。 図４４Ｄは、第一の実施形態に従い、図４の注射器の注射器プランジャーと、図１の流体注入器システムの電動式注入器のピストン要素を接続させる順序の一部を図示した断面図である。 図４４Ｅは、第一の実施形態に従い、図４の注射器の注射器プランジャーと、図１の流体注入器システムの電動式注入器のピストン要素を接続させる順序の一部を図示した断面図である。 図４４Ｆは、第一の実施形態に従い、図４の注射器の注射器プランジャーと、図１の流体注入器システムの電動式注入器のピストン要素を接続させる順序の一部を図示した断面図である。 図４４Ｇは、第一の実施形態に従い、図４の注射器の注射器プランジャーと、図１の流体注入器システムの電動式注入器のピストン要素を接続させる順序の一部を図示した断面図である。 図４４Ｈは、第一の実施形態に従い、図４の注射器の注射器プランジャーと、図１の流体注入器システムの電動式注入器のピストン要素を接続させる順序の一部を図示した断面図である。 図４４Ｉは、第一の実施形態に従い、図４の注射器の注射器プランジャーと、図１の流体注入器システムの電動式注入器のピストン要素を接続させる順序の一部を図示した断面図である。
図４５Ａは、第二の実施形態に従い、図４の注射器の注射器プランジャーと、図１の流体注入器システムの電動式注入器のピストン要素を接続させる順序の一部を図示した断面図である。 図４５Ｂは、第二の実施形態に従い、図４の注射器の注射器プランジャーと、図１の流体注入器システムの電動式注入器のピストン要素を接続させる順序の一部を図示した断面図である。 図４５Ｃは、第二の実施形態に従い、図４の注射器の注射器プランジャーと、図１の流体注入器システムの電動式注入器のピストン要素を接続させる順序の一部を図示した断面図である。 図４５Ｄは、第二の実施形態に従い、図４の注射器の注射器プランジャーと、図１の流体注入器システムの電動式注入器のピストン要素を接続させる順序の一部を図示した断面図である。 図４５Ｅは、第二の実施形態に従い、図４の注射器の注射器プランジャーと、図１の流体注入器システムの電動式注入器のピストン要素を接続させる順序の一部を図示した断面図である。 図４５Ｆは、第二の実施形態に従い、図４の注射器の注射器プランジャーと、図１の流体注入器システムの電動式注入器のピストン要素を接続させる順序の一部を図示した断面図である。 図４５Ｇは、第二の実施形態に従い、図４の注射器の注射器プランジャーと、図１の流体注入器システムの電動式注入器のピストン要素を接続させる順序の一部を図示した断面図である。 図４５Ｈは、第二の実施形態に従い、図４の注射器の注射器プランジャーと、図１の流体注入器システムの電動式注入器のピストン要素を接続させる順序の一部を図示した断面図である。
図４６Ａは、第三の実施形態に従い、図４の注射器の注射器プランジャーと、図１の流体注入器システムの電動式注入器のピストン要素を接続させる順序の一部を図示した断面図である。 図４６Ｂは、第三の実施形態に従い、図４の注射器の注射器プランジャーと、図１の流体注入器システムの電動式注入器のピストン要素を接続させる順序の一部を図示した断面図である。 図４６Ｃは、第三の実施形態に従い、図４の注射器の注射器プランジャーと、図１の流体注入器システムの電動式注入器のピストン要素を接続させる順序の一部を図示した断面図である。 図４６Ｄは、第三の実施形態に従い、図４の注射器の注射器プランジャーと、図１の流体注入器システムの電動式注入器のピストン要素を接続させる順序の一部を図示した断面図である。 図４６Ｅは、第三の実施形態に従い、図４の注射器の注射器プランジャーと、図１の流体注入器システムの電動式注入器のピストン要素を接続させる順序の一部を図示した断面図である。 図４６Ｆは、第三の実施形態に従い、図４の注射器の注射器プランジャーと、図１の流体注入器システムの電動式注入器のピストン要素を接続させる順序の一部を図示した断面図である。 図４６Ｇは、第三の実施形態に従い、図４の注射器の注射器プランジャーと、図１の流体注入器システムの電動式注入器のピストン要素を接続させる順序の一部を図示した断面図である。 図４６Ｈは、第三の実施形態に従い、図４の注射器の注射器プランジャーと、図１の流体注入器システムの電動式注入器のピストン要素を接続させる順序の一部を図示した断面図である。 図４６Ｉは、第三の実施形態に従い、図４の注射器の注射器プランジャーと、図１の流体注入器システムの電動式注入器のピストン要素を接続させる順序の一部を図示した断面図である。
図４７Ａは、第四の実施形態に従い、図４の注射器の注射器プランジャーと、図１の流体注入器システムの電動式注入器のピストン要素を接続させる順序の一部を図示した断面図である。 図４７Ｂは、第四の実施形態に従い、図４の注射器の注射器プランジャーと、図１の流体注入器システムの電動式注入器のピストン要素を接続させる順序の一部を図示した断面図である。 図４７Ｃは、第四の実施形態に従い、図４の注射器の注射器プランジャーと、図１の流体注入器システムの電動式注入器のピストン要素を接続させる順序の一部を図示した断面図である。 図４７Ｄは、第四の実施形態に従い、図４の注射器の注射器プランジャーと、図１の流体注入器システムの電動式注入器のピストン要素を接続させる順序の一部を図示した断面図である。 図４７Ｅは、第四の実施形態に従い、図４の注射器の注射器プランジャーと、図１の流体注入器システムの電動式注入器のピストン要素を接続させる順序の一部を図示した断面図である。 図４７Ｆは、第四の実施形態に従い、図４の注射器の注射器プランジャーと、図１の流体注入器システムの電動式注入器のピストン要素を接続させる順序の一部を図示した断面図である。 図４７Ｇは、第四の実施形態に従い、図４の注射器の注射器プランジャーと、図１の流体注入器システムの電動式注入器のピストン要素を接続させる順序の一部を図示した断面図である。 図４７Ｈは、第四の実施形態に従い、図４の注射器の注射器プランジャーと、図１の流体注入器システムの電動式注入器のピストン要素を接続させる順序の一部を図示した断面図である。 図４７Ｉは、第四の実施形態に従い、図４の注射器の注射器プランジャーと、図１の流体注入器システムの電動式注入器のピストン要素を接続させる順序の一部を図示した断面図である。
図４８Ａは、第五の実施形態に従い、図４の注射器の注射器プランジャーと、図１の流体注入器システムの電動式注入器のピストン要素を接続させる順序の一部を図示した断面図である。 図４８Ｂは、第五の実施形態に従い、図４の注射器の注射器プランジャーと、図１の流体注入器システムの電動式注入器のピストン要素を接続させる順序の一部を図示した断面図である。 図４８Ｃは、第五の実施形態に従い、図４の注射器の注射器プランジャーと、図１の流体注入器システムの電動式注入器のピストン要素を接続させる順序の一部を図示した断面図である。 図４８Ｄは、第五の実施形態に従い、図４の注射器の注射器プランジャーと、図１の流体注入器システムの電動式注入器のピストン要素を接続させる順序の一部を図示した断面図である。
図４９は、図１の流体注入器システムの別の実施形態の上面図である。
図５０は、図４９の線５０−５０に沿って得られた図４９の流体注入器システムの断面図である。
図５１は、図５０の詳細５１の詳細断面図である。
図５２は、図４９の流体注入器システムで使用するのに適した注射器と流体制御弁の分解斜視図である。
図５３は、図５２の線５３−５３に沿って得られた図５２の注射器の断面図である。
図５４は、図５３の詳細５４の詳細断面図である。
図５５は、図５２に示す注射器と流体制御弁の組立斜視図である。
図５６は、図５５の線５６−５６に沿って得られた図５５に示す注射器と流体制御弁の断面図である。
図５７Ａは、概ね水平方向から概ね垂直方向への流体注入器システムの動きの一部を図示した、図４９の流体注入器システムの正面図である。 図５７Ｂは、概ね水平方向から概ね垂直方向への流体注入器システムの動きの一部を図示した、図４９の流体注入器システムの正面図である。 図５７Ｃは、概ね水平方向から概ね垂直方向への流体注入器システムの動きの一部を図示した、図４９の流体注入器システムの正面図である。
図５８Ａは、図５７Ａに示されるものと同一の動作の順序だが流体注入器システムの裏側からの順序を図示する、図４９の流体注入器システムの後面図である。 図５８Ｂは、図５７Ｂに示されるものと同一の動作の順序だが流体注入器システムの裏側からの順序を図示する、図４９の流体注入器システムの後面図である。 図５８Ｃは、図５７Ｃに示されるものと同一の動作の順序だが流体注入器システムの裏側からの順序を図示する、図４９の流体注入器システムの後面図である。
図５９Ａは、図５７Ａに示す動作の順序だが流体注入器システムの正面からの順序を図示した、図４９の流体注入器システムの正面図である。 図５９Ｂは、図５７Ｂに示す動作の順序だが流体注入器システムの正面からの順序を図示した、図４９の流体注入器システムの正面図である。 図５９Ｃは、図５７Ｃに示す動作の順序だが流体注入器システムの正面からの順序を図示した、図４９の流体注入器システムの正面図である。
図６０は、図１の流体注入器システムの別の実施形態の斜視図である。
図６１は、図６０の流体注入器システムの前方部の正面斜視図である。
図６２は、図６０の流体注入器システムの前方部の上面斜視図である。
図６３は、図１の流体注入器システムの別の実施形態の斜視図である。
図６４は、図６３の流体注入器システムの正面斜視図である。
図６５は、図６２の流体注入器システムの前方部の上面斜視図である。
図６６は、流体注入器システムの様々な実施形態の応用を図示するために留置カテーテルと共に示された血管の概略図である。
＜発明の詳細な説明＞
以下の説明の目的では、空間方向の用語が使用される場合は、付随の図面でそれが方向付けられる、または下記の詳細な説明で別途説明されるように、参照の実施形態に関連するものとする。しかしながら、以下で説明される実施形態には、当然のことながら多数の代替的な変形や構成がある可能性がある。また、これも当然のことながら、付随の図面で図示され本明細書で説明される特定の部品、装置および特徴は単に代表的なものであり、限定的とは解釈されないものとする。
最初に図１−１４を参照して、多流体医療用注入／注入器システム10の実施形態を示す。多流体医療用注入／注入器システム10（以後「流体注入器システム10」という）は、本明細書で個別に説明する複数の部品を含む。一般に、流体注入器システム10は、電動式注入器の管理装置または装置20、および患者カテーテルを通して患者に一つ以上の流体を圧力下で静脈注入するために注入器20に関連付けられることが意図された流体送達セット1000を含む。注入器20および流体送達セット1000の様々な装置、部品および特徴もまた、同様に本明細書で詳述される。流体注入器システム10において、圧力ジャケットサポート組立品または要素100は注入器20の遠位端に支持され、流体制御モジュール200は圧力ジャケットサポート組立品または要素100の遠位端に支持され、空気検出器モジュール300は流体制御モジュール200の遠位に配置されそこで支持される。流体送達セット1000は、それとともに物理的に整合するように、さらに圧力ジャケットサポート組立品または要素100、流体制御モジュール200、および空気検出器モジュール300に物理的に整合するように、注入器20と関連付けられることが意図される。流体送達セット1000の詳細は本明細書で提供されるが、流体送達セット1000は一般に、多用途流体送達セット1100および使い捨て流体送達セット1500を含む。
注入器20は、望ましくは少なくとも二重注射器式の注入器であり、ここで二つの流体送達注射器は並列構造であり、注入器20に関連するそれぞれのピストン要素によって別々に作動する。この目的における適切な注入器は、ペンシルバニア州ピッツバーグのMedrad, Incが製造するStellant・注入器である。Stellant・注入器の詳細は、米国特許番号7,018,363（Cowan他）および米国特許出願公開番号2004/0064041（Lazzaro他）および2005/0113754（Cowan）に記述されており、各々を参照により本明細書に組み込む。
一般に、注入器20は対向側面24、遠位端26および近位端28を含む注入器筐体22を含む。注入器筐体22は、図４４−４８に関連して本開示で後ほど説明される、注入器20に関連した相互可動式のピストン要素60の個別の制御操作に使用される電子メモリおよび電子制御装置（以下「電子制御装置」という）などの制御部品を駆動するのに必要な、様々な機械駆動部品、電気および電動部品を内含する。かかるピストン要素60は、モーター、音声コイルアクチュエータ、ラックアンドピニオン式歯車駆動、線形モーター、および同類のものによって駆動されるボールねじシャフトなどの電子機械駆動部品によって相互に操作可能な場合がある。
注入器20は、望ましくは電動式医療用注射器の分野でよく知られているグラフィカル・ユーザー・インターフェース（GUI）表示ウィンドウという形での、一つ以上の表示ウィンドウ32を含む。電動式医療用注射器の分野でよく知られている表示ウィンドウ32は、非限定的な例として、現在の流量、流圧、および流体送達セット1000に接続された流体源の残留量など流体注入器システム10が関与する流体注入手順に関する情報を表示する場合がある。さらに、表示ウィンドウ32は注入器筐体22上に表示されているものの、かかる表示ウィンドウ32はまた、注入器20に有線または無線で接続される注入器筐体22からの遠隔表示である場合もあることが理解される。さらに注入器20は、注入器20の付き添い操作者による触覚性操作のために一つ以上の（例：複数の）制御ボタン34を含む場合がある。これらの制御ボタンは、電子制御装置に直接入力を提供するために、注入器20に関連する電子制御装置に配線される場合がある。かかる制御ボタン34はまた、グラフィカル・ユーザー・インターフェース表示ウィンドウ32のグラフィックの一部である場合もあり、これは電動式医療用注射器の分野の当業者にはすぐに明らかとなる。いずれの配置においても、制御ボタン34は、（1）確認／開始、（2）充填／パージ、（3）前進、（4）取り外し、および（5）停止を含むがこれらに限定されない特定の個別の制御機能を注入器20の付き添い操作者に提供する。注入器20はまた、一般に注入器20および流体注入器システム10の支持のために使用される支柱92（本明細書で考察する図３８−３９を参照）を含む支え台90を含む。
注入器筐体22の遠位端26は、圧力ジャケットサポート組立品／要素100（以後「圧力ジャケットサポート100」という）と整合するための注入器筐体22の開いた遠位端を画定する。圧力ジャケットサポート100は、本明細書に説明するように、流体送達セット1000の多用途流体送達セット1100に関連する注射器1120の放射状拡張を限定するのに使用される注射器圧力ジャケット136を支持するための、複合部品支持構造である場合もある。図１から明らかなように、圧力ジャケットサポート100は、多用途流体送達セット1100に関連してそれぞれの注射器1120を支持している並列構造の一組の注射器圧力ジャケット136を支持するよう構成されている。電動式医療用注射器の分野でよく知られているように、注射器圧力ジャケットの使用は、圧力下では注射器プランジャーの密閉部分の周りでの加圧流体の破裂または漏洩につながる場合がある注射器の放射状拡張を限定する。圧力ジャケットサポート100の別の機能は、注入器20に関連したピストン要素60がそれぞれの注射器1120の注射器プランジャーを動かす際に、注入器20に対して注射器1120の前方運動を限定し実質的に妨げることであり、注入器20と併用される注射器1120の詳細、および注射器1120における注射器プランジャーとピストン要素60の整合を本明細書で詳述している。
圧力ジャケットサポート100は一般に、中央ビーム124によって接合された二つの対向サポート板102、112、を含む。中央ビーム124を介したサポート板102と112間の接続は、一般に中央ビーム124がI字型ビームのウェブ部分を形成する、全体的にI字型のビーム構造または形状を圧力ジャケットサポート100に提供する。この構造では、それぞれの隣接空間104は、それぞれの圧力ジャケット136が配置され操作可能である中央ビーム124の反対側に画定される。後面または近位板102は、注入器筐体22の開いた遠位端26に挿入されるよう適合された輪郭形状106を持つ場合がある。かかる輪郭形状106は、注入器20の開いた遠位端26と整合するための段状の突起108を含む場合がある。さらに、それぞれの正面開口部110が後面板102で画定されて、ピストン要素60がそれぞれの圧力ジャケット136に装填される注射器1120の注射器プランジャーと整合できるように、注入器20と関連するピストン要素60の通過を可能にする。
正面板または遠位板112は、正面側または遠位側114および後面側または近位側116を含む。それぞれの凹部118は、圧力ジャケット136を向くように後面側116で画定され、注射器1120は本明細書で説明するようにその中に装填される。凹部118は、それぞれの注射器1120の遠位先端を収容するために中央頂部曲線または領域120を含み、横方向の合わせ接触面121は各注射器1120の遠位端と接触・整合するように中央頂部曲線120のいずれかの側に存在する。スロット122は、前面板112で垂直に画定され、それぞれの凹部118から横方向にオフセットされて、注射器1120から拡張する排出口を収容するが、圧力ジャケットサポート100の圧力ジャケット136と併用するよう適合された注射器1120の具体的な特徴を本明細書で説明する。前面板112の正面側114は、本明細書に説明するように流体制御モジュール200に対するサポート／取付位置を提供する。
中央ビーム124は一般に、それぞれの圧力ジャケット作動空間104を画定する横断面に逆T字を画定する。後面板102、前面板112、および中央ビーム124は付随の図面に図示され、個別要素として前述で説明したが、これらの個別の部品または要素は統合された単一の部品として形成される場合もある。しかしながら、後面板102、前面板112、および中央ビーム124は、従来型の機械締め具の使用または溶接などの永久接合法での接合を通して、一般的には機械的に接続される。後面板102、前面板112、および中央ビーム124は、医学環境での使用に適した等級のステンレススチールなどの金属から形成することが望ましいが、これらの部品は別の方法として、圧力ジャケット136の注射器1120の操作と関連する操作圧力に耐える十分な構造強度を提供する任意の材料から製作される場合がある。例として、1,200 p.s.iで2.0 in2の断面積において、150 ml注射器の前方運動を制限するには、2,400ポンドの力が通常必要となる。取付フランジ134は、それぞれの圧力ジャケット136を後面板102に取り付けるために後面板102の正面側に提供される。
本実施形態において、二重注射器式の注入器20について二重圧力ジャケット136が提供されている。各圧力ジャケット136は、圧力ジャケットサポート100で画定される圧力ジャケット作動空間104において操作される。各圧力ジャケット136は一般に、近位端138および遠位端140を持つ。図示された実施形態において、各圧力ジャケット136は、近位円筒フランジ部分142および遠位円筒本体部分152から成る複合二部構造である。フランジ部分142および本体部分152は別々の部品として図示されているが、これらの部品は別の方法として単一部品として一体的に形成される場合がある。図示された実施形態において、フランジ部分142は、望ましくは医学環境に適した等級から選択されるアルミニウムまたはステンレススチールなどの金属から形成され、本体部分152は望ましくは圧力ジャケット136に装填される注射器1120の放射状拡張を抑えるのに適した、ポリカーボネートおよび同様の比較的硬いプラスチック材料などの透明プラスチック材料から形成される。フランジ部分142は、遠位縁部または端部144および近位縁部または端部146を持つ。同様に、本体部分152は遠位縁部または端部154および近位縁部または端部156を持つ。重複する接合部170は、フランジ部分142と本体部分152の接合位置で形成され、重複する接合部170は適切な医療グレードの接着剤、溶剤結合、超音波溶接、摩擦適合による噛合、螺合など医学分野で慣習的な接合方法によって固定される場合がある。特に、重複する接合部170は、フランジ部分142の遠位縁部144と本体部分152の近位縁部156が重複する領域の間で形成される。各圧力ジャケット136のフランジ部分142はさらに、後面板102の正面側の呼応する取付フランジ134および中央ビーム124上の回動位置との回動連結を形成するための、二つの外部かつ外方向に延長する取付ハブ148を含む。図示のように、各圧力ジャケット136は、後面板102上の取付フランジ134の一つおよび圧力ジャケットサポート100の中央ビーム124上の回動位置にハブ148を取り付けることによって、回動可能な形で支持される。かかる回動連結は、適切な機械締め具の使用によって行われる場合がある。各圧力ジャケット136のフランジ部分142上の取付ハブ148は、圧力ジャケット136を縦方向に二分する平面Bの上方でオフセットされているため、各圧力ジャケット136の旋回軸Pは図８に示す二分された平面Bの上方に位置することに留意されたい。取付フランジ134はかかる二分される水平面Bの上方で同様にオフセットされる。図１１に示すように、それぞれの圧力ジャケット136がそれぞれの圧力ジャケット作動空間104内で概ね水平方向に配置される時、これらの図に示す水平面Hは圧力ジャケット136を通過する二分された縦平面Bと同一の外延を持つ。前述のオフセット配置の目的と機能を本明細書で 説明している。しかしながら、簡潔に言うと、各圧力ジャケット136はその作動空間104で上方回動し、その中に注射器1120を装填できるように適合されている。圧力ジャケット136のこの上方回動を可能にするために、後面板102のそれぞれの正面開口部110については、各圧力ジャケット136のフランジ部分142上の近位縁部または後面縁部146がそれぞれの正面開口部110に少なくとも部分的に回動するような位置付けと寸法取りが行われる。さらに具体的には、正面開口部110は、圧力ジャケット136がその中に注射器1120を装填できるように上方回動するとき、各圧力ジャケット136のフランジ部分142上の近位縁部または後面縁部146に隙間ができるのに十分な寸法である。
各圧力ジャケット136のさらなる特徴は、各圧力ジャケット136の本体部分152の遠位縁部154で画定されるキー溝158の供給を含む。キー溝158は、遠位縁部154での本体部分152の内面160で画定される。二つのスロットまたはキー溝158は、各圧力ジャケット136の本体部分152の内面160で画定され、互いに、実質的または概ね平行して延長する場合がある。しかしながら、付随の図は一つのキー溝158のみを図示する。前述から理解されるように、各圧力ジャケット136のフランジ部分142と本体部分152はまとめて、一般に流体送達セット1000の多用途流体送達セット1100に関連する注射器1120を受け入れるための圧力ジャケット136の受入側の穴またはバレル162を画定する。
前述で明記したように、流体送達セット1000は一般に、多用途流体送達セット1100および使い捨て流体送達セット1500を含む。多用途流体送達セット1100と使い捨て流体送達セット1500は両方ともに使い捨てアイテムであることが意図されるが、多用途流体送達セット1100（以後「多用途セット1100」という）は一定の回数および／または一定数の患者に再使用される場合もあり、その一方、使い捨て流体送達セット1500（以後「単回使用セット1500」という）は米国特許番号5,840,026（Uber、III）、5,843,037（Uber、III）および5,806,519（Evan、III他）で概説される概念に従い使い捨てまたは患者ごとに使用するセットであることが意図され、その全体を参照により本明細書に組み込む。さらに前述で明記するように、注射器1120は一つの部品または多用途セット1100の一部であり、その追加部品またはそのパーツを本明細書で説明している。流体注入器システム10の設定状態または使用準備が完了した状態において、二つの多用途セット1100と一つの単回使用セット1500が通常設置され、多用途セット1100は、呼応する圧力ジャケット136の受入側の穴またはバレル162に装填される注射器1120を含む。下記の考察では、流体注入器システム10の使用に適合された多用途セット1100の一つを説明する。
各多用途セット1100における注射器1120は、正面端または遠位端1124および後面端または近位端1126を持つ、細長い円筒注射器本体1122を含む。注射器プランジャー1300は注射器本体1122内に配置され、注入器20に関連した相互に操作可能なピストン要素60と整合するための注射器プランジャー1300の様々な実施形態が本開示において本明細書で説明されている。注射器本体1122の遠位端1124は一般に円錐形であり、さらに本明細書で説明するように前面板112の後面側または近位側116で画定される凹部118内に形成される中央頂部曲線120と整合するように適合された頂部または円錐の頂点1128に向けて先細りになっている。注射器の頂部または円錐の頂点1128は、注射器本体1122の中央縦軸Lに沿って存在する。一つの非限定的な実施形態において、注射器本体1122の先細りの遠位端1124は、約22度の角度で先細りになっている。さらに、注射器本体1122は、注射器本体の中央縦軸Lからオフセットされている排出口または管1130を含む。排出口または管1130は、排出口1130によって画定される排出ポート1134が注射器本体1122の側壁1132にすぐ隣接して、また注射器本体1122の円錐形の遠位端1124によって画定される円錐の基部に位置付けられるように、注射器本体1122の側壁1132から遠位方向に延長するように形成される。排出口1130は、本明細書に記載するように、多用途セット1100の追加の下流部品と接合するための従来のルアーフィット・タイプの連結で形成される場合がある。
注射器本体1122の近位端1126は、望ましくは拡張部分1138で形成される。一般に注射器本体1122の円筒「作業」部分1140は、注射器本体1122の遠位端と近位端1124、1126に接続され、注射器本体1122の拡張部分または格納部分1138の前方または遠位で実質的に画定される。注射器本体1122の円筒部分1140は比較的均一な外径を持つ。延長部分1138は、注射器プランジャー1300の格納部分または領域として一般に提供される。延長部分1138は、好ましくは注射器本体1122の近位端1126に形成されるが、注射器本体1122に沿って異なる位置で随意に形成される場合がある。一般に延長部分1138は、注射器本体1122の本体円筒部分1140の側壁1132の壁厚 t からより狭い壁厚trに狭小する、注射器本体1122の側壁1132によって形成される。そのため、拡張部分1138の内径は注射器本体1122の本体円筒部分1140の内径よりも大きく、拡張部分1138において結果生じたより狭い壁厚trによって、拡張部分1138は格納期間中、注射器プランジャー1300によって与えられる放射状の力によって外方向に拡張されうる。そのため拡張部分1138は、長い格納期間後であっても注射器本体1122のプラスチッククリープを収容する。長い格納期間後であっても、事前に配置された注射器プランジャー1300を持つ注射器1120は、格納／拡張部分1138から注射器本体1122の円筒部分1140に迅速かつ簡単に移動するように作動され得る。通常、本明細書で説明する方法で注射器1120がその受入側の圧力ジャケット136に挿入されると、呼応するピストン要素60を前方方向または遠位方向に移動させて注射器1120の注射器本体1122の格納／拡張部分1138内に格納される注射器プランジャー1300と噛合するように、注入器20は作動される。その後、ピストン要素60は、噛合した注射器プランジャー1300を注射器1120の注射器本体1122の本体円筒部分1140に移動させる場合がある。
注射器本体1122の近位端1126は外方向に延長する唇縁1142で形成され、注射器本体1122の格納／拡張部分1138に強度と剛性を提供する。近位唇縁または後面唇縁1142は、注入気20と関連する噛合接触センサーおよび類似の部品または装置など、その他の機能を実施する場合があり、これは例えば、注射器1120が呼応する圧力ジャケット136内に存在するかどうかを決定するために使用される場合がある。しかしながら、注射器1120が圧力ジャケット136の受入側のバレルまたは穴162にスムーズに挿入されるように、近位唇縁または後面唇縁1142が注射器本体1122の本体円筒部分1140の外径と凡そ同一の外径を持つことが好ましい。
さらに、注射器本体1122はさらに、注射器本体1122の本体または作業部分1140上に、かつ注射器本体1122の円錐形の遠位端1124にすぐ隣接して形成される一つ以上のキーまたはタブ要素1144を含む。キーまたはタブ要素1144は、注射器1120がその受入側の圧力ジャケット136に挿入される時に、各圧力ジャケット136の本体部分152の内面160で画定されるキー溝158と整合するよう適合される。一般に、図４−９の幾つかの図で示すように、平行するキーまたはタブ要素1144は、排出口または管1130の凡そ反対側（180度）に方向付けられる。注射器本体1122は、ポリカーボネート、ポリプロピレンなど医学分野で注射器バレルの形成に使用される従来の物質で形成される場合がある。
圧力ジャケットサポート100および注射器1120に対する前述の説明に留意した上で、特に図１１−１４に参照しつつ、注射器1120の受入側の圧力ジャケット136への代表的な装填および取り外しについてこれから説明する。初めに、受入側の圧力ジャケット136は、取付ハブ148に関連する回動連結周辺でその圧力ジャケット作動空間104において上方回動される。圧力ジャケット136のバレルまたは穴162にしっかりとしたアクセスを提供できるよう、圧力ジャケット136の本体部分152の遠位縁部または端部154が前面板112上部の上方に回動されるまで、回動は継続される。この位置において、注射器本体1122の中央縦軸Lと同軸である圧力ジャケット136の中央縦軸は、図１１Ａ−１１Ｅに示すように注入器筐体22を概ね二分する水平面Hとの鋭角を確定する。これで受入側の圧力ジャケット136のバレル162にアクセスできるようになり、注射器本体1122上のキーまたはタブ要素1144が、受入側の圧力ジャケット136の本体部分152の内面160で画定されるキー溝158と一直線になるように、付き添い操作者は一般に注射器1120の注射器本体1122を方向付ける。このような方法で注射器本体1122を方向付けることで、注射器本体1122から垂直的に遠位方向に延長する排出口1130は、圧力ジャケットサポート100の前面板112で画定される呼応するオフセットスロット122に対して自動的に垂直に方向付けられる。次に、注射器1120は圧力ジャケット136のバレル162に挿入され、圧力ジャケット136の本体部分152の内面160で画定されるキー溝158へのキー要素1144の噛合は、圧力ジャケット136への注射器本体1122の挿入を限定する。次に、圧力ジャケット136は取付ハブ148に関連する回動連結周辺のその圧力ジャケット作動空間104において下方回動され、これによって、図１１Ａ−１１Ｅに示すように鋭角度が低下する。注射器本体1122から遠位方向に延長する排出口1130が、圧力ジャケットサポート100の前面板112で画定される呼応するオフセットスロット122に収まるまで、回動は継続される。この位置において、注射器1120を支持する圧力ジャケット136は概ね水平であり、注射器1120は使用準備の整った装填済み位置に配置される。これで、圧力ジャケット136の中央縦軸Lと注射器本体1122は水平面Hと整列する。
特に図１２から理解されるように、圧力ジャケット136が前述に記載したように圧力ジャケットの作動空間104から上方／下方回動されるにつれて、注射器本体1122の遠位端1124での頂部または円錐の頂点1128は、円弧パス線Aで図示するように弓形または円弧型の動きを確定する。前述のように、注射器本体1122の遠位端1124での頂部または円錐の頂点1128は、前面板112の後面側または近位側116で画定される呼応する受入側の凹部118で形成された中央頂部曲線120と整合するように適合される。注射器本体1122の円錐遠位端1124と、受入側凹部118によって画定される横方向の接合表面121間でのこの噛合と接合噛合は、圧力がかかった時に注射器本体1122を軸上で動かないように抑える。特に、注射器本体1122の遠位端1124における中央頂部1128 は、この曲線の凡そ中間点Mで中央頂部曲線120内に収まり、その一方で、横方向の接合表面121は注射器本体1122の円錐遠位端1124に接触してこれを支持する。中央頂部1128と受入側の中央頂部曲線120の間、および円錐遠位端1124と横方向の接合表面121の間での前述の接合機能は、注射器プランジャー1300の作用によって注射器本体1122に圧力がかかった時に、注射器本体1122が前面板112に対して中心にとどまり続けることを保証する。前述の接合機能は、使用準備完了した状態または状況で圧力ジャケット136に装填された時に、注射器1120に対して自己求心作用を提供する。この自己求心作用がないと、注射器本体1122が加圧されて上方向への力が注射器本体1122にかけられた時に、呼応するトルク力が圧力ジャケット136にかけられて圧力ジャケット136が取付ハブ148周辺で上方回動する可能性が存在し、注射器1120が圧力ジャケット136から外れる可能性が生じる。
前述で明記したように、各多用途セット1100は、前述のように一つの部品としての注射器1120を含む。多用途セット1100はさらに、流体の流量制御装置、つまり本明細書でさらに説明する流体制御モジュール200と整合するよう適合された流体制御弁1150を含む。さらに図１５−１６を参照するが、流体制御弁1150の一つの実施形態は三方活栓弁1160である。活栓弁1160は、三つのポート1162、1164、および1166を画定する弁本体1161と、作動ハンドル1170によって作動されるプラグ1168を含む。第一のポート1162は、注射器1120の注射器本体1122上の排出管1130に流体結合され、この流体結合は、注射器本体1122上の第一のポート1162および排出管1130に、例えば医療グレードの接着剤、溶剤結合、超音波溶接、および医学分野で知られる同様の接合方法によって結合される中間の導管要素1172によって提供される永久連結である場合がある。別の方法として、例えば第一のポート1162と排出管1130の間の直接連結によって、または図示される中間の導管要素1172に似ているが適切なコネクタポートを持つ中間の導管要素を介して、注射器本体1122の第一のポート1162と排出管1130の間に連結の断路が提供される場合がある。第二のポート1164は、前述で規定された任意の接合方法によって第二のポート1164に永久接合された連結管1174を介して従来型の端部コネクタスパイク1175を持つ連結管ライン1174に流体結合される。別の方法として、断路配置は、希望する場合は連結管1174と第二のポート1164の間に作られる場合がある。第三のポート1166は、前述で説明した従来の接合方法によって望ましくは第三のポート1166に永久的に固定された流体コネクタ1176を備えて提供されるが、希望する場合は断路配置が提供される場合もある。本開示に従うと、注射器1120の操作中に生まれる圧力により、注射器1120の注射器本体1122上の第三のポート1166と流体コネクタ1176の間、および第一のポート1162と排出管1130の間の永久的で強固な流体結合が一般に好ましい。流体コネクタ1176用の様々な適切な医学コネクタおよびその詳細は、米国特許出願公開番号2008/0086087（Spohn 他）および／または米国特許出願公開番号2005/0234428（Spohn 他）に記述されており、その両方を参照により本明細書に組み込む。
前述のように、二つの多用途セット1100は、圧力ジャケットサポート100によって注入器20に支持される二つの圧力ジャケット136とそれぞれ整合するよう提供されている。前述で考察したように、流体送達セット1000は、それぞれの多用途セット1100に整合して流体結合する使い捨てセット1500を含み、多用途セット1100から患者への流路を提供する。使い捨てセット1500は幾つかの部品を含み、一般に、第一の入力ライン1502および第二の入力ライン1504はそれぞれ、流体コネクタ1506、下流のＹ字型コネクタ1508、重力流防止ダイヤフラム弁1509、圧力隔離弁1510、作動ハンドル1513を持つ活栓弁1512、およびカテーテルコネクタ管1514で終わっている。多用途セット1100に提供される流体コネクタ1176と整合するための接合機能を持つ流体コネクタ1506に対する適切な医学コネクタもまた、米国特許出願公開番号2008/0086087および2005/0234428（ともにSpohn他）に記載されている。圧力隔離弁1510の詳細と操作は、米国特許出願公開番号2008/0058720 および2008/0154214（ともにSpohn他）に記載されており、各々を参照により本明細書に組み込む。重力流状況を防止する目的で使い捨てセット1500に組み込むための望ましい追加機能は国際出願場号PCT/US2008/076378（WO/2009/036413）に記載されており、この目的で参照により本明細書に組み込む。さらに、使い捨てセット1500の追加態様は、米国特許出願公開番号2007/0161970 および2005/0234407（ともにSpohn他）に記載されており、各々を参照により本明細書に組み込む。下流活栓1512は、患者隔離、排液廃棄、空気吸引、または可能性としては薬物注入機能を含む多数の機能を持つ場合がある。
さらに図１７−２０を参照するが、流体制御モジュール200は一般に、一組の制御弁アクチュエータ220を内包する筐体202を含む。固定部分または領域は、各多用途セット1100に提供される流体制御弁1150と整合するための流体制御モジュール200と関連している。一般に、流体制御モジュール筺体202は、それぞれの制御弁アクチュエータ220が配置されているアクチュエータ容器204、およびアクチュエータ容器204を囲むための上部カバーまたは板206を含む。上部カバーまたは板206は、各多用途セット1100に提供される流体制御弁1150と整合するためのトライアドにおいて配された二つの別々の一連の接着点または要素208を画定する。接着点または要素208は、流体制御モジュール200に対する各多用途セット1100に提供される流体制御弁1150を固定するためのカバー板206と一体化して形成される。一つの実施形態において、医学分野でよく知られているように、それぞれの活栓弁1160とのスナップ式／摩擦適合による噛合のために、特に各活栓弁1160上のポート1162、1164、1166とのスナップ式適合による噛合を介して接着点または要素208が形成される。
さらに、圧力ジャケットサポート100の前面板112は、アクチュエータ筺体204と上部カバーまたは板206の接着位置または取付位置を提供するために、前面板112の正面側または遠位側114から前方に延長する遠位サポートフランジ210を含む。それぞれの制御弁アクチュエータ220もまた、遠位サポートフランジ210の下の遠位サポートフランジ210に取り付けられる。前述で明記されるように、流体制御モジュール200は、二つの多用途セット1100に関連したそれぞれの流体制御弁1150と整合するために、二つの制御弁アクチュエータ220をアクチュエータ筺体204内に内含することが意図されている。かかる多用途セット1100それぞれの注射器1120は、前述で説明したように圧力ジャケットサポート100によって支持される圧力ジャケット136と整合する。カバー板206は、それぞれの制御弁アクチュエータ220が多用途セット1100のそれぞれの流体制御弁1150と整合できるように、二つの上部開口部またはアパーチャ212を画定する。遠位サポートフランジ210は圧力ジャケットサポート100の前面板112と一体に形成されてもよく、それゆえ、前述のように医学用途に適した等級のアルミニウムまたはステンレススチールで形成されるのが望ましい。アクチュエータ筺体204とカバー板206は適切な医療用グレードのプラスチック材料で形成され、機械締め具214により遠位サポートフランジ210に取り付けられる。各制御弁アクチュエータ220は、流体制御弁1150と整合するためのアクチュエータ筺体204を内含するカバー板206のそれぞれの開口部212に配置されているアクチュエータ要素222を含む。
前述のように、圧力ジャケット136の本体部分152の内面160で画定されるキー溝158と、注射器本体1122上のキーまたはタブ要素1144を揃えるための適切な構成で注射器本体1122を方向付けると、注射器本体1122から遠位方向に延長する排出口1130が、圧力ジャケットサポート100の前面板112で画定される呼応するオフセットスロット122に対して自動的に正しく方向付けられる。注射器1120が受入側の圧力ジャケット136のバレル162に完全に挿入され、キー溝158のキー要素1144への噛合が完了すると、次に圧力ジャケット136は下方回動することができる。注射器本体1122から延長する排出口1130が圧力ジャケットサポート100の前面板112で画定される呼応するオフセットスロット122に収容されるまで、回動は継続される。説明される実施形態においては、この回動によって、流体制御モジュール筐体202のカバー板206上の呼応する接着点または要素208と整合するように活栓弁1160が自動的に整列する。特に、注射器1120を含む圧力ジャケット136が下方回動されるにつれてポート1162、1164、および1166はカバー板206上のそれぞれのスナップ式／摩擦適合式接着要素208と整列し、圧力ジャケット136が概して水平方向に回動するにつれてそれぞれのポート1162、1164、および1166は接着要素208に連結するように位置付けられる。関連付けられた圧力ジャケット136が概して水平方向に達すると、付添の操作者はそれぞれのポート1162、1164、および1166が接着要素208とスナップ式に噛合するように活栓弁1160の弁本体1161を押すことができる。このスナップ式または摩擦適合式連結はまた、流体制御モジュール200のアクチュエータ筺体204内に配置されている制御弁アクチュエータ220の呼応するアクチュエータ要素222と機械的に整合する位置に作動ハンドル1170を位置付ける。作動ハンドル1170が活栓弁1160の活栓プラグ1168を操作するにつれて、制御弁アクチュエータ220による作動ハンドル1170の操作によって活栓プラグ1168は異なる操作状態に位置づけられる。前述のように、第一のポート1162は注射器1120の注射器本体1122上の排出管1130に流体連結され、第二のポート1164は連結管1174によって従来のコネクタスパイク1175に流体連結され、第三のポート1166には使い捨てセット1500上の嵌合流体コネクタ1506と整合するための流体コネクタ1176が提供される。活栓弁1160を流体制御モジュール200と整合させるための前述の装填順序は、圧力ジャケット136によって注入器20に関連した第二の多用途セット1100についても反復される。
活栓弁1160は従来型の三方活栓であり、ここで活栓プラグ1168は任意の二つのポート1162、1164、および1166が随時連結されるようにT字型の交差通路1178を画定する。図１６において、「下側」または右側の注射器1120に関連した活栓弁1160はこの注射器1120から第三または出口ポート1166に流体を流すことができる状態であり、その一方、「上側」または左側の注射器1120はコネクタスパイク1175に連結された流体源からこの注射器1120に流体を流すことができる状態に置かれている。通路1178が任意のポート1162、1164、1166間での流体連結を遮断するような位置に活栓プラグ1168を方向づけることで、活栓弁1160が遮断される場合もある。図１６でさらに示されるように、それぞれの多用途セット1100と使い捨てセット1500間の連結は、実質的には流体制御モジュール200地点で、またより具体的には活栓弁1160の第三のポートまたは出口ポート1166地点で嵌合流体コネクタ1176と1506間での滅菌された嵌合流体コネクタの配置によって画定される。
図２０の分解図に示すように、カバー板206は圧力ジャケットサポート100の前面板112から延長する遠位サポートフランジ210に収容されるように形成される。遠位サポートフランジ210は、カバー板206の開口部212に呼応しそれぞれのアクチュエータ要素222を回転して受け入れるそれぞれの凹部224を画定する。図示された実施形態において、アクチュエータ要素222は活栓弁1160上の活栓作動ハンドル1170を受け入れるよう適合されたソケット要素を含む。さらに、開口部226は、それぞれの制御弁アクチュエータ220がアクチュエータ要素222と機械的に整合するように凹部224で画定される。特に、制御弁アクチュエータ220は各々、活栓作動ハンドル1170の位置を操作制御し、それによって活栓弁1160の操作位置を操作制御するために、それぞれのアクチュエータ要素222と機械的に整合する出力シャフト228を含む。
一般に、各制御弁アクチュエータ220は、（1）第一のポート1162が第三または出口ポート1166に流体結合されている注入または開いた位置、（2）コネクタスパイク1175と流体容器に関連した連結管1174によって注射器1120の充填ができるように、第二のポート1164が第一のポート1162に流体結合されている充填位置、および（3）第一および第二のポート1162と1164が第三または出口ポート1166や互いから隔離されている、閉じたまたは隔離位置という、活栓弁1160の少なくとも三つの設定位置を達成するために活栓作動ハンドル1170を選択的に位置付けるよう適合される。代表的な実施形態において、制御弁アクチュエータ220は、圧力ジャケットサポート100の前面板112から延長する遠位サポートフランジ210の裏面に機械締め具230によって固定されるDCブラシモーターまたはステッピングモーターであってもよい。かかる実施形態において、制御弁アクチュエータ220を含むモーターからの出力シャフト228は、ソケット作動要素222の回転運動に対する原動力を提供し、それによって活栓作動ハンドル1170の操作運動を生じさせる。
流体制御モジュール200のさらなる機能には、全体的流体送達セット1000全体のそれぞれの多用途セット1100が流体制御モジュール200と関連している時を特定するよう適合された一組のセンサー232を含む。検出器または近接センサー232は、アクチュエータ筺体204を内含するカバー板206の一部として形成されるそれぞれの一組の環状取付部234内に収容・固定される光学センサーであってもよい。検出器センサー232は、遠位サポートフランジ210のそれぞれの一組の受入側の開口部236を通って延長する。電動式医療用流体注入器分野の当業者であれば、注入器20の操作の少なくとも一部が検出器センサー232からの入力に基づくように、検出器センサー232は注入器20に関連した相互可動式のピストン要素60の操作を個別制御するために使用される電子制御装置に電子的に結合されることを理解するであろう。検出器センサー取付部234は一般に、活栓弁1160の第一のポート1162がカバー板206上のその受入側の接着点または要素208に位置付けられる時、または望ましくは、排出管1130が圧力ジャケットサポート100の前面板112の受入側のスロット122に完全に収容されていることを示す、第一のポート1162と注射器本体1122から延長する排出管1130の間の連結要素1172が検出器センサー232の近くにある時を、それぞれの検出器センサー232が特定できるように位置付けられる。これらの部品の間に挟まれ同様に機械締め具によって固定される遠位サポートフランジ210によってカバー板206をアクチュエータ筺体204に固定するのに、機械締め具214を使用してもよい。さらに、アクチュエータ筺体204は、本明細書で説明するように、流体制御モジュール200から遠位方向に外側に空気検出器モジュール300を支持するのに使用されるサポートアームと連携する二つの正面凹部240を画定する場合がある。
空気検出器モジュール300は一般に、遠位方向に延長する二つのサポートアーム302によって流体制御モジュール筐体202に、具体的にはカバー板206に支持される。サポートアーム302は筐体または本体304を支持し、それらが次に複数の空気カラム検出器320（以後「空気検出器320」という）を支持する。具体的には、空気検出器モジュール筐体304は概して、カバー板306の上面に位置する二つの空気検出器320と正面側または遠位側308に位置する二つの空気検出器320を支持する、長方形の箱型筐体構造である。サポートアーム302は、筐体304を流体制御モジュール筐体202に支持するために筐体304の後側または遠位側310に接合される。空気検出器320は従来型の超音波または光学式の空気検出器センサーであってもよく、その各々が多用途セット1100と使い捨てセット1500に関連した医療用チューブを受け入れるための検出器凹部322を画定する。各空気検出器320には、多用途セット1100と使い捨てセット1500に関連した医療用チューブを受け入れ固定するための検出器凹部322のどちらかの側に位置する一組の接着点326を持つ取付要素324が提供される。空気検出器モジュール筐体304上の上部に取付けられたまたは上部に配置された空気検出器320が使い捨てセット1500に関連した入力ライン1502、1504と整合すること、および、空気検出器モジュール筐体304上の正面に取付けられたまたは正面に配置された空気検出器320が、多用途セット1100のそれぞれの活栓弁1160の第二のポート1164に関連したそれぞれの連結管線1174と整合することが、一般には望ましい。このような方法で、操作中に注射器1120に注入・注出される流体は、注射器1120に入る時と注射器1120から出る時に空気検出の対象となる。電動式医療用注射器分野の当業者であれば、それぞれの空気検出器320は、安全性や他の目的で注入器20に関連した相互可動式のピストン要素60の操作を個別に制御するために使用される注入器20に関連した電子制御装置とリンクしていることが理解されるであろう。サポートブリッジ328は、それぞれの空気検出器320を支持するそれぞれの取付要素324を接着するために筐体304内に支持要素または基部を提供するため、およびサポートアーム302の固定位置を提供するために筐体304内に配置されてもよく、これらは図示されるように、従来の機械締め具330を用いて、流体制御モジュール筐体202内に内含される遠位サポートフランジ210に固定されるべきサポートブリッジ328の後面開口部を通ってもよい。
次に図２１−２２を参照すると、ピストン弁1180という形での流体制御弁1150の別の実施形態を、多用途セット1100の一部として図示している。ピストン弁1180は、流体制御モジュール200に適切な修正を行った、流体注入器システム10の応用のための流体制御弁1150の別の適切な実施形態である。ピストン弁1180は一般に、三つのポート1182、1184、1186およびピストン1188を画定する弁筐体1181を含む。ピストン1188は、ピストンヘッド1190と遠位方向に延長するピストンステム1192を含む。ピストンステム1192は、弁筐体1181によって画定される内部ピストンくぼみまたは穴1200との液密連結を形成するためにO字型リング1194や同様の密封要素が収容されうるピストンステム1192に沿って、間隔を空けた位置に放射状凹部を画定する。流体を連結する二つの放射状凹部1196はまた、ピストン弁1180の操作を可能にするために間隔を空けた軸位置でピストンステム1192に画定される。ピストンヘッド1190は、本明細書で説明するように、ピストン弁1180と整合するよう適合された制御弁アクチュエータ220の修正された実施形態に従って、制御弁アクチュエータ220の修正されたアクチュエータ要素222と噛合するように形成される。
ピストン弁1180は、活栓弁1160のカバー板206への固定に類似した方法で流体制御モジュール筐体202のカバー板206に固定されるが、これから説明する特定の修正が加えられる。具体的には、本実施形態において、カバー板206上の接着要素208の一つは、活栓弁1160を第一のポート1162に固定するために使用されるスナップ式／摩擦適合式噛合と類似の配置で、第一のポート1182とのスナップ式または摩擦適合式噛合用に適合される。しかしながら、ピストン弁筐体1181は、その間に放射状の固定用フランジ1204を受け入れるよう適合された二つの対向壁を含むカバー板206上の第二の修正された接着要素216にピストン弁筐体1181をさらに固定するための放射状の固定用フランジ1204を含む。さらに、制御弁アクチュエータ220の修正されたアクチュエータ要素222は、従来の接着要素208、または望ましくは、カバー板206上の第二の修正された接着要素216と類似の方法で、ピストンヘッド1190とのスナップ式／摩擦適合式噛合用に形成されてもよい。
ピストン弁1180の第一のポート1182は注射器1120の注射器本体1122上の排出管1130に流体連結されており、この流体連結は、例えば医療グレードの接着剤、溶剤結合、超音波溶接、および医学分野で知られる同様の接合方法による固定連結でもよい。別の方法として、例えば第一のポート1182と排出管1130間の直接連結、または活栓弁1160に関して前述した中間管要素1172に類似した中間管要素により、注射器本体1122上の第一のポート1182と排出管1130の間が遮断される場合がある。第二のポート1184は、活栓弁1160に関連して前述したのと同じ方法で、連結管1174によって従来型のコネクタスパイク1175に流体連結される。この流体連結は前述のいずれかの方法による固定連結でもよいが、別の方法として、希望する場合には連結管1174と第二のポート1184の間に遮断配列を作る場合もある。第三のポート1186には、前述で説明した従来のいずれかの接合方法によって第三のポート1186に固定的に取り付けられうる流体コネクタ1206が提供される。それでもなお、希望する場合は遮断配列を用いることができる。注射器1120の作動中に生まれる圧力により、注射器1120の注射器本体1122上の第三のポート1186と流体コネクタ1206間、および第一のポート1182と排出管1130間の固定的で強固な流体連結が、本開示に従って一般に好適である。流体コネクタ1206は前述の流体コネクタ1176に類似しており、使い捨てセット1500に関連した嵌合流体コネクタ1506と整合するために流体コネクタ1176と同様の方法で適合される。流体コネクタ1176、1206および嵌合流体コネクタ1506の詳細は米国特許出願公開番号2008/0086087および／または米国特許出願公開番号2005/0234428に記述されており、その両方を上記で参照により本明細書に組み込む。
ピストン弁1180の流体を連結する放射状凹部1196によって、第一のポート1182をポート1184、1186と交互に流体結合するように配置される。図２２において、「左側」の注射器1120に関連したピストン弁1180はこの注射器1120から第三または出口ポート1186に流体を流すことのできる状態であり、「右側」の注射器1120はコネクタスパイク1175に連結された流体源からこの注射器1120に流体を流すことのできる状態に置かれている。放射状凹部1196の間で画定されるピストンステム1192の中間部分1208は、この中間部分1208が一般に第一のポート1182の中心に位置付けられる時に第一のポート1182を遮断または隔離するのに使用することができる。この位置において、第二と第三のポート1184、1186はまた互いからも隔離されている。ピストンステム1192を移動して前述の様々な流体連結を達成するピストン操作1188は、制御弁アクチュエータ220の修正されたアクチュエータ要素222をピストンヘッド1190に噛合することによって有効になる。本実施形態においては、ピストン弁1180の操作に有益な関連制御弁アクチュエータ220は、ピストンヘッド1190を介してピストンステム1192に相互線形動作を伝える能力のある線形アクチュエータが望ましいことが明らかであろう。
次に図２３−２４を参照すると、流体制御弁1150の別の実施形態は、複式または二重逆止弁1210である。複式逆止弁1210は、前述の活栓弁1160と同様に、三つのポート1212、1214、および1216を画定する弁本体1211を含む。第一のポート1212は、注射器1120の注射器本体1122上の排出管1130に流体連結されており、この流体連結は、例えば、医療グレードの接着剤、溶剤結合、超音波溶接および医学分野で知られている同様の接合方法によって第一のポート1212と排出管1130に接合される中間管要素1218によって提供される固定連結であってもよい。別の方法として、例えば第一のポート1212と排出管1130の間の直接の遮断、または図示される中間管要素1218に似ているが適切なコネクタポートを持つ遮断用の中間管要素によって、第一のポート1212と排出管1130の間が遮断される場合がある。第二のポート1214は、流体制御弁1150の前述の実施形態と類似した方法で、連結管1174によって従来型のコネクタスパイク1175に流体連結される。第三のポート1216には、ピストン弁1180に関連して前述されたコネクタ要素1206および活栓弁1160に関連して前述された流体コネクタ1176に類似するコネクタ要素1220が提供され、使い捨てセット1500に関連した嵌合流体コネクタと整合するためにコネクタ要素1206、1176と同様の方法で適合される。流体コネクタ1176、1206、1220および嵌合流体コネクタ1506の詳細は、米国特許出願公開番号2008/0086087および／または米国特許出願公開番号2005/0234428に記述されており、その両方を上記で参照により本明細書に組み込む。前述に鑑み、流体コネクタ1176、1206、1220は同一の流体コネクタだが、流体制御弁1150のそれぞれの実施形態で特定できるように異なる参照番号が与えられたことが理解されるであろう。図示される実施形態において、コネクタ要素1220は、整合用ブッシング1222によって第三または出口ポート1216と整合するためにコネクタ要素1220から近位方向に延長するコネクタ管1221を含む。ポート1212、1214、および1216は各々、活栓弁1160に関連して前述したのと概して同じ方法で、スナップ式／摩擦適合式噛合によって流体制御モジュール筐体202のカバー板206上のそれぞれの接着要素208と整合する。
第一の逆止弁1224は、複式逆止弁1210の第二のポート1214に配置される。第一の逆止弁1224は、第二のポート1214内に固定された第一の環状部分1228を持つ単一のコネクタ本体1226と、コネクタスパイク1175に連結される連結管1174が配置・固定される第二の環状部分1230を含む。第二のポート1214内へのコネクタ本体1226の第一の環状部分1228の固定と、コネクタ本体1226の第二の環状部分1230内への連結管1174の固定は、本開示で前述した従来の接合方法のいずれによってなされてもよい。第一の逆止弁部材1232は、コネクタ本体1226の第一の環状部分1228内に配置される。それに応じて、第二の逆止弁1234は複式逆止弁1210の第三または出口ポート1216に関連付けられる。特に、第二の逆止弁1234は、第三のポート1216の第一の環状部分1238内に収容される第二の逆止弁部材1236を含む。第三のポート1216はさらに、中間または介在するブッシング1222によってコネクタ要素1220から近位方向に延長するコネクタ管1221と整合するための、第二のより大きな環状部分1240を画定する。ブッシング1222はさらに、第三または出口ポート1216の第一の環状部分1238内における第二の逆止弁部材1236の位置付けを維持するために使用してもよい。逆止弁部材1232、1236は、例えば注射器1120が排出管1130から流体を分注または注入する時に、第一の逆支弁部材1232が、連結管1174に接続されている流体源からの流体の流れがコネクタスパイク1175を通って複式逆止弁1210の弁本体1211に入ることは可能にするものの、連結管1174への逆流は第一の逆止弁部材1232によって防止されるように、互いに反対の働きをする。同様に、第二の逆止弁部材1236は、流体の流れが第三のポート1216およびコネクタ要素1220に入って使い捨てセット1500まで通過することは可能にするものの、使い捨てセット1500からコネクタ要素1220への逆流、特に使い捨てセット1500のそれぞれの入力ライン1502、1504から注射器1120に向かう逆流は防止する働きをする。
多流体医療用注入／注入器システム10の修正版を図２５−２９に示し、同左についてこれから説明する。流体注入器システム10の修正版は、前述のように同一の電動式注入器装置20と圧力ジャケットサポート100を含むが、流体送達セット1000に対する特定の修正を生じる流体制御モジュール200と空気検出器モジュール300への特定の修正が加えられている。流体注入器システム10の本実施形態は、流体制御モジュール200と空気検出器モジュール300の組み合わせを含み、ここで前述の空気検出器モジュール300の部品は流体制御モジュール200の筐体構造に組み込まれている。
流体注入器システム10の修正された実施形態における流体制御モジュール200と空気検出器モジュール300の組み合わせに関して、流体制御モジュール200は一般に、一組の上部および下部カバー板242、244を含み、その間に圧力ジャケットサポート100の前面板112から延長する遠位サポートフランジ210が挟まれ、本開示で前述したものと類似の方法で固定される。さらに、説明される流体制御モジュール200は前述と同一の基本部品を含み、上部カバー板242には、活栓弁1160上のそれぞれのポート1162、1164、1166に対する接着点または要素208、前述のものと類似の検出器センサー232、そしてさらには前述のものと類似した制御弁アクチュエータ220を含む。しかしながら、各制御弁アクチュエータ220は、下部カバー板244と一体的に形成されるそれ自身のアクチュエータ筺体246を含む。
流体制御モジュール200と空気検出器モジュール300の組み合わせにおいて、上部カバー板242、下部カバー板244、および遠位サポートフランジ210は流体制御モジュール200の前述の実施形態に比べて伸張され、さらに、使い捨てセット1500の入力ライン1502、1504と使用するよう適合された二つの回動空気検出器組立品336を受け入れ支持するための正面スロットまたは凹部248を画定する。空気検出器モジュール300の前述の実施形態と同様に、二つの正面に配置された空気検出器320は、圧力ジャケット136に装填されるそれぞれの注射器1120に流体源から流体を導くために使用されるそれぞれの連結管線1174と関連するように、前述と実質的に同一の位置に提供される。これらの正面取付型空気検出器320は、前述と同様の方法によって上部カバー板と下部カバー板242、244の間で支持されてもよい。それぞれの空気検出器組立品336は各々、使い捨てセット1500に関連した医療用チューブを受け入れるための検出器凹部342を画定する空気検出器 から成る。各空気検出器340は、前述の空気検出器320と同一であり、医療用チューブを受け入れ固定するための検出器凹部342のどちらかの側に位置する一組のチューブ接着要素346を持つ取付要素344によって支持される。各取付要素344は回動サポートアーム348に接続され、それぞれの正面に配置された受入側のスロット／凹部248内に回動可能な形で固定される。
それぞれの空気検出器組立品336は、それぞれの空気検出器340が上部カバー板242と下部カバー板244の間で概して水平に整列する位置から、使い捨てセット1500の入力ライン1502、1504の一つと噛合する回動位置まで、正面スロットまたは凹部248内で回動できる。それぞれの空気検出器340がそれぞれの正面端部スロットまたは凹部248内で概して水平に整列または位置付けられる時、空気検出器組立品336は非使用位置にある。空気検出器組立品336の使用位置は、それぞれの空気検出器組立品336がサポートアーム348の直立で概して垂直な方向を画定するように上方回動されている時に画定され、それにより空気検出器340は使い捨てセット1500の入力ライン1502、1504と整合する。
垂直方向に回動された空気検出器組立品336の使用位置は、流体注入器システム10の追加機能を望ましく本実施形態に提供する。具体的には、垂直方向に回動された空気検出器組立品336の使用位置において、チューブ固定用要素またはフランジの働きをする取付要素344の接着要素346はまた、図２７−２９に詳細に示す代替の流体コネクタ1516によって提供される使い捨てセット1500とそれぞれの多用途セット1100の間の流体連結を固定する。これらの流体コネクタ1516は、前述の流体コネクタ1506の代替として提供される場合があり、入力ライン1502、1504に取り付けられ、さらに多用途セット1100のそれぞれの活栓弁1160の第三または出口ポート1166の一部として提供される前述の流体コネクタ1176の代わりに提供される。
各流体コネクタ1516は、閉じた下部端部1520、開いた上部端部1522、および受入側の穴またはバレル1526を画定する側壁1524を持つ円筒本体部分1518を含む。側面ポート1528は側壁1524から延長し、各多用途セット1100の活栓弁1160の第三のポート1166と整合するように一般に適合される。側面ポート1528は、例えば活栓弁1160の第三または出口ポート1166との嵌合連結用に構成されてもよい。別の方法として、側面ポート1528は第三のポート1166に固定連結されてもよく、それゆえ多用途セット1100の活栓弁1160の一部である場合がある。キャップ部分1530は、円筒本体部分1518と連携するよう適合される。キャップ部分1530は、側面ポート1528との流体連結のためのT字型管1532を持つ。キャップ部分1530の上部ポート1534は、使い捨てセット1500の流体ライン1502、1504への連結のための連結ポートを形成する。キャップ部分1530は、前述の流体コネクタ1506の代わりに各流体ライン1502、1504がキャップ部分1530を持つ使い捨てセット1500の一部として提供されてもよい。キャップ部分1530は、円筒本体部分1518のバレル1526に挿入するよう適合される細長いステム1536を含む。ステム1536は、これらの部品が接合される時にキャップ部分1530と円筒本体部分1518の間に一般に液密な密封が行われるように、密封用O字型リング1540を受け入れるための一組の環状受入側凹部1538を画定する。キャップ部分1530は、円筒本体部分1518がバレル1526に取外し可能な形で挿入されるよう適合され、この噛合は本明細書で説明するように固定される。ステム1536上のショルダー1542は、円筒本体部分1518にあるバレルまたは穴1526の直径内にぴったり合う外径を持つ。さらに、キャップ部分1530は、本明細書で説明するように、円筒本体部分1518とキャップ部分1530の間の噛合を固定する各空気検出器組立品336において空気検出器340に関連した取付要素344上の接着要素346の一つと整合するための接触面として提供される、外方向に延長する放射状フランジ1544を含む。
前述に基づき、使い捨てセット1500の各入力ライン1502、1504には、多用途セット1100の一つにおいて活栓弁1160上で第三のポート1166と（取外し可能な形または固定連結のどちらかで）整合される呼応する円筒本体部分1518と流体結合されるように適合されたキャップ部分1530が提供されることが理解されるであろう。従って、図２５に示すように流体コネクタ1516を用いて望ましい流体連結を行うために、各流体コネクタ1516の円筒本体部分1518上の側面ポート1528は、多用途セット1100のそれぞれの活栓弁1160の一つにある呼応する第三のポート1166と流体連結または噛合して配置され、円筒本体部分1518は上部カバー板242上に位置付けられる。上部カバー板242は、円筒本体部分1518に対する収納位置を提供するために一組の取付部350と共に形成される。側面ポート1528がそれぞれの活栓弁1160上の呼応する第三のポート1166に挿入されるか別の形で関連したら、取付部350は各流体コネクタ1516の円筒本体部分1518を受け入れる。別の方法として、前述で説明したように、円筒本体部分1518が活栓弁1160上の側面ポート1528と第三または出口ポート1166の間に固定連結によって活栓弁1160に連結される場合、カバー板206上の接着点または要素208と活栓弁1160との関連によって、カバー板206上の呼応する受入側の取付部350に円筒本体部分1518が配置される。
次に、それぞれの上部ポート1534によって使い捨てセット1500のそれぞれの入力ライン1502、1504に連結されたキャップ部分1530は、受入側の円筒本体部分1518のバレル1526に挿入される。これらの流体連結が行われると、呼応する回動サポートアーム348はサポートアーム348の使用位置に上方回動されてもよく、ここで使い捨てセット1500の呼応する入力ライン1502、1504は、それぞれのサポートアーム348が持つそれぞれの取付要素344によって支持されている空気検出器340との操作噛合で受け入れられ、空気検出器340の検出器凹部342内にチューブを固定するために、接着要素346は呼応する入力ライン1502、1504を形成するチューブと噛合する。同時に、各取付要素344上の「下側」の接着要素346はキャップ部分1530上の上部ポート1534と噛合し、さらにキャップ部分1530の周囲に延長する放射状フランジ1544によって画定される接触面に隣接する。この接触噛合によって、「下側」の噛合用接着要素346は、それぞれの流体コネクタ1516のキャップ部分1530と円筒本体部分1518の間の流体結合を固定する。
さらに図３０−３２を参照すると、使い捨てセット1500専用の下流または二次的な空気検出器モジュール360を用いることで、本開示に従って空気注入の際の保護を追加または強化することが望ましい。二次的な空気検出器モジュール360は望ましくは、遮断機能を持ち、それによって空気が下流遮断または隔離活栓1512に至るチューブで検出された場合にこの活栓1512が迅速かつ自動的に閉じた位置に変わり、カテーテルコネクタ管1514を隔離して患者を潜在的な空気注入から保護する。従って、空気検出器モジュール360は、空気検出器および保護モジュール360（以後「二次的な空気検出器モジュール360」という）であると考えられる場合がある。二次的な空気検出器モジュール360は、隔離活栓1512を制御操作するために弁アクチュエータ380が配置される、依存アクチュエータ筺体364を含むモジュール筐体362を含む。上部カバーまたは板366はアクチュエータ筺体364を内含し、隔離活栓1512をモジュール筐体304に機械的に固定するための隔離活栓1512のポートと整合するための一連の接着点または要素368を含む。この機械的配置は、活栓弁1160が前述の流体制御モジュール200のカバー板206と整合する方法に類似している。
カバー板306とアクチュエータ筺体364は取外し可能な形で連結され、さらにその両方が支持取付板370を内含し、弁アクチュエータ380は従来型の機械締め具372を用いてその取付板に固定される。弁アクチュエータ380は、ソケットアクチュエータ要素382に回転運動を提供するために、弁アクチュエータ380から延長する出力シャフト388によってソケットアクチュエータ要素382と機械的に整合する。ソケットアクチュエータ要素382は、それぞれの制御弁アクチュエータ220に関連したソケットアクチュエータ要素222が前述の活栓弁1160の作動ハンドル1170と整合するのと類似した方法で活栓1512の操作を制御するために使用される作動ハンドル1513に噛合するよう構成される。取付板370は、活栓作動ハンドル1513の位置を操作制御し、それによって隔離活栓1512の位置を操作制御するべくソケットアクチュエータ要素382を噛合するために、出力シャフト388の通過が可能となるようにアパーチャを画定する。一般に、弁アクチュエータ380は、（1）流体の流れが、隔離活栓1512のポートS1から隔離活栓1512のポートS2へとカテーテルコネクタ管1514を流れることのできる開いた位置、（2）カテーテルコネクタ管1514が上流部品から隔離されている（例えば、ポートS2が遮断されている）閉じたまたは隔離位置、および（3）希望する場合は使い捨てセット1500から流体を排出できるよう隔離活栓1512の廃棄ポートWが開いている廃棄位置という、三つの位置の少なくとも一つにおいて、活栓作動ハンドル1513を選択的に位置付けるよう適合される。代表的な実施形態において、弁アクチュエータ380は、ソケット作動要素382の回転運動に原動力を提供し、それによって活栓作動ハンドル1513の操作運動を生じさせるための、DCブラシモーターまたはステッピングモーターまたは同様の装置であってもよい。
さらに、二次的な空気検出器モジュール360は、カバー板306に接続されたフランジ392に取り付けられる一組の空気検出器390を含む。空気検出器390は前述の空気検出器320、340に類似しており、隔離活栓1512のポートS1に連結されたチューブとカテーテルコネクタ管1514のチューブに空気が存在するかどうかを検出するよう適合されている。隔離活栓1512の両側に存在するかかる空気検出器配置は、空気保護機能に二重冗長性を提供する。さらに、空気検出器390は、隔離活栓1512の近くに存在する空気に関して電子制御装置への入力データを提供するために、注入器20に関連した電子制御装置にリンクしている。同様に、隔離活栓1512の近くに空気が存在するという入力データを電子制御装置が受け取った場合に弁アクチュエータ380が前述の閉じたまたは隔離位置に隔離活栓1512を配置するべく制御されるように、弁アクチュエータ380は電子制御装置に電子的に結合される。
前述のように、注入器20と併用されるそれぞれの多用途セット1100の装填は、前述の装填手順に従って呼応する圧力ジャケット136にそれぞれの注射器1120を挿入することを含む。装填手順の結果として、各注射器1120の注射器本体1122から遠位方向に延長する排出口1130は圧力ジャケットサポート100の前面板112で画定される呼応するオフセットスロット122に収容されることになる。同様に、各多用途セット1100の活栓弁1160は前述の方法で流体制御モジュール200に関連付けられ、ここで、活栓弁1160上のそれぞれのポート1162、1164および1166が流体制御モジュール筐体202のカバー板206上にある固定用接着要素208と噛合するように、それぞれの活栓弁1160の作動ハンドル1170は呼応するまたは作動する制御弁アクチュエータ220のソケットアクチュエータ要素222と機械的に整合される。電動式注入器20と併用される二つの多用途セット1100のそれぞれは本開示に前述の類似の方法で装填され、その結果注射器1120が呼応する圧力ジャケット136に装填され、活栓弁1160が流体制御モジュール200と整合され操作可能な状態で固定されることになる。
さらに図３３−３９を参照すると、図３５Ａ−３５Ｂに示すように、注入器20の概して水平な方向は、前述に記載したように多用途セット1100を装填する最も便利な方向だと考えられている。概して水平な方向は、人間工学上の理由で望ましい位置である。接触センサーまたは光学センサーや同類のものなどの近接センサーは、各注射器1120の注射器本体1122における注射器プランジャー1300がピストン要素60による噛合用に正しい位置に置かれているか、また望ましくは注射器本体1122の近位端1126で格納／拡張部分1138に存在するかどうかを判断するために使用される。注射器プランジャー1300がそのように格納／拡張部分1138に位置付けられていない場合、これは、注射器1120は新しい注射器1120ではなく以前使用されたことがある、または注射器1120の一つまたは両方が取り外され、本開示で後ほど規定するように可能な「再利用ケース」に従って後日の使用のために戻されたことを示す可能性がある。結果として、注入器筐体22上の表示ウィンドウ32および／または遠隔表示ウィンドウを介して、注入器20の電子制御装置によって、視覚または可聴プロンプトが付添の操作者に提供されることがあり、これは注射器1120が以前に使用された可能性があること、また滅菌されていない可能性があることを示す。かかる電子制御装置は、付添の操作者によってオーバーライドのプロンプトまたはボタンが作動されて注射器1120のさらなる使用が認可されるまで、注入器20の操作を無効にする場合がある。次に電子制御装置は、受入側の圧力ジャケット136に装填されるそれぞれの注射器1120の注射器本体1122内で注射器プランジャー1300を完全に捉えるために、ピストン要素60を前方または遠位方向に延長させ得る。さらに、前述の検出器センサー232はまた、注入器20に関連付けられた電子制御装置に対して、二つの多用途セット1100が流体制御モジュール200と圧力ジャケット136に正しく整合されていることを特定する。さらに、各活栓弁1160の第二のポート1164に接続された連結管1174は、空気検出器モジュール300の正面取付型空気検出器320と操作上関連した形で配置される。希望する場合、使い捨てセット1500の多用途セット1100への整合など、注入器20が概して水平の配置のままである時に、別の流体送達セット1000の設置手順を行なうことができるが、この整合手順は本明細書で説明するように後ほどの手順で実行されることがより望ましい。注入器20の水平方向はまた、耐用年数を迎えた時に多用途セット1100を取り外す際に最善の方向であると考えられている。
多用途セット1100が設置されると、注入器20に関連した電子制御装置は、ピストン要素60が注射器プランジャー1300を遠位方向かつ前方に駆動させて注射器本体1122の円錐形の遠位端1124に接触させ、これに沿って収容させるようにする。次に、連結管1174の遠位端にあり、二つのそれぞれの多用途セット1100の各活栓弁1160上で第二のポート1164と連結しているコネクタスパイク1175は、図２−３に示すように二つの流体供給容器36、38に流体連結して配置される場合があるが、これらは同様の流体でも別の流体でもよく、通常は生理食塩水およびX線造影剤を含む。前述の初期設定順序が完了すると、本開示において次に考察するように、注入器20は流体プライミングや空気パージ手順を実施するための流体プライミングおよび空気パージ位置に回転され得る。
流体プライミングおよび空気パージ順序において、注入器20は支え台90の周囲でパージ位置または方向に回動される。前述のように、支え台90は、診察台などの患者を支える表面に隣接して注入器20を支持するための支柱92を含む。図３８−３９に示すように、支柱92は患者診察台または機器を診察台に取り付けるためのレールを持つ同様の表面に支柱92を取り付けるためのクランプ94を含んでもよい。図３８は、格納コンパートメント96は流体注入器システム10に関連した補助機器を保管するために支柱92と一体化されうることを示す。回動接合部98は注入器筐体22の裏面に固定され、注入器20を支柱92に連結する。電子機械部品は注入器筐体22内にあり、支え台90上で注入器20が回動できるように回動接合部98を操作する。別の方法として、希望する場合には注入器20は手作業で回動してもよい。
充填およびパージ位置に達するには、それぞれの圧力ジャケット136に装填された各注射器1120の注射器本体1122から延長する排出管1130が注射器本体1122の上部または各装填済み注射器1120の最高地点に位置付けられるように、注入器20は支え台90の周囲で通常は患者支持表面とは反対方向に回動する（非表示）。注入器20の回動は、このシナリオにおいて患者支持表面とは反対方向への注入器20の「回転」をもたらす。各注射器本体1122上の排出口1130が最高位置になるように注射器1120が位置付けられる場合、それぞれの注射器1120のプライミングから残留する気泡は、本明細書で説明するように、各注射器1120の注射器本体1122の上部にあり、見えやすくかつ容易に注射器本体1122から抜くことのできる位置に存在するはずである。注入器20が流体プライミングおよび空気パージ位置または方向に配置されると、付添の操作者は注入器20上の配線された「充填／パージ」制御ボタン34を押してそれぞれの注射器1120に流体を自動的に充填し、各注射器1120の注射器本体1122に残留する空気を抜く。このサイクルの代表的な自動化順序において、付添の操作者が「充填／パージ」制御ボタン34を押すと、多用途セット1100のそれぞれの活栓弁1160は充填位置に開き、ここで第二のポート1164は第一のポート1162と流体連結しており、流体容器、通常は図２−３に示すような流体供給容器36、38に関連したコネクタスパイク1175と連結管1174によって注射器1120の充填が可能となる。付随の図に示す様々な実施形態において、それぞれの流体供給容器は、別々の流体がそれぞれの注射器1120に装填されるように造影剤および生理食塩水を含むことが望ましい。かかる別々の流体は、造影剤および生理食塩水、または可能性としては異なる濃度の造影剤、または可能性としては放射性医薬品および生理食塩水などの全く別の種類の流体であってもよい。
次に、注射器プランジャー1300が各注射器1120の注射器本体1122の近位方向または後方に移動するよう、注入器20に関連した電子制御装置はピストン要素60を作動して各注射器1120の注射器本体1122内に収容されている注射器プランジャー1300を格納する。この近位運動は、望ましい量の充填用流体が外部の流体源から各注射器1120の注射器本体1122に引き込まれるまで継続する。一つの非限定的な例において、それぞれのピストン要素60は1 ml/秒で移動して、凡そ15 mlの流体とそれに伴う空気をそれぞれの注射器1120に導入する。次に、各注射器本体1122の注射器プランジャー1300が注射器本体1122の遠位方向または前方に移動して、それによって活栓弁1160、連結管1174、およびコネクタスパイク1175によって画定される流体経路を通って注射器本体1122に存在する空気をそれぞれの流体供給容器に追い戻すように、ピストン要素60は注入器20に関連した電子制御装置によって作動され、遠位方向または前方に移動する。かかる空気パージまたは前方運動は、流体が空気センサー320によって検出されるまでそれぞれのピストン要素60を遠位方向または前方に5 ml/秒で移動することによって起こる場合があり、次にピストン要素60は空気センサー320からスパイク1175の先端までの使い捨て要素の分だけさらに前方に移動する。次にピストン要素60は逆方向に作動されて近位方向または後方に移動し、これによって各ピストン要素60に関連した捉えられた注射器プランジャー1300は各注射器1120の注射器本体1122内で近位方向または後方に移動し、連結された流体供給容器36、38から注射器本体1122への流体の充填を開始する。この運動は、各注射器1120の注射器本体1122が望ましいレベルまで流体で実質的に充填されるまで継続されることが望ましい。その後、ピストン要素60は、例えば緩み是正の目的で各注射器1120の注射器本体1122から凡そ1.5 mlの流体を排出するために、前方に少しだけ移動するよう作動される。次に多用途セット1100のそれぞれの活栓弁1160は、注入器20に関連した電子制御装置によって閉じたまたは隔離位置に操作され、ここで第一および第二のポート1162および1164の両方は第三または出口ポート1166から隔離される。
注入位置または方向に達するためには、注入器20は支え台90の周囲で回動されるが、それぞれの圧力ジャケット136に装填された各注射器1120の注射器本体1122から延長する排出管1130が非対称的な注射器本体1122の下部に位置付けられるように、このシナリオでは今度は患者支持表面の方向に回動される。図３３−３７は、図３３に示す流体プライミングと空気パージの方向から図３７に示す注入方向に回動する際の注入器20の連続的な動きを示す。注入位置に達するためには、注入器20の回動はこのシナリオにおいて患者支持表面に向かう注入器20の「回転」を招き、凡そ180oの回転分旋回する。注入位置において、各注射器1120の注射器本体1122から延長する排出管1130 は最低地点にあるため、空気の注入は難しくなる。注入器20が注入位置に回転された時、注入器20、流体制御モジュール200、および空気検出器モジュール300に動作可能なように関連するそれぞれの多用途セット1100に使い捨てセット1500を連結することが望ましい。この連結手順は一般に、使い捨てセット1500のそれぞれの入力ライン1502、1504を多用途セット1100のそれぞれの活栓弁1160の第三または出口ポート1166に連結することを含む。特に、各入力ライン1502、1504の近位端にある流体コネクタ1506は、それぞれの多用途セット1100における各活栓弁1160の出口ポート1166上の嵌合流体コネクタ1176に接合される。さらに、入力ライン1502、1504は、前述の方法で空気検出器モジュール300の上部に配置された空気検出器320に動作可能なように関連する形で配置される。使い捨てセット1500は前述の注入器20の流体プライミングおよび空気パージ位置において多用途セット1100に連結することが可能である一方、使い捨てセット1500は注入器20の回動中に流体注入器システム10を囲む滅菌領域外に出てしまう可能性がある。注入器20の前述の回転運動には、流体供給容器36、38が注射器1120近くに保たれるため流体供給容器 36、38と注射器1120間のチューブの長さが減少し、その結果として注射器1120の充填または再充填の時間が減少するという顕著な利点があることに留意されたい。
使い捨てセット1500がそれぞれの多用途セット1100に接合され、さらに空気検出器モジュール300の適当な空気検出器320に関連付けられると、使い捨てセット1500は流体によるプライミングと空気のパージを行う準備が整う。使い捨てセット1500の流体プライミングおよび空気パージには、圧力トランスデューサー（非表示）の圧力隔離弁1510への連結や手作業でのフラッシュによる圧力トランスデューサーや圧力隔離弁1510からの空気除去などの特定の予備手順を含んでもよい。使い捨てセット1500の流体プライミングおよび空気パージを開始するため、付添の操作者は再び「充填／パージ」制御ボタン34を押す。使い捨てセット1500の流体プライミングおよび空気パージの代表的な自動化順序において、付添の操作者が「充填／パージ」制御ボタン34を押すと、多用途セット1100のそれぞれの活栓弁1160は注入位置に移動し、ここで各活栓弁1160の第一のポート1162は第三または出口ポート1166と流体連結するように配置される。それぞれの活栓弁1160は各々、第一および第三のポート1162、1166が流体連結している方向に活栓弁1160のT字型通路が方向付けられるように、ソケットアクチュエータ要素222を介して各活栓弁1160の作動ハンドル1170を回転するそれぞれの制御弁アクチュエータ220によって、前述の注入位置に配置される。制御弁アクチュエータ220は、前述のように注入器20に関連した電子制御装置によって制御される。注入器20に関連する電子制御装置は、さらにピストン要素60を遠位方向または前方に移動させ、それによってそれぞれの注射器1120からの流体は使い捨てセット1500、特にそれぞれの入力ライン1502、1504に入る。入力ライン1502、1504での流体の動きは、各ライン内の流体がＹ字型コネクタ1508のすぐ遠位方向または前方の地点に達するまで継続する。通常、造影剤および生理食塩水は入力ライン1502、1504（例えば、各入力ライン1502、1504はその中に別々の流体を有する）において個々に存在する。それぞれの流体がＹ字型コネクタ1508のすぐ遠位方向または前方の地点に達すると、造影剤を含む流体供給容器36、38に流体連結されている活栓弁1160は閉じたまたは隔離位置に操作され、ここで第一のポート1162は第三または出口ポート1166から隔離される。生理食塩水の流体供給容器36、38に流体連結されている活栓弁1160は開いたまたは注入位置のままであることが望ましく、関連する注射器1120は生理食塩水を使い捨てセット1500に供給し続け、それによって使い捨てセット1500の残りの下流部品、つまり圧力隔離弁1510、隔離活栓1512、患者カテーテルが連結されるカテーテルコネクタ管1514をプライミングする。その後、第二の「生理食塩水」活栓弁1160は閉じた位置へと操作される。
前述の考察は、それぞれの多用途セット1100と使い捨てセット1500を流体で初期プライミングし、さらに注射器1120を含む多用途セット1100および使い捨てセット1500から空気を抜くために使用される手順を特定しているが、それぞれの多用途セット1100が通常は一定の使用回数および／または一定の患者数に再使用されるように、流体注入器システム10の操作中に注射器1120の再充填を可能にすることが望ましい。流体注入器システム10が関与する一部の介入手順は、前述の考察に従った一つの充填済み注射器1120内の造影剤の一回の「分量」よりも多量の造影剤を使用する可能性があるため、実際には注射器1120の再充填が必要となる場合が多い。再充填する際は、流体注入器システム10の付添の操作者にとって便利な時間に、一つまたは両方の注射器1120を再充填することが望ましい。前述で説明したような二つの多用途セット1100と使い捨てセット1500の配置と注入器20の回動によって、それぞれの流体供給容器36、38は常に各注射器1120の注射器本体1122から延長する排出管1130に近接しており、流体を注射器1120に注入するのに必要な医療用チューブの長さをより短くすることができる。そのため、再充填速度がより速くなる。特に、任意の内径（ID）チューブでは、チューブの長さが短いほど、充填液体が真空蒸発するまでの再充填速度が速くなることが知られている。
本開示に従った注射器1120の標準の再充填方法は、注入器20上の配線された「再充填」制御ボタン34を含んでもよく、付添の操作者はこれを押して一つまたは両方の注射器1120の再充填を行なう。この機能はまた、例えば、グラフィカル・ユーザー・インターフェース（GUI）表示ウィンドウ32上のユーザーオプションとして、グラフィカル・ユーザー・インターフェース（GUI）表示ウィンドウ32上の注入器20に組み込まれてもよい。注射器1120を再充填するための再充填速度と量は、注入器20に関連する電子制御装置の初期データ入力設定の一部として流体注入器システム10の付添の操作者によって予めプログラムされても、電子制御装置に予めプログラムされてもよい。手作業での再充填手順は、予めプログラムされたパラメータに従って電子制御装置により自動的に停止されても、または別の方法として、注入器20上の「停止」制御ボタン34を押すことによって、または注入器20に動作可能なように連結され電子制御装置に電子結合されている手動制御装置（非表示）など、注入器20に関連する別の装置の作動によって中断されてもよい。
注入器20に関連する電子制御装置はまた、それぞれの注射器1120の予めプログラムされたトリガー最小量に基づいて自動的再充填が行なわれるように、予めプログラムされてもよい。例えば、（一つまたは両方の）それぞれの注射器1120の流体残量がプログラムされた量よりも少ない場合、電子制御装置によって注射器の再充填手順が自動的に開始される。注入器20に関連する電子制御装置は、流体注入器システム10の操作中にそれぞれの注射器1120から供給される流体量を追跡することで、予めプログラムされたトリガー最小量に達したことを決定し得る。別の方法として、光学流体レベルセンサーはそれぞれの注射器1120を支持する圧力ジャケット136に組み込まれ、一つまたは両方の注射器1120の予めプログラムされたトリガー最小量に達する時を電子制御装置が決定できるように、これらの流体レベルセンサーからの入力データが電子制御装置に提供されてもよい。再充填の量と速度は、電子制御装置で予めプログラムされうる。自動的な再充填手順は、前述で説明するように電子制御装置により自動的に停止されても、または、注入器20上の「停止」制御ボタン34を押すことによって、または注入器20に動作可能なように連結されている手動制御装置（非表示）など、注入器20に関連する別の装置の作動によって中断されてもよい。さらに、自動的再充填手順は、流体注入手順の完了時点で次にプログラムされた流体注入手順を実施するために一つまたは両方の注射器1120に十分な流体が存在しない場合、例えば、次に予めプログラムされた注入量が注射器1120内の実際の量を超える場合に開始されうる。
前述の自動的再充填手順の変形として、注入器20に関連する電子制御装置は、注射器1120が関与する流体注入手順が近い将来発生しない可能性が高いと電子制御装置が決定した時に再充填手順を開始するための、タイマーと関連するプログラミングを含んでもよい。言い換えれば、電子制御装置のプログラミングが、流体注入器システム10の特定の部品の無活動状態または流体注入器システム10の特定の状態または状況は、流体注入手順が生じない可能性が高いことを示すということを予想することが望ましく、間近に迫った流体注入手順を妨げることなく一つまたは両方の注射器1120の自動的または「目に見えない」再充填を開始することができる。例えば、一つのトリガーイベントは一定期間において手動制御装置に活動がないことでありうる。この無活動状態に基づいて、電子制御装置は自動的または「目に見えない」再充填をトリガーしうる。別の例において、手動制御装置における加速器などの位置または方向センサーは、手動制御装置が設定されたことを電子制御装置に特定することができ、その他の可能なセンサーの実施形態は静電容量タッチセンサーまたは熱センサーを含む。前述の再充填手順と同様に、前述の再充填手順が開始されると、充填量および再充填速度は、予めプログラムされたパラメータと再充填手順の中断に基づきうる。前述の自動的または「目に見えない」再充填手順はまた、本開示に前述の中断イベントによって中断される場合がある。さらに、前述の自動的または「目に見えない」再充填手順の制御は、流体注入手順が要請される時に注入器20が再充填手順から流体注入手順に十分速やかに移行できるために付添の操作者が遅延時間を感じないように、注入器20に関連する電子制御装置によって実施されてもよい。この結果は、注入状態に移行する時に真空を消散させなくてもよいように、再充填手順を非常にゆっくりと実施することで達成されうる。
再充填手順において、それぞれの注射器1120に関連する一つまたは両方の流体供給容器36、38が空になる（例えば、注射器1120の完全な再充填を完了するのに十分な流体が最初には存在しない）可能性がある。そのため、交換用流体供給容器36、38が必要となり、かかる流体供給容器36、38の交換を速やかかつ流体送達セット1000の部品に空気を導入することなく行うことが望ましい。流体供給容器の変更を行う代表的手順は下記の通りである。最初に、再充填手順は、例えば手動、自動、または自動的で目に見えない再充填手順といった何らかの形でトリガーされる。さらに、再充填を必要とする注射器1120に関連する活栓弁1160が充填位置に作動され、ここで第二のポート1164は第一のポート1162と流体連結されて、コネクタスパイク1175や現在の一部使用されている流体供給容器36、38と関連する連結管1174によって注射器1120の充填が可能となる。再充填注射器1120の注射器本体1122における注射器プランジャー1300と整合している関連するピストン要素60は、注射器1120の再充填を開始するために近位方向または後方に移動する。流体供給容器36、38から流体がなくなるにつれて空気が連結管1174に入り込み、この空気カラムが空気検出器モジュール300上のインライン空気検出器320に到達すると空気検出器320は注入器20に関連する電子制御装置に警告を発し、関連するピストン要素60の運動を停止・逆転して連結管1174からコネクタスパイク1175に流体を戻す。次に電子制御装置は、活栓弁1160を閉じたまたはオフ位置に作動して、第一および第二のポート1162、1164から出口ポート1166を隔離する。流体供給容器 36、38を取り外し、コネクタスパイク1175で新しい流体供給容器36、38を固定するよう、注入器20上のグラフィカル・ユーザー・インターフェース（GUI）表示ウィンドウ32によって付添の操作者にプロンプトが提供される。次に電子制御装置は活栓弁1160を前述の充填位置に作動し、再充填注射器1120の注射器本体1122における注射器プランジャー1300と噛合された関連するピストン要素60を作動して、コネクタスパイク1175または連結管1174に残る空気を抜くために少しだけ前方に移動する。次に注射器1120の再充填は、本明細書で上述した方法に従い継続される。
本開示で説明される多用途セット1100の利点は、例えば、同一患者（患者内）での造影剤の変更または患者間での造影剤の変更を簡単に行えるように、かかる各セット1100と注入器20、流体制御モジュール200、および空気検出器モジュール300との関連性を簡単に取り除くことができることである。さらに、本開示で説明する多用途セット1100によって、滅菌性を損なうことなく、通常は同日の再使用のために使用済み多用途セット1100の取外しやその一時的保管が可能となる。特に、造影剤を含む多用途セット1100や造影剤を含むその関連する流体供給容器 36、38は閉じたシステムを形成し、これは活栓弁1160の第三または出口ポート1166上の流体コネクタ1176を内含するために使用される滅菌キャップまたはカバーを滅菌保護のために追加するだけで、一時的保管のために取り外すことができる。
前段落で説明した使用済み多用途セット1100の取外し、保管、再使用のための代表的な手順について、これから説明する。下記の考察において、現在の患者は現在の介入試験を終え、結果として使い捨てセット1500は二重多用途セット1100との連結から外され医療廃棄物として破棄されることが前提となる。前述で明記したように、各多用途セット1100における活栓弁1160の第三のまたは出口ポート1166上の流体コネクタ1176に滅菌キャップが追加される。次に付添の操作者は、注入器20上の「取り外し」制御ボタン34を作動する。次に「取り外し」制御ボタン34は、本明細書で説明するように一連の動作を生じさせ、希望する場合は両方の多用途セット1100を取り外すことができる。しかしながら、例えば、生理食塩水を含む多用途セット1100が注入器20、流体制御モジュール200、および空気検出器モジュール300と噛合された状態で造影剤を含む多用途セット1100を取り外すことが望ましい場合は、注入器20から一つまたは他方の多用途セット1100の取外しを可能にするために、各多用途セット1100に一つの形で二つの「取り外し」制御ボタン34を提供することが望ましい場合もある。下記の考察は、代表的なものを示す目的で一つの多用途セット1100の取外し順序を説明している。
「取り外し」制御ボタン34が作動されると、制御弁アクチュエータ220は注入器20に関連する電子制御装置によって制御されて活栓弁1160を前述の充填位置に移動し、次に注射器1120の注射器本体1122において注射器プランジャー1300と噛合されたピストン要素60を作動させて近位方向または後方に格納位置に移動する。ピストン要素60の格納位置は、注射器1120の注射器本体1122の格納／拡張部分1138における一定位置に注射器プランジャー1300を配置することに呼応し、この位置は通常、工場で設定された軸位置を持つ「新規」注射器1120とは異なる軸位置である。次に電子制御装置は、制御弁アクチュエータ 220によって、第三または出口ポート1166が第一および第二のポート1162、1164から隔離されている、閉じたまたはオフ位置に活栓弁1160を配置させる。この時点において、活栓弁1160を流体制御モジュール200のカバー板206上の接着要素208から取り外すことができ、呼応する圧力ジャケット136は圧力ジャケット136のバレル162から注射器1120を取り外せるように、前述の方法で上方回動されてもよい。次に注射器1120、活栓弁1160、および付属の連結管1174を持つコネクタスパイク1175は、コネクタスパイク1175に連結される流体供給容器 36、38と共に一つのユニットとして保管される。
前述から明らかなように、注射器1120が流体注入器システム10の圧力ジャケット136に装填され、呼応するピストン要素60が注射器1120の注射器プランジャー1300に噛合するよう延長されるたびに、注射器1120が全く新しい注射器1120である、つまり注射器1120が以前に使用されたことがないか、または過去に使用された注射器1120であり過去に取り外されたことがあるかどうかが決定され得る。注入器20に関連する電子制御装置は、注入器20のピストン要素60に一体化される、例えば接触または光学センサーなどの位置または近接センサーによってこの決定を行うことができ、これは注射器1120の注射器本体1122における注射器プランジャー1300の位置に関して電子制御装置に情報を提供することができる。注射器プランジャー1300の位置が注射器1120の製造中に設定された初期位置に呼応する場合、電子制御装置は注射器1120が未使用の注射器1120であると決定する。注射器プランジャー1300が注射器の取り外し手順の結果として到達した前述の格納位置にある場合、電子制御装置は注射器1120が過去に使用された注射器1120であり、流体がその中に含まれる可能性が高いと決定する。注射器1120の注射器本体1122における注射器プランジャー1300の初期または工場で設定された位置もまた注射器本体1122の格納／拡張部分1138内にあるが、注射器の取り外し手順から生じる格納位置とは異なる軸位置であることが理解されるであろう。
当初、注入器20は前述のように概して水平の方向に支え台90上で回動され、この手順は注入器20と関連付けられるべき注射器1120が新しい注射器1120であるかまたは過去に使用された注射器1120であるかどうかに関係なく同一である。次に注射器1120は受入側の圧力ジャケット136に装填され、多用途セット1100の活栓弁1160は本開示における前述の方法に従って流体制御モジュール200と物理的に整合される。次に、注射器1120の注射器本体1122における注射器プランジャー1300がピストン要素60上の近接センサーに接触するまで、注入器20に関連する電子制御装置は、呼応するピストン要素60を作動させて遠位方向または前方に移動する。この目的での適切な近接センサーは、米国特許番号7,018,363（Cowan他）および米国特許出願公開番号2004/0064041（Lazzaro他）および2005/0113754（Cowan）に記述されており、各々を参照により前述で本明細書に組み込む。注射器1120が過去に使用されたと決定された場合は、注入器20に注射器1120を再装填し、多用途セット1100のその他の部品を流体制御モジュール200および空気検出器モジュール300と関連付けるために、下記の代表的な手順を使用してもよい。
接触した注射器1120が過去に使用された注射器であると決定されたら、全く新しい注射器1120に関連して前述のように、ピストン要素60は注射器本体1122の最も遠位な位置に注射器プランジャー1300を前方駆動しない。対照的に、ピストン要素60の運動は注射器プランジャー1300との整合噛合に伴い停止する。次に注入器20に関連する電子制御装置は、図３３Ａ−３３Ｂに示すように充填およびパージ位置へと注入器20を回動または回転させる（または付添の操作者が手作業でこの手順を実施する）が、これは注射器本体1122上のオフセット排出管1130を上部位置またはパージ位置に方向付ける。次に付添の操作者は「パージ」制御ボタン34を作動し、ピストン要素60を手動で制御してピストン要素60を前方に移動するように、プロンプトまたはその他の表示が付添の操作者に示される。活栓弁1160は、空気パージ手順を行なえるように注入位置を移動するために、電子制御装置によって実質的に同時に作動される。付添の操作者が目視で検出することは、注射器1120に空気が溜まっていないことを保証するのに役立つ。次に活栓弁1160は電子制御装置によって充填位置へと作動され、次に注射器1120は本開示の前述の手順に従って再充填される。前述の取り外し手順における注射器1120の可能な状態の一つである、注射器1120に流体が全くない場合、新しい注射器1120に関連した前述の初期充填順序は、別の方法としては、その後に流体、通常は造影剤を注射器1120に完全に充填する。
前述では使い捨てセット1500について一般に説明したが、使い捨てセット1500の詳細について特定の米国および国際公開が参照されている。使い捨てセット1500に対する改良が図４０−４３に示され、一般には参照番号1600が指定されている。使い捨てセット1500を使い捨てセット1600と比較すると、本明細書で説明するように一般に流量ベースの圧力隔離弁1510が圧力隔離活栓組立品または装置1610で置き換えられており、これは関連する圧力トランスデューサー（非表示）の空気パージが自動的に行われうるため空気パージ操作を強化する。さらに、空気センサーは活栓圧力隔離弁の下流側に、また可能性としては安全強化の目的で活栓の圧力隔離ポート自体に提供されてもよい。さらに、活栓圧力隔離弁は、血流力学圧力信号がより適合性の高い圧力隔離弁ほどは減衰しないように、硬性プラスチックから製作されることが望ましい。さらに、活栓圧力隔離弁によって提供される正閉包の機能は、複合汚染および流体（例えば、大多数の用途においては造影剤および生理食塩水または血液）の密度流を防止する。使い捨てセット1600によって提供される前述の利点は代表的なものであり、すべてを網羅しているわけではない。
一般に、多用途セット1100は本開示における前述の内容からは変更がないが、本明細書に説明するようにＹ字型コネクタが追加されている。図４０−４３は、流体制御モジュール200と操作上整合している多用途セット1100に関連するそれぞれの活栓弁1160を図示している。しかしながら、各活栓弁1160の第二のポート1164に関連する連結管1174は、わかりやすく説明する目的でこれらの図からは省略されている。圧力隔離活栓組立品または装置1610は、空気検出器モジュール300が流体制御モジュール筐体202に支持されるのと類似の方法で、一組のサポートアームによって流体制御モジュール筐体202の遠位端部または正面端部から支持される制御弁アクチュエータ装置1612を含む。制御弁アクチュエータ装置1612（以後「アクチュエータ装置1612」という）は、前述の制御弁アクチュエータ220に一般に類似している。アクチュエータ装置1612は、整合するアクチュエータ要素1614と接着点または要素1616を含む。圧力隔離活栓1620は、作動ハンドル1621によってアクチュエータ要素1614と機械的に整合しており、前述したような活栓弁1160と流体制御モジュール200のアクチュエータ要素222や接着要素208との機械的整合と類似の方法で、接着要素1616によってアクチュエータ装置1612に固定される。従って、圧力隔離活栓1620は、前述の活栓弁1160の操作と類似の方法で、幾つかの位置または状態の間で操作可能な自動活栓弁である。アクチュエータ装置1612の操作は、注入器20に関連する電子制御装置によって有効になることが望ましい。圧力隔離活栓1620の操作状態について、本明細書で説明している。
圧力隔離活栓1620は、第一または入口ポート1622、第二または出口ポート1624、および高圧流通から流体隔離されるべき圧力トランスデューサーTが連結される第三または圧力隔離ポート1626を含む一般に三つの位置を持つ自動化活栓弁である。圧力トランスデューサーTは、患者の胸腔と合わせるために、高さを調整できるポールに取り付けてもよい。第一または入口ポート1622は、Ｙ字型コネクタ管1628によって活栓弁1160のそれぞれの第三の出口ポート1166に連結される。Ｙ字型コネクタ管は、第一または入口ポート1622と整合するよう適合された遠位流体コネクタ1630を備えたＹ字型コネクタを含む。第一または入口ポート1622および遠位流体コネクタ1630は、前述の嵌合流体コネクタ1176、1516に類似の嵌合構成でも、または医学分野でよく知られている標準のルアー接続でもよい。Ｙ字型コネクタ管1628はまた、多用途セット1100の活栓弁1160の第三または出口ポート1166上に提供される流体コネクタ1176に流体連結するよう適合された近位流体コネクタ 1632を含み、そのため、流体コネクタ1176と整合するための特定の嵌合連結を持つか、または別の方法としては医学分野でよく知られている標準のルアー連結であってもよい。Ｙ字型コネクタ管1628が所定の位置に収まると、使い捨てセット1600における流体の混合は圧力隔離活栓1620のすぐ前で達成される。Ｙ字型コネクタ管1628は使い捨てセット1600の一部として提供されるが、希望に応じて前述の多用途セット1100の一部としても提供されうる。Ｙ字型コネクタ管1628が多用途セット1100の一部として提供される場合、滅菌ブレークまたは接続点は遠位流体コネクタ1630にある。Ｙ字型コネクタ管1628が使い捨てセット1600の一部として提供される場合、滅菌ブレークまたは接続点は近位流体コネクタ1632にある。出口カテーテルコネクタ1634は、圧力隔離活栓1620の第二または出口ポート1624に流体連結されている。
前述の流体連結において、第三または圧力隔離ポート1626と圧力トランスデューサーTの間の連結、ならびに第二または出口ポート1624とカテーテルコネクタ管1634の間の連結を、前述の適切な接合技法によって一体した連結または固定連結として形成することが望ましい場合がある。通常、第一または入口ポート1622とＹ字型コネクタ管1628の間の連結は本開示に従うと、上記で詳述される理由で取外し可能である。従って、使い捨てセット1600は一般に、圧力隔離活栓1620、カテーテルコネクタ管1634、随意に圧力トランスデューサーTを含み、随意にＹ字型コネクタ管1628を含む。希望する場合は、第三または圧力隔離ポート1626と圧力トランスデューサーTの間、ならびに第二または出口ポート1624とカテーテルコネクタ管1634の間の連結もまた、例えば医学分野でよく知られている整合するルアー連結によって提供されるような取外し可能な連結であってもよい。
空気検出器1640は、圧力隔離活栓1620の第二または出口ポート1624に連結されるカテーテルコネクタ管1634と整合するためにアクチュエータ装置1612に取り付けられる。空気検出器1640は、カテーテルコネクタ管1634に空気が存在するかどうかを特定するために、注入器20に関連する電子制御装置と整合される。アクチュエータ装置1612または随意に空気検出器1640は、圧力隔離活栓1620の存在を特定するための検出器センサーを含み、またかかる検出器センサーは前述の流体制御モジュール200に関連する検出器センサー232と類似の方法でアクチュエータ装置1612に組み入れられてもよい。別の方法として、かかる検出器センサーは単にカテーテルコネクタ管1634が空気検出器1640に関連付けられているかどうかを決定してもよい。下流隔離活栓弁1642はカテーテルコネクタ管1634の一部として提供されてもよく、類似の患者隔離、排液廃棄、空気吸引、または可能性としては薬物注入の機能を前述の活栓弁1512に提供する。活栓弁1512に関連した前述の様々な機能や特性のいずれも、第二または下流空気検出器モジュール360と活栓1642との整合など、活栓弁1642に適用されうることが理解されるであろう。
使い捨てセット1600の様々な機能について説明してきたので、今度は使い捨てセット1600の代表的な実用的使用について記述する。流体送達中または注入手順中の使用において、圧力隔離活栓1620は、アクチュエータ要素1614と動作可能なように噛合した作動ハンドル1621を持つアクチュエータ装置1612と噛合され、それによって作動ハンドル1621の操作は第一または入口ポート1622を第二または出口ポート1624と流体連結させることになる。圧力隔離活栓1620に入る流体の流れは、カテーテルコネクタ管1634を通って、究極的にはカテーテルコネクタ管1634に連結された患者カテーテルを通過するが、その一方で同左に連結される圧力隔離ポート1626と圧力トランスデューサーTは活栓1620の加圧流体の流れから隔離される。動脈または静脈の血圧読取を希望する場合、圧力隔離活栓1620は圧力隔離ポート1626を第二または出口ポート1624と流体連結させ、それによって血圧計測値を取得できるように、注入器20に関連する電子制御装置によって操作されてもよい。さらに、圧力隔離活栓1620は、圧力トランスデューサーTに連結されるチューブに存在する空気を抜くように、第三または圧力隔離ポート1626を第一または入口ポート1622と流体連結させるように操作されてもよい。下流活栓1642は、患者カテーテル（非表示）に連結するための回転カテーテル連結ポート1644および廃棄ポート（例：吸引ポート）や薬物注入ポートなどの幾つかの機能を果たすことのできるサイドポート1646を含む。
使い捨てセット1600の代表的な空気パージ手順について、これから説明する。下記の考察は一般に、使い捨てセット1600は前述の考察に従って多用途セット1100と整合されること、また前述の技法に従ってそれぞれの多用途セット1100の空気抜きが行われたことを前提とする。注入器20が「注入」位置にある時、圧力トランスデューサーTの遠位端は開いた状態に配置または維持され、大気圧にさらされており、圧力隔離活栓1620は、第一または入口ポート1622と第三または隔離ポート1626の間に流体連結が存在する状態または位置に置かれる。注入器20は、呼応する多用途セット1100の一つから使い捨てセット1600に希望する流体、通常は生理食塩水を「押し入れる」ために作動され、それによって、フラッシング流体は圧力隔離活栓1620を通過して圧力トランスデューサーTに連結されたチューブに達し、圧力トランスデューサーTから外に押し出される。付添の操作者は、流体が圧力トランスデューサーTから出たことを確認した後に、注入器20からフラッシング流体をさらに注入することを停止する。次に注入器20に関連する電子制御装置は、圧力隔離活栓1620を操作して注入位置に配置し、ここで、第一または入口ポート1622と第二または出口ポート1624は流体連結しており、第二の多用途セット1100の容積と同等の流体量が圧力隔離活栓1620の第一または入口ポート1622を通過する（例：第一のポート1622を過ぎる）ように、注入器20は再び、第二の多用途セット1100に関連する第二の流体、通常は造影剤を注入するように作動される。この第二の注入手順は停止し、注入器20は第一の多用途セット1100によってフラッシング流体の押し出しを再開し、使い捨てセット1600の容積と同等の流体量を押し出す。造影剤充填手順からの最後の気泡または量が使い捨てセット1600に入る時に空気検出器1640は確認を行うため、使い捨てセット1600の容積と同等のフラッシング流体量の「押し出し」は、使い捨てセット1600から完全に空気を抜くのに十分である。
次に図４４−４８を参照すると、本開示は、注射器1120の注射器本体1122内に配置される注射器プランジャー1300を取外し可能な形で注入器20に関連するピストン要素60の一つに接合または整合するための幾つかの実施例を説明する。これらの幾つかの実施例について以降で説明し、下記の実施例の一つを本開示に従い流体注入器システム10において使用してもよい。図４４Ａ−４４Ｉは、フックタイプのインターフェースが注射器プランジャー1300とピストン要素60の間で一般に提供される第一の実施例を示す。最初に、注射器プランジャー1300は一般に、複数の円周シーリングリブ1306を画定するエラストマーカバー1304によって囲まれるプランジャー要素1302を含むことに留意されたい。フック型インターフェースの実施形態において、プランジャー要素1302は頑丈であることが望ましく、カバー1304の先細りした空洞1310内に収容される先細りした遠位部分または端部1308と、カバー1304の近位端に沿って収容される外部または後面フランジ部分1312を含む。円周凹部1314は先細りした遠位部分または端部1308と外部またはフランジ部分1312の間で画定されるとともにこれらを分離し、ここで、カバー1304の内向きに延長する放射状リブ1316は、プランジャー要素1302とカバー1304の間での噛合を確保するように収容・固定される。近位または後面フック要素1320はプランジャー要素1302のフランジ部分1312から近位方向または後方に延長し、フック要素1320はフック先端1330から内向きにフック型インターフェース凹部1322を画定する。
反対側のピストン要素60は、これから説明するようにプランジャー要素1302上のフック要素1320との噛合のために適合される。ピストン要素60は一般に、電動式医療用注射器分野では従来型の外側スリーブ602によって囲まれるボールねじシャフト600を含む。プランジャーのインターフェース要素604は、機械締め具606によって外側スリーブ602に固定される。プランジャーのインターフェース要素604はボールねじシャフト600の遠位端610に面する内部空洞608を画定し、ここに近接センサー612が配置される。近接センサー 612は注射器1120の注射器本体1122内の注射器プランジャー1300の軸位置を特定するために提供され、前述のように物理的な接触センサー、光学センサーや同様の近接センサーであってもよい。前述のように、近接センサー612は注射器1120の注射器本体1122における注射器プランジャー1300の位置に関して、電子制御装置に情報を提供することができる。注射器プランジャー1300の位置が注射器1120の製造中に設定された初期位置に呼応する場合、電子制御装置は注射器1120が未使用の注射器1120であると決定する。注射器プランジャー1300が注射器の取り外し手順の結果として到達した前述の格納位置にある場合、電子制御装置は注射器1120が過去に使用された注射器1120であると決定する。
プランジャーのインターフェース要素604は、それに一体に形成されうる側板616を含む。回動フック要素620は回動点622で側板616に回動可能な形で連結され、圧縮バネ624が回動フック要素620に働きかける。圧縮または受けバネ624は、それぞれプランジャーのインターフェース要素604とフック要素620で画定される反対側の凹部626、628に固定され、受けバネ624の反対側の端部は従来の方法により反対側の凹部626、628に固定されてもよい。密封スカート629はピストン要素60の外側スリーブ602周辺に提供され、滅菌の目的で圧力ジャケットサポート100の後面板102における凹部または空洞に固定されてもよい。フック要素620はフック先端630を有する。
注射器プランジャー1300およびピストン要素60のそれぞれの整合部品について注射器プランジャー1300およびピストン要素60を整合するために使用される図示されるフックインターフェースの実施を説明したので、フックインターフェース実施の操作順序についてこれから説明する。図４４Ａは注射器1120の圧力ジャケット136への初期装填を示し、ここで注射器1120は圧力ジャケット136のバレル162内に受け入れられる。注射器1120の挿入は一般に、圧力ジャケット136の本体部分152の内面160で画定されるキー溝158へのキー要素1144の噛合によって完了する、というのはこれが前述のように圧力ジャケット136への注射器本体1122の挿入を限定するからである。図４４Ｃに示すように、圧力ジャケット136が前述の方法で下方回動されるにつれて、フック要素620上のフック先端630は注射器プランジャー1300のプランジャー要素1302から近位に延長するフック要素1320によって画定されるフック凹部1322に配置される。受けバネ624はフック要素1320を迎え入れる力を提供してこの配置を維持する。フック要素1320と620の間の相互噛合が可能となるように、フック要素1320のフック先端1330とフック要素620のフック先端630の間に小さな空間またはクリアランスが画定される。注射器プランジャー1300とピストン要素60の間にフックインターフェースが形成されると、ピストン要素60の遠位方向または前方への動きによって注射器プランジャー1300が線形運動することになる。特に、図４４Ｃや図４４Ｄに示すように、遠位方向または前方にピストン要素60が動くにつれて、側板616はプランジャー要素1302の後面フランジ部分1312に接触し、この接触噛合によって注射器プランジャー1300は遠位または前方に動く。図４４Ｅや図４４Ｆに示すように、ピストン要素60が近位方向または後方に動くと、フック要素620はプランジャー要素1302の後面フランジ部分1312から延長する反対側のフック要素1320に接触して噛合し、この相互噛合によって注射器プランジャー1300は近位方向または後方に動き、それぞれのフック620、1320の相互噛合は受けバネ624によって維持される。
図４４Ｇ−４４Ｉは、受入側の圧力ジャケット136から注射器1120を取り外す時の注射器1120の取り外し順序を示すが、この順序は注射器1120の圧力ジャケット136への装填について前述で説明した順序を逆にしたものである。取外し順序においては、フック要素1320、620間の回動による噛合解除が可能となるように、小さな空間またはクリアランスがフック要素1320のフック先端1330とフック要素620のフック先端630の間で再び画定される。特に、注射器プランジャー1300とピストン要素60の間での干渉噛合の解除が望ましい場合、注射器プランジャー1300はまず最初に、前述のように注射器1120の注射器本体1122の格納／拡張部分1138に注射器プランジャー1300を配置すること呼応するピストン要素60によって格納位置に格納される。この位置において、プランジャーのインターフェース要素604が圧力ジャケットサポート100の後面板102の正面開口部110内に概して位置付けられるように、ピストン要素60は回収される。フック要素1320のフック先端1330とフック要素620のフック先端630の間の小さな空間は、ピストン要素60の遠位または前方への小さな動きによって形成されるが、この動きは一般に正面開口部110内にとどまる。小さな空間またはクリアランスがフック要素1320のフック先端1330とフック要素620のフック先端630の間に画定されると、圧力ジャケット136は図４４Ｈ−４４Ｉに示すように上方回動されて、回動可能な形でフック要素1320、620を互いの噛合から解除し、注射器1120を圧力ジャケット136から取り外すことができる。
図４５Ａ−４５Ｈに関して、別の注射器プランジャー1300とピストン要素60の整合配置について以後で考察しているが、ここで同様の要素は図４４Ａ−４４Ｉの前述の説明で使用されるのと同様の参照番号で特定される。図４５Ａ−４５Ｈにおいて、注射器プランジャー1300とピストン要素60の間の機械インターフェースを形成するために、回転ピストンの整合配置が使用される。本実施形態において、プランジャー要素1302は受入側の空洞または穴1340を画定する空洞要素であり、後面フランジ部分1312はピストン要素60と整合するために近位端で内向きに延長する放射状リブまたは縁部1342画定する。近位の放射状リブまたは縁部1342は、環状凹部1344を画定するプランジャー要素1302の後面フランジ部分1312上に形成される。プランジャー要素1302の先細りした遠位端1308は、図示されるようにその中に開口部1346を画定してもよいが、完全に閉じた端壁であってもよい。図４５Ｄや図４５Ｆに示すように、ピストン要素60に関連する要素が受入側の空洞または穴1340にアクセスできるように、後面フランジ部分1312上の放射状リブまたは縁部1342は一組の対向するキー溝またはスロット1348を画定する。
本実施形態において、対向するピストン要素60は、外側スリーブ602内に配置され、さらにボールねじシャフト600の周囲に配置される内側スリーブ632を含む。外側スリーブ602と内側スリーブ632は、単一の装置または部品を形成するよう一緒に固定されるか、別の方法として、希望する場合は単一の構造として形成されてもよい。プランジャーのインターフェース要素634は、外側スリーブと内側スリーブ602、632によって支持される。内側スリーブ632は、モーター取付板640によって内側スリーブ632に固定されているモーター638を収容する内部コンパートメントまたは空洞636を画定する。モーター638からの出力シャフト642はプランジャーのインターフェース要素634に機械的に整合され、プランジャーのインターフェース要素634を回転運動させるために使用される。プランジャーのインターフェース要素634は穴646を確定するピストンステム644を含み、モーター出力シャフト642の回転運動がプランジャーのインターフェース要素634に与えられるように、この穴にモーター出力シャフト642が配置され、プランジャーのインターフェース要素634と干渉噛合している。プランジャーのインターフェース要素634は、プランジャー要素1302の後面フランジ部分1312上に提供される近位の放射状縁部1342と整合するための一組のキーまたはタブ要素648を含む。
図４５Ａでは、注射器プランジャー1300とピストン要素60を整合するための操作順序が開始され、受入側の圧力ジャケット136の注射器1120の完全に挿入された位置と水平方向に回動された圧力ジャケット136を示す。圧力ジャケット136に注射器1120を装填するための装填手順は省略されているが、前述のように図４４Ａ−４４Ｉに関連して説明される順序に類似している。図45Aに示すように、ピストンステム644はプランジャー要素1302の後面フランジ部分1312から距離を空けて配置されるが、一般にはプランジャー要素1302の受入側の空洞または穴1340と一直線になる。注射器プランジャー1300の方向は、後面フランジ部分1312上の放射状縁部1342のキー溝1348がピストンステム644上の反対側のキーまたはタブ要素648と一直線になるような方向である。従って、ピストン要素60の遠位方向または前方への動きによって、キー要素648はキー溝1348を通ってプランジャー要素1302の受入側の空洞または穴1340に入ることが可能となる。ピストン要素60の遠位または前方への動きを図４５Ａ−４５Ｃに示し、キー溝1348におけるキー要素648の呼応する通路を図４５Ｄに示す。ピストン要素60の遠位または前方への動きによって、ピストンステム644がプランジャー要素1302の受入側の空洞または穴1340に受け入れられる。ピストンステム644がプランジャー要素1302の受入側の空洞または穴1340に延長すると、外側スリーブ602の遠位端または遠位面650とプランジャー要素1302の後面フランジ部分1312の間の接触噛合によって、ピストン要素60の遠位または前方への動きが注射器プランジャー1300を自動的に遠位または前方に動かすことになる。
特に図４４Ｅ−４４Ｇを参照すると、注射器1120の注射器本体1122において注射器プランジャー1300の近位または後方への動きを生じさせるためには、注射器プランジャー1300とピストン要素60の間の干渉噛合が必要なことが理解されるであろう。注射器プランジャー1300とピストン要素60の間に干渉噛合を形成するために、モーター638はモーター出力シャフト642を回転するように操作され、これによってプランジャーのインターフェース要素634も同様に回転する。プランジャーのインターフェース要素634に与えられる回転運動は約90度であり、それによってピストンステム644上のキー要素648はプランジャー要素1302の後面フランジ部分1312の放射状縁部1342のキー溝1348に対しておよそ直角に方向付けられる。そのため、キー要素648はプランジャー要素1302の後面フランジ部分1312上の放射状縁部1342に干渉噛合して配置される。キー要素648とプランジャー要素1302の後面フランジ部分1312上の放射状リブ1342の間の干渉噛合は、希望する場合は、キー要素648がキー溝1348を通ってプランジャー要素1302の受入側の空洞または穴1340に入り、それによって注射器プランジャー1300とピストン要素60を干渉噛合させた直後に確立され得る。別の方法として、干渉噛合は、注入器20に関連する電子制御装置によって逆方向または近位方向に移動するようにピストン要素60が指示を受ける時に確立されてもよい。プランジャーのインターフェース要素634の約90度の回転運動が望ましいと前述で説明したが、これは代表例としてのみ示すものであり、本開示によると、プランジャー要素1302の後面フランジ部分1312上の放射状縁部1342と干渉噛合するようにキー要素648を配置するプランジャーのインターフェース要素634の任意の回転運動で十分である。干渉噛合がキー要素648とプランジャー要素302の後面フランジ部分1312上の放射状縁部1342の間に確立すると、ピストン要素60の近位方向または後方への動きによって、注射器プランジャー1300は注射器1120の注射器本体1122に回収されるか近位方向または後方に動く。
注射器プランジャー1300とピストン要素60の間の干渉噛合の解除を希望する場合、注射器プランジャー1300はピストン要素60によって格納位置に戻され、これは前述の注射器1120の注射器本体1122の格納／拡張部分1138への注射器プランジャー1300の配置に呼応する。次にモーター638は、モーター出力シャフト642を回転するように操作され、これによってプランジャーのインターフェース要素634も同様に回転する。プランジャーのインターフェース要素634に与えられる回転運動は（どちらかの方向に）約90度であり、それによってピストンステム644上のキー要素648はプランジャー要素1302の後面フランジ部分1312の放射状縁部1342のキー溝1348とおよそ一直線に方向付けられる。そのため、キー要素648は、プランジャー要素1302の後面フランジ部分1312上の放射状縁部1342との干渉噛合が除かれる方向に配置される。ピストン要素60の近位方向または後方への動きによって、プランジャーのインターフェース要素634はプランジャー要素1302との噛合から回収され、プランジャーのインターフェース要素634は圧力ジャケットサポート100の後面板102の正面開口部110に回収されてもよい。その後、圧力ジャケット136は、本開示で前述した取り外し手順に従い、注射器1120を圧力ジャケット136のバレル162から取り外すための取外し方向に上方回動されてもよい。
図４６Ａ−４６Ｉに関して、さらなる注射器プランジャー1300とピストン要素60の整合配置について以降で考察しているが、ここで同様の要素は注射器プランジャー1300とピストン要素60の整合配置に関する前述の実施形態について前述の説明で使用されたものと同様の参照番号で特定される。本実施形態において、カム整合配置は注射器プランジャー1300とピストン要素60の間に機械的インターフェースを形成するために使用される。本実施形態において、プランジャー要素1302は再び、受入側の空洞または穴1340を画定する空洞要素である。しかしながら、回転ピストンの整合配置はピストン要素60と整合するために内向きに延長する放射状リブまたは縁部1342を持つ後面フランジ部分1312を含む一方、かかる整合する放射状リブ1352は、受入側の空洞または穴1340の内部および遠位端部分1308の一部に形成される。放射状リブ1352は、空洞または穴1340に遠位環状凹部1354を画定する。さらに、回転ピストンの整合配置とは対照的に、受入側の空洞または穴1340の整合する放射状リブまたは縁部1352は前述の対立するキー溝またはスロット1348を画定しておらず、その代わり円周方向に延長する放射状リブまたは縁部である。
本実施形態における対立ピストン要素60は、前述の実施形態と同様に外側スリーブ602を含み、外側スリーブ602の遠位端に支持されるプランジャーのインターフェース要素654を含む。プランジャーのインターフェース要素654は、機械締結、摩擦適合による噛合、または可能性としては接着剤の使用を含む適切な接合方法によって、外側スリーブ602の遠位端に固定されてもよい。外側スリーブ602は、ソレノイド658の位置をスリーブコンパートメント656で維持するために機械締結、摩擦適合による噛合、または可能性としては接着剤の使用によってコンパートメント656内に固定される、ソレノイド658を収容する内部コンパートメントまたは空洞656を画定する。出力シャフト662は、プランジャーのインターフェース要素654と機械的に整合するソレノイド658から延長する。プランジャーのインターフェース要素654は穴666を画定するピストンステム664を含み、この穴 にソレノイド出力シャフト662が配置されており、ソレノイド出力シャフト662の回転運動がカム要素668に与えられるようにカム要素668と機械的に噛合している。空洞キャップまたは端部要素670は、ピストンステム664の開いた遠位端を内含するためにプランジャーのインターフェース要素654の遠位端に配置される。キャップ要素670はその中に空洞672を画定し、一組の外方向または放射状に延長可能なスライドアーム674をキャップ要素670の一組の対立するアパーチャ676に支持する。ねじりバネ678もキャップ要素670によって画定される空洞672に配置され、それぞれのスライドアーム674に噛合される。ねじりバネ678はキャップ要素670に固定され、空洞672内部の格納位置でスライドアーム674を維持するように作用する。各スライドアーム674は、それぞれの対立するアパーチャ676に配置される第一の端部680と、キャップ要素670によって画定される空洞672に内側に延長する第二の端部682を含む。各々のスライドアーム674の第一の端部680が、ピストンステム664の外表面684と概して同一平面（例：格納位置）になるように呼応する受入側のアパーチャ676に位置付けられるように、ねじりバネ678はそれぞれのスライドアーム674に作用する。さらに示すように、カム要素668はキャップ要素670によって画定される空洞672内の各々のスライドアーム674の第二の端部682に操作可能なように噛合される。プランジャーのインターフェース要素654はさらに、外側スリーブ602内に画定されたスリーブコンパートメント656を内含するために、外側スリーブ602において開いた遠位端688と噛合しているピストンステム664に近位方向に形成されるショルダーまたはフランジ686を含む。ショルダーまたはフランジ686はピストンステム664と一体形成されてもよく、機械締結、干渉噛合、接着剤噛合および同様の方法によって外側スリーブ602の開いた遠位端688に固定される。
特に図４６Ａを参照すると、この図は水平方向に回動された圧力ジャケット136と、ピストン要素60と整合するために準備完了した状態でその中に装填された注射器1120を示す。従って、装填注射器1120を圧力ジャケット136に装填する手順は再び図４６Ａ−４６Ｉから省略されているが、本開示で前述されるのと同じ方法に従う。図46Aに示すように、ピストンステム664は注射器プランジャー1300から近位方向に間を空けて、注射器プランジャー1300のプランジャー要素1302の後面フランジ部分1312の近位に配置されるが、プランジャー要素1302の受入側の空洞または穴1340と概して整列する。本実施形態において、注射器プランジャー1300の方向は、本明細書上述の前記の実施形態のように問題とはならない。ピストン要素60の遠位方向または前方への動きによって、ピストンステム664をプランジャー要素1302の受入側の空洞または穴1340に挿入することが可能となる。理解されるように、ピストンステム664の外径は、プランジャー要素1302の受入側の空洞または穴1340における整合する放射状縁部1352の内径よりも小さい。従って、望ましくはキャップ要素670がプランジャーカバー1304と接触するかごく接近するまで、ピストン要素60の遠位方向または前方への動きによってピストンステム664が受入側の空洞または穴1340に挿入される。この位置において、キャップ要素670に関連するスライドアーム674は放射状縁部1352の遠位前方方向に位置付けられ、環状凹部1354と同一の外延を持つ。さらに、ピストンステム664がプランジャー要素1302の受入側の空洞または穴1340に延長すると、ピストン要素60の遠位方向または前方への動きは、ピストンステム664に関連するショルダーまたはフランジ686とプランジャー要素1302の後面フランジ部分1312との間の接触噛合によって、注射器プランジャー1300を自動的に遠位方向または前方に動かすことになる。
特に図４６Ｅ−４６Ｇを参照すると、前述の回転ピストンインターフェース配置と同様に、注射器1120の注射器本体1122において注射器プランジャー1300の近位または後方への動きを生じさせるためには、注射器プランジャー1300とピストン要素60の間の干渉噛合が必要である。注射器プランジャー1300とピストン要素60の間の干渉噛合を形成するために、ソレノイド出力シャフト662を回転するようにソレノイド658が操作され、これによりカム要素668が回転してスライドアーム674に作用する。カム要素668のこの回転された位置を図４６Ｆに示し、スライドアーム674の呼応する位置もまた示されている。スライドアーム674が放射状縁部1352の遠位前方方向に画定された環状凹部1354に挿入されるように、カム要素668の回転運動によってスライドアーム674の放射状の動きが生じる。結果として、スライドアーム674は、受入側の空洞または穴1340内の放射状リブまたは縁部1352と干渉噛合するように配置される。スライドアーム674と受入側の空洞または穴1340内の放射状縁部1352の間のこの干渉噛合は、希望する場合は、ピストンステム664が受入側の空洞または穴1340に完全に挿入され、プランジャーカバー1304に接触するかごく接近した直後に確立され得る。別の方法として、干渉噛合は、注入器20に関連する電子制御装置によって逆方向または近位方向に移動するようにピストン要素60が指示を受ける時に確立されてもよい。必要な干渉噛合がスライドアーム674とプランジャー要素1302の受入側の空洞または穴1340内部の放射状縁部1352との間に確立されると、ピストン要素60の近位方向または後方への動きによって、注射器プランジャー1300は注射器1120の注射器本体1122に回収されるか近位方向または後方に動く。
注射器プランジャー1300とピストン要素60の間の干渉噛合の解除を希望する場合、注射器プランジャー1300はピストン要素60によって格納位置に戻され、これは前述の注射器1120の注射器本体1122の格納／拡張部分1138への注射器プランジャー1300の配置に呼応する。次にソレノイド658の電源が切られて、ねじりバネ678はスライドアーム674に作用しスライドアーム674が初期位置に戻ることが可能となり、ここで、各スライドアーム674の第一の端部680はピストンステム664の外表面684と概して同一平面になるように、呼応する受入側のアパーチャ676に位置付けられる。その後のピストン要素60の近位方向または後方への動きは、プランジャー要素1302の受入側の空洞または穴1340からピストンステム664を回収し、プランジャーのインターフェース要素654をプランジャー要素1302から噛合解除できるようになる。プランジャーのインターフェース要素654は、圧力ジャケットサポート100の後面板102における正面開口部110に回収されてもよい。その後、圧力ジャケット136は、本開示で前述した取り外し手順に従い、注射器1120を取り外すための取外し方向に上方回動され、注射器1120は圧力ジャケット136のバレル162から取り外され得る。
第四の注射器プランジャー1300とピストン要素60について以降で図４７Ａ−４７Ｉを参照して考察しているが、ここで同様の要素は、注射器プランジャー1300とピストン要素60の間の整合配置について前述した実施形態で使用されたものと同様の参照番号で特定される。本実施形態において、滑りキー配置は注射器プランジャー1300とピストン要素60の間に機械的インターフェースを形成するために使用される。本実施形態において、プランジャー要素1302は再び、受入側の空洞または穴1340を画定する空洞要素である。前述の回転ピストン整合配置と同様に、後面フランジ部分1312はピストン要素60と整合するために近位端で内向きに延長するリブまたは縁部1342を含む。
本実施形態において対立するピストン要素60は前記の実施形態と同様に外側スリーブ692を含み、外側スリーブ692の遠位端に支持されるプランジャーのインターフェース要素694を含む。プランジャーのインターフェース要素694は、機械締結、摩擦適合による噛合、または可能性としては接着剤の使用を含む適切な接合方法によって、外側スリーブ692の遠位端に固定されてもよい。プランジャーのインターフェース要素694の近位端696は、外側スリーブ692内に画定される内部ショルダー698に接触して収容される。プランジャーのインターフェース要素694は、外側スリーブ692の遠位端に接触して収容される外方向に延長する放射状フランジ700を含む。外側スリーブ692は、プランジャーのインターフェース要素694によって内含され線形ソレノイド710を収容する、内部コンパートメントまたは空洞702を画定する。線形ソレノイド710は機械締結、摩擦適合による噛合、または可能性としては接着剤の使用によってスリーブコンパートメント702内に固定されてもよく、外側スリーブ692はスリーブコンパートメント702における第二の近位に位置付けられるショルダー704を画定し、スリーブコンパートメント702における線形ソレノイド710の位置を維持するために同ショルダーに対して線形ソレノイド710が収容または噛合される。線形ソレノイド710は、第二のショルダー704に接触して収容される近位フランジ714を持つ通電部分712を含む。通電部分712は中央の穴または空洞716を画定し、ここに延長可能かつ格納可能なソレノイド出力シャフト722が同軸上に配置される。延長可能かつ格納可能なソレノイド出力シャフト722は、図示するように小径の遠位インターフェース部分724を持つ。線形ソレノイド710の通電部分712は、努力傾注分野である電子機械分野で知られている方法でソレノイド出力シャフト722を延長・格納する働きをする。
プランジャーのインターフェース要素694は、ソレノイド出力シャフト722の遠位インターフェース部分724と整合される滑りキーアクチュエータ734を内含する穴732を画定するピストンステム730を含む。ソレノイド出力シャフト722の延長・格納運動が滑りキー740に直接与えられるように、滑りキーアクチュエータ734とソレノイド出力シャフト722の遠位インターフェース部分724の間に固定連結が提供される。滑りキーアクチュエータ734は、滑りキー740と機械的に整合するよう適合される。滑りキーアクチュエータ734は、滑りキー740と整合するための複数の（通常は対の）傾斜スロット738を画定する遠位方向に延長する複数の傾斜キー要素736を含む。滑りキー740は、それぞれが放射状先端745を持つ一組の対立するキー歯車742、744を含む。本実施形態において、キー歯車742、744がプランジャーのインターフェース要素694のピストンステム730の外表面750と概して同一平面となるようにピストンステム730に画定されたそれぞれの開口部746、748内に配置された第一または格納位置、およびキー歯車742、744がプランジャー要素1302の後面フランジ部分1312上に形成される放射状リブまたは縁部1342と整合するようにそれぞれの開口部746、748から外方向に放射状に延長する延長放射位置へのキー歯車742、744の半径方向運動を生じさせるように、対立するキー歯車742、744は遠位キー要素736によって噛合される。各キー歯車742、744は、それを通るキー要素736の一つの通過のために開口部751を画定する。
特に図４７Ａを参照すると、この図は水平方向に回動された圧力ジャケット136と、ピストン要素60と整合するために準備完了した状態でその中に装填された注射器1120を示す。従って、注射器1120を圧力ジャケット136に装填する手順は図４７Ａ−４７Ｉでは省略されているが、本開示で前述されたものと同じ方法に従う。図４７Ａに示すように、ピストンステム730は注射器プランジャー1300から近位方向に間を空けて、注射器プランジャー1300のプランジャー要素1302の後面フランジ部分1312から近位に配置されるが、プランジャー要素1302の受入側の空洞または穴1340と概して整列する。本実施形態においても、キー歯車742、744はプランジャー要素1302の後面フランジ部分1312上に形成される円周方向の近位リブまたは縁部1342の任意の部分と噛合する働きをするため、注射器プランジャー1300の方向は問題とはならない。ピストン要素60の遠位方向または前方への動きによって、ピストンステム730はプランジャー要素1302の受入側の空洞または穴1340に入ることが可能となる。理解されるように、ピストンステム730の外径は、プランジャー要素1302の後面フランジ部分1312上に形成される、整合する放射状リブまたは縁部1342の内径よりも小さい。従って、ピストンステム730の遠位先端または端部752がプランジャーカバー1304と接触するかごく接近するまで、ピストン要素60の遠位方向または前方への動きによってピストンステム730は受入側の空洞または穴1340に挿入されるようになる。この位置において、ピストンステム730の対立する開口部746、748は放射状縁部1342の遠位前方方向に位置付けられ、環状凹部1344と同一の外延を持つ。さらに、ピストンステム730がプランジャー要素1302の受入側の空洞または穴1340の中に延長すると、ピストン要素60の遠位方向または前方への動きは、プランジャーのインターフェース要素694の放射状フランジ700とプランジャー要素1302の後面フランジ部分1312との間の接触噛合によって、注射器プランジャー1300を自動的に遠位方向または前方に動かすことになる。
図４７Ａ−４７Ｄにおいて、ソレノイド出力シャフト722が線形ソレノイド710の通電部分712から遠位方向に延長するように、線形ソレノイド710の通電部分712は通電状態にある。この状態において、ソレノイド出力シャフト722の近位端726は通電部分712の穴716の内部に開いた近位空間754を画定する。この遠位方向に延長した位置において、滑りキー740の対立するキー歯車742、744は遠位キー要素736によって画定される傾斜スロット738に噛合され、それによってキー歯車742、744はピストンステム730によって画定され、プランジャーのインターフェース要素694のピストンステム730の外表面750と概して同一平面である、それぞれの開口部746、748内に格納される。この格納された方向によって、ピストンステム730は注射器プランジャー1300のプランジャー要素1302における受入側の空洞または穴1340に確実に挿入されるようになり、プランジャー要素1302の後面フランジ部分1312上の放射状リブまたは縁部1342の内径を通って通過することが可能となる。
特に図４７Ｅ−４７Ｇを参照すると、前記の特定の実施形態と同様に、注射器1120の注射器本体1122において注射器プランジャー1300の近位方向または後方への動きを生じさせるためには、注射器プランジャー1300とピストン要素60の間の干渉噛合が必要である。注射器プランジャー1300とピストン要素60の間に干渉噛合を形成するために、線形ソレノイド710の通電部分712は電源が切られ、それによってソレノイド出力シャフト722は通電部分712の穴716の内部に格納される。ソレノイド出力シャフト722のこの近位方向または後方への動きの結果として、通電部分712の穴716の開いた近位空間754がなくなる。さらに、ソレノイド出力シャフト722が通電部分712に回収されるにつれて、ソレノイド出力シャフト722の遠位インターフェース部分724との固定噛合によって滑りキーアクチュエータ734は近位方向に動く。さらに、キー歯車742、744は遠位キー要素736によって画定される傾斜スロット738の影響を受けるため、この近位運動によってキー歯車742、744は外方向に放射状に動くことになる。また特に、キーアクチュエータ734がソレノイド出力シャフト722と近位方向に動くにつれて、キー歯車742、744はそれぞれの受入側の傾斜スロット738内にスライドし、図示するように、同スロットは互いから外方向に分岐し、この分岐または傾斜した方向がキー歯車742、744に放射状の外方向の動きを与える。キー歯車742、744がスロット738の開口部に達すると、各々のキー歯車742、744の放射状先端745はプランジャー要素1302の後面フランジ部分1312上の近位放射状縁部1342によって画定される環状凹部1344内部に収容される。キー歯車742、744と放射状縁部1342の間の干渉噛合は、ピストンステム664が受入側の空洞または穴1340に完全に入り、プランジャーカバー1304に接触するかごく接近した直後に確立される。別の方法として、干渉噛合は、注入器20に関連する電子制御装置によって逆方向または近位方向に移動するようにピストン要素60が指示を受ける時に確立され得る。必要な干渉噛合がキー歯車742、744と後面フランジ部分1312上に提供される放射状縁部1342の間に確立されると、ピストン要素60の近位方向または後方への動きによって、注射器プランジャー1300は注射器1120の注射器本体1122に回収されるか近位方向または後方に動く。
注射器プランジャー1300とピストン要素60の間の干渉噛合の解除を希望する場合、注射器プランジャー1300はまずピストン要素60によって格納位置に戻されることが望ましく、これは前述の注射器1120の注射器本体1122の格納／拡張部分1138への注射器プランジャー1300の配置に呼応する。次に線形ソレノイド710は再び通電され、これが通電部分712の穴716内部でソレノイド出力シャフト722を遠位方向または前方に動かし、それによって通電部分712の穴716内部に近位空間954が再び確立される。この前方または遠位方向への動きが滑りキーアクチュエータ734に与えられ、結果的に滑りキー歯車742、744が遠位キー要素736によって画定されるそれぞれの傾斜スロット738に入る。明らかなように、滑りキー歯車742、744がそれぞれの傾斜スロット738に入ると、キー歯車742、744はピストンステム730のそれぞれの開口部746、748に放射状に回収される。ピストンステム730の外表面750と同一平面となるように回収されると、ピストンステム730はピストン要素60の後方への動きによってプランジャー要素1302で画定される受入側の空洞または穴1340から回収されてもよい。プランジャーのインターフェース要素694の噛合がプランジャー要素1302から解除されると、プランジャーのインターフェース要素694のさらに近位方向または後方の動きによってそれが圧力ジャケットサポート100の後面板102の正面開口部110に回収される。その後、圧力ジャケット136は、本開示で前述した取り外し手順に従い、注射器1120を圧力ジャケット136のバレル162から取り外すための取外し方向に上方回動されてもよい。
図４８Ａ−４８Ｄに関して、最後の注射器プランジャー1300とピストン要素60の整合配置について以降で考察しているが、ここで同様の要素は注射器プランジャー1300とピストン要素60の間の整合配置についての前述の実施形態で使用されたものと同様の参照番号で特定される。図４８Ａ−４８Ｄにおいて、接着用アーム配置は注射器プランジャー1300とピストン要素60の間に機械的インターフェースを形成するために使用される。本実施形態において、プランジャー要素1302は、本明細書で説明するように柔軟なサポートアーム配置による噛合のために後面フランジ部分1312から近位方向に延長する近位タブまたはボタン要素1356を持つ相当頑丈な要素である。近位タブまたはボタン要素1356は、本明細書で説明するように柔軟なサポートアーム配置により噛合される円周凹部1358を画定する。
本実施形態において対立するピストン要素60は外側スリーブ772内に配置されるボールねじシャフト770を含み、前記の実施形態と同様にプランジャーのインターフェース要素774を含む。プランジャーのインターフェース要素774は、ピン778によって外側スリーブ772に固定された一組の柔軟な接着用アーム776を含む。接着用アーム776は、互いに内方向にまたボールねじシャフト770の中心縦軸に向かって偏り、さらに内方向を向く放射状先端780を含む。くさび782は、機械締め具786によってボールねじシャフト770の遠位端784に固定される。くさび782は、本明細書で説明するように接着用アーム776を操作するように適合される。一般に、接着用アーム776は、接着用アーム776間のくさび782の間隔によって、図４８Ａと４８Ｂに示すように別々の方向かつ概して互いに平行に維持される。ボールねじシャフト770が一方向に回転するにつれて、外側スリーブ772は電動式医療用注射器分野でよく知られているように遠位方向または近位方向に動く。外側スリーブ772が遠位方向または前方に動くにつれて、取り付けられた接着用アーム776は同様にくさび782に対して遠位方向または前方に動き、この運動によって最終的にはくさび782によって提供される接着用アーム776への分離力がなくなる。この力がなくなると、接着用アーム776は、プランジャー要素1302の後面フランジ部分1312から近位方向に延長するタブまたはボタン要素1356に噛合するよう互いに向かって動くことが可能となる。
特に図４８Ａを参照すると、この図は水平方向に回動された圧力ジャケット136と、ピストン要素60と整合するために準備完了した状態でその中に装填された注射器1120を示す。従って、注射器1120を圧力ジャケット136に装填する手順は図４８Ａ−４８Ｄから省略されているが、本開示で前述されたものと同じ方法に従う。図４８Ａが示すように、プランジャー要素1302の後面フランジ部分1312から近位方向に延長する近位タブまたはボタン要素1356は、接着用アーム776から遠位方向に間隔を空けて配置される。ボールねじシャフト770が一方向に回転するにつれて、外側スリーブ772は電動式医療用注射器分野でよく知られているように、ボールねじナット（非表示）とボールねじシャフト770の間のねじ連結、およびボールねじナットと外側スリーブ772の間の固定連結によって遠位方向または前方に動く。ある時点において、外側スリーブ772の遠位端788はプランジャー要素1302の後面フランジ部分1312に接触する。さらに、外側スリーブ772が前方または遠位方向に動くにつれて接着用アーム776も同様に動き、同アームはくさび782に対して遠位方向または前方に動く。くさび782の軸長は、近位タブまたはボタン要素1356が放射状先端780間を通過できるように、少なくとも外側スリーブ772の遠位端788がプランジャー要素1302の後面フランジ部分1312に接触するまで、接着用アーム776の内方向に向く放射状先端780の間の空間Sが実質的に一定に維持されるように選択されることが望ましい。この位置において、つまり、外側スリーブ772の遠位端788がプランジャー要素1302の後面フランジ部分1312に接触する時に、接着用アーム776の放射状先端780は近位タブまたはボタン要素1356によって画定される円周凹部1358に概して整列する。ボールねじシャフト770のさらなる回転によって、外側スリーブ772のさらなる前方または遠位方向への動きが生じ、これが注射器1120の注射器本体1122における注射器プランジャー1300の前方または遠位方向への動き、また取り付けられた接着用アーム776の前方または遠位方向への動きを同時に与える。ボールねじシャフト770の回転運動ならびに外側スリーブ772と取り付けられた接着用アーム776の呼応する前方または遠位方向への動きの結果として、接着用アーム776に対してくさび782によって提供される放射状に間隔を空ける力または分離力が最終的にはなくなり、内方向に偏った接着用アーム776がプランジャー要素1302の後面フランジ部分1312から近位方向に延長する近位タブまたはボタン要素1356を捉えることが可能となる。
くさび782のくさび作用がなくなると、接着用アーム776の放射状先端780は近位タブまたはボタン要素1356によって画定される円周凹部1358に噛合し、注射器プランジャー1300とピストン要素60の間で固定噛合が行われる。ボールねじシャフト770の継続回転は、外側スリーブ772の遠位端788と注射器プランジャー1300のプランジャー要素1302の後面フランジ部分1312との間の接触噛合によって、注射器1120の注射器本体1122内で注射器プランジャー1300を前進させる。反対方向へのボールねじシャフト770の回転は、接着用アーム776の放射状先端780と注射器プランジャー1300のプランジャー要素1302の後面フランジ部分1312から近位方向に延長するタブまたはボタン要素1356によって画定される円周凹部1358の間の干渉噛合により、注射器1120の注射器本体1122内に注射器プランジャー1300を回収する。注射器プランジャー1300とピストン要素60の間の固定噛合の解除を希望する場合、注射器プランジャー1300はピストン要素60によって格納位置に回収されることが望ましく、これは前述の注射器1120の注射器本体1122の格納／拡張部分1138への注射器プランジャー1300の配置に呼応する。ボールねじシャフト770の継続回転によって接着用アーム776はくさび782に再噛合し、くさび782は接着用アーム776に対するくさび作用を再開し、プランジャー要素1302の後面フランジ部分1312から近位方向に延長する近位タブまたはボタン要素1356から遠位の放射状先端780の噛合を解除するのに十分な大きさの、接着用アーム776の内方向への放射状先端780間の間隔Sを再び確立する。従って、ボールねじシャフト770の追加的な回転は注射器プランジャー1300と関連付けられている状態からピストン要素60を回収し、プランジャー要素1302の後面フランジ部分1312から近位方向に延長する近位タブまたはボタン要素1356は接着用アーム776から遠位方向に間隔を空けて再び配置される。その後、圧力ジャケット136は、本開示で前述した取り外し手順に従い、注射器1120を圧力ジャケット136のバレル162から取り外すための取外し方向に上方回動されてもよい。
図４９−５６を参照すると、多流体医療用注入／注入器システム10の別の実施形態を示し、ここで同様の部品には本開示で前記指定されたものと同様の参照番号が指定される。図４９−５６の流体注入器システム10は本開示における前述の実施形態に一般に類似しているため、図４９−５６に示す流体注入器システム10に対する特定の違いおよび／または修正のみを本明細書に示す。前述のように、流体注入器システム10は、電動式注入器の管理装置または装置20、および患者カテーテルから圧力下で患者に二つ以上の流体を静脈内注入するために注入器20と関連付けられることが意図された流体送達セット1000を含む。本実施形態において、注入器20は図４７Ａ−４７Ｉに関連して記述されたピストン要素60の実施形態で示されている。本実施形態における流体送達セット1000は本開示で前述された使い捨てセット1500を使用しているが、これはわかりやすく説明する目的で様々な図から省略されている。現在の実施形態には多用途セット1100に対する特定の修正が行なわれており、かかる修正について本明細書で詳述している。
圧力ジャケットサポート100に関して、図示された圧力ジャケットサポート100は本開示で前述されたものと実質的に同一であり、圧力ジャケットサポート100は注入器20の注入器筐体22の遠位端26に連結された後面板102と前面板112を持ち、正面および後面サポート板102、112は中央ビーム124によって連結されている。しかしながら、本実施形態において、注射器1120が受入側の圧力ジャケット136内に装填され、圧力ジャケット136が概して水平位置に置かれている時、前面板112のそれぞれのスロット122は注射器1120の注射器本体1122の中心縦軸Lに概して直角に交わるように位置付けられる。従って、圧力ジャケット136の同じ回動は、前述のように、注射器1120の注射器本体1122から延長する排出管1130を圧力ジャケットサポート100の前面板112における受入側のスロット122に自動的に配置する。本明細書で説明するように、流体注入器システム10の本実施形態における一つの違いは注射器本体1122の排出管1130の位置付けにあり、これは本開示で前述したようにそこからオフセットされるのではなく、ここでは注射器1120の注射器本体1122の中心縦軸Lに沿って配置される。そのため、上述のように、圧力ジャケットサポート100の前面板112におけるそれぞれのスロット122は前述のようにオフセット排出管1130を収容するためにオフセットされることはなく、今度は注射器1120が受入側の圧力ジャケット136内に装填され、圧力ジャケット136が概して水平位置に置かれている時に、注射器1120の注射器本体1122の中心縦軸Lに概して直角に交わるように前面板112に形成される。
前述のように、各圧力ジャケット136のフランジ部分142と本体部分152は別々の部品であっても単独または単一本体部分152として一体形成されてもよい。このタイプの圧力ジャケット136を図４９−５６に示す。単一本体部分152は、フランジ部分142に関連して前述のあらゆる取付機能を含む。前述の違い以外には、圧力ジャケットサポート100の様々な部品は本開示において前述のものと同一である。
さらに、流体注入器システム10の本実施形態における流体制御モジュール200は、以降で説明する特定の修正を組み込む。当初は、流体制御モジュール筐体202は前述のように依存筺体204内に一組の制御弁アクチュエータ220を内含・支持することに留意されたい。しかしながら、流体制御モジュール筐体202は、本明細書に詳述するように注射器1120に関連する制御弁と整合させるために、依存筺体204が各制御弁アクチュエータ220のアクチュエータ出力シャフト228を前面板112の後側または近位側116に位置付けるように、圧力ジャケットサポート100の前面板112に対して支持される。この目的上、前面板112は下部サポートフランジ252を含んでもよく、機械締め具254を用いて同フランジにそれぞれの制御弁アクチュエータ220を固定してもよい。カバー板206は、前述のように依存筺体204を内含する。
さらに、本実施形態において流体制御モジュール筐体202は、使い捨てセット1500に関連する入力ライン1502、1504と整合するように、一組の上部取付型または上部に配置された空気検出器260を支持する。さらに、流体制御モジュール筐体202は、本明細書で説明する注射器1120への修正に従って、各注射器1120に関連付けられるべきそれぞれの連結管1174と整合するように、正面取付型または正面に配置された空気検出器262と側面取付型または側面に配置された空気検出器264を支持する。空気検出器260、262、264の形態や機能は、本開示において前述してきた様々な空気検出器と一般に類似している。図４９の流体注入器システム10の平面図を参照すると、この図における「上側」の注射器1120は側面取付型の空気検出器264と整合したその関連する連結管1174を持ち、「下側」の注射器1120はこの図において正面取付型の空気検出器262と整合したその関連する連結管1174を持つことに留意されたい。さらに、正面取付型および側面取付型の空気検出器262、264は、本開示において前述した接着要素に類似するチューブ接着要素268を持つ。
前述で考察したように、本実施形態に従い流体注入器システム10で使用するよう適合された注射器1120は、一つの側面において、本開示で前述したように注射器本体1122の排出管1130がそこからオフセットされるのではなく、注射器1120の注射器本体1122の中心縦軸Lに沿って配置されるように修正される。それでもなお、注射器1120は前述と類似の特徴を含む。一般に、注射器1120は、正面端または遠位端1124および後面端または近位端1126を持つ、細長い円筒注射器本体1122を含む。しかしながら、注射器1120の本実施形態において、注射器本体1122の遠位端1124は円錐形の遠位部分または端部1252を内含する外側スカート1250を含み、そこから排出管1130が遠位方向に延長する。円錐形の遠位部分または端部1252は、注射器本体1122の前述した実施形態において注射器本体1122の遠位部分または端部1124が頂点または円錐頂点1128へと先細りしていくのと類似の方法で、約22度の角度で内向きに先細りする。排出管1130には注射器本体1122の中心縦軸Lと同軸である排出ポート1134があり、排出管1130は流体注入器システム10の本実施形態において使用するよう適合された多用途セット1100の追加の下流部品と嵌合するように、従来型のルアーフィット・タイプの連結で形成されてもよい。
注射器本体1122の近位端1126はまた、拡張／格納部分1138で形成されてもよい。注射器本体1122の概して円筒形の「作業」部分1140は、注射器本体1122の遠位端と近位端1124、1126に接続され、注射器本体1122の拡張／格納部分1138の前方または遠位で実質的に画定される。注射器本体1122の円筒部分1140の外径は比較的均一であり、外側スカート1250は注射器本体1122の円筒部分1140から遠位方向に延長する。外側スカート1250は一般に、注射器本体1122の円筒部分1140の外径から少しだけ内向きに先細りする。拡張／保管部分1138は、前述したように注射器プランジャー1300の格納部分または領域として一般に提供される。注射器本体1122の近位端1126は、注射器本体1122の格納／拡張部分1138に強度と剛性を提供したり前述の他の機能を提供するために、外方向に延長する唇縁1142（図４９−５６では非表示）で形成されることが望ましい。
外側スカート1250はさらに、一組の側面開口部1254、1256を画定する。側面開口部1254、1256は、互いに概して直角に交わるように外側スカート1250に形成される。図５２の図から理解されるように、例えば、制御弁アクチュエータ220のアクチュエータ出力シャフト228が通過できるように、側面開口部1256は実際には外側スカート1250における「下部」の開口部として意図されている。従って、受入側の圧力ジャケット136への注射器1120の装填は方向依存的であり、注射器本体1122上の外側スカート1250における側面または下部開口部1256が圧力ジャケット136で下方に面するように、注射器本体1122が方向付けられることが一般に必要となる。圧力ジャケット136の本体部分152におけるキー溝158と嵌合する整合するタブまたはキー要素1144によって、下部開口部1256は正しい方向へと自動的に方向付けられる。従って、圧力ジャケット136がその中に存在する注射器1120と概して水平または作業可能な位置に回動されると、側面または下部開口部1256によって、関連する制御弁アクチュエータ220のアクチュエータ出力シャフト228が開口部1256を通って通過できるようになる。外側スカート1250の遠位端1258は弓形または曲線形であることが望ましく、前面板112の後面側または近位側116における受入側の凹部118は、嵌合する弓形または曲線形で形成されることが望ましい。この嵌合構成は、本開示で前述されるように、加圧された時に注射器1120に対して類似の自己求心機能を提供する。
前記の実施形態と同様に、本実施形態において使用される多用途セット1100は、流体制御弁1150および特に三方活栓弁1160を含む。活栓弁1160は前述のものと一般に類似しており、三つのポート1162、1164、および1166を画定する弁本体1161と、作動ハンドル1170によって作動されるプラグ1168を含む。活栓弁1160の本実施形態において、関連する制御弁アクチュエータ220のアクチュエータ出力シャフト228と整合するよう位置付けられるように、作動ハンドル1170はプラグ1168の下部端部に配置される。第一のポート1162は注射器1120の注射器本体1122上の排出管1130に流体連結され、この流体連結は前述の方法によって固定連結されてもよく、または別の方法として、第一のポート1162と注射器本体1122上の排出管1130との間に連結遮断が提供されてもよい。第二のポート1164は、本開示において前述のように連結管1174を介して従来型のコネクタスパイク1175に流体連結されているが、わかりやすく説明する目的で図４９−５６では省略されている。第三のポート1166は、前述で説明した従来の固定的接合方法によって第三のポート1166に固定される流体コネクタ1176を備えて提供されるが、希望する場合は遮断配置が提供される場合もある。流体コネクタ1176は、滅菌目的で排出管1130周辺に環状空間1262を内含するように、注射器本体1122上で外側スカート1250に面する放射状スカート1260を含んでもよい。前述のように、注射器1120の操作中に生じる圧力のため、第三のポート1166と流体コネクタ1176の間、および注射器1120の注射器本体1122上の第一のポート1162と排出管1130の間には、本開示に従うと永久的かつ強固な流体結合が一般に好ましい。
前述のように、各制御弁アクチュエータ220は、（1）第一のポート1162が第三または出口ポート1166に流体結合されている注入または開いた位置、（2）コネクタスパイク1175と流体供給容器36、38に関連する連結管1174によって注射器1120の装填ができるように、第二のポート1164が第一のポート1162に流体結合されている充填位置、および（3）第一および第二のポート1162と1164が第三または出口ポート1166から隔離されている、閉じたまたは隔離位置という、活栓弁1160の少なくとも三つの設定位置を達成するために活栓作動ハンドル1170を選択的に位置付けるよう適合される。
圧力ジャケットサポート100の圧力ジャケット136への注射器1120の装填は、前述で指摘した違い以外には、本開示における前述の手順と実質的に同一である。特に、圧力ジャケット136の上方回動位置において注射器1120を圧力ジャケット136に装填する時、活栓弁1160のプラグ1168の下部端部に配置された作動ハンドル1170を、関連する制御弁アクチュエータ220のアクチュエータ出力シャフト228と直接整合する位置に方向付けるために、注射器スカート1250の下部開口部1256は一般に下方に面する。従って、圧力ジャケット136が圧力ジャケット作動空間104において概して水平方向に下方回動されるにつれて、アクチュエータ出力シャフト228は作動ハンドル1170と自動的に噛合し、作動ハンドル1170と制御弁アクチュエータ220の間に操作可能な噛合を形成する。さらに、圧力ジャケット136が下方回動されるにつれて、外側スカート1250の遠位端1258は、前面板112の後側または近位側116における受入側の凹部118の呼応する弓形または曲線形に嵌合式に噛合する。この嵌合構成は、本開示で前述されるように、加圧された時に注射器1120に対して類似の自己求心機能を提供する。
次に図５７−５９を、また続けて図４９−５６を参照すると、図示する実施形態に従った流体注入器システム10は、注射器の装填位置または方向から流体プライミングや空気パージ位置そして注入位置に移動する際の注入器20の異なる動きを示している。図５８Ａ−５８Ｃに示すように、注入器20は、診察台などの患者支持表面と整合するよう適合された下側端部904を持ちうる支柱902から成る支え台900によって支持される。注入器筐体22は、回動ピン906によって支柱902に回動可能な形で支持される。さらに、従来型のIVポール908が回動ピン910によって流体制御モジュール筐体202に回動可能な形で連結される。リンクアーム912は第一の端部914と第二の端部916を持つ。リンクアーム912の第一の端部914は回動ピン918によって支柱902に回動可能な形で連結され、リンクアーム912の第二の端部916は回動ピン920によってIVポール908の下側端部922に回動可能な形で連結される。前述の構成は、四つのバーリンク配置を画定し、ここで支柱902は接地配線を画定し、注入器筐体22は一つの接地された配線を画定し、リンクアーム912は第二の接地配線を画定し、IVポールは運動学分野でよく知られている連結器リンクを画定する。
流体注入器10の本実施形態において、注入器20と併用されるそれぞれの多用途セット1100の関連付けは前述のものに実質的に類似しており、前述の装填手順に従って呼応する圧力ジャケット136をそれぞれの注射器1120に挿入することを含む。しかしながら、図５７Ａが示すように、本実施形態において、注入器20が注射器1120を圧力ジャケット136に装填するために依然として水平方向である間に、圧力ジャケット136が上下に配置されるように注入器20はその側面（例：一つの側面24）に方向付けられる。従って、本開示において前述された方法でそれぞれの圧力ジャケット136を装填するには、前述のように圧力ジャケット136を注入器20に対して上方回動するのではなく、注入器20から横方向に外に向かって回動することが必要となる。それでもなお、注射器1120をそれぞれの圧力ジャケット136に装填するための前述の装填手順の結果として、各注射器1120の注射器本体1122から遠位方向に延長する排出管1130は圧力ジャケットサポート100の前面板112で画定される呼応するスロット122に収容されることになる。しかしながら、ここでは、各注射器本体1122上の外側スカート1250の弓形の遠位端1258は、圧力ジャケットサポート100の前面板112の後側または近位側116における受入側の凹部118の嵌合用の弓形または曲線形に噛合する。さらに、圧力ジャケットサポート100によって画定されるそれぞれの圧力ジャケットの作動空間104に圧力ジャケット136を戻すための圧力ジャケット136の回動によって、各活栓弁1160に対するプラグ1168の下部端部に配置される作動ハンドル1170は、関連する制御弁アクチュエータ220のアクチュエータ出力シャフト228と自動的に機械整合されることになる。各圧力ジャケット136がその圧力ジャケット作動空間104へと横方向に回動されると、各々の二つの多用途セット1100は使用できる状態になる。使い捨てセット1500とそれぞれの多用途セット1100との関連は、本開示において前述した内容と同じである。さらに、多用途セット1100に関連する様々なチューブ要素を流体制御モジュール200上の正面と側面に取り付けられた空気検出器262、264に関連付けることについての詳細は、これらの検出器の前述の説明から得られる。本開示において前述された方法で多用途セット1100が設置され流体供給がそれぞれの多用途セット1100に連結されると、注入器20に関連する電子制御装置は、注射器本体1122の円錐形の遠位端1124に対して接触・収容されるよう、ピストン要素60によって捉えられた注射器プランジャー1300を前方遠位方向に駆動させる。前述の初期設定順序が完了すると、注入器20は以降で考察するように流体プライミングおよび空気パージ位置に移動されてもよい。
流体プライミングおよび空気パージ位置に達するには、注入器20は注入器筐体22を支柱902に連結する回動ピン906の周囲で回動する。この回動が生じるにつれて、リンクアーム912も同様に回動ピン918の周囲で回動する。回動ピン910、920によって提供される二重回動連結によって、IVポール908は注入器20とリンクアーム912の回動中も直立したままである。図５７Ｃ、５８Ｃおよび５９Ｃに示すように、注入器20が回動して概して垂直方向に達すると、IVポール908およびリンクアーム912は概して垂直な軸に沿って概して垂直に支柱902と整列する。注入器20の垂直方向において、圧力ジャケット136に装填された注射器1120は、上方を向くそれぞれの圧力ジャケット136に装填された各注射器1120の注射器本体1122から延長する排出管1130に垂直に位置付けられる。各注射器本体1122上の排出管1130が上方を向くように注射器1120が位置付けられた状態では、それぞれの注射器1120を流体で充填することに関連する気泡は、各注射器1120の注射器本体1122の先細りした遠位端1124にあり、また注射器本体1122から簡単に空気を抜くことのできる位置にあるはずである。図示するように注入器20が垂直位置または方向に配置されると、付添の操作者は注入器20上の配線された「充填／パージ」制御ボタン34を押してそれぞれの注射器1120に流体を充填し、各注射器1120の注射器本体1122に残留する空気を抜いてもよい。流体プライミングおよび空気パージシステムの代表的な自動化順序については本開示において前述しており、流体注入器システム10の本実施形態に適用される。
流体の充填と空気パージのサイクルが完了すると、注入器20は図５７Ａ、５８Ａ、および５９Ａに示すように水平方向に戻り、再び横向きに位置付けられ、ここで注入器の中に装填されている圧力ジャケット136と注射器1120は上下に方向付けられる。この注入方向に達するために、注入器20は注入器筐体22を支柱902に連結する回動ピン906の周囲で回動するが、今度は逆方向に回動する。この回動が生じるにつれて、リンクアーム912もまた同様に逆方向に、回動ピン918の周囲で回動する。回動ピン910、920によって提供される二重回動連結による注入器20とリンクアーム912の回動中、IVポール908はここでも直立したままである。注入器20が横向きになって水平方向に達するよう回動するにつれて、圧力ジャケット136に装填された注射器1120は再び、排出管1130が概して水平を向いた状態で、概して水平に位置付けられる。注入器20に動作可能なように関連するそれぞれの多用途セット1100を使い捨てセット1500と連結し、さらに使い捨てセット1500を下流または二次的な空気検出器モジュール360（存在する場合）と随意に整合することが望ましいのは、注入器20が注入位置に回転された時である。使い捨てセット1500がそれぞれの多用途セット1100に接合されると、使い捨てセット1500は流体でプライミングされ、本開示における前述の代表的な手順に従って空気抜きが行われる。使い捨てセット1500に対する流体プライミングと空気パージの手順が完了すると、注入器20を流体送達の手順において使用してもよい。さらに、前述の再充填手順は、前述の図４９−５９に関して説明された流体注入器システム10を用いて実施してもよい。同様に、本開示において前述の多用途セット1100の取外し、保管および再使用は、流体注入器システム10の本実施形態を用いて実施してもよい。さらに、注入器20の前述の四つのバーリンクの回動には、流体供給容器36、38を注射器1120近くに保つことで流体供給容器 36、38と注射器1120間のチューブ長さが短くてすみ、その結果として注射器1120の充填または再充填の時間が短縮される、という顕著な利点があることにも留意されたい。
本開示において説明される流体注入器システム10のそれぞれの実施形態は、血管造影法などの診断または治療手段中に、望ましい圧力で、前述の実施形態において二つの流体、例えば造影剤と生理食塩水を同時に流すことができる。同時に流すことは、この治療を受けている患者に対して著しい臨床的有益性がある可能性がある。これらの有益性には、より少ない造影剤で画像品質を改善することを含む。造影剤の投与量が減少するのは、フラッシング剤と同時に造影剤を送達するためである。過剰な造影剤をこのような方法で減少させることができれば、毒性レベルの低下を通して患者に有益性を提供することができ、また腎障害患者に対してより多くの撮像オプションが提供される。例えば、血管造影タイプの手順においては、流体が送達されるカテーテルのごく近くで臨床医が造影剤を観察していることから、かかる流体の段階的な送達は血管系ですぐに観察することができるであろう。これは、身体内である程度拡散した後に撮像が実施されることが多いコンピュータ断層撮影法（CT）での応用とは異なる。
本開示の流体注入器システム10を用いて、生理食塩水と造影剤の同時送達を通して幾つかの流体送達技術を提供することができる。一つのかかる流体送達技術は、パルスタイプの流れの送達である。これには、ピストン要素60の個別の運動が伴う。例えば、一つのピストン要素60は個別の距離を移動して特定量の生理食塩水が患者に注入されることを可能にしてもよく、次に第二のピストン要素60によって開始される造影剤の「パルス」が続き、その後に最初の「生理食塩水」ピストン要素60によって開始される生理食塩水が続くことができる。このパルス効果には、幾つかの分野において臨床的利点がありうる。例えば、末梢診断での応用において、任意の長さにわたって血管を不透明にする任意の量での個別の造影剤量は、生理食塩水-造影剤-生理食塩水という交互の送達においてグループ化されてもよい。次にこの個別の造影剤量は、相当量の生理食塩水によって末梢血管系に押し流される。通常、かかる「流出」タイプの治療には70・100 ml の量が使用される。この個別の造影剤量が注入器20との通信を通して画像スキャナーの動きと同期化されると、制限または閉塞を示す目的で少量の造影剤をトラッキングすることができ、それによって、患者に注入しなければならない造影剤の量を大幅に低下させることができる。
さらに、ピストン要素60の個別の結合運動を通して、診断または治療における生理食塩水によるフラッシング応用には「ストローブ」効果がありうる。この効果によって、生理食塩水側のピストン要素60で生理食塩水の個別の注入を開始できるようになり、その後に造影剤側のピストン要素60による造影剤の個別の注入が続き、その後に生理食塩水のさらなる個別の注入が続く。送達される造影剤の合計量が低下するように、生理食塩水の個別の注入に、個別の造影剤量よりも多い個別の量を使用することが望ましい場合がある。このクイックパルスまたは「ストローブ」効果は、患者に送達される造影剤の量を低下させつつ、ステントの配置、血管形成術、またはその他の治療方法中に臨床医にフィードバック情報を提供することができる。「ストローブ」効果は、時間ベースまたはパターンで設定されてもよい。
前述のパルスによる流れの送達はピストン要素60の個別の動きによって達成できるが、この効果はまた、本開示で提供される流体制御弁1150の変形に従った流体制御弁1150の操作を通して達成することもできる。しかしながら、本開示は前述で提供される特定の例には限定されず、これらの応用に対する適切な「弁設定」は、活栓、ピンチ弁、逆止弁、または生理食塩水側の注射器1120と造影剤側の注射器1120からの交互の流入や遮断を行えるその他のメカニズムという形をとってもよい。このタイプの流れの切替は、数ミリリットルの量で一つの流体が数秒間注入され、その次により短期間または長期間の間隔で第二の流体に切替えられてからまた最初の流体に戻る場合に、少量の非常に速い連続注入からより多量の長々と続くパルス効果まで多くの形を取り得る。
さらに、定常状態の、同時流入という状況では、ピストン要素60が一定速度で実質的に同時に駆動されるとき、流体注入手順中にピストン要素60の速度比（例：生理食塩水のピストン要素60の速度：造影剤のピストン要素60の速度）を動的に調整することは、時間、量またはユーザー制御の機能として画像強度を増加・低下させる効果がある。さらに、前段落で前述した「弁設定」の操作制御は、ピストン要素の速度の調整と同じ効果を提供する。
本開示の実施形態に従って流体注入器システム10に対して効果的に流れを同時に送達するには、システムの容量を占めるとともに、使い捨てセット1500の各ライン入力1502、1504に実質的に均一の圧力が存在していなければならない。流体注入器システム10に関連する二つの流体の供給源から流体が同時流入できるように、システム容量を調整し流体注入器システム10の圧力を均一にするために、注入器20に関連する電子制御装置にアルゴリズムを提供し得る。各ラインの圧力を均一にするため、流れの同時送達の応用においては実質的に同時にピストン要素60を作動することが望ましい。使い捨てセット1500の各入力ライン1502、1504に差圧がある状態で操作される場合、注入器20は、圧力が低い方のラインで十分な容量が得られ、流れを可能にする十分な圧力が達成されるまで、そのラインの流体は停止または逆流させてもよい。この時間遅延は、画像品質の有用性を低下させる可能性がある。
前述の多流体注入技術は、効果的な撮像を提供しつつ患者への造影剤の投与量を低下する上で望ましい。流体送達手順全体を生理食塩水で補足することで、患者のさらなる水分補給が自動的に発生して腎臓のフラッシングが可能となり、身体から造影剤の毒性が除去されうる。患者の快適さの改善や毒性低下に加えて、臨床上有意義な圧力と流量での生理食塩水の導入によって、注射器20に対する圧力設定が低くてもより高い流量を達成することが可能となる。
別の応用において、本開示の流体注入器システム10の実施形態は、動脈中の血流速度を計算するために適用されてもよい。動脈中の血流速度を得るには、二つの計測値が必要である。第一の計測値は動脈の内径（ID）であり、第二の計測値は動脈内の造影剤ボーラスの直線速度である。次に簡単な公式を用いて血流速度を計算することができる: Q=AV（Qは血流速度、Aは動脈の断面積、Vは造影剤ボーラスの流れの先端の直線速度）。動脈内径（ID）の計測は、造影剤のボーラスが動脈を満たす場合はフルオロスコープで実施されてもよく、介入手順に必要となるステントのサイズを計測するために日常的に実施されている。造影剤ボーラスの直線速度はまた、流れの先端またはボーラスが一定時間内に移動する距離を計測することで、急速に造影剤ボーラスを注入した後にフルオロスコープでも計測できる。速度は公式によって計算できる: V=D/T（Vは直線速度、Dは造影剤の流れの先端が移動した距離、Tは造影剤の流れの先端が計測された距離を移動した時間の単位）。
血流速度について正確な情報を得るためのこの方法における重要な考慮事項は、タイトで明確な造影剤ボーラスを短期間で送達することである。これは幾つかの方法によって達成されうる。造影剤ボーラスに続いて、その後にチューブセットに予め配置されプライミングされた量の生理食塩水を注入することができる。次に注入器20は、造影剤ボーラスを動脈内に流し入れるために、高流量を短時間送達するようトリガーされる。一例において、閉じた弁、例えば活栓弁1160の背後で注射器を予め加圧してすべてのシステムコンプライアンスを除去し、次に短時間だけ弁を素早く開いて造影剤ボーラスを送達することで、瞬間的に高い流量を達成できる。これらの注入手順は、簡単に使用できるよう、注入器20に関連する電子制御装置に常駐するプログラムによって、流体注入器システム10で自動化されうる。
本明細書で説明した一つの血流速度の計測は、任意の時点における動脈中での速度を示すに過ぎない。動脈内の実際の流量は心臓のサイクルによって異なる。注入器20は、心臓サイクルの望ましい時点で急速な造影剤ボーラスを送達して最大、最小、または平均の血流速度が計測されるよう、心臓の鼓動に基づいてトリガーされる。さらに注入器20に関連する電子制御装置を、複数の拍動流を提供するようプログラムして、前述のように生理食塩水を注入し、次に造影剤を注入しその後に生理食塩水を反復して注入してもよい。この複数の拍動流によって、心臓サイクル全体に対する動脈の血流速度を特徴付ける複数の計測値が得られるようになる。
前述のように血流速度を得るための実際の測定は、計測機能を画像スキャナーのハードウェアやソフトウェアに組み入れるか、または表示用フルオロスコープを監視する別のビジョンシステムを活用することで自動化されうる。ビジョンシステムは、動脈直径や単位時間当たりの移動距離を自動計測し、次に望ましい流量の計算を自動的に行い、臨床医に対して結果をグラフ表示することができる。この前述の応用は、パルスによる少量の造影剤注入を用いた血流速度の計測に対する注入器20の新しい使用法を示すものである。
本開示の実施形態に従った流体注入器システム10の別の機能において、二つの注射器からの同時の流れが「Y」型接合または類似の連結で一緒になる時、両方の注射器が同一の平均圧力を受けることが知られている。この流体注入器システム10において、使い捨てセット1500におけるＹ字型コネクタ1508の存在によって、注射器1120はこの状況に遭遇する。この平均圧力によって、両方の注射器1120が膨張するか余分の容量を持つようになる。容量の膨張は、平均圧力、注射器の材料、注射器の形、およびプランジャー設計の機能の一つである。
流体を注射器1120に押し流すピストン要素60の一つが他の要素よりも著しく、例えば二倍〜三倍も速い場合、より遅いピストン要素60と注射器1120の組み合わせでは、より遅いピストン要素60と注射器1120の組み合わせにおいて前方に動く注射器プランジャー1300によって得られる量よりも容量または量がより速く増加する。この状況において、より速いピストン要素60と注射器1120の組み合わせからの管線（例：入力ライン1502または入力ライン1504のどちらか）中の流体は、より遅いピストン要素60と注射器1120の組み合わせに至る管線へと押し流され、それによって逆流状況を示す。
この逆流状況は、二つの注射器を搭載した任意の注入器システムにおいて存在しうる。相対的な速度差が大きな場合、同時の流体流入が狭く制限された場所を通過する場合、流体注入合計量の速度が大きい場合、および流体の粘度が高い場合に、逆流の量は増加する。逆流は、特定の注入において同時送達される流体が様々な比率で発生するのを防ぐことができ、この様々な比率は二つの注射器を搭載するタイプのすべての注入器システムに不利益をもたらす可能性がある。この問題に対する解決策は、発生している容量膨張に比例して、流体注入器システム10のより遅く動くピストン要素60の速度を高めることである。そのため、同時流体送達の比率を維持することができる。この結果を達成するために容量アルゴリズムはまず最初に、流体注入器システム10において使用される流体送達セット1000の圧力（P）の関数として容量膨張を計算するが、これは次の通り示すことができる。キャップ（P）= ミリリットルでの量。この関数は、経験則に基づく試験または流体送達セット1000の材料や形状の計算から得ることができる。最も簡潔なケースでは、線形関数で示すことができる。次に容量アルゴリズムは、一定の間隔で圧力をサンプル抽出し、この比率で容量を計算する。各サンプルの計測において、容量の変化は次の通り計算され、サンプル微分時間で割って算定される: 流入加速 = [Cap（P（t1））・ Cap（P（t2））] / Ts。前述のアプローチは、注射器1120内の圧力に対する知識と流体送達セット1000の特性に対する知識があれば実施できるという点で利点がある。
さらに試験的注入の利用によって、カテーテルに入る前の流体送達セット1000全体にわたる圧力減少を決定することが可能となる。この応用においては、注入器20に関連する電子制御装置で、カテーテルコネクタ管1514に連結されたカテーテルなしで、一連の一回の継続的な、または複数の小規模な試験的注入を実施してもよい。これらの注入は、流体送達セット1000の正確な圧力を計測できるように、遅い立ち上がり時間を用いて予めプログラムされる。任意の血流速度について、流体送達セット1000に対する圧力損失の予想が注入器20に関連する電子制御装置によって生成される。電動式流体注入器システムは通常、様々な感知メカニズムを用いて注射器内部の圧力を決定することが知られており、かかる感知メカニズムはこの流体注入器システム10における注入器20の一部であることが望ましい。予想される圧力損失を用いて、注入器20に関連する電子制御装置は、使い捨てセット1500の末端で圧力オフセットを較正し、流体送達セット1000の長さ全体にわたり内部制限圧の低下によって生じる損失を効果的に差し引くことができる。この圧力損失の計算によって、カテーテル入口での圧力を規定カテーテル圧力で確立できるようになり、そのため流れの増加が可能となる。次にこの圧力損失の予想は、注入器筐体22上のグラフィカル・ユーザー・インターフェース（GUI）表示ウィンドウ32またはその他の関連するGUIに表示されてもよい。さらに、制御パラメータは、最大流体送達の可能性に基づき予めプログラムされてもよく、この機能は得られた流体注入の分析結果を臨床医に提供し、より範囲の広い流体送達も臨床医に提供する。
流体注入器システム10の別の機能において、同時流入の応用中、流体送達セット1000の流体量とそれに連結されるカテーテルには、最後の注入パラメータに基づき所定の比率の流体（通常は生理食塩水と造影剤）が存在する。さらに、次回注入のための望ましい最適な流体比の生理食塩水と造影剤を決定することが多くの場合は望ましい。しかしながら、上述のように、流体送達セット1000および連結されたカテーテルには流体比がすでに存在しているため、新規の望ましい流体比を損なわないように、以前のこの流体混合物を流体送達セット1000および連結されたカテーテルから洗い流さなければならない。注入器20に関連する電子制御装置にある別のアルゴリズムは、これらの要素を十分に洗い流して新規の流体比を自動的に準備するために流体送達セット1000および連結されたカテーテルの形状を活用し、この新規の流体比はカテーテル先端で利用できるようになる。結果として、流体注入器システム10を用いた同時流入の応用は、特に心臓手術における効果を向上させた。
流体注入器システム10の様々な実施形態に対する前述での考察は、造影剤と生理食塩水などの二つの流体を送達するための二重注射器配置の使用に対するものだが、この配置は、複数注射器1120の配置を含む流体注入器システム10を示す図６０−６２に見られるように、限定的なものと見なされるべきである。本実施形態は、例えば、図１−３に示す流体注入器システム10の実施形態と同じ部品を含むが、注射器1120と圧力ジャケット136のさらなる組み合わせまたは段階を前述の二重流体注入器システム10に追加する。一般に図１−３（以下参照）で示す流体注入器システム10に関する前述の考察は図６０−６２に示す実施形態にも適用されるが、これらのシステム間において関連性のある違いについてのみ以降で説明する。
図示する目的で、図６０−６２において、従来型の端部コネクタスパイク1175で端部処理される連結管線1174によって流体供給容器38と流体結合された二つの注射器1120を示す。特に、連結管線1174はさらに、流体供給容器38からこの注射器1120に流体を提供するために、図６０−６２の図で最も上側の注射器1120に関連する活栓弁1160上の第二のポート1164に連結する分岐線1174aを含む。最も上側の注射器1120は、第三の入力ライン1504aを収容できるようにＹ字型コネクタ1508を含むように修正された捨てセット1500において、かかる第三の入力ライン1504aによるＹ字型コネクタ1508との基本的流体結合を含む。最も上側の注射器1120と使い捨てセット1500の間の関連付けは、図６０−６２の図で示される二つの下側の注射器に関連して、本開示において前述された内容に酷似している。図６０−６２に示す図の二つの下側の注射器1120には、図１−３（以下参照）に示す二重注射器配置に関して、別の方法で同一の流体連結を有する。従って、図６０−６２における最も上側の注射器1120と中間の注射器1120は、同一の流体、例えば流体供給容器38に存在する生理食塩水に連結されていることが明らかである。前述の上側と中間の注射器1120は両方とも生理食塩水供給源にアクセスできるため、これらの注射器1120を互い違いに、または交互に操作することで、臨床医にとっては生理食塩水の継続的供給が可能となり、この例では、造影剤のフラッシング操作または生理食塩水の使用が関与するその他の操作で利用できるが、かかる操作は流体供給容器38で利用できる流体によってのみ制限される。結果として、上側と中間の注射器1120からの流体の継続的な流れを図６０−６２に示す流体注入器システム10の操作中に利用でき、流体供給容器38で利用できる流体によってのみ制限される。
前述で図示した例には、単一の流体の供給源に二つの注射器1120が結合されているが、個別または別々の流体の供給源を図６０−６２の最も上側の注射器1120専用にすることもでき、そのため次に図示される流体注入器システム10は、使い捨てセット1500に、三つの異なる流体の混合物（例：望ましい混合率での同時送達）を送達するか、または注入器20に関連する電子制御装置の適切なプログラムによって望ましい任意の順序で三つの異なる流体を各々連続的に送達することができる。さらに、前述の概念に基づき、別々または同様の種類の追加的な流体の処理を可能にするため、注射器と圧力ジャケットの組み合わせという追加的な「段階」を追加することも可能である。これらの多段実施形態において、注射器1120は、図６０−６２に示すように最も下側の注射器1120が個々の流体の供給源に個別に関連付けられるか、または 図６０−６２に示すように二つの上側の注射器1120は各々、共通の流体供給源に連結されてもよく、流体の供給源が一つである注射器1120または同じ流体を供給源とする複数の注射器1120の任意の組み合わせを、前述の多段実施形態において提供してもよい。
さらに、図３３−３７に関連した前述の考察は、図３３に示す流体プライミングと空気パージの方向から図３７に示す注入方向に回動する際の注入器20の連続的な動きを示す。この考察で述べられるように、注入位置に達するためには、注入器20の回動は、注入器20の「回転」を生み凡そ180度の角度で移動して、流体プライミングと空気パージ方向から注入方向に回動する。同様に、図５７−５９に関連する考察は、概して水平方向から概して垂直な流体充填と空気パージの方向への注入器20の動きと、その後の概して水平方向への戻りについて説明しており、ここで圧力ジャケット136と注射器1120は概して水平に配置され、注入手順の準備体制が整ったことになる。注入器20のかかる「広範囲な」運動には多くの利点がある一方、別の方法として、図６３−６５は図１−３（以下参照）の流体注入器システム10を図示しており、ここでは、注射器1120のみが流体プライミングおよび空気パージの方向（例：排出口または管1130は「上部」に位置付けられる）と注入方向（例： 排出口または管1130は「下部」に位置付けられる）の間で回転する。図６３−６５は、排出口または管1130が流体プライミングおよび空気パージ用の「上部」方向と注入用の「下部」方向の間で回転移動するように、前面板112で垂直方向に画定されるスロット122には、関連する圧力ジャケット136において注射器1120の回転運動に適応するための概して半円弧の形の曲線延長部122aがありうることを示す。
関連する圧力ジャケット136において注射器1120の望ましい回転運動を得るために、多数の方法が適用されうる。例えば、注射器1120においてプランジャー1300を捉えるピストン要素60は、プランジャーカバー1304と注射器1120の注射器本体1122内壁との間の摩擦接触によってプランジャー1300に与えられる回転運動のために適合されてもよく、この摩擦接触は、プランジャー1300と注射器1120との間の「滑り」なしで圧力ジャケット136における注射器1120の回転を達成するのに十分なことが望ましい。別の方法として、プランジャー1300の回転によってプランジャー要素1302上の構造が注射器本体1122内壁から延長する放射状の構造と噛合し、それによってピストン要素60の回転運動を注射器本体1122に伝えるように、例えばプランジャー1300のプランジャー要素1302と注射器本体1122内壁から放射状に内方向に延長する呼応する内部要素（非表示）の間に干渉噛合構造が提供されてもよい。別の適切な回転配置には、ジャケット内での注射器1120の回転を生じさせるための、圧力ジャケット136内部に収納されている間の注射器1120の直接的な機械噛合を含む。一つのかかる機械配置には、注射器本体1122の外表面に摩擦噛合するために圧力ジャケット136の下部開口部を通って延長する摩擦車の使用を含む。従って、摩擦車の回転運動と、注射器本体1122の外表面と摩擦車の摩擦接触は、注入器20の関連するピストン要素60によって提供される規制力の下で注射器1120のプランジャー1300が不動なままである一方、圧力ジャケット136において注射器1120を回転させることが望ましい。別の方法として、プランジャー1300は、関連するピストン要素60との適切な機械連結によって、注射器1120を少なくともある程度の角度（または完全に）に回転することができてもよい。前述の摩擦車配置は支持板102、112を連結する中央ビーム124によって支持され、摩擦車が回転できるように適切な電子メカニズム駆動要素を含んでもよく、さらに、圧力ジャケット136の装填や取り外しを妨害しないように圧力ジャケット136の下部開口部の内部において摩擦車が噛合と噛合解除を行えるような適切な機械構造を含む。別の方法として、圧力ジャケット136における注射器1120の望ましい回転を生じさせるべく、摩擦車上の歯車の歯または輪郭が注射器1120の注射器本体1122の表面上の呼応する歯車の構造またはその他の輪郭と噛合できるように、摩擦車には注射器1120の注射器本体1122の表面上／内部で適切な輪郭と整合するための歯車の歯や同様の構造があってもよい。
注射器1120に回転運動を与えるための別の直接的な機械噛合配置は、駆動ベルト（またはロープ）配置を含み、ここで摩擦ベルトは圧力ジャケット136内部に配置されて注射器本体1122に噛合する。かかる駆動ベルト配置は前述の駆動車配置と共通の特性を共有し、圧力ジャケット136における注射器1120のどちらかへの回転方向の動きを生じさせるために、いずれの方向に駆動されてもよい。圧力ジャケット136における注射器1120の回転を生じさせるための前述の配置において、圧力ジャケット136における注射器1120の回転運動に適応するために中間管要素1172が十分な長さと柔軟性を持つことが望ましい。繰り返しになるが、管要素1172は活栓弁1160の第一のポート1162と注射器1120の注射器本体1122上の排出口1130に接合されるが、流体制御弁1150の様々な実施形態の第一のポートを注射器1120の注射器本体1122上の排出口1130に連結するために、流体制御弁1150のその他の実施形態においても存在する。
次に図６６を参照すると、流体注入器システム10の前述の実施形態は、血管内の血流の低侵襲性評価など医学分野においてさらなる用途を持つ。数多くの血管手術において、狭窄の重大さ、移植適合性を評価するために、また可能性としては別の方法で検出できない微小血管疾患の存在を評価するために、血管Ｖ内の流れを把握しておくことが望ましい。前述の流体注入器システム10を用いて、システム10は例えば1秒以上の長い直線的に増加する流量で、カテーテルCを通した血管Ｖへの希釈済み造影剤の注入用にプログラムされてもよく、結果的に得られる流量は、適切なモニター上に表示される手順の蛍光透視法画像上にリアルタイムに表示されてもよい。付添いの医師（または可能性としてはコンピュータ）は画像を精査して、逆流が開始する地点（例：逆流ポイントRP）を選ぶことができ、血管内の流れは画像の注入速度に凡そ等しい。この応用は、リアルタイムでの注入器・撮像装置の通信インターフェース、または注入を後処理で同期化する能力に適合している。その粘度が流入に著しい影響を及ぼさないように希釈済み造影剤を使用することが望ましいが、希釈済み造影剤は患者に対する造影剤の負荷を低下させるものでもある。画像システムおよび表示モニターに対するリアルタイムの注入器インターフェースが好ましいが、別の方法として、注入器と撮像装置の間のリアルタイム連結が存在する前に、注入器は例えば0.5 ml/秒単位で流量を明瞭に読み上げることができ、医師が表示される画像上の逆流ポイントRPを特定すると、医師または別の付添人物は最後に読み上げられた流量を記録するか、逆流が特定された時に医師は注入器20上の表示ウィンドウ32の一つまたは「確認／開始」ボタンなどの注入器20上の制御ボタン34の一つを押してもよく、注入器20は最新の流量を保存する。カテーテルCは、端部開口部が一つのカテーテルは計測に影響を及ぼしうる端部開口部からの流体の流動を発現することがあるため、正確さを保つ目的で側面開口部を備えた複数の開口部カテーテルであることが望ましい。造影剤がより近位に配置された側面開口部から注入される一方で、生理食塩水は先端の遠位の側面開口部から注入されうるように、選択されたカテーテルは先端まで幾つかの管腔を持つことが望ましい。造影剤の流量は、比較的ゆっくりかつ不変であることが望ましい。生理食塩水の流入は一定比率で増加する可能性があり、造影剤の逆流が開始する時点において、造影剤の流量と生理食塩水の流量を合わせた流量は自然な血流と等しい。注入は0以外の流量で開始することができ、それによって、予測される流量を一括するか、または予想される流入が低い場合には注入の流量は0で開始してもよい。例えば一秒当たり30フレームで画像が得られる場合、かなり正確に言えば注入は2、3秒持続するだけでよいが、流体注入器システム10が加速し、システム10を加圧してシステム10の機械的容量を満たすのにある程度の時間が必要となる。随意に、医師は表示される画像で関心領域を選んでもよく、注入器20は選択された領域に造影剤が逆流するまで流れを増加することができる。流量の変化は直線的な増加である必要はなく、段階ごとでも、低下しても、別の形で異なるものでもよい。自動フィードバックがある場合、注入器20は適度に低い値から開始し、その後に高い速度に急増してから、最終的に適切な流量を特定できる。
多流体医療用注射器システムとその操作方法の実施形態を前述の説明で提供したが、当業者であれば本発明の範囲および精神から逸脱することなく、これらの実施形態に修正および改正を行うことができる。従って、前述の説明は限定的というよりも説明的なものとして意図される。本明細書で上述される発明は付属の請求項によって定義され、請求項の同等性の意味範疇や範囲内に入る、本発明に対するすべての変更は、その範囲内に包含されるものとする。

Claims (10)

  1. 流体注入器システムであって、
    電動式注入器(20)と、
    後面板(102)が注入器(20)に連結され、前面板(112)は後面板(102)から間隔を空けて位置し、スロット(122)を画定する、前面板(112)および後面板(102)を含む圧力ジャケットサポート(100)と、
    圧力ジャケット(136)の遠位端(140)が前面板に対して回動するように後面板(102)に回動可能に連結された近位端(138)を持つ注射器圧力ジャケット(136)と、
    遠位方向に延在する排出管(1130)を持つ注射器本体(1122)を含む注射器(1120)を含み、
    圧力ジャケットの遠位端(140)の前面板(112)方向への回動によって前面板(112)のスロット(122)内に排出管(1130)が配置されるように、注射器(1120)が圧力ジャケット(132)のバレル(162)に配置され、
    注射器本体(1122)は円錐形の遠位端(1124)を含み、円錐形の遠位端(1124)が嵌合凹部(118)と噛み合うように、前面板(112)は円錐形の遠位端(1124)用の嵌合凹部(118)を画定し、
    円錐形の遠位端(1124)は、閉じた頂点(1128)を形成し、排出管(1130)が前面板(112)のスロット(122)で受け入れられる際に、円錐形の遠位端(1124)の頂点(1128)が頂部曲線(120)で受け入れられるように、前面板(112)の嵌合凹部(118)は、頂点(1128)用に頂部曲線(120)を画定している、
    流体注入器システム。
  2. 排出管(1130)が注射器本体(1122)の中心縦軸(L)からオフセットされている、請求項１に記載の流体注入器システム。
  3. 嵌合凹部がスロット(122)からオフセットされている、請求項１又は請求項２に記載の流体注入器システム。
  4. 前面板(112)のスロット(122)が嵌合凹部を二分する、請求項１乃至３の何れかに記載の流体注入器システム。
  5. 注射器本体(1122)が少なくとも一つのキー要素(1144)を含み、圧力ジャケット(136)内で注射器本体(1122)を方向付けるべく少なくとも一つのキー要素(1144)を受け入れるために圧力ジャケット(136)が少なくとも一つの内部キー要素(158)を画定する、請求項１乃至４の何れかに記載の流体注入器システム。
  6. 注射器本体(1122)から延長する排出管(1130)に連結された流体制御弁(1150)をさらに含む、請求項１乃至５の何れかに記載の流体注入器システム。
  7. 流体制御弁(1150)が活栓、ピストン弁、および複式逆止弁の一つを含む、請求項６に記載の流体注入器システム。
  8. 前面板(112)に連結された流体制御モジュール(200)を含む、請求項１乃至７の何れかに記載の流体注入器システム。
  9. 圧力ジャケットの遠位端(140)の前面板(112)方向への回動が流体制御モジュール(200)と流体制御弁(1150)を操作可能にさらに整合する、請求項８に記載の流体注入器システム。
  10. 流体制御モジュール(200)が流体制御弁(1150)を操作する制御弁アクチュエータ(220)を含む、請求項９に記載の流体注入器システム。
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KR102664450B1 (ko) 2015-01-09 2024-05-08 바이엘 헬쓰케어 엘엘씨 다회 사용 1회용 세트를 갖는 다중 유체 전달 시스템 및 그 특징부
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