CN102985122B - 具有流量控制阀的注射器和相关方法 - Google Patents

Abstract

本发明包括具有阀的注射器。阀控制在注射器的筒管的内部与筒管的外部之间的连通。在包括两个阀的注射器中，阀可以彼此相反地定向，从而阀之一可以使流体能够流入注射器的筒管的内部中，同时防止流体在相反方向上流动，而另一个阀可以使流体能够流出筒管的内部，同时防止流体在相反方向上流动。可选择地，注射器可以包括单个阀，该单个阀携带在其柱塞的远侧端部处或其附近。也公开了用来使用这样的注射器的方法，这些方法包括但不限于手动脉冲抽吸方法和手动脉冲输送方法。

Description

具有流量控制阀的注射器和相关方法

对于相关申请的相互参考

本申请要求对于在2010年3月12日提交的美国专利申请no.12/723,610的优先权权益，该申请的全部内容通过这种参考由此包括在这里。

技术领域

总体而言，本发明涉及手动操作式注射器，更具体地说，本发明涉及具有阀的手动操作式注射器，这些阀用来控制流体进入、离开、或通过这样的注射器的筒管的流动。包括本发明的讲授的注射器可以用于各种方法，这些方法非限制性地包括手动脉冲抽吸方法和手动脉冲输送方法。

发明内容

在一个方面，本发明包括具有阀的注射器，这些阀定向和布置成，使力和/或控制最大化或最优化。在各个实施例中，这样的注射器包括至少一对（即，至少两个）阀。第一阀可以布置在注射器筒管的远侧开口处，或与其紧邻，而第二阀可以布置在筒管的另一个部分上，或者在注射器柱塞的远侧端部上或与其紧邻。

这样的注射器的更具体实施例构造成用以抽吸，并因而这里可以称作“抽吸注射器”。包括本发明的讲授的抽吸注射器的实施例可以包括第一阀，该第一阀这里也可以称作“进口阀”，可以与注射器筒管的远侧开口相联接，以当将注射器柱塞向近侧抽出注射器筒管的内部时，提供对于进入筒管的物质（例如，液体、其它流体、等等）的流动的控制。这样的实施例的第二阀-它在这里也可以称作“出口阀”，当强迫柱塞向远侧进入筒管时，可以控制离开筒管的物质（例如，液体、空气、等等）的流动。

在抽吸注射器的某些实施例中，进口阀和出口阀可以包括单向阀。例如，进口阀可以包括单向阀，该单向阀允许流体向近侧流入到注射器筒管的远侧开口中，同时防止流体向远侧流出远侧开口。单向出口阀可以允许流体流出筒管的内部，同时防止流体抽入筒管的内部。

在抽吸注射器的其它实施例中，进口阀可以包括流量开关（例如，旋塞阀、等等），该流量开关选择性地（例如，在通过使用者的手动控制下、等等）控制进入或离开注射器筒管的远侧开口的流体流动。在敞开方位中，流量开关允许流体流入和/或流出筒管的远侧开口。当关闭时，流量开关防止流体流入或流出远侧开口。在一个具体实施例中，本发明的注射器可以包括至少一个进口阀和至少一个出口阀，该至少一个进口阀包括流量开关，该至少一个出口阀包括单向阀，该单向阀定向成，允许流体流出筒管的内部，同时防止流体流入筒管的内部。

在抽吸注射器的另一些实施例中，进口阀可以包括彼此串联的流量开关和单向阀。当这样的实施例的流量开关敞开时，可以将流体抽入注射器筒管的远侧开口中，但不能被强迫通过远侧开口离开筒管的内部。在这样的实施例的流量开关被关闭的情况下，流体不能被抽吸向近侧通过筒管的远侧开口，或者被强迫向远侧离开筒管的远侧开口。

具有两个或更多个阀的导入或注入注射器也在本发明的范围内。包括本发明的讲授的导入或注入注射器的阀，可以布置在与本发明的抽吸注射器的各个实施例的阀相同的位置处，但使进口阀和出口阀的位置颠倒；即，出口阀可以布置在注入或导入注射器的筒管的远侧开口处或与其相邻，而进口阀可以定位在导入或注入注射器的筒管的另一个位置处或与其相邻，或者在导入或注入注射器的柱塞的远侧端部处或其附近。

根据另一个方面，本发明包括抽吸注射器的元件的各个实施例，该抽吸注射器具有至少两个阀，这些实施例包括但不限于筒管和柱塞二者的实施例。筒管可以具有进口阀，该进口阀与筒管的远侧开口相联接。出口阀也可以与筒管的内部相连通。在某些实施例中，出口阀可以与筒管相联接（例如，相对于筒管固定到位）。在其它实施例中，出口阀可以与注射器的柱塞相联接。具有阀的柱塞的实施例也在本发明的范围内，这些阀非限制性地包括这样的阀：这些阀构造或定向成，使流体能够流出注射器筒管的内部，但不能够流入筒管的内部。

注射器的各个阀可以尽可能彼此靠近地定位。在各个阀都与筒管固定的实施例中，它们可以布置在筒管的远侧端部处。在各个阀之一布置在柱塞的远侧端部处或尽可能地靠近柱塞的远侧端部处的实施例中，当柱塞完全插入（向远侧）到筒管中时，在柱塞上的阀将布置得靠近在筒管远侧端部处或其附近的阀。在抽吸注射器中，这样的阀放置可以使体积最小化——当真空形成在注射器中时，在该体积内可能捕获空气。在注入或导入注射器中，这样的阀放置可以减小死角——当注射器筒管填充有以后将注入或导入的流体时（在抽吸期间），在该死角中可能捕获空气。

本发明也包括注射器的一些实施例。在这些注射器中，单个阀定位在注射器柱塞的远侧端部处或与其紧邻，而注射器筒管没有阀。通过使空气升高到在注射器筒管内的近侧位置（例如，通过使筒管的远侧端部大致向下、等等），然后将柱塞向远侧推入筒管中-它强迫空气通过阀从筒管内部出去，可以将空气从这样的注射器实施例的筒管的内部清除出去。

包括本发明的抽吸注射器的系统是本发明的另外方面。除注射器之外，这样的系统可以包括远侧连通元件，如导管、针等，该连通元件与进口阀和出口阀中的一个阀或每一个阀相连通。

在另一个方面，本发明包括用来使用本发明的注射器和系统的各种方法。在这样的方法的抽吸实施例中，强迫注射器的柱塞向远侧进入注射器筒管的内部中，以强迫空气或其它流体基本离开注射器的筒管。空气或其它流体通过出口阀流出筒管，而进口阀防止空气或其它流体流出筒管的远侧开口和进入到与筒管的远侧开口相联接的任何连通元件中。按这种方式，抽吸注射器的柱塞可以被“设定”或“重新设定”，实现抽吸（借助于使柱塞向近侧运动到筒管的内部之外），而不使流体通过与筒管的远侧开口相联接的连通元件向远侧运动。在一个相关实施例中，具有两个或更多个阀的注射器、或包括这样的注射器的系统可以用来泵送流体。当这样的注射器的柱塞重复地向远侧运动（例如，手动地、等等），然后穿过筒管的内部向近侧运动时，注射器或系统可以用来从流体源（如对象的本体）泵送流体。

包括本发明的讲授的抽吸方法的另一个实施例包括在注射器筒管内部内的真空的最大化。在这样的方法中，可以防止流体流动进入或离开筒管的远侧开口，同时可以强迫流体（例如，气体或气体混合物，如空气、等等）在另一个位置处从筒管的内部出去，但不允许在该位置处进入筒管的内部。随着柱塞进入（向远侧穿过）和离开（向近侧穿过）筒管内部的每次重复运动，从筒管的内部除去更多流体，进一步增大在筒管内部内产生的真空，下次将柱塞穿过筒管向近侧拉动。当将阀定位得彼此靠近时，可能有较小空间，在该空间内，可以压缩空气或其它气体，强迫更多空气或其它气体从筒管的内部离开。这样的方法在某些实施例中，可以用注射器的实施例实现，在这些注射器中，进口阀包括流量开关。

本发明的方法的注入和/或导入、或输送实施例可以包括将注射器的柱塞向近侧拉到注射器筒管的内部之外，以从外部源抽吸流体，并且抽吸到注射器筒管的内部中。流体可以通过进口阀抽吸，该进口阀与注射器的柱塞或与注射器的筒管相联接，在与筒管的远侧端部相邻的位置处，但不在筒管的远侧开口处或与其直接连通。当将流体被抽吸到筒管的内部中时，在筒管的远侧开口处布置的或与其直接连通的出口阀，可以防止流体从与远侧开口相连通的外部位置（例如，通过流体连通元件，如针、导管等）抽吸到筒管内部中，由此使得可以抽吸到筒管内部中的新流体的体积得以优化。一旦筒管内部已经基本上填充有流体，就可以强迫柱塞向远侧进入注射器的筒管中，同时进口阀防止流体流回其源。在筒管的远侧开口处布置的或与其直接连通的出口阀，使流体能够从筒管的内部排出并离开其远侧开口。通过重复柱塞离开（向近侧穿过）和进入（向远侧穿过）注射器筒管的运动，注射器可以用来将流体泵送到所需部位（例如，泵送到对象的本体、等等中）。

对于本领域的技术人员而言，通过随后描述、附图以及所附的权利要求书的考虑，本发明的其它方面、以及本发明的各个方面的特征和优点将更为显明。

附图说明

在图中：

图1描绘注射器的一个实施例，该注射器包括具有两个阀的筒管；所描绘的注射器的柱塞完全（向远侧）插入到注射器的筒管的内部中；

图2示出在图1中所示的注射器的实施例，使柱塞从筒管内部退出（向近侧）；

图3表示在图1和2中所示的注射器的实施例，使柱塞插入（向远侧）回筒管内部中；

图4描绘注射器的一个实施例，该注射器包括两个阀，一个阀在注射器的筒管上，另一个阀在注射器的柱塞上；所描绘的注射器的柱塞完全（向远侧）插入到注射器的筒管的内部中；

图4A示出由图4描绘的注射器的实施例的具体特征；

图5示出在图4中所示的注射器的实施例，使柱塞从筒管内部退出（向近侧）；

图6表示在图4和5中所示的注射器的实施例，使柱塞插入（向远侧）回筒管内部中；

图7和8示出本发明的注入/导入注射器的实施例；

图9示出包括单个阀的注射器的实施例，该单个阀定位在该注射器的柱塞的远侧端部处或与其相邻；

图10表示注射器的一个实施例，其包括弹簧，该弹簧推动注射器柱塞向近侧穿过（离开）注射器筒管向近侧运动；

图11和12描绘根据本发明的系统的实施例，这些系统包括注射器、以及远侧连通元件和选择性的近侧连通元件；而

图13是曲线图，示出当按照本发明的讲授实现手动脉冲抽吸方法时可能产生的力。

具体实施方式

包括本发明的讲授的注射器10的一个实施例在图1至3中示出，并且参照这些附图加以描述。注射器10包括筒管20、柱塞30以及一对阀40和50。筒管20包括远侧端部21（其位置远离操作注射器10的个人）和近侧端部29（其位置朝向操作注射器10的个人）。在其近侧端部29处，筒管20包括近侧开口28，该近侧开口28与筒管20的内部23相连通，并且构造成有利于将柱塞30插入到筒管20的内部23中。筒管20的内部23构造成用以接纳柱塞30，并且使柱塞30能够沿筒管20的内部23的长度运动。在其远侧端部21处，筒管20包括远侧开口22，该远侧开口22与近侧开口28的尺寸相比，尺寸比较小。

柱塞30包括远侧端部31和近侧端部39。末端33可以布置在柱塞30的远侧端部31处。末端33可以至少部分地由可压缩弹性材料（例如，橡胶、等等）形成，该可压缩弹性材料基本上相对于筒管20的内表面24密封，以优化柱塞30将流体抽吸到筒管20的内部23中或强迫流体从筒管20的内部23中出去的能力。末端33也可以防止在筒管20的内部23内的流体越过柱塞30的远侧端部31向近侧流动。在其近侧端部39处，柱塞30包括致动器38。在某些实施例中，致动器30构造成，由使用者手指的一根或多根握住。在其它实施例中，致动器38可以构造成，用于与机械致动器组装，如与手柄（未示出）组装。在由图1至3描绘的注射器10的实施例中，第一阀40设在筒管20的远侧开口22的远侧，并且与该远侧开口连通。阀40可以包括单向阀，该单向阀定位和定向成控制流体流动。更具体地说，在由图1至3描绘的实施例中，阀40可以定位和定向成，实现流体穿过筒管20的远侧开口22和进入筒管20的内部23中的向近侧流动，同时防止流体从内部23中出去和穿过筒管20的远侧开口22的向远侧流动。因而，在这样的实施例中，阀40可以命名为“进口阀”。在一个具体实施例中，阀40可以包括所谓的“鸭嘴”阀，该“鸭嘴”阀当从适当“阀打开”方向施加流体时，当流体压力达到或超过最小打开阈值压力时打开，并且当从相反“阀关闭”方向施加流体时，保持关闭，直到最大关闭阈值压力。当然，最大关闭阈值压力可辨别地大于最小打开阈值压力，并且甚至可能显著地大于最小打开阈值压力。在一个特定实施例中，阀40的最小打开阈值压力可以是约20mm Hg或更大，而阀40的最大关闭阈值压力可以是大到1,000mm Hg。在另一个具体实施例中，阀40可以包括开关型阀（例如，旋塞阀、等等），该开关型阀可以被打开或关闭。可选择地，可以使用单向阀和开关阀的组合。

另外，第二阀50与筒管20的内部23连通。如所描绘的那样，在至少一个实施例中，阀50也可以布置在筒管20的远侧端部21处。与阀40类似，阀50可以包括单向阀。与阀40不同的是，阀50可以定向成，使流体能够流出筒管20的内部23，同时防止流体流入到筒管20的内部中。因而，在阀50如此定向的实施例中，它可以称作“出口阀”。阀50在一个具体实施例中可以包括鸭嘴阀，该鸭嘴阀具有约20mm Hg的最小打开阈值压力、和约1000mm Hg的最大关闭阈值压力。

柱塞30相对于筒管20的长度的各种方位由图1至3示出。图1表示在柱塞30完全插入到筒管20的内部23中的情况下的注射器10。如由图2描绘的那样，当柱塞30穿过筒管20的内部23向近侧拉动，并因而至少部分地从筒管20的内部23退出时，在筒管20的内部23内可以产生足够的负压力，以打开进口阀40（沿箭头I_O）和关闭阀50（沿箭头O_C），防止流体流出阀50，如由符号X指示的那样。通过按这种方式移动柱塞30，流体沿着箭头I_O的方向，向近侧流动穿过阀40、穿过筒管20的远侧开口22b并进入到筒管20的内部23中。柱塞30然后可以按由图3描绘的方式，至少部分地重新插入到筒管20的内部23中，或者穿过筒管的内部向远侧运动，这可以产生足够的正压力，以使阀40关闭（沿箭头I_C），防止流体流出阀40，如由符号X表示的那样，以打开阀50（沿箭头O_O），并强迫流体从筒管20的内部23中出去并穿过阀50。

现在转到图4至6，其中描绘注射器110的另一个实施例。注射器110包括筒管120和柱塞130。筒管120具有远侧端部121和近侧端部129，在该远侧端部121处设有远侧开口122，在该近侧端部129处布置近侧开口128。

筒管120只带有一个阀40。更具体地说，进口阀可以与筒管120的远侧开口122相联接（例如，正好布置在其远侧、等等），从而控制流体穿过远侧开口122的流动。更具体地说，阀40可以定位和定向成用以实现流体穿过筒管120的远侧开口122和进入筒管120的内部123中的向近侧流动，同时防止流体从内部123中出去和穿过筒管120的远侧开口122的向远侧流动。阀40在某些实施例中可以包括单向阀，如鸭嘴阀。在一个具体实施例中，阀40当大体在箭头I_O的方向上的压力达到或超过最小打开压力阈值（例如，约20mm Hg、等等）时，可以打开，并且当大体在箭头I_C的方向上将压力施加到阀40上直到最大关闭压力阈值（例如，约1,000mm Hg、等等）时，可以关闭。在另一个具体实施例中，阀40可以包括开关型阀（例如，旋塞阀、等等），该开关型阀可以打开或关闭。在一些可选择实施例中，阀40可以包括单向阀和开关型阀两者。

另一个阀50与注射器110的柱塞130相联接。在由图4至6描绘的实施例中，柱塞130包括远侧端部131和近侧端部139。在其近侧端部139处，柱塞130包括致动器38。柱塞130的远侧端部131可以包括加大元件132，该加大元件132带有末端133。末端133可以包括可压缩弹性材料（例如，橡胶、等等），该可压缩弹性材料基本上相对于筒管120的内表面124密封，以优化柱塞130将流体抽吸到筒管120的内部123中或强迫流体从筒管120的内部123中出去的能力。末端132也可以防止在筒管120的内部123内的流体越过柱塞130的远侧端部131向近侧流动。

连通端口134可以延伸穿过在柱塞130的远侧端部131处的末端133和加大元件132。连通端口134建立在末端133的远侧侧部（例如，筒管120的内部123的远侧部分）与末端133的近侧侧部（例如，筒管120的内部123的较近侧部分）之间的连通。阀50可以与连通端口134相联接，从而控制流体穿过连通端口134的连通。阀50在各个实施例中可以包括出口阀，该出口阀使流体能够向近侧流过连通端口134（例如，向近侧从筒管120的内部123出去（图4）、等等），同时防止流体向远侧流过连通端口134（例如，向远侧进入筒管120的内部123。

在由图4A描绘的具体实施例中，连通端口134延伸穿过短支柱135，该短支柱135从加大元件132的近侧侧部向近侧突出。接合元件的连接部件136，如luer锁连接器的阴部件，可以按任何适当方式固定到支柱135上，阀50与该连接部件136相联接（例如，阀50坐在该连接部件136中、或以其它方式包含在其中、等等）。在不限制本发明的范围的情况下，连接部件136可以拧到支柱135上。当柱塞130从筒管120的内部123向近侧退出时，可以得到对于连接部件136的接近途径。

在一个具体实施例中，阀50可以包括单向阀，如鸭嘴阀。这样的阀50当大体在箭头O_O方向上的压力达到或超过最小打开压力阈值（例如，约20mm Hg、等等）时，可以打开，并且当高达最大关闭压力阈值（例如，约1,000mm Hg、等等）的压力在箭头O_C的方向上施加到阀50上时，可以关闭。

图4至6表示在注射器110的筒管120的内部123内的不同位置处的注射器110的柱塞130。图4表示在柱塞130完全插入到筒管120的内部123内中的情况下的注射器110。当柱塞130穿过筒管120的内部123向近侧拉动，并因而至少部分地从筒管120的内部123退出时，如由图5描绘的那样，在筒管120的内部123内可以产生足够的负压力，以大体在箭头I_O的方向上打开进口阀40，并且大体在箭头O_C的方向上关闭阀50，防止流体流出阀50，如由符号X指示的那样。流体然后有着箭头I_O的方向，向近侧流动穿过阀40、穿过筒管20的远侧开口22并进入到筒管20的内部23中。柱塞30然后可以按由图6描绘的方式，至少部分地重新插入到筒管20的内部23中，或者穿过其向远侧运动，这可以产生足够的正压力，以使阀40关闭（沿箭头I_C），防止流体穿过阀40向远侧流出筒管120的内部123，如由符号X表示的那样；以打开阀50（沿箭头O_O），及强迫流体从筒管20的内部23中出去和穿过阀50。

通过将包括本讲授的注射器的阀定位成尽可能靠近筒管的内部，死角可被减小或消除，并且堵塞冗长导管的可能性也可被减小或消除。

尽管以上已经提供的公开主要着眼于具有阀系统的注射器，这些阀系统对于在近侧方向上（即，朝向注射器的操作者）抽吸流体是有用的，但促进在远侧方向上（即，远离注射器的操作者）的流体流动的阀系统也在本发明的范围内。在图7和8中所示的非限制性例子中，包括本发明的讲授的注射器10′和110′的各个实施例可以包括第一阀40′，该第一阀40′定向成，使流体能够向远侧流出注射器10′和110′的筒管20′和120′的内部23′和123′，穿过其远侧开口22′和122′，同时防止流体穿过远侧开口22′、122′和进入注射器10′、110′的筒管20′、120′的内部23′、123′中的向近侧流动。第二阀50′可以定向成，使来自外部源（未示出）的流体能够从另一个位置（即，除注射器的远侧开口之外的位置）抽入到注射器10′和110′的筒管20′和120′的内部23′和123′中，同时防止流体在该位置处从筒管20′、120′的内部23′、123′中除去。

现在参照图9，其中描绘注射器210的一个实施例，该注射器210包括单个阀50。在所描绘的实施例中，阀50布置在注射器210的柱塞230上，与柱塞230的远侧端部231紧邻。更具体地说，阀50可以布置在柱塞230的加大元件233的近侧侧部上，该加大元件232带有柱塞230的末端233。阀50可以穿过连通端口234与注射器210的筒管220的内部223的一部分连通，该部分对于末端233布置在远侧，该连通端口234延伸穿过柱塞230的末端233和加大元件232。在由图9描绘的具体实施例中，连通端口234穿过短支柱235延伸，该短支柱235从加大元件232的近侧侧部向近侧突出。接合元件的连接部件236，如luer锁连接器的阴部件，可以按任何适当方式固定到支柱235上，阀50与该连接部件236相联接（例如，阀50坐在该连接部件236中、或以其它方式包含在其中、等等）。在不限制本发明的范围的情况下，连接部件236可以拧到支柱235上。当柱塞30从筒管220的内部223向近侧退出时，可以得到对于连接部件236的接近途径。

在其它实施例中，阀50可以相反地定向，允许流体向远侧流动穿过连通端口234并进入到筒管220的内部223中，同时防止流体向近侧流动穿过连通端口234、从筒管220的内部223中出去。单阀实施例也可以构造成用以增进注入。当使在这样的进口阀50与柱塞230的远侧端部231之间的距离最小时，也使在流体（例如，盐水、药品、造影剂、等等）的源（未示出）与筒管220的内部223之间的距离最小化，这可以增进流体从流体源流动到筒管220的内部中的速率。

阀50可以包括已知类型的自动单向阀。在某些实施例中，阀50可以定向成，当柱塞230被迫使向远侧进入到筒管220的内部223中、增大在筒管220的内部223内的压力时，被打开。在筒管220的内部223内的压力的足够增大（例如，至少约20mmHg、至少约40mmHg、等等的最小打开阈值压力）使阀50打开，或使阀50破裂，并且实现流体穿过连通端口234的向近侧流动，该连通端口234延伸穿过柱塞230的末端233和加大端部232。

如图10所示，弹簧60可以与包括本发明的讲授的注射器的任何实施例相关联（为了简单起见，仅仅表示为注射器10），以在注射器10的更直观操作期间，在与柱塞30行进的方向相反的方向上，激励或促进柱塞30穿过筒管20的内部23的运动。在所描绘的实施例中，使用者会通过强迫柱塞30向远侧进入筒管20的内部23中最直观地操作注射器10，所以弹簧60激励或促进柱塞30在相反方向上、或向近侧穿过筒管20的内部（从其中出去）的运动。当然，在较直观操作使柱塞向近侧穿过筒管（从其中出去）运动（如在抽吸注射器中那样）的注射器实施例中，弹簧可以与柱塞相联接，从而激励或促进柱塞30穿过（进入）筒管的向远侧运动。

尽管图1至10描绘具有柱塞的注射器，这些柱塞构造成由使用者的拇指操作，但各种其它类型的注射器也可以实施本发明的讲授。在不限制本发明的范围的情况下，本发明的讲授可以与手动可操作注射器一道采用，这些手动可操作注射器提供机械优点，如在美国专利7,534,234和7,041,084中和在美国专利申请公开物20060270996中描述的那些，这些专利和申请的每一个的公开内容由此通过参考全部包括在这里。也应该注意，本发明的讲授可以应用于抽吸注射器、导入或注入注射器以及多筒管注射器的一个或两个筒管，如在美国专利7,674,247中描述的双筒管注射器，该专利的公开内容由此通过参考全部包括在这里。

现在参照图11和12，其中示出本发明的系统410、410′的实施例。这样的系统410、410′包括注射器420、420′和远侧连通元件430。在某些实施例中，这样的系统410、410′也可以包括近侧连通元件440。

注射器420、420′包括至少两个阀422和424、422′和424′。阀422和424、422′和424′可以定向成用以实现抽吸或实现注入和/或导入。尽管注射器420、420′的两个具体实施例由图11和12示出，但根据本发明实施例的系统410、410′也可以包括注射器（该注射器结合了本发明的讲授）的任何其它实施例。

远侧连通元件430可以构造成用以将流体传送到所需部位或从该所需部位传送出来。在某些实施例中，远侧连通元件430可以构造成用以将流体从对象的本体传送出来，或将流体传送到对象的本体中。这样的远侧连通元件430的具体实施例包括但不限于各种类型的导管、各种类型的管子、各种类型的针、套针以及用来从对象得到样本或用来将流体注入或导入到对象的本体中的其它设备。

远侧连通元件430可以被接合，以便按在现有技术中已知的任何适当方式，与在注射器的筒管的远侧端部中的远侧开口（见例如图1至10）直接连通，并因而与筒管的内部连通。在某些实施例中，远侧连通元件430的近侧端部431和注射器420、420′的筒管的远侧端部421可以分别包括接合元件450的配对部分、或合作部分435和425，如luer锁连接部。

在本发明的系统410、410′包括近侧连通元件440的实施例中，近侧连通元件440可以跨过阀424、424′与注射器420、420′的筒管的内部相连通。在各个实施例中，近侧连通元件440可以包括管子或其它导管，该管子或其它导管在注射器420、420′的内部与一外部储箱500之间输送流体（例如，到在注入或导入系统中的注射器的筒管的内部中、从在抽吸系统中的注射器的筒管的内部中出去、等等）。

这样的近侧连通元件440可以按在现有技术中已知的任何适当方式接合到注射器420、420′上。与远侧连通元件430类似，近侧连通元件440的远侧端部441可以包括接合元件446，该接合元件446构造成用以接合到在注射器420、420′上的互补接合元件426上（例如，luer锁接合元件的部件、等等）。

返回参照图1至3（尽管方法不限于注射器的特定实施例的使用），将描述本发明的抽吸方法的一个实施例。这样的方法包括：将注射器10的柱塞30穿过注射器10的筒管20的内部23向远侧移动，以减小在筒管的远侧端部21与柱塞30的末端之间在筒管30的内部23内的体积。柱塞30按这种方式的运动在筒管20的内部23内产生正压力，这使在筒管20的远侧开口22处的阀40关闭，并且强迫空气或其它流体从筒管20的内部23穿过出口阀50（该出口阀50与筒管20的内部23连通）出去。

通过将注射器10的柱塞30从在注射器10的筒管20的内部23内的远侧位置移动到较近侧位置，就可以增大在柱塞30的末端33的远侧的筒管20的内部23内的体积。随着在柱塞30的末端33与筒管20的远侧端部21之间的体积增大，在筒管20的内部23内形成真空，这可以将流体抽过阀40。

在阀40包括单向阀的实施例中，柱塞30向远侧进入和向近侧离开筒管20的内部23的重复运动可以使注射器10能够作为手动泵而操作，该手动泵可以按基本连续的方式抽吸流体或按脉冲方式抽吸流体，如在图13的曲线图中由线660表示的那样。该曲线图的线610作为比较，表示常规注射器（在该常规注射器中只可以进行柱塞30的单个抽吸行程）的抽吸力迅速减小到零，限制了用这样的注射器可以抽吸的流体的体积。借助于包括本发明的讲授的注射器的手动脉冲抽吸，向使用者提供立即响应性和对于力（借助于该力，由这样的注射器抽吸流体）的控制。

脉冲抽吸关于注射器的单阀实施例也是可行的，如在图9中所示的并且参照其描述的注射器210，具体地说，其中，与这样的注射器210的筒管220的远侧端部222连通的压力（例如，借助于与由外部连通元件（未示出）、等等与远侧端部222连通的流体），超过阀50的最小打开阈值压力。

包括本发明的讲授的注射器，也增大流体流过外部连通元件（如在图11和12中描绘的远侧连通元件430）的速率。通过使用包括本发明的讲授的注射器，可以使由手动操作式注射器可以产生的压力量（正或负）最大化。压力的这种增大，又增大了流体流过远侧连通元件430的速率，如由Poiseuille公式证实的那样：

$\mathrm{\ΔP}=\frac{8\mathrm{\μLQ}}{{\mathrm{\πr}}^4}$ 或 $\mathrm{\ΔP}=\frac{128\mathrm{\μLQ}}{{\mathrm{\πd}}^4},$

其中：

ΔP代表压力从沿导管的长度的一点到沿导管的长度的第二点的变化、或降低；

L是导管的长度；

μ是流过导管的流体的动态粘度；

Q是流体流过导管的体积流量；

r是导管的半径；

d是导管的直径；及

π是数学常数，它是约3.1416，

并且通过Poiseuille定律，它由如下公式代表：

Q=（πΔPr⁴）/（8ηL），

其中：

L是导管的长度；并且

η是流体的粘度。

手动脉冲抽吸过程在各种操作中可能是有用的。这样的操作的例子包括但不限于一般引流操作、一般吸入操作以及一般抽取操作。这样的操作的更具体例子非限制性地包括胸膜渗漏、胆汁引流、囊肿抽吸、脓肿切除、血栓切除、栓子切除术、关节切除术、肾造口术、灌洗、伤口排泄、活组织检查（例如，骨活组织检查、等等）、骨髓抽取、腰椎穿刺、腰椎盘减压、组织切除技术以及脂肪抽吸法。手动脉冲抽吸过程也可以用于其它目的，如清除和/或清洁进料管、通入线路、或端口。

当阀40包括已经定向在关闭位置中的开关型阀时，可以使在筒管20的内部23内产生的真空度最大化。当将柱塞30初始完全插入到筒管20的内部23中时，某种死角可能在筒管20的内部23中存在。由于流体（其包括空气）典型地是可压缩的，所以即使当死角的体积比较小时，比较大量的空气也可能保持在筒管20的内部23内。通过柱塞30向远侧进入筒管20的内部23中然后向近侧从筒管20的内部23中出去的重复运动，可以允许在筒管20的内部23中的死角内已经压缩的任何空气或其它流体减压，并且从筒管20的内部23中清除。一旦在筒管20的内部23内已经产生所需真空，就可以打开阀40，以使流体能被抽吸到筒管20的内部23中。

再转到图8（尽管方法不限于注射器的特定实施例的使用），描述本发明的方法的注入和/或导入、或输送实施例。这样的方法可以包括将注射器10的柱塞30向近侧从注射器10的筒管20的内部23中抽出，以从外部源（未示出）抽吸流体并且抽吸到注射器10的筒管20的内部23中。可以穿过进口阀50′抽吸流体，该进口阀50′与筒管20的内部23的一部分连通，该部分布置在柱塞30的末端33与筒管20的远侧端部21之间。当将流体抽吸到筒管20的内部23中时，在筒管20的远侧开口22处布置的或与其直接连通的出口阀40′可以防止流体从外部位置抽吸到筒管20的内部23中-该外部位置与远侧开口22连通（例如，通过流体连通元件，如针、导管等），由此使得可以抽吸到筒管20的内部23中的新流体的体积精确化。一旦筒管20的内部23已经基本上由流体填充，就可以强迫柱塞30向远侧进入到筒管20的内部23中，以在筒管20的内部23内产生正压力。在筒管20的内部23内形成的正压力可以使进口阀50′关闭，防止流体流回其源。另外，在筒管20的内部23内的正压力使出口阀40′打开，并且使流体穿过筒管20的远侧开口22从筒管的内部23中流出。通过重复柱塞30离开（向近侧穿过）和进入（向远侧穿过）注射器10的筒管20的内部23的运动，注射器10可以用来将流体泵送（例如，手动地、等等）到所需部位（例如，泵送到对象的本体、等等中）。

返回参照图9，本发明也包括用来从注射器210的筒管220的内部223中清除空气的方法。当注射器210的实施例包括与其柱塞230相联接的出口阀50时，阀50可以作为出口操作，该出口使得可以从筒管220的内部223中清除或排出的流体体积最大化或者将其精确化（尽管这样的方法的实施例参照图9描述，但在这样的方法中也可以使用注射器的其它实施例，如在图4至6中描绘的那些实施例，这些注射器包括在柱塞的远侧端部上布置的或与其紧邻的阀）。在这些情况下，当筒管220的远侧开口222经受超过阀50的最小打开阈值压力的压力时，这样的清除或排出借助于单个阀是可行的；例如，当筒管220的远侧开口222与外部连通元件（未示出）（例如，针、套针、导管、管子、等等）连通时，该外部连通元件又将来自在对象的本体内的远程位置的高压力连通到远侧开口222。

通过继续参照图9，包括单个安装在柱塞230上的阀50的注射器210的实施例，也可以使空气能够从筒管220的内部223中清除，而无论注射器210的方位如何。因而，注射器210可以按颠倒或部分颠倒的位置定向（即，筒管220的远侧端部221朝下、柱塞230的近侧端部239朝上），这对于使用者是比典型地为从常规注射器的筒管的内部中清除空气要求的方位（即，远侧端部221朝上）自然的方位。

尽管以上描述包含多个细节，但这些细节不应该解释成对本发明范围的限制，而是仅仅作为提供某些实施例的说明。类似地，可以设想本发明的其它实施例，这些实施例不超出本发明的范围。可以组合地采用来自不同实施例的特征。本发明的范围因此仅由所附的权利要求书和其合法等效物指示和限制，而不是由以上描述指示和限制。由此包容对于这里所公开的本发明的全部添加、删除及修改，它们落在权利要求书的意思和范围内。

Claims (21)

1.一种抽吸注射器，包括：

筒管，所述筒管用来接纳流体；

柱塞，所述柱塞可插入到所述筒管中，所述柱塞构造成用以被手动地拉动向近侧穿过所述筒管，以将流体抽吸到所述筒管中；

第一阀，所述第一阀与所述筒管的远侧端部相联接，所述第一阀包括构造成容许流体向近侧流入到所述筒管的远侧端部中，并且防止流体向远侧从所述抽吸注射器中流出或离开的单向阀；

第二阀，所述第二阀与所述筒管的内部相联接，所述第二阀包括构造成使流体能够向近侧离开所述筒管或使流体能够向近侧离开一系统的单向阀，所述筒管是该系统的一部分；以及

弹簧，所述弹簧与所述柱塞相联接，而使得将所述柱塞向近侧偏压，并且使得所述柱塞能够进行向远侧进入和向近侧离开所述筒管的重复运动，以及使得流体能够进行穿过所述第一阀、进入所述筒管和穿过所述第二阀的连续运动。

2.根据权利要求1所述的抽吸注射器，其中，所述第一阀在所述筒管的远侧端部附近与延伸穿过所述筒管的端口连通。

3.根据权利要求1所述的抽吸注射器，其中，所述第一阀与一部件相联接，该部件构造成可除去地固定到所述筒管的远侧端部。

4.根据权利要求1所述的抽吸注射器，其中，所述第二阀与所述柱塞的远侧端部相连通。

5.根据权利要求4所述的抽吸注射器，其中，所述第二阀通过延伸穿过所述柱塞的远侧端部的端口而与所述筒管的内部相连通。

6.根据权利要求5所述的抽吸注射器，其中，所述第二阀固定到所述柱塞的远侧端部的近侧侧部。

7.根据权利要求1所述的抽吸注射器，还包括：

第一连接元件，所述第一连接元件与所述第一阀相联接，所述第一连接元件构造成用以建立在所述筒管外部的源与所述筒管的内部之间的连通；以及

第二连接元件，所述第二连接元件与所述第二阀相联接，所述第二连接元件构造成用以建立在所述筒管的内部与所述筒管外部的容器之间的连通。

8.根据权利要求1所述的抽吸注射器，其中，所述第一阀和第二阀中的至少一个包括单向阀。

9.根据权利要求8所述的抽吸注射器，其中，所述第一阀包括开关型阀。

10.根据权利要求8所述的抽吸注射器，其中，所述第二阀包括开关型阀。

11.一种用来抽吸流体的系统，包括：

远侧连通元件，该远侧连通元件包括：

远侧端部；和

近侧端部；和

根据权利要求1-10中任一项所述的抽吸注射器。

12.根据权利要求11所述的系统，还包括：

近侧连通元件，其用来接纳来自所述第二阀的流体。

13.一种用于根据权利要求1-10中任一项所述的抽吸注射器的柱塞，包括：

长形元件，所述长形元件构造成用来插入到所述注射器的筒管的内部中和从该内部中退出，所述长形元件包括远侧端部和近侧端部；

致动器，所述致动器在所述长形元件的近侧端部处；

远侧部件，所述远侧部件在所述长形元件的所述远侧端部处，所述远侧部件构造成用以：强迫物质向远侧从所述注射器的所述筒管的内部中出去，或者将物质向近侧抽吸到所述注射器的所述筒管的内部中；

接近端口，所述接近端口延伸穿过所述远侧部件，以实现在所述注射器的所述筒管的内部与在所述注射器外部的位置之间的连通；并且

所述第二阀与所述接近端口连通。

14.根据权利要求13所述的柱塞，还包括：

密封元件，所述密封元件与所述远侧部件相联接，用来抵着所述注射器的所述筒管的内部的表面而密封。

15.根据权利要求14所述的柱塞，其中，所述密封元件实现在所述筒管的内部的至少一部分内的显著真空的形成。

16.根据权利要求13所述的柱塞，其中，所述第二阀包括单向阀。

17.一种用来利用根据权利要求11或12所述的系统手动地抽吸流体的方法，包括：

将所述远侧连通元件的远侧端部放置在待从其抽吸流体的位置处；

将所述远侧连通元件的近侧端部接合到手动操作式抽吸注射器的远侧端部；

将所述手动操作式抽吸注射器的柱塞向近侧拉出所述手动操作式抽吸注射器的筒管，以向近侧穿过所述远侧连通元件抽吸流体，及

强迫所述柱塞向远侧回到所述筒管中，以使所述流体离开所述筒管，而不使流体穿过所述远侧连通元件向远侧运动。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括：

将拉动动作和强迫动作重复至少一次，以按脉冲方式抽吸。

19.一种用来手动地输送流体的方法，包括：

将远侧连通元件的远侧端部放置在待从其输送流体的位置处；

将近侧连通元件的第一端部放置成与流体源相连通；

将所述远侧连通元件的近侧端部接合到手动操作式的根据权利要求1-10中任一项所述的抽吸注射器的远侧端部；

将所述近侧连通元件的第二端部与手动操作式抽吸注射器的第一阀接合，该第一阀与所述手动操作式抽吸注射器的筒管相连通；

将所述手动操作式抽吸注射器的柱塞向近侧拉出所述手动操作式抽吸注射器的筒管，以将流体从所述流体源通过所述第一阀抽吸到所述筒管中，及

强迫所述柱塞向远侧回到所述筒管中，以使流体向远侧通过所述手动操作式抽吸注射器的第二阀流入所述远侧连通元件中，而不使流体穿过所述第一阀向所述源流回。

20.根据权利要求19所述的方法，还包括：

将拉动动作和强迫动作重复至少一次，以按脉冲方式输送所述流体。

21.一种用来从注射器中清除空气的方法，包括：

提供根据权利要求1-10中任一项所述的抽吸注射器，其中所述筒管包含流体和空气；

将所述注射器定向成使所述筒管的远侧端部大致向下，从而在所述筒管内的空气位于在所述筒管内的所述流体上方；

强迫所述注射器的柱塞向远侧进入所述筒管中，以使在所述筒管内的空气穿过所述抽吸注射器的第二阀离开所述筒管。