CN104093434B - 用于穿过身体的区域注射的输送系统 - Google Patents

Abstract

一种分配装置，其通过针头在身体内的区域上以零压差分配药物。该装置包括：针头，其在使用期间变得封装在管状针头接纳构件内；治疗剂贮存器，其与针头流体连通、定位在所述外壳内并且与针头连通；第二贮存器；贮存器连接管道，其与治疗剂贮存器连通；流体驱动器，其与第二贮存器中的流体连通并且与所述贮存器连接管道连通；以及线性驱动器，其附接到所述针头或所述针头接纳构件。

Description

用于穿过身体的区域注射的输送系统

技术领域

本发明涉及一种用于穿过身体的区域而输送医药治疗的设备。更具体地讲，本发明涉及用于遍布身体组织一部分而输送和注射治疗剂、溶液或注射物的自动化装置和系统。另外，本发明涉及越过身体内的目标部位而输送和注射溶液以用于治疗该目标部位的方法。

背景技术

皮下注射器在医学领域中被广泛地用于供给药物。一般来讲，皮下注射器包括针头，该针头具有锋利的远端尖端，以用于穿透瓶塞或患者的身体。针头固定地或可拆卸地附接到注射器筒体。在操作中，这些注射器提供了将药物输送到身体内的单个具体位置的手段。在操作中，柱塞被按入筒体中，并且药物由此被排放。该系统自注射器发明以来基本上未变，其设想治疗剂在单个位置处的输送，其中治疗剂的效果被传输通过相邻的细胞。问题是，当治疗剂旨在作用于一群细胞时，其有效性被这样的传输减弱和/或延迟，尽管从该群细胞的一侧到另一侧的总距离可能很小。从业者已尝试克服这种缺陷，并且通过在用拇指按下注射器柱塞的同时也拔出注射器而提供分散输送的益处。然而，该技术难以学习并且对于将治疗剂以所需的量正确输送到所需位置来说效率低下，特别是在该所需位置具有诸如肿瘤的限定边界时。

另外，输送系统已被构造成利用自动化系统提供治疗剂的输送。然而，这些系统要么具有与常规注射器相同的缺点，要么不得不需要将治疗剂提供到诸如血流的动态系统中，导致治疗剂遍布身体的不期望分布，而不是局部分布。

此外，当治疗剂对医护人员造成危险时，例如在放射性试剂的情况中，希望最低程度地暴露于医护人员，特别是通过限制对医护人员的暴露时间，通过提供抑制或防止暴露的输送系统，以及通过提供限制所用治疗剂的范围的输送系统。

因此，需要一种通过自动化装置沿着体内的一群细胞的路径分配治疗剂的输送系统。

发明内容

因此，本发明的主要目的是提供一种输送系统，该系统基于操作者的有限动作而沿着体内的一群细胞的路径分配治疗剂。

特别地，本发明的主要目的是提供一种利用在流体被分配到体内时回缩针头的输送装置的系统，其中流体储存在贮存器中，并且与回缩的针头的移动协调地经由泵或单独的注射器输送，使得必要的治疗剂被输送，并且在使用结束时系统中没有残留。针头以这样的方式移动，以便以零压差引入流体，同时优选地利用另一种流体向前推动治疗剂。因此，在引入放射性试剂的情况中，减少了医护人员或技师对辐射的暴露。该单元可以是手持式或机器人式。因此，流体不从针头“喷出”，而是在针头的回缩期间沿着路径沉积。由于针头可能引入放射性治疗剂，针头理想地由防护性针头接纳构件封装。

上述优点通过一种装置实现，该装置包括：针头，其在使用期间封装在管状针头接纳构件内；治疗剂贮存器，其与针头流体连通、定位在所述外壳内并且与针头连通；第二贮存器；贮存器连接管道，其与治疗剂贮存器连通；流体驱动器，其与第二贮存器中的流体连通并且与所述贮存器连接管道连通；以及线性驱动器，其附接到所述针头或所述针头接纳构件。优选地，线性驱动器以恒定的速率提供针头或针头接纳构件的线性位移，使得所述线性位移和所述针头的内部横截面积的乘积确定位移体积和流率，并且流体驱动器在所述线性位移期间将流体以所述流率从所述第二贮存器推进到所述贮存器连接管道，该流体可以是非治疗性的，并且在针头从身体回缩期间将来自治疗剂贮存器的治疗剂流体推入针头内。

在操作中，具有内部横截面积的针头被驱动到身体内，然后由线性驱动器以固定的速度回缩到包括针头接纳构件的外壳内，以便使针头在回缩期间被封装。回缩的速度与针头的横截面积的乘积提供了流率。在回缩期间，来自第二贮存器的流体被泵以所确定的流率推进通过贮存器连接管道到容纳所述治疗剂的治疗剂贮存器，优选地配管的盘管。由于构成治疗剂贮存器的配管的小的横截面积和直径，在针头回缩的同时，治疗剂在不与流体混合的情况下位移，并且以预定的流率从针头喷射，导致在注射期间的零压差。

在结合附图考虑本发明的以下详细描述时，将更容易理解本发明的上述和其它目的、特征和优点。

附图说明

为了获得使本发明的所描述的特征、优点和目的以及其它变得显而易见的方式并使其能被更详细地了解，以上简要概述的本发明的更具体的描述可以参照在附图中示出的本发明的实施例而进行，附图构成本说明书的一部分。然而，应当指出，附图仅示出本发明的典型的优选实施例，并且因此不应视为限制本发明的范围，因为本发明可以允许其它等效实施例。

图1示出处于其初始位置的本发明的实施例。

图2示出本发明的针头的横截面积。

图3示出流体在针头的位移期间相对于接纳构件的位移体积。

图4示出处于其初始位置的本发明的备选实施例。

图5示出处于其最终位置的本发明的第一备选实施例。

图6示出可在备选实施例中使用的料筒组件。

具体实施方式

本发明涉及通过身体的区域的注射的输送的改进。更具体地讲，本发明涉及在身体组织的一部分上(而不是在单个位置，这显然是常规注射器的作法)输送和注射治疗剂、溶液或注射物的注射器。

理想地，本发明提供一种注射系统，其在以零压差从身体移除针头期间沿着注射管线分布治疗剂。该系统包括针头、具有管状针头接纳构件的外壳、治疗剂贮存器、第二贮存器、贮存器连接管道、流体驱动器和线性驱动器。

参看图1，分布式注射装置100包括针头102、包括针头接纳构件108的外壳118、治疗剂贮存器110、第二贮存器140、贮存器连接管道142、流体驱动器114和线性驱动器120。外壳118可以构造成能够容纳必要的元件并提供使用便利的任何形式，包括图1中描绘的手枪握把式或图4和图5中描绘的杆握把式。

针头102具有附接端104和注射端106以及针头外径138。该结构还限定针头102的内部横截面积202(如图2中所描绘的)，并且限定针头102的针头纵向轴线145。如所期望那样，针头102的注射端106可以削尖成插针以有助于穿透，或者在被导向进入现有入口时可以是平坦的。优选地，针头102将其附接端104在滑动构件的第一端146处附结到滑动构件134，以减小操作所需针头的长度。

针头接纳构件108被构造成在回缩之后最终围绕针头102并且在回缩期间提供防护。针头接纳构件108为管状的，并且具有开放的第一端124以与针头102连通。应当理解，为了提供回缩便利性，针头接纳构件108的针头接纳构件内径136大于针头外径138。与回缩和防护功能一致，针头接纳构件108具有总体上平行于针头纵向轴线且围绕在针头接纳构件内的针头接纳构件纵向轴线148。

治疗剂贮存器110适于容纳治疗剂116以输送到针头。因此，治疗剂贮存器110与针头102流体连通以有利于治疗剂116从治疗剂贮存器110流到针头102且然后用于注射在身体中。优选地，治疗剂贮存器110被定位在外壳118内，外壳118被构造成提供对治疗剂116的内容物的安全屏障，特别是在治疗剂116可能为放射性的时。理想地，治疗剂贮存器110由一段窄的配管形成，该段配管优选地具有等同于针头102的横截面积的横截面积。与治疗剂贮存器110的内壁相关联的表面张力和治疗剂贮存器的小的横截面积被理想地选择，以确保治疗剂116呈现出近似毛细作用。因此，治疗剂116能流过治疗剂贮存器110，但将其自身保持为内聚流，而不与任何上游流混合。

第二贮存器140适于容纳流体144，该流体优选地在化学上不同于治疗剂116，特别是不打算用作治疗剂，例如盐水，并且不产生与治疗剂116相关联的危险。

贮存器连接管道142设置在治疗剂贮存器110的上游侧且与治疗剂贮存器110连通，其优选地具有与治疗剂贮存器110的内径相等的内径。

诸如泵的流体驱动器114在第二贮存器140和贮存器连接管道142之间或其它位置，以将流体从第二贮存器140驱动到贮存器连接管道142，流体驱动器114与第二贮存器140中的流体144连通且与贮存器连接管道142连通。当接合时，流体驱动器114将流体144从第二贮存器140抽出或导向通过贮存器连接管道142。由于治疗剂贮存器110的小的横截面积，来自第二贮存器的流体144将治疗剂116推动通过治疗剂贮存器110，而不混合。此外，由于该小的横截面积和贮存器连接管道142与治疗剂贮存器110内的表面张力，在希望作为分隔物时，气泡可以被引入到流体144和治疗剂116之间。

最后，该装置包括与针头102或针头接纳构件108相关联的线性驱动器120。在治疗剂116（其通过连接管道142借由流体驱动器144被来自第二贮存器140的流体144推动）的输送期间，针头102以固定速率从身体回缩。如图3中所描绘的，针头102从线性驱动器120的位移304与针头102的内部横截面积的乘积提供了位移体积302，并且结合每单位时间的位移提供流率。由于该结构，针头回缩速率和流率形成流体驱动器114，通过针头102的流率等于用于利用针头102从身体的撤出在注射的每单位时间所形成的体积。因此，该流率以零压差输送治疗剂116。该零压差不能通过人操作实现，并且确保治疗剂116在需要时以预期的体积准确地输送。参看图1，线性驱动器120可以附结到针头102，或者可以附结到滑动构件134，滑动构件134尺寸设计成可滑动地配合在针头接纳构件108内，以便为针头102提供用于确保其刚性操作的配件。滑动构件134可包括尺寸适合配管112穿过并直接连接到针头102的内部通道135，或者可包括在每一端具有配件的内部通道135，以连接到针头102和配管112，从而提供管道。线性驱动器120然后可以固定到外壳118或针头接纳构件108或其它固定部件，以便在操作期间确保针头102的回缩，最终导致如图4和图5中所描绘的针头102的再定位。备选地，线性驱动器120可附结到针头接纳构件108以朝针头102驱动针头接纳构件108，这导致针头102的封装而同时将装置100相对于身体同时地再定位，等同于针头102的回缩，特别有助于提供对针头102的回缩程度的即时评估。滑动构件134也可提供用于将配管112定位在针头102和贮存器110之间的位置。

参看图4和图5，杆式握把分布式注射装置100提供了针头102、针头接纳构件108、治疗剂贮存器110、和与外壳118相关联的线性驱动器120、以及在外壳118外部且经由贮存器连接管道142连接的第二贮存器140和流体驱动器114。图4描绘了在注射之前和注射时的分布式注射装置100的杆式握把，其中针头102处于其最大伸展位置。图4和图5中描绘的备选实施例提供用于线性驱动器120收缩，从而将针头102再定位到针头接纳构件108中，其被最佳地描述为针头102的回缩。图5描绘了使用结束时的杆式握把型分布式注射装置100，此时，线性驱动器120完全接合(回缩)，并且针头102被完全封装。

与第一实施例一样，针头102在其附接端104附结到再定位在针头接纳构件108内的滑动构件134。杆式握把中的所有部件与分布式注射装置100的纵向轴线400对齐。

治疗剂贮存器110可由如上文所提供的一段窄配管形成，该配管卷绕在滑动构件134的一部分周围。

如在图4和图5中所描绘的，针头102被定位在注射装置100的一端处，并且优选地由本领域已知的可拆卸配件连接到滑动构件134，滑动构件134具有穿过其中的内部通道135并且连接到治疗剂贮存器110，治疗剂贮存器110的相当一部分长度被卷绕在滑动构件134的上部周围。接纳构件108可以与从外壳118的上部404延伸的导向臂402相关联，以便在操作期间保持定位和对齐。导向臂402可以延伸等于线性驱动器120的行程的长度，以提供针头102的回缩，同时保持与患者接触。为了减少结合，导向臂402可以从通道406套叠，并且在需要时可以经由弹簧加载。线性驱动器120可以是活塞-气缸组件，其可以定位成相对于滑动构件134与导向臂402相对，并且可以延伸以向前驱动接纳构件108且因此回缩针头102。因此，与其中线性驱动器120在与针头102相同的方向上移动的第一实施例不同，在第二实施例中，线性驱动器120相对于针头102且因此明显相反地移动。

参看图4和图5且最特别地参看图6，为了便于安装到外壳118内，针头102和治疗剂贮存器110可以结合成单个料筒单元600，以方便安装和移除。参看图4和图5，从第二贮存器140到治疗剂贮存器110的配管142可包括在滑动构件134上方的卷绕部分，其被构造成当治疗剂贮存器110与滑动构件134一起向下行进时在线性驱动器120的操作期间挠曲。

料筒600安装在套叠的管接纳器408中，在线性驱动器120的初始操作期间，伴随着由针头接纳构件108的推进导致的针头102从身体的回缩，管接纳器408伸展。套叠的管接纳器408容纳管道412的端部，管道412被卷绕以吸收套叠的管接纳器408的行程。套叠的管接纳器408经由安装块410固连到线性致动器，线性致动器推进套叠的管接纳器408，造成其以伸缩方式延伸。卷绕的管道412从套叠的管接纳器408的顶部离开并且连接到来自第二贮存器140的管道142。

有利地，通过将与治疗剂116接触或被其能量照射的所有那些部件定位在装置100的外壳118内，在使用之后，可以将治疗剂贮存器110、配管112和针头102移除以进行隔离和销毁，并且将可能提供了防护的外壳118置于隔离中或进行清洁以供后续使用。因此，料筒600。通过将非治疗单元(第二贮存器140、流体驱动器114和贮存器连接管道142)定位在外壳118(该外壳不一定是所需的)外部，这些单元不一定被丢弃或置于隔离中，并且可以因此在之后立即使用。当治疗剂贮存器110的体积提供比在操作期间所需的治疗剂116更小的体积时，这尤其有用。备选地，所有部件可以位于外壳118内以提供整装装置。然而，所有部件将因此受到使用后的限制和潜在的隔离，需要按照更严格的要求处置流体114。

在治疗剂流体116包含放射性同位素的情况下，外壳118和接纳构件108可由防护材料构成或涂有防护材料，以便在流体116为放射性的时保护操作者不受从针头102发出的辐射的伤害。在优选实施例中，接纳构件108由钨构成。贮存器110也可由防护材料构成或涂有防护材料，以便在这种情况下保护操作者。例如，如果选择了能量不能穿透塑料的放射性同位素，那么部件可包括塑料层或者可以由塑料组成。

在一个实施例中，如图1所示，流率计126可以被定位在第二贮存器110和针头102之间，并可提供数据到计算机128，以与来自线性定位传感器130的数据相比较，从而确保来自贮存器110的流率等于与针头102通过身体的回缩相关联的流率。

外壳118可包括操作开关132，其允许操作者同时启动线性驱动器120和流体驱动器114，以确保流体116在针头102的注射端106处在回缩期间沿着针头102的路径沉积。

在使用后，可将针头102、贮存器110和任何配管112从外壳118移除以按照安全法规进行处置，并且再次使用不接触流体116的其余部件。

本发明提供了相比现有技术的显著优点。当在治疗疾病中使用高pH的放射性同位素时，不希望该放射性同位素与血液混合。相反，希望将放射性同位素沿着组织中的线路，特别是沿着穿过身体组织的针头102的路径沉积。高pH的放射性同位素通常似乎与组织反应，造成微细管的凝固并阻止放射性同位素进入血流中。然而，总体积的液体的注射的确造成进入血流的放射性同位素的不期望的损失。理想地，采用多个注射管线，因为放射性同位素的范围很小，通常在注射管线的每一侧上在六(6)毫米(mm)的范围内。因此，各自对应于针头路径的多个注射管线覆盖了肿瘤，使得可能接近百分之九十(90%)的相当大一部分放射性同位素留在肿瘤内且在那里起作用，而仅最少的部分进入身体的其余部分中，其数量足够低，以致于造成比现有方法显著更低的风险。

在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以对所公开的实施例做出各种替代和/或修改。

Claims (2)

1.一种分布式注射装置(100)，包括：

针头(102)，所述针头(102)具有附接端(104)和注射端(106)，所述针头(102)具有针头外径(138)，并且所述针头(102)具有内部横截面积(202)，所述针头(102)具有针头纵向轴线(145)；

外壳(118)，其包括针头接纳构件(108)，所述针头接纳构件(108)为管状的，所述针头接纳构件(108)具有开放的第一端(124)，所述针头接纳构件(108)具有针头接纳构件内径(136)，所述针头接纳构件内径(136)大于所述针头外径(138)，所述针头接纳构件(108)具有针头接纳构件纵向轴线(148)，所述针头纵向轴线(145)和所述针头接纳构件纵向轴线(148)总体上平行，所述针头接纳构件(108)围绕所述针头纵向轴线(145)；

治疗剂贮存器(110)，其适于容纳治疗剂(116)，所述治疗剂贮存器(110)经由管与所述针头(102)流体连通，所述治疗剂贮存器(110)定位在所述外壳(118)内；

第二贮存器(140)，其适于容纳流体(144)；

贮存器连接管道(142)，所述贮存器连接管道(142)与所述治疗剂贮存器(110)连通；

流体驱动器(114)，其与在所述第二贮存器(140)中的所述流体(144)连通，所述流体驱动器(114)与所述贮存器连接管道(142)连通；以及

线性驱动器(120)，其与所述针头(102)或所述针头接纳构件(108)相关联；所述线性驱动器（120）适于提供所述针头（102）朝向所述外壳（118）的线性位移或适于提供所述针头接纳构件（108）远离所述外壳（118）的线性位移，所述线性位移与所述针头（102）的内部横截面积的乘积提供位移体积，每单位时间的所述位移体积提供流率；

其中，所述流体驱动器（114）适于在所述针头朝向所述外壳的所述线性位移期间将流体以所述流率从所述第二贮存器（140）推进到所述贮存器连接管道（142）并且适于从所述治疗剂贮存器驱动所述治疗剂；并且

其中，在所述线性驱动器用以提供所述针头朝向所述外壳的线性位移或用以提供所述针头接纳构件远离所述外壳的线性位移的操作期间，从所述治疗剂贮存器到所述针头的所述流体连通由所述管维持。

2.根据权利要求1所述的分布式注射装置，还包括：

滑动构件(134)，所述针头(102)在所述滑动构件(134)的第一端(146)处固定在位，

所述滑动构件(134)能滑动地定位在所述接纳构件(108)内；并且

所述线性驱动器(120)连接到所述滑动构件(134)。