CN111790016A - 一种用于血管造影的注射装置系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于血管造影的注射装置系统，控制室(A)隔离于操作室(B)之外，远端DCU及电源箱安放在控制室内，电源箱将AC网电电源转化为DC直流电源，通过电力线缆，提供给远端DCU及操作室内的注射机头上，且负责远端DCU与注射机头的通信交换，注射机头可扭转的安装在支架上，所述的触摸显示屏、注射/暂停按键及中止键安装于上盖壳体上，针筒安装组件包含A、B侧针筒安装孔及A、B侧针筒指示灯，A、B侧手动旋钮安装于各自的转轴上，且该转轴穿过后灯罩，注射机头通过其弯管组件安装在支架上，注射机头包含针筒安装组件，包含一个前盖组件，2个针筒旋转组件，2个光耦安装组件。本发明其设计科学合理，结构简单，操作方便。

Description

一种用于血管造影的注射装置系统

技术领域：

本发明涉及一种用于血管造影的注射装置系统，属于注射装置技术领域。

背景技术：

在许多医疗诊断和治疗程序中，医生或其他人员向患者注射造影剂配合计算机断层扫描(CT)、数字减影血管造影(DSA)、磁共振系统(MR)成像辅助医生诊断。通常使用手动或自动注射设备推送造影剂，造影剂通过静脉或动脉到达检测位置，通过吸收X射线或改变体内组织在磁共振下的信号强度来获得期望的组织部位的图像，所得图像可以显示在监测器上并被记录。

典型的手动注射由造影剂源、生理盐水源、可手动推注的针筒、连接管路组成。由操作人员手动吸取造影剂或生理盐水，再由操作人员手动进行注射。整个注射过程的流速、压力与注射体积由操作者的力量和技术所影响，且因注射时的流体较为粘稠和速度所需较快，则注射所需压力较大；操作者经常如此工作导致疲劳，且压力、流速无法精确控制。

典型的自动注射由造影剂源、生理盐水源、可电动控制运动的注射装置、可连接到注射装置上的针筒、连接管路组成。可电动控制运动的注射装置通常由电动机、供电系统、可修改流速、注射剂量、压力参数的控制设备组成。在许多系统中，除了开始或停止注射之外，操作者与电动注射器之间不存在交互式控制，且大部分注射机头不带触摸显示屏，操作人员无法在注射机头端进行全流程的方案设置、针筒排气、启动终止注射等操作，操作人员需要不断的往返控制室和扫描室，造成不必要的时间浪费。

虽然在医疗领域中已经存在手动和自动注射器，但总体上存在对于改进高压注射器功能、压力反馈、人机交互、应用环境的需求。根据不同的设计需要和特定需求，不断地开发出了适用于计算机断层扫描(CT)、数字减影血管造影(DSA)、磁共振系统(MR)等应用环境的高压注射器。

发明内容：

本发明提供一种自动可交互式液体注射装置系统，解决传统典型的手动注射及自动注射过程中，注射剂量、液体流速、压力参数、分阶段注射等精确控制的问题，为操作人员及患者提供更多的益处。

一种用于血管造影的注射装置系统，如图1所示，分为控制室(A)和操作室(B) 两部分，包含：1.控制显示装置(亦简称远端DCU)2.电源通信装置(亦简称电源箱)3.注射显示装置(亦简称注射机头)4.注射显示装置支架(亦简称支架)，控制室(A)隔离于操作室(B)之外，远端DCU(1)及电源箱(2)安放在控制室内，电源箱将AC网电电源转化为DC直流电源，通过电力线缆，提供给远端DCU及操作室内的注射机头上(3)，且负责远端DCU与注射机头的通信交换。注射机头(3)可扭转的安装在支架(4)上，支架具有可锁定的万向脚轮，能方便的整体移动位置，且当移动到位后随时锁定设备，另外远端DCU及注射机头皆具有显示和控制的功能，由操作员自主灵活选择。

参考图1所示，本发明披露的血管造影注射显示装置系统包含一个注射机头，用于将流体递送到患者。

如图2所示，结构透视图包含：弯管组件5、A侧手动旋钮6、B侧手动旋钮7、注射按键8、暂停按键9、触摸显示屏10、B侧针筒安装孔11、A侧针筒安装孔12、上盖壳体13、下盖壳体14、后灯罩15、针筒安装组件16、A侧针筒指示灯17、B 侧针筒指示灯18，其中触摸显示屏(10)、注射/暂停按键(8)及中止键(9)安装于上盖壳体上，针筒安装组件(16)包含A、B侧针筒安装孔(12、11)及A、B侧针筒指示灯(17、18)，A、B侧手动旋钮(6、7)安装于各自的转轴上，且该转轴穿过后灯罩。

参考图1及图2，注射机头(3)通过其弯管组件(5)安装在支架(4)上，该弯管组件允许注射机头以弯管组件竖轴为轴心正反旋转任意角度，同时允许以弯管组件横轴为轴心正反旋转任意角度，且注射头部可保持在旋转范围内的任意角度位置如图3所示，以适用于不同的使用场景。

参考图2，注射机头被定义为，向患者递送流体的可操作装置，其注射机头包含针筒安装组件(16)，其内部结构透视如图4所示，包含一个前盖组件(19)，2个针筒旋转组件(20)，2个光耦安装组件(21)。该针筒安装组件被定义成可检测针筒插入到位的针筒固定部件。

如图5所示22为针筒(应用部件)，20为旋转部件，21为固定部件；20的主要结构如图6所示，由限位块A(201)，旋转部件主体(202)，光耦挡光卡爪(203)，限位块B(204)，以及背面的4个限位球形凹槽(205)组成；21的主要结构如图7所示，主要由固定部件主体(301)，检测光耦B(302)，限位柱B(303),2个球头弹簧柱塞(304) 以及限位柱A(305)和检测光耦A(306)组成。

在整个装置使用过程中，旋转部件带有限位球形凹槽的一面贴合固定部件有球头弹簧柱塞的一面，旋转部件在固定部件的限位槽内顺时针和逆时针旋转滑动。组装好的结构形式如图8所示，针筒转动时旋转部件跟着同步转动。

当针筒顺时针转到位时，如图9a所示旋转部件的限位块B会触碰到固定部件的限位柱B，同时卡爪会卡到光耦B中间，触发到位信号。固定部件背部的弹簧柱塞也会弹到旋转部件的球形凹槽内，发出“啪嗒”的声音。

当针筒逆时针转到位时，如图9b所示旋转部件的限位块A会触碰到固定部件的限位柱A,同时卡爪会卡到光耦A中间，触发到位信号。固定部件背部的弹簧柱塞也会弹到旋转部件的球形凹槽内，发出“啪嗒”的声音。

对两种状态进行组合分析，规定光耦处于触发状态时定义为1，断开时定义为0.则可以通过A和B的组合确定针筒所处的位置。(注：针筒只有处于顺时针到位才能脱出，其它状态由结构限制不能脱出注射器主体)。

参考图2及图5，针筒旋转部件还包含有防针筒飞出的结构，针筒内支撑环 (2001)结构，与原先的组件形成“凹”型结构如图10示，在针筒壁开裂后，有内支撑环2001提供支撑力，阻止针筒的突出卡爪，向内收缩，保证针筒始终被安装孔卡紧，避免了针筒飞出。

参考图2，注射机头被定义为，向患者递送流体的可操作装置，包含针管气泡检测附件，可选择的安装在注射机头后壳的接口上，用于检测输液管道上是否有气泡存在，避免在递送液体过程中对患者造成伤害。

如图11所示，一个气泡检测传感器(60)包含：一个卡接在输液管(70)传感器检测头(6001)，一根传输线(6002)，及一个固定在注射机头后盖壳体上的接头 (6003)。

当注射机头向患者注射液体时，气泡传感器实时监测输液管中的液体流动，若有气泡经过传感器监测位置，传感器即向系统发出监测到气泡的信号，系统当即做出相应的处理。

如图12所示，一个针筒保温套附件(80)包含一个可以卡在针筒外壁上的加热组件(8001)，以及一根带螺旋弹性延展的传输线，插接也注射机头的后盖壳体上。

参考图2及图10，注射机头被定义为，向患者递送流体的可操作装置，其可匹配针筒包含但不仅限于图13、14所示的针筒类型。

如图13所示，一种和注射机头匹配的注射针筒(71)，其包含筒身(7101)，活塞密封圈(7102)，活塞座卡爪套件(7102)，及活塞座槽口套件(7103)。这种类型的针筒，因其活塞座卡爪套件的功能，可以直接安装到注射机头上，而不用考虑活塞在针筒内的位置。

如图14所示，另一种和注射机头匹配的注射针筒(72)，其包含筒身(7201)，活塞密封圈(7202)，活塞座卡爪套件(7203)。这种类型的针筒，必须在活塞卡爪活塞末端与筒身末端齐平时测，才能安装到注射机头上。

参考图2，注射机头被定义为，向患者递送流体的可操作装置，包含上盖壳体(13)，其上安装有触摸显示屏(10)、注射/暂停按键(8)及中止键(9)与壳体内部的微控硬件，构成控制显示装置。

如图15所示为上盖壳体的分离结构。包含上盖壳体(13)，由触摸屏(101)、液晶显示屏(102)及安装底板(103)构成的触摸显示屏(10)，硅胶按键块(105) 由注射/暂停按键(8)、中止键(9)组成，缓冲防水胶圈(106)放置在触摸显示屏与上盖壳体之间，起到保护触摸屏和防水的作用，按键板PCB(104)，主板PCB(501) 构成硬件系统。

参考图3和图15，注射机头包含一个倾斜角度传感器，定位安装于系统内，检测注射头部与地平面之间的角度关系，通过系统采集处理该传感器信号，触摸显示屏显示的图形用户界面，会根据当前注射头部与地平面的俯仰角关系自动调整为符合操作人员自然视角的图形用户界面,解决了注射机头朝下进行注射时，触摸显示屏不方便操作人员观察及操作的问题。

一个实施例，如图3所示，当注射头部与地平面成仰角a时，触摸显示屏显示的图形用户界面如图16a所示，当注射头部与地平面成俯角b关系时，液晶显示屏上的图形用户界面如图16b所示。

参考图2和图16a、16b所示，注射机头的触摸显示屏，具有控制及显示的功能，液晶显示屏显示的用户图形界面如图16c所示，包含：

机头状态显示栏(A)，用于指示当前注射机头触摸显示屏的状态，是处于激活还是待机的状态。

手动、自动控制按钮栏(B)，用于选择是手动操作还是设定方案自动操作注射机头。

方案设置栏(C)，用于在自动操作状态下设置详细参数，包含设置注射阶段、注射容量、注射速率、有无延迟、压力限值等参数并提供方案锁定按钮，同时显示阶段注射所需时间及当前系统时间日期。

针筒状态显示栏(D)，用于显示针筒当前状态，包含针筒是否插入到位、针筒内当前液体容量。

提示栏(E)，用于显示下一步的操作内容，指导操作人员进行正确操作。

方案信息显示栏(F)，用于显示当前设置完成的注射方案，所要用到的总注射容量，及所需要的总时间。

参考图2、图17，系统的注射方案可被配置为同步注射模式，该方案模式，允许双针筒以不同的比例同时向患者体内递送不同液体，如图17中G所指示的，一个使用实例中，方案设置AB针筒的百分比可调整，且其中一个针筒注射药剂(包含但不仅限于造影剂)，另一针筒注射清洗剂(包含但不仅限于生理盐水)，研究表明，这种注射方案尤其在右心脏血管造影时更具优势。

参考图2和图4，注射机头还包含两组致动系统，该系统被固定于注射机头内部，且被配置为用于推动或回缩针筒活塞，以达到将液体递送给患者或从液体存储器中将液体吸入针筒的目的。如图18所示为致动系统的结构透视图，包含：B侧推杆(23)， A侧推杆(24)，B侧致动电机(25)，A侧致动电机(26)，B侧手动旋钮(27)， A侧手动旋钮(28)。

当注射机头接收命令时，系统启动致动电机(25、26)，通过同步带及齿轮啮合的传动结构，推动推杆(23、24)向前或回缩，因推杆前端与针筒活塞挂接，故带动针筒活塞运动，实现向患者递送液体，或从液体存储器中吸入针筒的目的。操作人员也可以通过手动旋转手动旋钮(27、28)来实现前面所述功能。

参考图18注射机头每组致动系统，还包含有压力传感器，用于工作过程中，向患者递送液体时，实时检测针筒内的注射压力，检测精度高，反应灵敏，系统根据压力传感器的反馈信息，调整致动电机的输出，以满足操作人员预设的注射方案。

使用压力传感器直接检测针筒压力的方式，相较于通过检测致动电机电流进而计算电机扭矩来判断针筒内压力的方式，缩短了反应时间，且避免了不必要的计算误差，更安全有效。

一个实施例，如图18-1所示为其中一组致动电机结构的剖视图，压力传感器检测的实现方式为：外部压力通过针筒活塞传递到推杆(23)，在通过推杆传递到丝杆螺母(2301)，然后通过丝杆螺母末端的环形挡圈传递到压力传感器(2302)的轴承端部，通过轴承端面的受力进一步将力传递到压力应变片，最终实现外部压力的检测。

参考图2、图18所示，注射机头完成一次注射后，液晶显示屏会弹出压力曲线界面，操作人员可以在该用户界面上查看各种注射相关信息，包含方案持续时间、压力限制、峰值压力，如图19a所示为正常血管状态下的压力曲线，图19b为血管堵塞状态下的压力曲线，横坐标为方案持续时间、纵坐标为压力值，操作人员可以通过查看压力曲线，判断出目标血管是否存在堵塞。

参考图1所示，本发明披露的血管造影注射显示装置系统包含一个支架(4)，用于支撑承载注射机头(3)。该支架结构透视如图20所示，包含：1个带有锁定销 (4011)的支架套筒(401)，1个支架壳体(402)，1个由2个液体存储器安放孔 (4032、4033)及1个扶手(4031)组成的扶手盘(403)，若干个带锁万向脚轮(404)。

其中支架套筒(401)被配置成和注射机头弯管组件(5)套接安装的部件，通过锁定销的锁定及解锁，注射机头能方便的和支架固定及分离，扶手盘(403)固定在支架壳体(402)上，壳体底部安装有若干个带锁万向脚轮(404)，当脚轮解锁，操作人员可以推动扶手盘，自由的移动支架位置，并在到达合适的位置时锁定脚轮，以保证支架的位置不发生改变。

参考图1所示，本发明披露的血管造影注射显示装置系统包含一个电源箱，该电源箱可操作的连接到远端DCU(1)及注射机头(3)上。电源箱内包含若干电力转换装置(未示出)，这些转换装置用于将家用和国际标准化商用的交流网电电力转化为系统内部使用的直流电力。电源箱内亦包含一个电源控制系统，该控制系统被配置成监控各个电源的电压电流状态，用以保证血管造影注射显示装置系统的电源稳定性。该电源箱还包含一个通信交换系统，用于远端DCU、电源箱及注射机头的信息交互。

如图21所示为电源箱结构示意图，包含一个长方体外壳(2006)，内部有若干电路转换装置，控制系统及通信交换系统，壳体底部安装有四个安装脚垫(2007)，用于保持电源箱的稳定安放及保护壳体的外观不被损坏。

壳体右侧板装有：一个注射机头线缆接口(2001)，通过线缆与注射机头相连接，传输直流电及各种信息，一个远端DCU线缆接口(2002)，通过线缆与远端DCU 相连，传输直流电及各种信息，一个带灯电源启动开关(2003)，用于开启、关闭电源箱供电，一个AC电源线格兰头接口(2004)，用于将电源线紧固在壳体上，防止松脱，一根带插头的AC电源线(2005)，用于将网电电源引入电源箱。

壳体左侧板装有：一个手提把手(2008)，方便操作人员移动电源箱，一个RJ45 接口，用于电源箱内系统升级，一个外壳接地柱(2010)，用于将电源箱外壳接入保护大地。

参考图1所示，本发明披露的血管造影注射显示装置系统包含一个远端DCU(1)，该远端DCU被安放在控制室内，通过线缆可操作的连接到电源箱。

如图22所示为远端DCU的结构示意图，一个前盖壳体(1002)，该前盖壳体上安装有：一个触摸显示屏(1001)，该触摸显示屏为操作人员远程操作注射机头进行液体注射程序的用户接口，一个系统电源按钮(1003)，该电源按钮用于在电源箱正常工作的情况下，启动和关闭系统供电，一个中止按钮(1004)，该按钮用于在一次注射程序过程中，中止该注射程序，一个注射/暂停按钮(1005)，该按钮用于启动或暂停一次注射程序。

一个后盖壳体(1007)，该后盖壳体上装有：一个手动开关搁架(1008)，该搁架用于放置手动开关，一个手动开关插口(1009)，用于手动开关接头的插入，一个电源箱线缆插口(1010)，用于连接电源箱电力及通信线缆的插入，一个亮度增加按钮(1011)，用于增加液晶显示屏的亮度，一个亮度减小按钮(1012)，用于降低液晶显示屏的亮度。

一个远端DCU支架(1006)，固定安装于后盖壳体上，用于可改变倾斜角度的支撑壳体及壳体内部所有部件，包含一个阻尼支架转轴(10061)，允许壳体以转轴为轴心，根据操作人员的使用习惯，可任意调节倾斜角度，且能保持在该倾斜角度，为操作人员提供最佳的操作视角。

参考图22所示，远端DCU包含一个触摸显示屏(1001)，由触摸屏覆盖于液晶显示屏上构成，具有控制及显示的功能，操作人员可以通过操作远端DCU实现控制注射机头进行液体注射程序。

一个实施例如图23所示，液晶显示屏显示的图形界面包含：设备型号，注射机头状态，时间日期，信息提示，针筒内现有液体容量，方案设置详细参数项等。通过触摸屏检测操作人员的操作，包含：注射方案详细参数设置，方案锁定、解锁，方案调、存储等，当系统检测并处理操作人员的触摸输入后，将对应的变动信息显示在液晶显示屏的图形界面上，同时经远端DCU内部通信交互系统的处理后，同步到注射机头的液晶显示屏上，同时控制注射机头按照操作人员的指令进行相应动作。

参考图1及图20，本发明披露的血管造影注射显示装置系统，其支架支撑注射机头可替换为立柱方式，如图24所示，该立柱支架(41)包含：一个立柱套筒4101，用于承载注射机头，安装固定在立柱弯管(4102)上，两个锁定环(4103)，用于将药液支架锁定在立柱一侧，一个在立柱上的开口(4104)，用于电源箱到注射机头的线缆走线，一个底座(4105)用于固定立柱，该底座向外延伸若干支脚架(4106)，每支脚架安装一个带锁万向脚轮(4107)，操作人员可自由调整立柱支架位置，且在到达目标位置后锁定脚轮，以保证立柱支架位置不发生改变，一根可调节高度的药液挂钩支架，方便用户实际使用，该药液支架包含两个挂钩(4108)，安装在伸缩杆(4109) 上，用于挂接药液容器，伸缩杆由锁定扣(4110)锁定在药物支架主体杆(4111)上。

参考图1，本发明披露的血管造影注射显示装置系统，其支架支撑注射机头可替换为吊臂方式，如图25所示，该吊臂包含：一个天顶罩(4201)，用于将吊臂固定安装于操作室房间顶部，一根下延柱(4202)由天顶罩向下延伸，一根单臂中央轴 (4204)通过第一关节(4203)可旋转的连接到下延柱上，一根弹簧臂(4207)通过由竖向转轴(4206)和水平横向转轴(4205)构成的第二关节可活动的连接到单臂中央轴上，一根延长柱(4210)通过由竖向转轴(4208)和横向转轴(4209)构成的第三关节，可活动的连接到弹簧臂上，该延长柱的另一端固定一个套筒(4211)，用于承载注射机头(3)，整个吊臂系统，可万向移动、保持注射机头到达适当位置，方便操作人员使用。

参考图1、图24及图25，一个实施例如图26所示，系统的电力及通信线缆在操作室的走线方式为内部走线，即穿过设备支架或立柱或吊臂，通过弯管内部连接到注射机头上，与控制室的线缆中间由航空头对接，简单、有效的保护了线缆，且方便设备分离及安装运输。

本发明的有益效果：本发明提供一种自动可交互式液体注射装置系统，解决传统典型的手动注射及自动注射过程中，注射剂量、液体流速、压力参数、分阶段注射等精确控制的问题，为操作人员及患者提供更多的益处。

附图说明：

为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1注射装置系统的布局图

图2注射机头图

图3旋转角度位置图

图4注射机头分解图

图5插入到位检测分解图。

图6旋转部件示意图

图7固定部件结构示意图

图8部件组装示意图

图9a顺时针旋转到位

图9b逆时针旋转到位

图10内支撑环安装图

图11气泡检测传感器图

图12针筒保温套附件图

图13注射机头匹配的注射针筒图

图14注射机头匹配的注射针筒

图15上盖壳体的分离结构

图16a、图16b、图16c为触摸显示屏显示的图形用户界面状态图

图17系统的注射方案可被配置为同步注射模式示意图

图18致动系统结构图

图18-1为一组致动电机结构的剖视图

图19a、图19b为正常血管状态下的压力曲线、血管堵塞状态下的压力曲线示意图

图20支架结构透视图

图21电源箱结构示意图

图22远端DCU的结构示意图

图23液晶显示屏显示的图形界面示意图

图24支架支撑注射机头图

图25支架支撑注射机头可替换为吊臂方式图

图26系统的电力及通信线缆在操作室的走线方式为内部走线图

具体实施方式：

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

一种用于血管造影的注射装置系统，如图1所示，分为控制室(A)和操作室(B) 两部分，包含：1.控制显示装置(亦简称远端DCU)2.电源通信装置(亦简称电源箱)3.注射显示装置(亦简称注射机头)4.注射显示装置支架(亦简称支架)，控制室(A)隔离于操作室(B)之外，远端DCU(1)及电源箱(2)安放在控制室内，电源箱将AC网电电源转化为DC直流电源，通过电力线缆，提供给远端DCU及操作室内的注射机头上(3)，且负责远端DCU与注射机头的通信交换。注射机头(3)可扭转的安装在支架(4)上，支架具有可锁定的万向脚轮，能方便的整体移动位置，且当移动到位后随时锁定设备，另外远端DCU及注射机头皆具有显示和控制的功能，由操作员自主灵活选择。

参考图1所示，本发明披露的血管造影注射显示装置系统包含一个注射机头，用于将流体递送到患者。

如图2所示，结构透视图包含：弯管组件5、A侧手动旋钮6、B侧手动旋钮7、注射按键8、暂停按键9、触摸显示屏10、B侧针筒安装孔11、A侧针筒安装孔12、上盖壳体13、下盖壳体14、后灯罩15、针筒安装组件16、A侧针筒指示灯17、B 侧针筒指示灯18，其中触摸显示屏(10)、注射/暂停按键(8)及中止键(9)安装于上盖壳体上，针筒安装组件(16)包含A、B侧针筒安装孔(12、11)及A、B侧针筒指示灯(17、18)，A、B侧手动旋钮(6、7)安装于各自的转轴上，且该转轴穿过后灯罩。

参考图1及图2，注射机头(3)通过其弯管组件(5)安装在支架(4)上，该弯管组件允许注射机头以弯管组件竖轴为轴心正反旋转任意角度，同时允许以弯管组件横轴为轴心正反旋转任意角度，且注射头部可保持在旋转范围内的任意角度位置如图3所示，以适用于不同的使用场景。

参考图2，注射机头被定义为，向患者递送流体的可操作装置，其注射机头包含针筒安装组件(16)，其内部结构透视如图4所示，包含一个前盖组件(19)，2个针筒旋转组件(20)，2个光耦安装组件(21)。该针筒安装组件被定义成可检测针筒插入到位的针筒固定部件。

如图5所示22为针筒(应用部件)，20为旋转部件，21为固定部件；20的主要结构如图6所示，由限位块A(201)，旋转部件主体(202)，光耦挡光卡爪(203)，限位块B(204)，以及背面的4个限位球形凹槽(205)组成；21的主要结构如图7所示，主要由固定部件主体(301)，检测光耦B(302)，限位柱B(303),2个球头弹簧柱塞(304) 以及限位柱A(305)和检测光耦A(306)组成。

在整个装置使用过程中，旋转部件带有限位球形凹槽的一面贴合固定部件有球头弹簧柱塞的一面，旋转部件在固定部件的限位槽内顺时针和逆时针旋转滑动。组装好的结构形式如图8所示，针筒转动时旋转部件跟着同步转动。

当针筒顺时针转到位时，如图9a所示旋转部件的限位块B会触碰到固定部件的限位柱B，同时卡爪会卡到光耦B中间，触发到位信号。固定部件背部的弹簧柱塞也会弹到旋转部件的球形凹槽内，发出“啪嗒”的声音。

当针筒逆时针转到位时，如图9b所示旋转部件的限位块A会触碰到固定部件的限位柱A,同时卡爪会卡到光耦A中间，触发到位信号。固定部件背部的弹簧柱塞也会弹到旋转部件的球形凹槽内，发出“啪嗒”的声音。

对两种状态进行组合分析，规定光耦处于触发状态时定义为1，断开时定义为0.则可以通过A和B的组合确定针筒所处的位置。(注：针筒只有处于顺时针到位才能脱出，其它状态由结构限制不能脱出注射器主体)。

参考图2及图5，针筒旋转部件还包含有防针筒飞出的结构，针筒内支撑环(2001)结构与原先的组件形成“凹”型结构，如图10示，在针筒壁开裂后，有内支撑环2001提供支撑力，阻止针筒的突出卡爪，向内收缩，保证针筒始终被安装孔卡紧，避免了针筒飞出。

参考图2，注射机头被定义为，向患者递送流体的可操作装置，包含针管气泡检测附件，可选择的安装在注射机头后壳的接口上，用于检测输液管道上是否有气泡存在，避免在递送液体过程中对患者造成伤害。

如图11所示，一个气泡检测传感器(60)包含：一个卡接在输液管(70)传感器检测头(6001)，一根传输线(6002)，及一个固定在注射机头后盖壳体上的接头 (6003)。

当注射机头向患者注射液体时，气泡传感器实时监测输液管中的液体流动，若有气泡经过传感器监测位置，传感器即向系统发出监测到气泡的信号，系统当即做出相应的处理。

如图12所示，一个针筒保温套附件(80)包含一个可以卡在针筒外壁上的加热组件(8001)，以及一根带螺旋弹性延展的传输线，插接也注射机头的后盖壳体上。

参考图2及图10，注射机头被定义为，向患者递送流体的可操作装置，其可匹配针筒包含但不仅限于图13、14所示的针筒类型。

如图13所示，一种和注射机头匹配的注射针筒(71)，其包含筒身(7101)，活塞密封圈(7102)，活塞座卡爪套件(7102)，及活塞座槽口套件(7103)。这种类型的针筒，因其活塞座卡爪套件的功能，可以直接安装到注射机头上，而不用考虑活塞在针筒内的位置。

如图14所示，另一种和注射机头匹配的注射针筒(72)，其包含筒身(7201)，活塞密封圈(7202)，活塞座卡爪套件(7203)。这种类型的针筒，必须在活塞卡爪活塞末端与筒身末端齐平时测，才能安装到注射机头上。

参考图2，注射机头被定义为，向患者递送流体的可操作装置，包含上盖壳体(13)，其上安装有触摸显示屏(10)、注射/暂停按键(8)及中止键(9)与壳体内部的微控硬件，构成控制显示装置。

如图15所示为上盖壳体的分离结构。包含上盖壳体(13)，由触摸屏(101)、液晶显示屏(102)及安装底板(103)构成的触摸显示屏(10)，硅胶按键块(105) 由注射/暂停按键(8)、中止键(9)组成，缓冲防水胶圈(106)放置在触摸显示屏与上盖壳体之间，起到保护触摸屏和防水的作用，按键板PCB(104)，主板PCB(501) 构成硬件系统。

参考图3和图15，注射机头包含一个倾斜角度传感器，定位安装于系统内，检测注射头部与地平面之间的角度关系，通过系统采集处理该传感器信号，触摸显示屏显示的图形用户界面，会根据当前注射头部与地平面的俯仰角关系自动调整为符合操作人员自然视角的图形用户界面,解决了注射机头朝下进行注射时，触摸显示屏不方便操作人员观察及操作的问题。

一个实施例，如图3所示，当注射头部与地平面成仰角a时，触摸显示屏显示的图形用户界面如图16a所示，当注射头部与地平面成俯角b关系时，液晶显示屏上的图形用户界面如图16b所示。

参考图2和图16a、16b所示，注射机头的触摸显示屏，具有控制及显示的功能，液晶显示屏显示的用户图形界面如图16c所示，包含：

机头状态显示栏(A)，用于指示当前注射机头触摸显示屏的状态，是处于激活还是待机的状态。

手动、自动控制按钮栏(B)，用于选择是手动操作还是设定方案自动操作注射机头。

方案设置栏(C)，用于在自动操作状态下设置详细参数，包含设置注射阶段、注射容量、注射速率、有无延迟、压力限值等参数并提供方案锁定按钮，同时显示阶段注射所需时间及当前系统时间日期。

针筒状态显示栏(D)，用于显示针筒当前状态，包含针筒是否插入到位、针筒内当前液体容量。

提示栏(E)，用于显示下一步的操作内容，指导操作人员进行正确操作。

方案信息显示栏(F)，用于显示当前设置完成的注射方案，所要用到的总注射容量，及所需要的总时间。

参考图2、系统的注射方案可被配置为同步注射模式，该方案模式，允许双针筒以不同的比例同时向患者体内递送不同液体，如图17中G所指示的，一个使用实例中，方案设置AB针筒的百分比可调整，且其中一个针筒注射药剂(包含但不仅限于造影剂)，另一针筒注射清洗剂(包含但不仅限于生理盐水)，研究表明，这种注射方案尤其在右心脏血管造影时更具优势。

参考图2和图4，注射机头还包含两组致动系统，该系统被固定于注射机头内部，且被配置为用于推动或回缩针筒活塞，以达到将液体递送给患者或从液体存储器中将液体吸入针筒的目的。如图18所示为致动系统的结构透视图，包含：B侧推杆(23)，A侧推杆(24)，B侧致动电机(25)，A侧致动电机(26)，B侧手动旋钮(27)，A侧手动旋钮(28)。

当注射机头接收命令时，系统启动致动电机(25、26)，通过同步带及齿轮啮合的传动结构，推动推杆(23、24)向前或回缩，因推杆前端与针筒活塞挂接，故带动针筒活塞运动，实现向患者递送液体，或从液体存储器中吸入针筒的目的。操作人员也可以通过手动旋转手动旋钮(27、28)来实现前面所述功能。

参考图18注射机头每组致动系统，还包含有压力传感器，用于工作过程中，向患者递送液体时，实时检测针筒内的注射压力，检测精度高，反应灵敏，系统根据压力传感器的反馈信息，调整致动电机的输出，以满足操作人员预设的注射方案。

使用压力传感器直接检测针筒压力的方式，相较于通过检测致动电机电流进而计算电机扭矩来判断针筒内压力的方式，缩短了反应时间，且避免了不必要的计算误差，更安全有效。

一个实施例，如图18-1所示为其中一组致动电机结构的剖视图，压力传感器检测的实现方式为：外部压力通过针筒活塞传递到推杆(23)，在通过推杆传递到丝杆螺母(2301)，然后通过丝杆螺母末端的环形挡圈传递到压力传感器(2302)的轴承端部，通过轴承端面的受力进一步将力传递到压力应变片，最终实现外部压力的检测。

参考图2、图18所示，注射机头完成一次注射后，液晶显示屏会弹出压力曲线界面，操作人员可以在该用户界面上查看各种注射相关信息，包含方案持续时间、压力限制、峰值压力，如图19a所示为正常血管状态下的压力曲线，图19b为血管堵塞状态下的压力曲线，横坐标为方案持续时间、纵坐标为压力值，操作人员可以通过查看压力曲线，判断出目标血管是否存在堵塞。

参考图1所示，本发明披露的血管造影注射显示装置系统包含一个支架(4)，用于支撑承载注射机头(3)。该支架结构透视如图20所示，包含：1个带有锁定销 (4011)的支架套筒(401)，1个支架壳体(402)，1个由2个液体存储器安放孔 (4032、4033)及1个扶手(4031)组成的扶手盘(403)，若干个带锁万向脚轮(404)。

其中支架套筒(401)被配置成和注射机头弯管组件(5)套接安装的部件，通过锁定销的锁定及解锁，注射机头能方便的和支架固定及分离，扶手盘(403)固定在支架壳体(402)上，壳体底部安装有若干个带锁万向脚轮(404)，当脚轮解锁，操作人员可以推动扶手盘，自由的移动支架位置，并在到达合适的位置时锁定脚轮，以保证支架的位置不发生改变。

参考图1所示，本发明披露的血管造影注射显示装置系统包含一个电源箱，该电源箱可操作的连接到远端DCU(1)及注射机头(3)上。电源箱内包含若干电力转换装置(未示出)，这些转换装置用于将家用和国际标准化商用的交流网电电力转化为系统内部使用的直流电力。电源箱内亦包含一个电源控制系统，该控制系统被配置成监控各个电源的电压电流状态，用以保证血管造影注射显示装置系统的电源稳定性。该电源箱还包含一个通信交换系统，用于远端DCU、电源箱及注射机头的信息交互。

如图21所示为电源箱结构示意图，包含一个长方体外壳(2006)，内部有若干电路转换装置，控制系统及通信交换系统，壳体底部安装有四个安装脚垫(2007)，用于保持电源箱的稳定安放及保护壳体的外观不被损坏。

壳体右侧板装有：一个注射机头线缆接口(2001)，通过线缆与注射机头相连接，传输直流电及各种信息，一个远端DCU线缆接口(2002)，通过线缆与远端DCU 相连，传输直流电及各种信息，一个带灯电源启动开关(2003)，用于开启、关闭电源箱供电，一个AC电源线格兰头接口(2004)，用于将电源线紧固在壳体上，防止松脱，一根带插头的AC电源线(2005)，用于将网电电源引入电源箱。

壳体左侧板装有：一个手提把手(2008)，方便操作人员移动电源箱，一个RJ45 接口，用于电源箱内系统升级，一个外壳接地柱(2010)，用于将电源箱外壳接入保护大地。

参考图1所示，本发明披露的血管造影注射显示装置系统包含一个远端DCU(1)，该远端DCU被安放在控制室内，通过线缆可操作的连接到电源箱。

如图22所示为远端DCU的结构示意图，一个前盖壳体(1002)，该前盖壳体上安装有：一个触摸显示屏(1001)，该触摸显示屏为操作人员远程操作注射机头进行液体注射程序的用户接口，一个系统电源按钮(1003)，该电源按钮用于在电源箱正常工作的情况下，启动和关闭系统供电，一个中止按钮(1004)，该按钮用于在一次注射程序过程中，中止该注射程序，一个注射/暂停按钮(1005)，该按钮用于启动或暂停一次注射程序。

一个后盖壳体(1007)，该后盖壳体上装有：一个手动开关搁架(1008)，该搁架用于放置手动开关，一个手动开关插口(1009)，用于手动开关接头的插入，一个电源箱线缆插口(1010)，用于连接电源箱电力及通信线缆的插入，一个亮度增加按钮(1011)，用于增加液晶显示屏的亮度，一个亮度减小按钮(1012)，用于降低液晶显示屏的亮度。

一个远端DCU支架(1006)，固定安装于后盖壳体上，用于可改变倾斜角度的支撑壳体及壳体内部所有部件，包含一个阻尼支架转轴(10061)，允许壳体以转轴为轴心，根据操作人员的使用习惯，可任意调节倾斜角度，且能保持在该倾斜角度，为操作人员提供最佳的操作视角。

参考图22所示，远端DCU包含一个触摸显示屏(1001)，由触摸屏覆盖于液晶显示屏上构成，具有控制及显示的功能，操作人员可以通过操作远端DCU实现控制注射机头进行液体注射程序。

一个实施例如图23所示，液晶显示屏显示的图形界面包含：设备型号，注射机头状态，时间日期，信息提示，针筒内现有液体容量，方案设置详细参数项等。通过触摸屏检测操作人员的操作，包含：注射方案详细参数设置，方案锁定、解锁，方案调、存储等，当系统检测并处理操作人员的触摸输入后，将对应的变动信息显示在液晶显示屏的图形界面上，同时经远端DCU内部通信交互系统的处理后，同步到注射机头的液晶显示屏上，同时控制注射机头按照操作人员的指令进行相应动作。

参考图1及图20，本发明披露的血管造影注射显示装置系统，其支架支撑注射机头可替换为立柱方式，如图24所示，该立柱支架(41)包含：一个立柱套筒4101，用于承载注射机头，安装固定在立柱弯管(4102)上，两个锁定环(4103)，用于将药液支架锁定在立柱一侧，一个在立柱上的开口(4104)，用于电源箱到注射机头的线缆走线，一个底座(4105)用于固定立柱，该底座向外延伸若干支脚架(4106)，每支脚架安装一个带锁万向脚轮(4107)，操作人员可自由调整立柱支架位置，且在到达目标位置后锁定脚轮，以保证立柱支架位置不发生改变，一根可调节高度的药液挂钩支架，方便用户实际使用，该药液支架包含两个挂钩(4108)，安装在伸缩杆(4109) 上，用于挂接药液容器，伸缩杆由锁定扣(4110)锁定在药物支架主体杆(4111)上。

参考图1，本发明披露的血管造影注射显示装置系统，其支架支撑注射机头可替换为吊臂方式，如图25所示，该吊臂包含：一个天顶罩(4201)，用于将吊臂固定安装于操作室房间顶部，一根下延柱(4202)由天顶罩向下延伸，一根单臂中央轴 (4204)通过第一关节(4203)可旋转的连接到下延柱上，一根弹簧臂(4207)通过由竖向转轴(4206)和水平横向转轴(4205)构成的第二关节可活动的连接到单臂中央轴上，一根延长柱(4210)通过由竖向转轴(4208)和横向转轴(4209)构成的第三关节，可活动的连接到弹簧臂上，该延长柱的另一端固定一个套筒(4211)，用于承载注射机头(3)，整个吊臂系统，可万向移动、保持注射机头到达适当位置，方便操作人员使用。

参考图1、图24及图25，一个实施例如图26所示，系统的电力及通信线缆在操作室的走线方式为内部走线，即穿过设备支架或立柱或吊臂，通过弯管内部连接到注射机头上，与控制室的线缆中间由航空头对接，简单、有效的保护了线缆，且方便设备分离及安装运输。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种用于血管造影的注射装置系统，其特征在于：包含：控制显示装置、电源通信装置、注射显示装置、注射显示装置支架，控制室(A)隔离于操作室(B)之外，远端DCU(1)及电源箱(2)安放在控制室内，电源箱将AC网电电源转化为DC直流电源，通过电力线缆，提供给远端DCU及操作室内的注射机头上(3)，且负责远端DCU与注射机头的通信交换，注射机头(3)可扭转的安装在支架(4)上，弯管组件5、A侧手动旋钮6、B侧手动旋钮7、注射按键8、暂停按键9、触摸显示屏10、B侧针筒安装孔11、A侧针筒安装孔12、上盖壳体13、下盖壳体14、后灯罩15、针筒安装组件16、A侧针筒指示灯17、B侧针筒指示灯18，所述的触摸显示屏(10)、注射/暂停按键(8)及中止键(9)安装于上盖壳体上，针筒安装组件(16)包含A、B侧针筒安装孔(12、11)及A、B侧针筒指示灯(17、18)，A、B侧手动旋钮(6、7)安装于各自的转轴上，且该转轴穿过后灯罩，注射机头(3)通过其弯管组件(5)安装在支架(4)上，注射机头包含针筒安装组件(16)包含一个前盖组件(19)，2个针筒旋转组件(20)，2个光耦安装组件(21)，22为针筒，20为旋转部件，21为固定部件，20的主要结构由限位块A(201)，旋转部件主体(202)，光耦挡光卡爪(203)，限位块B(204)，以及背面的4个限位球形凹槽(205)组成；固定部件21的主要由固定部件主体(301)，检测光耦B(302)，限位柱B(303),2个球头弹簧柱塞(304)以及限位柱A(305)和检测光耦A(306)组成，所述的气泡检测传感器(60)包含：一个卡接在输液管(70)传感器检测头(6001)，一根传输线(6002)，及一个固定在注射机头后盖壳体上的接头(6003)，所述的针筒保温套附件(80)包含一个可以卡在针筒外壁上的加热组件(8001)，以及一根带螺旋弹性延展的传输线，插接也注射机头的后盖壳体上，所述的和注射机头匹配的注射针筒(71)，其包含筒身(7101)，活塞密封圈(7102)，活塞座卡爪套件(7102)，及活塞座槽口套件(7103)。

2.根据权利要求1所述的一种用于血管造影的注射装置系统，其特征在于：所述的上盖壳体的结构包含上盖壳体(13)，由触摸屏(101)、液晶显示屏(102)及安装底板(103)构成的触摸显示屏(10)，硅胶按键块(105)由注射/暂停按键(8)、中止键(9)组成，缓冲防水胶圈(106)放置在触摸显示屏与上盖壳体之间，起到保护触摸屏和防水的作用，按键板PCB(104)，主板PCB(501)构成硬件系统。

3.根据权利要求1所述的一种用于血管造影的注射装置系统，其特征在于：所述的血管造影的注射装置系统包含一个支架(4)，用于支撑承载注射机头(3)，支架包含：1个带有锁定销(4011)的支架套筒(401)，1个支架壳体(402)，1个由2个液体存储器安放孔(4032、4033)及1个扶手(4031)组成的扶手盘(403)，若干个带锁万向脚轮(404)。

4.根据权利要求1所述的一种用于血管造影的注射装置系统，其特征在于：所述的支架套筒(401)被配置成和注射机头弯管组件(5)套接安装的部件，通过锁定销的锁定及解锁，注射机头能方便的和支架固定及分离，扶手盘(403)固定在支架壳体(402)上，壳体底部安装有若干个带锁万向脚轮(404)，当脚轮解锁，操作人员可以推动扶手盘，自由的移动支架位置，并在到达合适的位置时锁定脚轮，以保证支架的位置不发生改变。

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